JP6151526B2 - 熱交換器を具えた脱臭装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば下水汚泥やし尿汚泥などを乾燥・焼却処理する際に、乾燥機や焼却炉から排出される排ガスを脱臭処理する脱臭装置に関するものであり、特に脱臭炉より排出される排気ガス（脱臭排ガス）を熱交換器に送りここで熱回収を図る際、熱交換器に付着したダストを作業者が直接掻き出すことなく、自動的に除去できるようにした新規な脱臭装置に係るものである。

近時、地球温暖化防止の推進等、環境保全の観点から、し尿残渣や汚泥等の有機性廃棄物の乾燥、廃棄物焼却等の際に発生する排ガスについては、有害物質や臭気を除去した上で大気中に放出することが求められ、その要求度合いも更に高まってきている。
このような排ガスの脱臭手法としては、従来より直接燃焼によるもの（いわゆる直燃式）が一般的であった。具体的には、例えば図７に示すように、焼却炉を経た後、乾燥機から排出される排ガス（乾燥排ガスＫＧ）を、最終的に脱臭炉２′に送り、ここでバーナ２１Ｂ′における燃料の燃焼によって乾燥排ガスＫＧの脱臭処理を行うものである。
この際、熱交換器３′によって、脱臭処理後の脱臭排ガスＤＧ（一例として６５０℃）から廃熱を回収し、脱臭処理前の乾燥排ガスＫＧを昇温させ（一例として２００℃から４５０℃に昇温）、バーナ２１Ｂ′での燃料消費を抑えることが行われている。

そして、このような直燃式の脱臭処理にあたっては、熱交換器３′に送られる排ガスは、事前に（例えば乾燥機から熱交換器３′に移送される間に）サイクロンやバグフィルタなどによってガス中に含まれるダストＤが捕集される。しかしながら、ここで全てのダストＤが捕集されるわけではなく、また脱臭炉２′のバーナ２１Ｂ′は重油などを燃料とするためダストＤ（煤塵）が若干発生する。このようなことから、特に脱臭排ガスＤＧ中に含まれるダストＤが、熱交換器３′内に付着・堆積して、熱交換器３′の機能を低下させてしまうことがある。すなわちダストＤが熱交換器３′内に付着・堆積すると、ガスが熱交換器３′を通過する際に生じる圧力損失が増大し、その結果として脱臭炉２′内の内圧が上昇して、バーナ２１Ｂ′の燃焼不良の恐れがあり、場合によっては設備運転も困難となるものであった。

そのため年に数回、あるいは、ある程度のダストＤが付着したと判断された場合に、設備を数日間停止させ、熱交換器３′の清掃が行われていた。この清掃作業は、作業者が防護服や防塵防毒マスクを身に付けた上で、熱交換器３′に設置されているマンホール蓋３５′を開けて、直接、手作業で熱交換器３′内に付着したダストＤを掻き落とす等の作業形態が一般的であった。しかし、作業者が防護服や防塵防毒マスクを装備しても防具の隙間や破れから粉塵（ダストＤ）が入り込んだり、あるいは休憩時に防具を外したときなどに粉塵を吸い込んだり飲み込んだりするリスクがあった。
また、このような人手による清掃作業では、当然ながら脱臭設備を停止させ、作業が行える程度にまで設備を冷却させる必要があり、そのための冷却期間も清掃作業の他に見込まなければならず、長期間の運転停止が強いられるものであった。

また、２０１１年の福島第一原子力発電所の事故によって放射性物質が広範囲に拡散してしまい、拡散した放射性物質が雨水に流されて下水、汚泥等に混入し、この結果、汚泥処理施設等においては、放射性物質が凝縮した状態でダストＤに含まれてしまうといった事態が発生している。このため、従来のように、人手によって熱交換器３′に付着・堆積したダストＤを除去することができなくなったのが実情である。すなわち、従来のような人手による清掃作業では、作業者が高濃度の粉塵を吸い込む可能性（危険性）があることに加え、作業者が放射能を浴びてしまうリスク（被曝）も重なってしまった。

そこで、現状、可能な対応策としては、熱交換器３′によって削減できる燃料費との兼ね合いでコスト的に見合うようであれば、熱交換器３′の交換（使い捨て）が行われ、コスト的に見合わないようであれば、放射性物質を含むダストＤを除去するために放射線対策をした上での清掃作業を行うか、あるいは熱交換器３′自体を撤去して廃熱回収を行わないような運用が現実的なものとなっている。
なお、熱交換器３′内に付着・堆積したダストＤ（煤塵）を自動的に除去する手法としては、熱交換器３′内の熱交換エレメントに蒸気等の流体を噴出するものが既に案出されているが（例えば特許文献１参照）、特に熱交換器３′を脱臭炉２′と組み合わせて使用することや、ダストＤに放射性物質が濃縮された状態で含まれること、あるいはこのようなダストＤを安全且つ確実に廃棄すること等は、格別、考慮されていなかった。

特開２００１−４１６８３号

本発明は、このような背景を認識してなされたものであって、脱臭炉から排出された脱臭排ガスを熱交換器に送りここで熱回収を図る際、熱交換器に付着したダストを、特に作業者が直接除去することなく、自動的に除去できるようにした新規な脱臭装置の開発を技術課題とするものである。

まず請求項１記載の、熱交換器を具えた脱臭装置は、
脱臭処理後の排ガスから廃熱を回収し、脱臭処理前の排ガスを昇温させる熱交換器を具えた脱臭装置であって、
前記熱交換器は、筐体内に熱交換エレメントを設けて成り、この熱交換エレメントを介して脱臭処理前の排ガスと脱臭処理後の排ガスとの間接的な熱交換を行うものであり、
また、前記脱臭装置は除塵機構を具え、熱交換器に付着した排ガス中のダストを、パージエアの噴出により除去するようにしたものであり、
且つ前記脱臭装置は、パージエアの噴出により除去されたダストを回収する回収機構を、パージエアを噴出するノズルの前後に設けたことを特徴として成るものである。

また請求項２記載の、熱交換器を具えた脱臭装置は、前記請求項１記載の要件に加え、
前記熱交換器において熱交換を行う排ガスは、放射性物質を含有するダストを含むことを特徴として成るものである。

また請求項３記載の、熱交換器を具えた脱臭装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記脱臭装置は、脱臭炉と熱交換器とを具えて成り、この脱臭炉と熱交換器との接続部において前記除塵機構が設けられることを特徴として成るものである。

また請求項４記載の、熱交換器を具えた脱臭装置は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、
前記除塵機構は、熱交換器の熱交換エレメントに対するパージエアの当て方を変化させる機構であることを特徴として成るものである。

また請求項５記載の、熱交換器を具えた脱臭装置は、前記請求項４記載の要件に加え、
前記パージエアの当て方を変化させるにあたっては、パイプ状部材の上部に複数のエア噴出孔を直列状に開孔して成るノズルを、一定角度円弧状に回動させて行うようにしたことを特徴として成るものである。

まず請求項１記載の発明によれば、熱交換器内に付着した排ガス中のダストを、パージエアの噴出により自動的に除去（除塵）することができる。因みに、従来、このようなダストの除去作業は、定期的に作業者自らが熱交換器内からワイヤーブラシ等を用いて掻き出すことが多く、粉塵まみれになる作業であったが、本発明ではこのような除去作業が自動で行えるため、作業者としてはこのような粉塵リスクの高い作業から開放されるものである。
また、脱臭設備の稼働という観点からは、パージエアによりダストの除去作業を行うため、脱臭処理を停止させることなくダストを除去することも可能となる。従って熱交換器の圧力損失を抑えてバーナの燃焼不良を回避し、熱交換器の熱交換性能を低下させることなく、長時間の連続運転が可能となり、システムを能率的に稼働させることができるものである。
また本発明によれば、脱臭装置は、熱交換器（熱交換エレメント）から除去したダストを回収する回収機構を設けるため、ダストを大気中に放出させてしまうことがなく、極めて環境に配慮したシステムとなる。特に、排ガスが放射性物質を含む場合には、放射性物質の拡散ないしは環境汚染（放射能汚染）を防ぐ意味で格別な効果を奏するものである。

また請求項２記載の発明によれば、ダストが高濃度の放射性物質を含む場合においても、熱交換器からのダストの除去作業が自動で行えるため、作業者の安全性を確実に確保する（放射能被曝の危険性を回避する）ことができる。すなわち、従来であれば、作業者が熱交換器内から直接掻き出す等の除去作業であったため、作業者は身体全体に防護服を身に付け、また線量計等を装着して被曝量に応じて時間の限られた作業となるが、これでは完全に被曝を防ぐことは難しく、また作業効率も悪いものであった。この点、本発明は、高濃度の放射性物質を含む場合においてもダストの除去作業が除塵機構により自動的に行えるため、作業者の被曝の可能性を極めて低く抑えることができ、作業効率も格段に向上し得るものである。

また請求項３記載の発明によれば、熱交換器に付着したダストを除去する除塵機構は、脱臭炉と熱交換器との接続部に設けられるため、既存のシステム（設備）にも容易に且つ低コストで組み込むことが可能であり、採用し易い構造である。

また請求項４記載の発明によれば、熱交換器の熱交換エレメントに対するパージエアの当て方（噴出の仕方）を変化させることができるため、例えば熱交換器（熱交換エレメント）に種々の角度からパージエアを作用させることができ、熱交換エレメントから効果的にダストを除去することができる。

また請求項５記載の発明によれば、エア噴出孔を有するノズルを一定角度円弧状に回動させて、パージエアの当て方を変化させるため、シンプルな構成でパージエアの当て方を変化させることができる。

本発明の脱臭装置（熱交換器を具えた脱臭装置）を適用した、汚泥の乾燥・焼却システムの一例を骨格的に示すフロー図（ａ）、並びに本発明の要部である除塵機構を示す斜視図（ｂ）である。 本発明の脱臭装置（熱交換器を具えた脱臭装置）を一部破断した状態で示す側面図（ａ）、並びに正面図（ｂ）である。 熱交換器を拡大し且つ一部破断して示す側面図（ａ）、並びに熱交換エレメントを拡大して示す斜視図（ｂ）である。 脱臭炉の下部に設けたダスト回収機構を示す説明図である。 主に熱交換器の後段に設けたダスト回収機構を示す説明図である。 二枚の金属板を左右縁でシーム溶接し、これを複数組、組み合わせて形成した熱交換エレメントを示す斜視図である。 乾燥機や焼却炉から排出された排ガスを脱臭処理する従来の手法を骨格的に示すフロー図である。

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。

本発明の、熱交換器を具えた脱臭装置１（以下、単に「脱臭装置１」とする）は、脱臭炉２と、熱交換器３と、除塵機構４とを具えて成り、一例として図１に示すように、下水汚泥やし尿汚泥などを乾燥・焼却するシステムに組み込むことが可能である。
ここで図１に示すフローは、焼却炉（図１では「円形焼却炉」）から排出された排ガスを、乾燥機（図１では「スラッジ・ドライヤー」）の熱源として直接乾燥機に導入して利用するものであり、また乾燥機から排出された排ガス（本明細書ではこれを「乾燥排ガスＫＧ」とする）を本脱臭装置１に導入して脱臭処理するものである。
なお、上記乾燥排ガスＫＧは、通常、乾燥機からの排出直後に集塵機に導入され、ここで排ガス中に含まれるダストＤの多くが除去され、除去し切れなかったダストＤを含む除塵排ガスが、本発明の脱臭装置１に導入されるものである。因みに、脱臭装置１において除塵を図る理由は、上述したように乾燥機の直後段に設けられた集塵機では必ずしも全てのダストＤが捕集されないこと、また脱臭炉２（バーナ２１Ｂ）では重油などを燃料とするため特に脱臭炉２から排出される排ガス（本明細書ではこれを「脱臭排ガスＤＧ」とする）にダストＤ（煤塵）が発生するため等である。そして、本発明では、熱交換器３に付着したダストＤを自動で除去することが大きな特徴である。
以下、脱臭装置１の各構成部について説明する。

まず、脱臭炉２について説明する。
脱臭炉２は、重油などを燃焼させて乾燥排ガスＫＧ中に含まれる臭気成分を燃焼分解するものであり、ここでは脱臭炉２として一般的な直接燃焼式（いわゆる直燃式）を採用する。
直燃式の脱臭炉２は、一例として図２に示すように、バーナ２１Ｂを具えた燃焼室２１からガス流入室２２、混合室２３、排気室２４が順次連設されて成り、これらが架台２５によって支持される。ここでガス流入室２２は、乾燥排ガスＫＧを炉内に導入する部位である。また混合室２３は、臭気（有機分）を持った乾燥排ガスＫＧを、バーナ２１Ｂの火炎及び燃焼ガスと混合させて火炎及び燃焼ガスの熱で乾燥排ガスＫＧ中の臭気成分を酸化分解する部位である。そして、このようにして脱臭処理した脱臭排ガスＤＧを脱臭炉２から熱交換器３に向けて、脱臭に必要とされる温度と脱臭炉２内の滞留時間を確保しながら排出する部位が排気室２４である。
なお、図中符号２６は、メンテナンス時等に開閉できるようにした点検蓋である。

次に、熱交換器３について説明する。
熱交換器３は、脱臭炉２から排出される比較的高温の脱臭排ガスＤＧから廃熱を回収し、脱臭処理前の比較的低温の乾燥排ガスＫＧを昇温させるものであり、これは上述したように脱臭炉２におけるバーナ２１Ｂでの燃料消費を抑えるためである。
熱交換器３は、一例として図２・３に示すように、筐体３１内に熱交換エレメント３２を設けて成り、この熱交換エレメント３２の内外に乾燥排ガスＫＧと脱臭排ガスＤＧとを流すものである。すなわち熱交換エレメント３２を介して乾燥排ガスＫＧと脱臭排ガスＤＧとを間接的に接触させて熱交換を図るものである。このため、熱交換エレメント３２は、高温側の脱臭排ガスＤＧから低温側の乾燥排ガスＫＧに熱を伝える伝熱面とも言える。

また熱交換エレメント３２は、例えば図３（ｂ）の拡大斜視図に示すように、二枚の金属板の表面を縦横波形にプレス成形（クロスウェーブ構造）し、これらの上下縁同士をシーム溶接して一組とし、これを複数組、組み合わせて外枠に収め、双方の排ガスが混同しないようにしたものである。すなわち、本実施例では上下縁がシーム溶接された二枚の金属板の内部に乾燥排ガスＫＧを流し（ほぼ水平方向）、その外部に脱臭排ガスＤＧを下から上向きに流すものであり、その意味で熱交換エレメント３２は、乾燥排ガスＫＧを流すための管路ともなる。なお、金属板をクロスウェーブ構造にすることにより、小さい面積でも高い熱通過率が獲得でき、通常の平板式熱交換器に比べコンパクト化を実現できるものである。

以下、熱交換器３における脱臭排ガスＤＧ及び乾燥排ガスＫＧの流路３３・３４について、更に詳細に説明する。
まず、脱臭炉２に接続される筐体３１の底部と天面部とに、脱臭排ガスＤＧの流入口３３Ｉと流出口３３Ｄとがそれぞれ形成され、脱臭炉２から排出された脱臭排ガスＤＧは、筐体３１内を下から上に貫通・通過するように脱臭排ガスＤＧの流路３３が形成される。もちろん筐体３１内では、脱臭排ガスＤＧは、上述したように熱交換エレメント３２（シーム溶接された二枚の金属板）の外側を通過するように流れて行く。
一方、このようなほぼ鉛直上向きの脱臭排ガスＤＧの流路３３に対して、ほぼ直交するように、つまり筐体３１内をほぼ水平方向に貫通・通過するように乾燥排ガスＫＧの流路３４が形成されている。具体的には、この流路３４は、筐体３１内を上下に折れ重なるように形成されており、筐体３１における一方の側部の上下に乾燥排ガスＫＧの流入口３４Ｉと流出口３４Ｄとが形成され、反対側の側部にターンダクト３４Ｔが形成され、このターンダクト３４Ｔにより、流れ方向を反転させるものである。なお、本実施例では、上述したように乾燥排ガスＫＧは、熱交換エレメント３２（シーム溶接された二枚の金属板）の内側を通過する。
因みに、図中符号３５・３６は、メンテナンス時等に開閉できるようにしたマンホール蓋である。すなわち図中符号３５がターンダクト３４Ｔ側に設置されるマンホール蓋であり、図中符号３６が流入口３４Ｉ及び流出口３４Ｄ側に設置されるマンホール蓋である。

次に、除塵機構４について説明する。
除塵機構４は、脱臭設備の稼働中に排ガス（特に脱臭排ガスＤＧ）中に含まれるダストＤが、熱交換器３（熱交換エレメント３２）に付着するため、このダストＤをエアの噴出（パージエア）により熱交換器３から除去するものである。
本実施例では、このような除塵機構４を、脱臭炉２と熱交換器３との接続部に設けるものであり、熱交換器３の下方から熱交換エレメント３２に向けてエアを噴出するものである。もちろん脱臭炉２と熱交換器３との接続部は、四方が側周壁で囲まれており、本明細書ではここを接続ダクト４１と称するものである。
なお、既存の下水汚泥処理場やし尿汚泥処理場の脱臭装置では、脱臭炉２と熱交換器３とを接続する接続ダクトの設置が極めて一般的であるため、この既存の接続ダクトを利用すれば本除塵機構４ひいては本発明の脱臭装置１を容易に且つ低コストで構成することができる。

また、熱交換器３（熱交換エレメント３２）から、能率的にダストＤを除去するためには、一定の方向からパージエアを当て続けるのではなく、パージエアの当て方（噴出の仕方）を徐々に変化させて行くことが好ましく、このため本実施例では、熱交換器３（熱交換エレメント３２）に対し、パージエアの作用角度が徐々に変えられるようにしている。
具体的には、一例として図１・２に示すように、パイプ状部材の上部に複数のエア噴出孔４２Ｊを例えば直列状に開孔して成るノズル４２を、接続ダクト４１内において、熱交換エレメント３２の下方にほぼ水平に設けるものである。また、このノズル４２の下方に、これとほぼ平行になるように同様のパイプ状部材から成る回動軸４３を設け、これらノズル４２と回動軸４３とを、例えばパイプ状部材の二本の中継管４４によって連結するものである。ここでノズル４２及び中継管４４は、接続ダクト４１内に収まるように設けられるが、回動軸４３は、接続ダクト４１を貫通して外部に至るように設けられ、外部に至った回動軸４３の一端側に、径方向に張り出す回動ロッド４３Ｒが取り付けられるものである。そして、この回動ロッド４３Ｒの他端側に駆動シフタ４５であるエアシリンダの摺動子が接続される。なお、回動軸４３には（ここでは回動ロッド４３Ｒの対向側）、パージエアを発生させるためのブロワ４６が、図示しない適宜のロータリージョイントを介して接続されるものである。また、このような構成上、回動軸４３が接続ダクト４１を貫通して外部に至る部位にはグランドパッキンなどが設けられ、接続ダクト４１内が外部と連通しないように、換言すれば除去したダストＤが貫通部分から接続ダクト４１の外部に漏れ出ないように構成されるものである。

そして、熱交換器３（熱交換エレメント３２）に対するパージエアの作用角度を変化させるにあたっては、ノズル４２（エア噴出孔４２Ｊ）からパージエアを噴出させながら、駆動シフタ４５であるエアシリンダの摺動子を伸長・収縮させるものであり、これによりノズル４２を回動軸４３の周りに一定角度、往復回動させるものである。
もちろん、パージエアは、ブロワ４６の稼働により発生するものであり、ブロワ４６からのエアは回動軸４３の内部を通り、ここから中継管４４を経てノズル４２に至り、エア噴出孔４２Ｊから噴出されるものである。
なお、エア噴出孔４２Ｊは、脱臭排ガスＤＧが通過する熱交換エレメント３２間の空間に向けて噴出するように設けられており、ノズル４２が往復回動する方向は、乾燥排ガスＫＧの流通方向に沿うようにすることが好ましい。これにより、ノズル４２を回動させてもエア噴出孔４２Ｊから噴出されるパージエアは、各熱交換エレメント３２を横切ることがなく、常に脱臭排ガスＤＧが通過する空間に向けて噴出され、当該エレメントに付着・堆積するダストＤが効率的に除去される。
また、エア噴出孔４２Ｊは、脱臭排ガスＤＧが通過する各熱交換エレメント３２間の空間毎に一孔とは限らず、二孔以上形成されても構わない。
また、上記ブロワ４６の代わりにコンプレッサを適用して、パージエアを発生させることも可能である。更に上記駆動シフタ４５としては、エアシリンダの他、油圧シリンダ等を適用することも可能である。
因みに本実施例では、上述したように回動軸４３を中心としてノズル４２を円弧状に移動（回動）させることによりパージエアの作用角度を変化させるようにしたが、このような機構としては、パージエアを噴出させながら例えばノズル４２を、熱交換エレメント３２の下端縁に沿ってほぼ水平に移動させる機構でも構わないものである。

また、上記図１では、汚泥を乾燥したものを焼却炉に供給し焼却するシステム、つまり乾燥と焼却とを一連の流れとして実施するシステムを示したが、例えば汚泥を乾燥のみさせて肥料や土壌改良剤として利用したい場合には、焼却炉は使用しない、もしくは不要となる。このため、本発明の脱臭装置１は、必ずしも上記図１のような乾燥と焼却とを関連させたシステムへの適用に限定されるものではなく、乾燥のみ、あるいは焼却のみを行う場合もあり得、特に焼却のみを行う場合には本発明の脱臭装置１で脱臭処理される排ガスは焼却排ガスとなる。

また、本発明の脱臭装置１は、熱交換器３に付着したダストＤを積極的に回収するダスト回収機構５を具えるものであり、以下、このダスト回収機構５について説明する。
ダスト回収機構５は、パージエアにより熱交換器３（熱交換エレメント３２）から除去したダストＤを捕集・回収する機構であり、脱臭炉２の下部で回収するとともに、熱交換器３の後段でも回収するものである。以下、これについて説明する。

（１）脱臭炉の下部での回収
ここでの回収は、一例として図４に示すように、脱臭炉２における排気室２４の下部にダスト移送用（回収用）のスクリューコンベヤ５１を設けるものである。また、このスクリューコンベヤ５１の移送先端部の下方には、回収したダストＤを貯留するための収容部５２を形成し、ここにスクリューコンベヤ５１によって移送されたダストＤを落下・貯留するものである。また、スクリューコンベヤ５１から収容部５２までの移送経路（落下経路）にはダンパ５３を設け、収容部５２に落とすダストＤを適量ずつ落下させることが好ましい。
なお、ダストＤが、高い濃度で放射性物質を含む場合には、上記スクリューコンベヤ５１や収容部５２あるいはこの間の移送経路を隔離状態に設けることが好ましく、具体的には鉛板等で壁面をカバーする手法が挙げられる。このようにダストＤの回収に係わる部位（回収経路を含む）を隔離することで、放射性物質の拡散防止、封じ込め、管理の容易化等が達成され得るものである。

また、収容部５２に、コンテナなどの回収容器を載置して、この中にダストＤを落下させるようにすれば、ダストＤを収容部５２から排出する際にコンテナ毎、取り出せて便利である。もちろん本図４に併せ示すように、収容部５２を、落下経路部分においてスクリューコンベヤ５１から分離可能もしくは着脱自在に形成しておけば、このようなコンテナ等を必ずしも設けることなく、落下・収容したダストＤを脱臭装置１から容易に排出することができるものである。
なお、脱臭炉２やスクリューコンベヤ５１あるいは接続ダクト４１の周囲（周壁部）には、断熱施工を施すことが好ましく、これは熱交換器３に送る脱臭排ガスＤＧの高温を維持するためである（温度低下の防止）。

（２）熱交換器の後段での回収
ここでの回収は、一例として図５に示すように、脱臭排ガスＤＧを熱交換器３から煙突まで移送する間に集塵機５４とファン５５を設けるものである。ここで、脱臭排ガスＤＧ中に含まれるダストＤは、この集塵機５４で捕集されるため、集塵機５４の下部には上記と同様に収容部５２を隔離状態に設け、集塵機５４と収容部５２との間にはロータリーバルブ５６を設けるものである。
また集塵機５４の内部には、ダストＤを能率的に捕集すべく、いわゆるバグフィルタ等のフィルタ５７を設けることが望ましい。このフィルタ５７は、耐熱性であることが好ましく、例えば多孔質セラミック製のバグフィルタ等が適用される。
また、図中符号５８は、洗浄用ガスをフィルタ５７の内側から噴出してフィルタ５７に集塵されたダストＤをフィルタ５７から払い落とす洗浄用ガスを高圧に貯留するためのガス噴出用のヘッダである。更に、図中符号５９は、外気を取り込むためのダンパであり、集塵機５４によりダストＤが除去された後の排ガス（脱臭排ガスＤＧ）は、当該ダンパ５９から取り込んだ外気によって冷却され、この状態で煙突に送られるものである。

以上はシステムを運転している状態でのフローを説明したものであり、既存の下水汚泥処理場やし尿汚泥処理場の脱臭装置に除塵機構４とともに本集塵機５４を増設する場合などにも適用できる。この場合、既存の設備のフローを大きく変えることなく増設できるため、容易に且つ低コストに構成することができる。
なお、システムが停止している状態で熱交換器３に付着したダストＤを集塵機５４により回収することも可能である。例えば、図５に破線で示した経路を具えているシステムであれば、システムの運転中は、集塵機５４に脱臭排ガスＤＧが流入しないようにダンパを操作し、破線で示した経路に脱臭排ガスＤＧを流して運転を行い、システムを停止した後、破線で示した経路はダンパを操作して塞ぎ、除塵機構４から下流側の集塵機５４、ファン５５を運転して熱交換器３の除塵を行う操作が可能である。
このように上記図５では、ダスト回収機構５として、脱臭炉２の下部で回収する形式と、熱交換器３の後段で回収する形式とを併用したものである。
また、ダスト回収機構５は、特に排ガス（脱臭排ガスＤＧ）に放射性物質が含まれる場合（より詳細にはそのまま大気放出するには好ましくない程に放射性物質が含まれる場合）に適している。

本発明の脱臭装置１は以上のような基本構造を有するものであり、以下、この脱臭装置１の作動態様について説明する。なお、説明にあたっては、排ガスの流れとダストＤの除去とに分けて説明する。
（１）排ガスの流れ
乾燥機（スラッジ・ドライヤー）から排出される乾燥排ガスＫＧは、一例として２００℃の比較的低温度で熱交換器３に導入され、ここで一例として６５０℃の高温の脱臭排ガスＤＧとの熱交換により（受熱して）、一例として４５０℃まで昇温する。熱交換により昇温した乾燥排ガスＫＧは、熱交換器３から脱臭炉２に送られ、ここでバーナ２１Ｂの燃焼によって脱臭処理されるものである。また乾燥排ガスＫＧは、バーナ２１Ｂの燃焼によって一例として６５０℃の高温排ガス（脱臭排ガスＤＧ）となって熱交換器３に送られ、ここで乾燥排ガスＫＧと熱交換する。すなわち６５０℃程度の高温の脱臭排ガスＤＧは、熱交換器３において乾燥排ガスＫＧに放熱することにより、自らは一例として４５０℃程度まで温度を下げ、この状態で煙突に送られるものである。

（２）ダストの除去について
上記のような熱交換器３における熱交換の際、排ガス（特に脱臭排ガスＤＧ）中に含まれるダストＤが熱交換エレメント３２に付着するため、本発明では除塵機構４により、このダストＤを自動的に除去するものである。
具体的には、例えばシステムの稼働中、適宜の時間毎（例えば一時間毎）に、ブロワ４６を起動させてノズル４２のエア噴出孔４２Ｊからパージエアを噴出させながら、駆動シフタ４５であるエアシリンダの摺動子を伸縮させることにより、ノズル４２を適宜の角度、往復回動させるものであり、この動作を一回〜数回行うものである。これにより熱交換エレメント３２に付着したダストＤを自動的に除去することができ、熱交換器３の圧力損失の増大や熱交換性能の低下を防ぐことができるものである。
なお、ダストＤに放射性物質が高濃度に含まれる場合等には、ダストＤを積極的に回収することが好ましく、その場合には、上記図５に示したように、熱交換器３の後段に設けた集塵機５４等で回収することが可能である。
もちろん、ダストＤの回収は、システムを停止させた状態で行うことも可能であり、その場合には上記図５の他、例えば上記図４に示すように、脱臭炉２（排気室２４）の下方に設けたスクリューコンベヤ５１等で回収することも可能である。

なお、上述した実施例では、二枚の金属板を上下縁でシーム溶接し、これを複数、組み合わせて熱交換エレメント３２を形成し、この内側においてほぼ水平方向に乾燥排ガスＫＧを流し、熱交換エレメント３２（シーム溶接した二枚の金属板）の外側に脱臭排ガスＤＧをほぼ鉛直上向きに流すものを図示した。
しかしながら、熱交換エレメント３２は、必ずしもこのような形態に限定されるものではなく、例えば図６に示すように、二枚の金属板を左右縁でシーム溶接することも可能であり、このように形成した場合には、熱交換エレメント３２（シーム溶接した二枚の金属板）が上下方向に開口するため、このものの内側においてほぼ鉛直上向きに脱臭排ガスＤＧを流し、熱交換エレメント３２（シーム溶接した二枚の金属板）の外側に乾燥排ガスＫＧをほぼ水平方向に流すものである。

１ 脱臭装置（熱交換器を具えた脱臭装置）
２ 脱臭炉
３ 熱交換器
４ 除塵機構
５ ダスト回収機構

２ 脱臭炉
２１ 燃焼室
２１Ｂ バーナ
２２ ガス流入室
２３ 混合室
２４ 排気室
２５ 架台
２６ 点検蓋

３ 熱交換器
３１ 筐体
３２ 熱交換エレメント
３３ 流路（脱臭排ガス）
３３Ｉ 流入口
３３Ｄ 流出口
３４ 流路（乾燥排ガス）
３４Ｉ 流入口
３４Ｄ 流出口
３４Ｔ ターンダクト
３５ マンホール蓋（ターンダクト側）
３６ マンホール蓋（流入口・流出口側）

４ 除塵機構
４１ 接続ダクト
４２ ノズル
４２Ｊ エア噴出孔
４３ 回動軸
４３Ｒ 回動ロッド
４４ 中継管
４５ 駆動シフタ
４６ ブロワ

５ ダスト回収機構
５１ スクリューコンベヤ
５２ 収容部
５３ ダンパ
５４ 集塵機
５５ ファン
５６ ロータリーバルブ
５７ フィルタ
５８ ヘッダ
５９ ダンパ

Ｄ ダスト
ＤＧ 脱臭排ガス
ＫＧ 乾燥排ガス

Claims (5)

1. 脱臭処理後の排ガスから廃熱を回収し、脱臭処理前の排ガスを昇温させる熱交換器を具えた脱臭装置であって、
   前記熱交換器は、筐体内に熱交換エレメントを設けて成り、この熱交換エレメントを介して脱臭処理前の排ガスと脱臭処理後の排ガスとの間接的な熱交換を行うものであり、
   また、前記脱臭装置は除塵機構を具え、熱交換器に付着した排ガス中のダストを、パージエアの噴出により除去するようにしたものであり、
   且つ前記脱臭装置は、パージエアの噴出により除去されたダストを回収する回収機構を、パージエアを噴出するノズルの前後に設けたことを特徴とする、熱交換器を具えた脱臭装置。
   
2. 前記熱交換器において熱交換を行う排ガスは、放射性物質を含有するダストを含むことを特徴とする請求項１記載の、熱交換器を具えた脱臭装置。
   
3. 前記脱臭装置は、脱臭炉と熱交換器とを具えて成り、この脱臭炉と熱交換器との接続部において前記除塵機構が設けられることを特徴とする請求項１または２記載の、熱交換器を具えた脱臭装置。
   
4. 前記除塵機構は、熱交換器の熱交換エレメントに対するパージエアの当て方を変化させる機構であることを特徴とする請求項１、２または３記載の、熱交換器を具えた脱臭装置。
   
5. 前記パージエアの当て方を変化させるにあたっては、パイプ状部材の上部に複数のエア噴出孔を直列状に開孔して成るノズルを、一定角度円弧状に回動させて行うようにしたことを特徴とする請求項４記載の、熱交換器を具えた脱臭装置。

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