JP2557648Y2 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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JP2557648Y2
JP2557648Y2 JP7681792U JP7681792U JP2557648Y2 JP 2557648 Y2 JP2557648 Y2 JP 2557648Y2 JP 7681792 U JP7681792 U JP 7681792U JP 7681792 U JP7681792 U JP 7681792U JP 2557648 Y2 JP2557648 Y2 JP 2557648Y2
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heat exchanger
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裕昭 原田
純直 友保
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui E&S Holdings Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui E&S Holdings Co Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は、燃焼装置に設置されて
高温の燃焼排ガスにより空気を加熱する熱交換器、例え
ば、都市ごみを焼却する焼却装置に設置される熱交換器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanger which is installed in a combustion device and heats air with high-temperature combustion exhaust gas, for example, a heat exchanger which is installed in an incinerator for incinerating municipal solid waste.

【0002】[0002]

【従来の技術】都市ごみ、各種産業廃棄物、汚泥等の廃
棄物の排出量は年々増加傾向にあり、その処理に関して
は近年大きな社会問題となってきている。可燃性物質を
含む上記廃棄物の大半は、焼却装置により焼却処理が行
われている。これは、他の処理方法に比べて、焼却処理
が最も衛生的であり、また廃棄物の体積を減少させて最
終処分が容易になるからである。
2. Description of the Related Art The amount of waste such as municipal waste, various industrial wastes, and sludge has been increasing year by year, and the disposal thereof has become a major social problem in recent years. Most of the waste containing combustibles has been incinerated by incinerators. This is because incineration is the most sanitary, and the volume of waste is reduced, making final disposal easier than other methods.

【0003】この焼却装置においては、高温の燃焼排ガ
スのエネルギを有効利用するために、燃焼炉の出口に熱
交換器を設置して、燃焼排ガスにより空気を加熱すると
ともに燃焼排ガスを冷却している。上記空気は燃焼や廃
棄物の加熱等に用いられるもので、熱交換器の燃焼排ガ
スの流路に多数配設された伝熱材としての伝熱管の内部
を空気が流れて熱交換されるようになっている。
[0003] In this incinerator, a heat exchanger is installed at the outlet of the combustion furnace to heat the air and cool the combustion exhaust gas in order to effectively use the energy of the high-temperature combustion exhaust gas. . The air is used for combustion and heating of waste, etc., so that air flows through the inside of a heat transfer tube as a heat transfer material provided in a large number in a flow path of a combustion exhaust gas of a heat exchanger so that heat is exchanged. It has become.

【0004】ところで、上記都市ごみ等の被焼却物に
は、紙類、厨芥類、塩化ビニル等のプラスチック類、ゴ
ム皮革類、金属類など種々のものが混在している。この
ため、燃焼排ガスの中には、高濃度の煤塵や塩化水素
(HCl)また濃度的にはそれほど高くないが硫黄酸化
物(SOx )や有機酸などの腐食性成分が含まれてい
る。この高温の燃焼排ガスが上記伝熱管に直接接触する
と、排ガス中の腐食性成分が伝熱管を激しく腐食させ、
また高温で溶融しているダストが伝熱管に付着して腐食
をさらに促進させることとなる。
[0004] By-products such as municipal waste include various things such as papers, kitchen waste, plastics such as vinyl chloride, rubber leather, and metals. Therefore, the flue gas contains corrosive components such as high concentrations of dust and hydrogen chloride (HCl) and sulfur oxides (SOx) and organic acids which are not so high in concentration. When this high-temperature combustion exhaust gas comes into direct contact with the heat transfer tube, corrosive components in the exhaust gas severely corrode the heat transfer tube,
In addition, the dust that is melted at a high temperature adheres to the heat transfer tube to further promote corrosion.

【0005】そこで、伝熱管が燃焼排ガスに直接接触す
ることを避けて腐食の急激な進行を抑えるために、伝熱
管の燃焼排ガス側の表面に熱伝導性の良いセラミック層
を所定厚さ塗布して、伝熱管の代わりにこのセラミック
層が燃焼排ガスに直接接触するようにしていた。
Therefore, in order to prevent the heat transfer tube from coming into direct contact with the combustion exhaust gas and to suppress rapid progress of corrosion, a ceramic layer having good heat conductivity is applied to the surface of the heat transfer tube on the combustion exhaust gas to a predetermined thickness. Thus, instead of the heat transfer tube, the ceramic layer is in direct contact with the combustion exhaust gas.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記セ
ラミック層は多孔質であるので、燃焼排ガスがセラミッ
ク層の表面から徐々に内部に浸入してやがて伝熱管に接
することとなり、そのため、このセラミック層では伝熱
管を燃焼排ガスから完全に遮断することは困難であっ
た。
However, since the ceramic layer is porous, the combustion exhaust gas gradually enters the inside of the ceramic layer from the surface thereof and eventually comes into contact with the heat transfer tube. It was difficult to completely shut off the heat transfer tubes from the flue gas.

【0007】具体的には、塩化水素等の腐食性成分を含
む燃焼排ガスがセラミック層の内部を通って伝熱管表面
に接し、且つ、この時の伝熱管表面の温度が300乃至
350℃以上の場合には、いわゆる高温ガス腐食が発生
して伝熱管の腐食が急激に進行することが知られてい
る。
Specifically, the combustion exhaust gas containing a corrosive component such as hydrogen chloride contacts the surface of the heat transfer tube through the inside of the ceramic layer, and the temperature of the surface of the heat transfer tube at this time is 300 to 350 ° C. or more. In such a case, it is known that so-called high-temperature gas corrosion occurs and corrosion of the heat transfer tube rapidly progresses.

【0008】そのため、伝熱管を高温ガス腐食から保護
するためには、熱交換器で加熱される空気温度としては
250乃至300℃が出口空気温度の上限であり、これ
以上の高温度の加熱空気を得ることは従来は不可能であ
った。
Therefore, in order to protect the heat transfer tube from high-temperature gas corrosion, the upper limit of the outlet air temperature of the air heated by the heat exchanger is from 250 to 300 ° C. Was previously impossible.

【0009】本考案は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、伝熱材の腐食を防止するとともに、従来
よりも大量の熱量を熱交換して空気を高温に加熱するこ
とができる熱交換器を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to prevent the heat transfer material from being corroded, and to exchange a larger amount of heat than before to heat the air to a high temperature. It is intended to provide an exchanger.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本考案に係る熱交換器
は、腐食性成分及びダストを含む高温低圧の燃焼排ガス
が流れる排ガス通路と、この燃焼排ガスより相対的に低
温高圧の空気が流れる空気通路とを伝熱壁により仕切っ
て、上記燃焼排ガスから上記空気に熱を伝える熱交換器
において、上記伝熱壁は、一方の面が上記空気に接触す
るとともに、所定位置に配列された複数の貫通孔を有す
る伝熱材と、この伝熱材の他方の面に取付けられ上記燃
焼排ガスに接触する多孔質材とを備えたものである。
The heat exchanger according to the present invention comprises an exhaust gas passage through which high-temperature and low-pressure combustion exhaust gas containing corrosive components and dust flows, and an air through which relatively low-temperature and high-pressure air flows from the combustion exhaust gas. In the heat exchanger that separates the passage with the heat transfer wall and transfers heat from the combustion exhaust gas to the air, the heat transfer wall has one surface in contact with the air and a plurality of heat transfer walls arranged at predetermined positions. A heat transfer material having a through-hole and a porous material attached to the other surface of the heat transfer material and in contact with the combustion exhaust gas.

【0011】[0011]

【作用】本考案においては、空気の圧力の方が燃焼排ガ
スの圧力よりも高いので、この高圧の空気は該空気に接
している伝熱材の貫通孔内に流れ込んだのち多孔質材内
に浸入する。そして、上記空気は多孔質材の内部の空洞
を拡散しながら排ガス通路方向に進行し、最終的には多
孔質材の表面に到達したのち燃焼排ガスと混合される。
In the present invention, since the pressure of the air is higher than the pressure of the flue gas, the high-pressure air flows into the through-hole of the heat transfer material in contact with the air, and then flows into the porous material. Penetrate. The air travels in the direction of the exhaust gas while diffusing through the cavity inside the porous material, and finally reaches the surface of the porous material and is mixed with the combustion exhaust gas.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本考案の一実施例を図1乃至図9によ
り説明する。図4は、本考案に係る熱交換器が設置さ
れ、都市ごみ、各種産業廃棄物、シュレッダーダスト、
汚泥等の廃棄物を焼却処理するための焼却装置のプロセ
スを示すブロック図である。このプロセスでは、燃焼溶
融炉を用いて廃棄物を焼却処理している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Fig. 4 shows the installation of the heat exchanger according to the present invention, municipal waste, various industrial wastes, shredder dust,
It is a block diagram which shows the process of the incineration apparatus for incinerating wastes, such as sludge. In this process, waste is incinerated using a combustion melting furnace.

【0013】都市ごみ等の廃棄物Bは、図示しない受入
前処理設備により、受入れ、破砕、貯蔵、混合等の各処
理がなされたのち投入ホッパに供給され、この投入ホッ
パから供給装置により燃焼溶融工程の燃焼溶融炉1に送
られ、高温の炉内温度で燃焼される。
The waste B such as municipal solid waste is subjected to various processes such as receiving, crushing, storing, mixing, etc. by a receiving pre-processing facility (not shown), and then supplied to an input hopper. It is sent to the combustion melting furnace 1 in the process and is burned at a high furnace temperature.

【0014】燃焼溶融炉1からは燃焼排ガス3が排出さ
れ、また溶融炉1内で溶融された溶融灰4は炉底から系
外に排出されて再利用可能な溶融スラグとして回収され
る。
The combustion exhaust gas 3 is discharged from the combustion melting furnace 1, and the molten ash 4 melted in the melting furnace 1 is discharged out of the system from the furnace bottom and collected as reusable molten slag.

【0015】燃焼溶融炉1の排ガス出口には、本実施例
に係る熱交換器5が取付けられている。この熱交換器5
は、塩化水素等の腐食性成分及びダストを含む高温低圧
(ガス入口温度T1 =約800乃至1500℃、ガス入
口圧力P1 =約−10乃至−490mmH2O)の燃焼排
ガス3が流れる排ガス通路6と、この燃焼排ガス3より
相対的に低温高圧(空気入口温度T3 =約0乃至300
℃、空気入口圧力P3=約+100乃至+1000mmH2
O)の空気7が流れる空気通路8とを伝熱壁により仕切
って、燃焼排ガス3から空気7に熱を伝えるようにして
いる。
A heat exchanger 5 according to the present embodiment is attached to an exhaust gas outlet of the combustion melting furnace 1. This heat exchanger 5
Is an exhaust gas flowing at a high temperature and low pressure (gas inlet temperature T 1 = about 800 to 1500 ° C., gas inlet pressure P 1 = about −10 to −490 mmH 2 O) containing corrosive components such as hydrogen chloride and dust. The passage 6 and the flue gas 3 have a relatively low temperature and high pressure (air inlet temperature T 3 = about 0 to 300).
° C, air inlet pressure P 3 = about +100 to +1000 mmH 2
O) The air passage 8 through which the air 7 flows is partitioned by a heat transfer wall to transfer heat from the combustion exhaust gas 3 to the air 7.

【0016】この熱交換器5により温度T2(約500
乃至1300℃)まで冷却されたのちの燃焼排ガス3a
は、廃熱ボイラ9によりさらに熱回収されたのち、吸引
ブロアを備える排ガス処理工程10に送られ、この排ガ
ス処理工程10により、ダストの捕集、有害物質の除
去、白煙防止等の各種処理がなされたのち煙突11から
大気中に排出される。
The heat exchanger 5 allows the temperature T 2 (about 500)
Combustion exhaust gas 3a after cooling to
Is further recovered by the waste heat boiler 9 and then sent to an exhaust gas treatment step 10 equipped with a suction blower. The exhaust gas treatment step 10 collects dust, removes harmful substances, and prevents various treatments such as white smoke prevention. Is discharged from the chimney 11 into the atmosphere.

【0017】燃焼空気ブロア12から吐出される温度T
3 、圧力P3 の上記空気7は、上記熱交換器5により加
熱されて、空気出口温度T4 =約300乃至600℃、
空気出口圧力P4 =約+50乃至+950mmH2Oの高
温空気13となって上記燃焼溶融炉1の内部に流れ込ん
で燃焼用空気として利用される。
The temperature T discharged from the combustion air blower 12
3. The air 7 at a pressure P 3 is heated by the heat exchanger 5 and the air outlet temperature T 4 = about 300 to 600 ° C.
The high-temperature air 13 having an air outlet pressure P 4 of about +50 to +950 mmH 2 O flows into the combustion melting furnace 1 and is used as combustion air.

【0018】次に、本考案の第1実施例に係る熱交換器
5についてさらに詳細に説明する。図5,図6に示すよ
うに、熱交換器5の中央部には断面矩形の排ガス通路6
が形成され、この排ガス通路6の周囲には伝熱壁17で
仕切られた空気通路8が配設されている。
Next, the heat exchanger 5 according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail. As shown in FIGS. 5 and 6, an exhaust gas passage 6 having a rectangular cross section is provided at the center of the heat exchanger 5.
An air passage 8 partitioned by a heat transfer wall 17 is provided around the exhaust gas passage 6.

【0019】伝熱壁17は、一方の面(即ち外周面2
5)が空気7に接触するとともに、所定位置に配列され
た複数の貫通孔26(後述する図1乃至図3参照)を有
する熱伝導率の良い伝熱材としての伝熱板27と、この
伝熱板27の他方の面(即ち内周面28)の全体に取付
けられ、燃焼排ガス3に接触する多孔質材としての多孔
性セラミック層29とを備えている。このセラミック層
29を伝熱板27の内周面28に固着することにより、
腐食性成分を有する高温の燃焼排ガス3に伝熱板27が
直接触れないようにして、腐食の急激な進行を防止して
いる。
The heat transfer wall 17 has one surface (that is, the outer peripheral surface 2).
5) is in contact with air 7 and has a plurality of through holes 26 (see FIGS. 1 to 3 described later) arranged at predetermined positions, and a heat transfer plate 27 as a heat transfer material having good thermal conductivity. A porous ceramic layer 29 as a porous material that is attached to the entire other surface (that is, the inner peripheral surface 28) of the heat transfer plate 27 and that comes into contact with the combustion exhaust gas 3 is provided. By fixing the ceramic layer 29 to the inner peripheral surface 28 of the heat transfer plate 27,
The heat transfer plate 27 does not directly contact the high-temperature combustion exhaust gas 3 having a corrosive component, thereby preventing rapid progress of corrosion.

【0020】上記空気通路8は、伝熱板27と、この伝
熱板27に対して所定の間隔を有して外方に配設された
外壁板30とにより形成されている。また、空気通路8
の下端部31は、供給された空気7の圧力を均一にして
空気通路8の全体に渡って空気を均一に流すための下部
空気室32に連通し、一方、空気通路8の上端部33
は、熱交換されて得られた高温空気13の圧力を均一に
して空気通路8の全体から空気を均一に排出させるため
の上部空気室34に連通している。
The air passage 8 is formed by a heat transfer plate 27 and an outer wall plate 30 provided outside the heat transfer plate 27 at a predetermined interval. The air passage 8
The lower end 31 of the air passage 8 communicates with a lower air chamber 32 for making the pressure of the supplied air 7 uniform and flowing the air uniformly throughout the air passage 8, while the upper end 33 of the air passage 8
Is connected to an upper air chamber 34 for uniformizing the pressure of the high-temperature air 13 obtained by heat exchange and uniformly discharging air from the entire air passage 8.

【0021】セラミック層29としては、熱伝導性の良
い例えば炭化硅素(SiC)のキャスタブルを、伝熱板
27の内周面28の全面に10乃至50mmの厚みに塗布
することが好ましい。
As the ceramic layer 29, it is preferable to apply a castable material having good thermal conductivity, for example, silicon carbide (SiC) to the entire inner peripheral surface 28 of the heat transfer plate 27 to a thickness of 10 to 50 mm.

【0022】図7は、伝熱板27に貫通孔を穿設してい
ない従来の熱交換器の構造を示している。この場合に
は、多孔質のセラミック層29の内部に、塩化水素等の
腐食性成分を有する燃焼排ガス3が矢印Cのように次第
に浸入して伝熱板27の内周面28に接してこの伝熱板
27を腐食させる。したがって、上述の高温ガス腐食の
発生を防止するためには、伝熱板27の表面温度を30
0乃至350℃未満にしなければならない。
FIG. 7 shows the structure of a conventional heat exchanger in which a through hole is not formed in the heat transfer plate 27. In this case, the combustion exhaust gas 3 having a corrosive component such as hydrogen chloride gradually enters the inside of the porous ceramic layer 29 as shown by an arrow C, and comes into contact with the inner peripheral surface 28 of the heat transfer plate 27. The heat transfer plate 27 is corroded. Therefore, in order to prevent the occurrence of the above-mentioned high-temperature gas corrosion, the surface temperature of the heat transfer plate 27 is set to 30 degrees.
It must be between 0 and less than 350 ° C.

【0023】さらに、燃焼溶融工程を有している本プロ
セスのような場合には、焼却炉の代りの燃焼溶融炉1か
ら熱交換器5に送られる燃焼排ガス3の温度T1 は、例
えば800乃至1500℃の如く極めて高温である。こ
の温度T1 は、燃焼排ガス3に含まれているダストの溶
融温度(約1000℃)よりも高いこともあるので、ダ
スト自体も排ガス中で溶融しており、このダストがセラ
ミック層29の表面で冷却されて該表面に付着する。こ
うしてダスト35が付着すると、ダスト35の中に含ま
れているカリウム(K),カルシウム(Ca),ナトリ
ウム(Na)などがアルカリ塩や硫化物となって熱交換
器5を腐食させるいわゆる析出腐食を起こし、また、伝
熱効率を著しく低下させてしまう。
Further, in the case of the present process having a combustion melting step, the temperature T 1 of the combustion exhaust gas 3 sent from the combustion melting furnace 1 instead of the incinerator to the heat exchanger 5 is, for example, 800 Very high temperature, such as ~ 1500 ° C. Since this temperature T 1 may be higher than the melting temperature (about 1000 ° C.) of the dust contained in the combustion exhaust gas 3, the dust itself is also melted in the exhaust gas, and this dust is deposited on the surface of the ceramic layer 29. And adheres to the surface. When the dust 35 adheres in this manner, potassium (K), calcium (Ca), sodium (Na), etc. contained in the dust 35 become alkali salts or sulfides, so-called precipitation corrosion in which the heat exchanger 5 is corroded. And the heat transfer efficiency is significantly reduced.

【0024】これに対して、本実施例装置においては、
図1乃至図3に示すように、空気7に接する伝熱板27
に複数の貫通孔26を穿設し、この貫通孔26を所定位
置に配列している。伝熱壁17により仕切られた空気通
路8を流れる空気7と、排ガス通路6を流れる燃焼排ガ
ス3とを比べると、空気7の方が燃焼排ガス3より相対
的に圧力が高いので、空気通路8内の空気7は圧力差を
推進力として貫通孔26を通ってセラミック層29内に
浸入する。次いで上記空気7は、セラミック層29内の
空洞を矢印Dに示すように円錐状に拡散しながら排ガス
通路6の方向に進行し、やがて排ガス通路6内に流出す
る。このように、セラミック層29内には空気の流れが
あるので、燃焼排ガス3がセラミック層29内に浸入し
て伝熱板27の方向(図7の矢印C方向)に流れること
はなくなり、したがって、燃焼排ガス3が含んでいる腐
食性成分により伝熱板27が腐食することはない。
On the other hand, in this embodiment,
As shown in FIGS. 1 to 3, the heat transfer plate 27 in contact with the air 7
Are provided with a plurality of through holes 26, and the through holes 26 are arranged at predetermined positions. When the air 7 flowing in the air passage 8 partitioned by the heat transfer wall 17 is compared with the flue gas 3 flowing in the flue gas passage 6, the air 7 has a relatively higher pressure than the flue gas 3. The inside air 7 penetrates into the ceramic layer 29 through the through hole 26 by using the pressure difference as a driving force. Next, the air 7 travels in the direction of the exhaust gas passage 6 while diffusing in a conical shape in the cavity in the ceramic layer 29 as shown by the arrow D, and eventually flows out into the exhaust gas passage 6. As described above, since the air flows in the ceramic layer 29, the flue gas 3 does not enter the ceramic layer 29 and flow in the direction of the heat transfer plate 27 (the direction of arrow C in FIG. 7). The heat transfer plate 27 is not corroded by corrosive components contained in the combustion exhaust gas 3.

【0025】また、本実施例においては、図7にみられ
るようなダスト35がセラミック層29の表面に付着す
ることがなく常に該表面がクリーンな状態に保たれてい
るので、析出腐食が起こることはなく、しかも伝熱効率
が低下する恐れもない。具体的には、従来は、伝熱板2
7やセラミック層29は消耗品と考えられており、2乃
至3年毎に取替えていたのであるが、本実施例によれば
10年以上の使用に十分耐えることができ、熱交換器5
の寿命を大幅に向上させることができる。
In this embodiment, since the dust 35 as shown in FIG. 7 does not adhere to the surface of the ceramic layer 29 and the surface is always kept in a clean state, precipitation corrosion occurs. And there is no fear that the heat transfer efficiency is reduced. Specifically, conventionally, the heat transfer plate 2
The ceramic layer 7 and the ceramic layer 29 are considered consumables and are replaced every two or three years. According to this embodiment, however, the heat exchanger 5 and the ceramic layer 29 can be sufficiently used for ten years or more.
Life can be greatly improved.

【0026】本実施例における熱交換器5に関する好ま
しい温度及び圧力の条件をまとめると、下記のとおりで
ある。 ・入口燃焼排ガス温度T1 :800乃至1500℃ ・入口燃焼排ガス圧力P1 :−10乃至−490mmH2O ・出口燃焼排ガス温度T2 :500乃至1300℃ ・出口燃焼排ガス圧力P2 :−20乃至−500mmH2O ・入口空気温度T3 :0乃至300℃ ・入口空気圧力P3 :+100乃至+1000mmH2O ・出口空気温度T4 :300乃至600℃ ・出口空気圧力P4 :+50乃至+950mmH2O このように本実施例によれば、従来は250乃至300
℃が上限であった出口空気温度T4 を、300乃至60
0℃の如く大幅に高温にすることができ、燃焼排ガスが
有しているエネルギを有効に利用することができる。
The preferred temperature and pressure conditions for the heat exchanger 5 in this embodiment are summarized as follows. Inlet flue gas temperature T 1 : 800 to 1500 ° C. Inlet flue gas pressure P 1 : −10 to −490 mmH 2 O Outlet flue gas temperature T 2 : 500 to 1300 ° C. Outlet flue gas pressure P 2 : −20 to -500 mmH 2 O ・ Inlet air temperature T 3 : 0 to 300 ° C. ・ Inlet air pressure P 3 : +100 to +1000 mm H 2 O ・ Outlet air temperature T 4 : 300 to 600 ° C. ・ Outlet air pressure P 4 : +50 to +950 mm H 2 O As described above, according to the present embodiment, conventionally, 250 to 300
The outlet air temperature T 4 at which the upper limit was 300 ° C.
The temperature can be significantly increased, such as 0 ° C., and the energy of the combustion exhaust gas can be used effectively.

【0027】図3は、伝熱板27に穿設した複数の貫通
孔26の配列を示した立面図であり、直径dの各貫通孔
26は、縦方向と横方向に所定のピッチe,fで形成さ
れている。かかる孔径dとピッチe,fは、セラミック
層29の各種条件や下記に示す諸条件によって定まる数
値であり、好ましい一実施例を下記に示す。 ・セラミック層29の材質と空隙率:SiC耐火物 (SiCの割合(重量%);5乃至80%) ・セラミック層29の厚さl :5乃至100〔mm〕 ・空気通路8と排ガス通路6の圧力差:10乃至1000mmH2O ・燃焼排ガス中の有害物質の成分,濃度:SOxとHClのうち一方のガス 又は両方のガスを含んでおり、そ の濃度は例えば、下記の通り。 SOx;10乃至1000ppm HCl;10乃至5000ppm ・系の温度配置 :上記温度T1 乃至T4 として示した通りである。 ・孔 径 d:1乃至50〔mm〕 ・縦方向ピッチ e:10乃至500〔mm〕 ・横方向ピッチ f:10乃至500〔mm〕
FIG. 3 is an elevational view showing the arrangement of a plurality of through holes 26 formed in the heat transfer plate 27. Each through hole 26 having a diameter d has a predetermined pitch e in the vertical and horizontal directions. , F. The hole diameter d and the pitches e and f are numerical values determined by various conditions of the ceramic layer 29 and the following conditions, and a preferred embodiment is shown below. Material and porosity of ceramic layer 29: SiC refractory (Ratio of SiC (% by weight; 5 to 80%)) Thickness l of ceramic layer 29: 5 to 100 [mm] Air passage 8 and exhaust gas passage 6 Pressure difference: 10 to 1000 mmH 2 O. Component and concentration of harmful substances in combustion exhaust gas: One or both gases of SOx and HCl are contained, and the concentration is as follows, for example. SOx; 10 to 1000 ppm HCl; 10 to 5000 ppm System temperature distribution: As shown as the above temperatures T 1 to T 4 . -Hole diameter d: 1 to 50 [mm]-Vertical pitch e: 10 to 500 [mm]-Horizontal pitch f: 10 to 500 [mm]

【0028】ところで、図1において伝熱壁17を介し
て燃焼排ガス3から空気7に移動する熱量Q1 は下式で
示される。
In FIG. 1, the amount of heat Q 1 moving from the combustion exhaust gas 3 to the air 7 via the heat transfer wall 17 is expressed by the following equation.

【0029】一方、矢印Dに示すように空気が排ガス通
路6の方向に拡散することにより戻される熱量Q2 は下
式で示される。 ここで、セラミック層29を通して拡散する空気流量G
は非常に少ないので、移動熱量Q1に対する戻される熱
量Q2の割合を5%以下に押さえることは容易である。
On the other hand, as shown by the arrow D, the heat quantity Q 2 returned by the air diffusing in the direction of the exhaust gas passage 6 is expressed by the following equation. Here, the air flow rate G diffused through the ceramic layer 29
Since very few, it is easy to suppress the rate of heat Q 2 to which is returned to the movement quantity of heat Q 1 to 5% or less.

【0030】図8,図9は本考案の第2実施例に係る熱
交換器5aを示す図で、図8は図6相当の横断面図、図
9は図8の部分拡大断面図である。図8の縦断面構造は
図5と同様である。図示するように本実施例では、一方
の面(内面40)が空気に接触する伝熱材として、管状
の伝熱管41を使用している。また、この伝熱管41の
他方の面(外面42)には多孔質材としてのセラミック
層43を固着している。伝熱管41は、熱交換器5aの
周囲に縦方向に向けて多数並設され、各伝熱管41は接
続板44により相互に接続固定されている。各伝熱管4
1には、所定位置に複数の貫通孔45,46が穿設され
ており、伝熱管41の内部8を流れる空気が貫通孔4
5,46を通ってセラミック層43内を排ガス通路6の
方向に流れるようにしている。
8 and 9 are views showing a heat exchanger 5a according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a transverse sectional view corresponding to FIG. 6, and FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of FIG. . The vertical sectional structure of FIG. 8 is the same as that of FIG. As shown, in this embodiment, a tubular heat transfer tube 41 is used as a heat transfer material whose one surface (the inner surface 40) comes into contact with air. Further, a ceramic layer 43 as a porous material is fixed to the other surface (outer surface 42) of the heat transfer tube 41. A large number of the heat transfer tubes 41 are juxtaposed in the vertical direction around the heat exchanger 5 a, and the heat transfer tubes 41 are connected and fixed to each other by a connection plate 44. Each heat transfer tube 4
A plurality of through-holes 45 and 46 are formed at predetermined positions in the first through-hole 1, and air flowing through the inside 8 of the heat transfer tube 41 is
5 and 46, and flows in the direction of the exhaust gas passage 6 in the ceramic layer 43.

【0031】本実施例では、伝熱管41にアンカ47を
溶接固定しており、これにより、セラミック層43が伝
熱管41に強固に固着するようにしている。なお、従来
は上記貫通孔45,46が形成されていなかったので燃
焼排ガスによるアンカ47の腐食が激しかったことか
ら、アンカ47をキャスタブル48により覆っていた
が、本実施例では上述のように空気がセラミック層43
内を流れるのでアンカ47は腐食せず、したがってこの
キャスタブル48はなくてもよい。
In the present embodiment, the anchor 47 is fixed to the heat transfer tube 41 by welding, so that the ceramic layer 43 is firmly fixed to the heat transfer tube 41. Conventionally, the anchor 47 was covered with the castable 48 because the through-holes 45 and 46 were not formed and the anchor 47 was corroded severely by the combustion exhaust gas. Is the ceramic layer 43
The anchor 47 does not corrode because it flows inside, and therefore, the castable 48 may be omitted.

【0032】なお、上記各実施例では、熱交換器5,5
aにより、燃焼溶融炉1の燃焼用空気7を加熱する場合
を示したが、熱交換器により加熱される空気はこれに限
られず、例えば熱分解ドラムの加熱用空気やその他の空
気であってもよい。
In each of the above embodiments, the heat exchangers 5, 5
Although the case where the combustion air 7 of the combustion melting furnace 1 is heated by a is shown, the air heated by the heat exchanger is not limited to this. For example, the heating air of the pyrolysis drum or other air may be used. Is also good.

【0033】また、貫通孔を有する伝熱材は、上記第1
実施例のような板材でもよいが、貫通孔と同等の開口を
有するものであれば網目状の板材等であってもよい。な
お、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Further, the heat transfer material having the through-hole is formed by the first heat transfer material.
Although a plate material as in the embodiment may be used, a mesh-like plate material or the like may be used as long as it has an opening equivalent to a through hole. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

【0034】[0034]

【考案の効果】本考案は上記のように構成したので、伝
熱材の腐食を防止して伝熱材の寿命を大幅に延ばすこと
ができる。また、伝熱材を高温にしても腐食しないの
で、従来よりも大量の熱量を熱交換して空気を高温に加
熱することができることとなり、装置全体のエネルギ効
率を向上させることができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, corrosion of the heat transfer material can be prevented, and the life of the heat transfer material can be greatly extended. Also, since the heat transfer material does not corrode even when heated, the air can be heated to a high temperature by exchanging a larger amount of heat than in the prior art, and the energy efficiency of the entire apparatus can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1乃至図7は本考案の第1実施例を説明する
ための図で、図1は本考案に係る熱交換器の部分拡大断
面図であり、伝熱板に貫通孔を穿設した場合を示してい
る。
FIGS. 1 to 7 are views for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of a heat exchanger according to the present invention; This shows a case where a hole is drilled.

【図2】図1のII−II線による横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】図1の伝熱板の一部分を示す立面図である。FIG. 3 is an elevation view showing a part of the heat transfer plate of FIG. 1;

【図4】本考案に係る熱交換器が設置された焼却装置の
プロセスを示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a process of the incinerator equipped with the heat exchanger according to the present invention.

【図5】本考案に係る熱交換器の縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the heat exchanger according to the present invention.

【図6】図5のVI−VI線による横断面図である。FIG. 6 is a transverse sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5;

【図7】熱交換器の部分拡大断面図で、伝熱板に貫通孔
を穿設していない従来装置の場合を示しており、図1相
当図である。
7 is a partially enlarged cross-sectional view of the heat exchanger, showing a case of a conventional apparatus in which a through hole is not formed in a heat transfer plate, and is a diagram corresponding to FIG.

【図8】図8,図9は本考案の第2実施例に係る熱交換
器を示す図で、図8は図6相当の横断面図である。
8 and 9 are views showing a heat exchanger according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG.

【図9】図8の部分拡大断面図である。9 is a partially enlarged sectional view of FIG.

【符号の説明】 3 燃焼排ガス 5,5a 熱交換器 6 排ガス通路 7 空気 8 空気通路 17 伝熱壁 25 外周面(一方の面) 26 貫通孔 27 伝熱板(伝熱材) 28 内周面(他方の面) 29,43 セラミック層(多孔質材) 40 内面(一方の面) 41 伝熱管(伝熱材) 42 外面(他方の面)[Description of Signs] 3 Combustion exhaust gas 5,5a Heat exchanger 6 Exhaust gas passage 7 Air 8 Air passage 17 Heat transfer wall 25 Outer surface (one surface) 26 Through hole 27 Heat transfer plate (heat transfer material) 28 Inner surface (Other surface) 29, 43 Ceramic layer (porous material) 40 Inner surface (one surface) 41 Heat transfer tube (heat transfer material) 42 Outer surface (other surface)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 腐食性成分及びダストを含む高温低圧の
燃焼排ガスが流れる排ガス通路と、この燃焼排ガスより
相対的に低温高圧の空気が流れる空気通路とを伝熱壁に
より仕切って、上記燃焼排ガスから上記空気に熱を伝え
る熱交換器において、 上記伝熱壁は、 一方の面が上記空気に接触するとともに、所定位置に配
列された複数の貫通孔を有する伝熱材と、 この伝熱材の他方の面に取付けられ上記燃焼排ガスに接
触する多孔質材とを備えたことを特徴とする熱交換器。
An exhaust gas passage through which a high-temperature and low-pressure combustion exhaust gas containing a corrosive component and dust flows, and an air passage through which a relatively low-temperature and high-pressure air flows relative to the combustion exhaust gas. A heat transfer material having a plurality of through-holes arranged at predetermined positions while having one surface in contact with the air; and And a porous material attached to the other surface of the heat exchanger and contacting the combustion exhaust gas.
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