JPH02226000A - 再生式熱交換器 - Google Patents

再生式熱交換器

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JPH02226000A
JPH02226000A JP1045411A JP4541189A JPH02226000A JP H02226000 A JPH02226000 A JP H02226000A JP 1045411 A JP1045411 A JP 1045411A JP 4541189 A JP4541189 A JP 4541189A JP H02226000 A JPH02226000 A JP H02226000A
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JP
Japan
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temperature
heating element
heat exchanger
gas
highest temperature
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JP1045411A
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JP2690999B2 (ja
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Atsushi Morii
守井 淳
Toshihiko Imamoto
今本 敏彦
Katsuo Hashizaki
克雄 橋崎
Mamoru Araoka
衛 荒岡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボイラ用空気予熱器や排煙脱硫装置用ガスガ
スヒータ等として用いられる再生式熱交換器の改良に関
する。
〔従来の技術〕
再生式熱交換器は、ヒーティングエレメント(伝熱要素
)を蓄熱体として一定時間ごとに高温気体と低温気体に
接触させ、低温気体を加熱するものである。
このような再生式熱交換器の一例として、第2図に従来
のボイラ用空気予熱器の概念図を例示する。複数段(図
示例では3段)のロータ1,2゜3が直列に配置され、
それらロータの一方の側(第2図では上側)を燃焼設備
(ボイラ)から送られて来た高温の燃焼排ガスが流れ、
他方の側(第2′g!Jの下側)を逆向きに低温の燃焼
用空気が流れる。ロータ1,2.3内に内蔵された鋼板
製のヒーティングエレメントは高11%ガスの流入によ
り加熱され、冷空気側へ回転して熱を冷空気に与え、再
び高温排ガス側へ回転して加熱される。
このような操作が連続的に繰返されて、高温の燃焼排ガ
スと低温の燃焼用空気との間で熱交換が行なわれる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記従来の再生式熱交換器は、ヒーティングエレメント
が鋼板で構成されているので、高温気体上流側の燃焼段
(1(ボイラ等)の燃焼不良等でオイルミストが発生し
た場合、オイルミストがエレメントに付着する。付着し
たオイルミストは徐々に酸化されて発熱し、これに伴な
いエレメント自身も加熱されて、ついには火災に至るこ
とが知られている。
また上記を防止するため、ヒーティングエレメント自身
をセラミックスで構成することが検討されているが、セ
ラミックスは鋼板に比較して熱伝達率が低いため、熱交
喚器自体が大型となる欠点がある。
本発明は、火災をおこしにくく、さらに大型化を必要と
しない再生式熱交換器を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、前記目的を達成するために、ヒーティングエ
レメントを内蔵し、同ヒーティングエレメントを蓄熱体
として、高温気体と低温気体とで熱交換する再生式熱交
換器であって、上記ヒーティングエレメントが複数段直
列に配置されたものにおいて、上記複数段のヒーティン
グエレメントのうち、最高温の段のヒーティングエレメ
ントを比表面積10m”/g以上の無機成分酸化物によ
り構成するとともに、他の段のヒーティングエレメント
を鋼板により構成したことを特徴とする再生式熱交?A
器を提案するものである。
(作用〕 本発明においては、高温気体中に含まれたオイルミスト
は、最高温の段のヒーティングエレメントを構成する多
孔性のaei成分酸化物(セラミンク)に吸着され、温
度の上昇とともにガスとして脱離再飛散するから、その
下流の鋼板製エレメント部にはオイルミストが飛来しに
くく、火災が発生しにくい、またたとえ、無機成分酸化
物に吸着されたオイルミストがガス状で再飛散する前に
発熱に至ったとしても、無機成分酸化物自体が発熱しに
(く発火を起さないので、火災は発生しに(い、そして
、最高温の段以外の中低温の段を鋼板で構成することに
より、火災発生の起りにくい部分の伝熱効率を高め、全
体として装置を大型化することなく、防災上極めて有効
な熱交換器を提供できる。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す概念図である。
複数段(図示例では3段)のロータ4,2.3が直列に
配置され、それらロータの一方の側を高温の燃焼排ガス
が流れ、他方の側を逆向きに低温の燃焼用空気が流れる
。コータ4,2.3内に内蔵されたヒーティングエレメ
ントは高温の燃焼排ガスの流入により加熱され、冷空気
側へ回転して熱を冷空気に与え、再び高温排ガス側へ回
転して加熱される。このような操作が連続的に繰返され
て、高温の燃焼排ガスと低温の燃焼用空気との間で熱交
換が行なわれる。
本実施例では、上記複数段のロータ4,2.3のうち、
最高温の段のロータ4に内蔵されたヒーティングエレメ
ントを、比表面積10m’/g以上、望ましくは30m
’/g以上の多孔性無機成分酸化物(セラミック)とし
、他の中・低温の段のロータ2゜3に内蔵されたヒーテ
ィングエレメントを鋼板で構成している。
本実施例は上記のとおり構成されているので、燃焼段(
lI (ボイラ等)の燃焼不良により発生したオイルミ
ストは、最高温の段のロータ4内のヒーティングエレメ
ントを構成する多孔性の無機成分酸化物に吸着され、温
度の上昇とともにガスとして脱離再飛散するので、その
下流のロータ2,3に内蔵された鋼板製エレメント部に
はオイルミストが飛来しにくく、火災が発注しにくい、
またたとえ、無機成分酸化物に吸着されたオイルミスト
がガス状で再飛散する前に発熱に至ったとしても、無機
成分酸化物自体が発熱しにくく発火を起さないので、火
災は発生しにくい、そして、最高温の段以外の中・低温
部ロータ2,3のエレメントをm板で構成することによ
り、火災発生の起りにくい部分の伝熱効率を高め、全体
として装置を大型化することなく、防災上極めて有効な
熱交換器を提供できる。
最高温の段のヒーティングエレメントを構成する無機成
分酸化物として、比表面積のほとんどない(多孔性でな
い)ものを用いると、ミストが吸着されにくく、そのま
ま後流の鋼板エレメントに到達する可能性があり、火災
発生の原因となる。
また多孔質であっても比表面積10m2/g以下のもの
では、吸着容量が小さいから、発生ミストが多量の場合
は、すぐに飽和に達して、上記と同様後流m仮エレメン
トにミストが到達(漏洩)し、やはり火災が発生する可
能性がある。したがって、最高温の段のエレメントを構
成する無機成分酸化物は多孔質とし、その比表面積は少
なくとも10m”/gとする必要があり、できれば30
m!/gとするのが望ましい。
次に本発明の効果を確認するために行なった実験につい
て述べる。
比較例−1 ガス量500ONm”/hの模型空気予熱器に排ガスを
流通させ、上流側から約85v+g/Nm1相当のオイ
ルミストを強制添加しながら運転を行なった。空気予熱
器のヒーティングエレメントとして、高温部は長さ30
0−波型軟調板、中温部は長さ600m波型軟鋼板、低
温部は長さ300■平滑軟鋼板を使用した。
入口ガス温度は235°C2出ロガス温度IQO’C1
入ロ空気温度30’C1出ロ空気温度15Q’Cで、排
ガス中塊lJ?13度は15hg/Nm’であった。ガ
ス出口温度の計測を続けたところ、約30時間後に温度
が徐々に上昇し始め、31時間後急激な温度上昇が認め
られた。その後排ガスと空気を遮断し、放冷後向部点検
した結果、高温部の軟鋼エレメントに発熱発火によると
思われる溶融状態が確認された。
比較例−2 前記比較例−1に用いた模型空気予熱器の高温部ヒーテ
ィングエレメントを、l0m5ピツチの正方形ハニカム
に成型された比表面積1〜2 mz/gのムライト(S
iO□−^1 t’s)製エレメントととりかえて、前
記と同様の条件でテストを行なった。その結果、前記と
同様約30時間経過後に温度上昇が認められたので、た
だちに運転を停止し、放冷後向部を点検したところ、中
温部の波型軟鋼板エレメントに発熱、発火による溶融状
態が確認された。
実験例=1 前記模型空気予熱器の高温部ヒーティングエレメントを
、IO−ピッチに成型された比表面積的40m 17 
gのチタニア製エレメントととりかえて、前記と同様の
条件でテストを行なった。その結果、30時間の運゛転
において顕著な温度の上昇は認められなかった。その1
20分後に運転を停止し、放冷して内部を点検したとこ
ろ、高温部入口側のエレメントにクランクや熱による一
部変形が認められたが、火災発生の徴候は認められなか
った。
実験例−2 外形が一辺150閤の正方形で、長さ0.5−、ピッチ
lOmに成型されたモデルエレメントに、20ONm3
/H2温度150°Cの燃焼排ガスを48時間流し、エ
レメント入口側にオイルミストを85I1g/Nm3相
当添加して、エレメントの油ミスト吸着状況を、テスト
前後の重量増加率により求めた。エレメントの性状は比
表面積的Oから80m’/gの範囲で種々変化させた。
その結果、以下に示す通り、10g+”/gを越えると
エレメントへのすイルミスト吸着量が大幅に増加するこ
とがわかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、装置を大型化することなく、火災の発
生しにくい再生式熱交換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す概念図、第2図は従来
のボイラ用空気予熱器の一例を示す概念図である。 1.4・・・高温部ロータ; 2−・中温部ロータ;3
・・・低温部ロータ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ヒーティングエレメントを内蔵し、同ヒーティングエレ
    メントを蓄熱体として、高温気体と低温気体とで熱交換
    する再生式熱交換器であって、上記ヒーティングエレメ
    ントが複数段直列に配置されたものにおいて、上記複数
    段のヒーティングエレメントのうち、最高温の段のヒー
    ティングエレメントを比表面積10m^2/g以上の無
    機成分酸化物により構成するとともに、他の段のヒーテ
    ィングエレメントを鋼板により構成したことを特徴とす
    る再生式熱交換器。
JP1045411A 1989-02-28 1989-02-28 再生式熱交換器 Expired - Fee Related JP2690999B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101794A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 ザ・エア・プレヒーター・コンパニー・インコーポレーテツド 回転再生式熱交換機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101794A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 ザ・エア・プレヒーター・コンパニー・インコーポレーテツド 回転再生式熱交換機

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