JPH02302508A - 焼却炉等に用いる水管保護材及び水管保護壁 - Google Patents

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） 本発明は都市ゴミ、産業廃棄物等を焼却する焼却炉等に
於いて利用される水管に施工される水管保護材及び水管
保護壁に関するものである。

（従来の技術） 都市ゴミ、産業廃棄物等を焼却する為の焼却炉等に於い
て、廃棄物の燃焼部分である燃焼室、排ガス処理室、煙
道に耐火物及び水冷壁を設けることが一般的である。

この水冷壁により廃棄物の焼却処理に併せて、燃焼熱を
回収することが行われている。

そして上記水冷壁の構造は、単に燃焼室煙道側壁に水管
を設けるものの他、水管にフィンを付け、この水管のフ
ィン間にキャスクプル耐火材を介在させた特公昭６０−
１１２９５号公報の記載の技術がある他、水冷壁を構成
する水管自体にクロム質、或いはシャモット質の不定形
耐火物で覆う施工例がある。

（発明が解決しようとする課題） 一般的に都市ゴミ、産業廃棄物等を焼却する為の焼却炉
で発生するガスは、燃焼物により異なるが、硫酸ガス、
塩素ガスが含まれ、これらを除去して大気に排出してい
る。

しかし焼却炉での燃焼熱の回収を行う場合に、前記硫酸
ガス、塩素ガスの影響を考慮する必要があり、更にカリ
塩等の各アルカリガスの影響も考慮に入れる必要もある
。

即ち熱回収を行う水管が前記する硫酸ガス、塩素ガスの
影響で腐食するおそれがあり、水管より高圧水蒸気が炉
内に噴出し爆発を生じる恐れがある。

ここで特公昭６０−１１２９５号公報の記載の技術は、
燃焼ストーカ部分のタリンカー付着防止を目的とするも
のであり、フィンを介し炉内の熱がある程度、有効に水
管に伝達される。

しかしながらフィンとキャスクプル耐火材との間から炉
内に有する炉ガスが侵入するおそれがあった。

そこで水冷壁を構成する水管自体に不定形耐火物で覆う
施工例が考えられている。

すなわち熱エネルギーをできるだけスムースに水管に吸
収する為に、前記不定形耐火物には、（υ炉内ガスに安
定であること、（２）熱や熔灰などによる障害を受けな
い、（３）ボイラー水への熱を伝えやすい材料であるこ
と等の条件が必要である。

そこで現在ではシャモツト質の不定形耐火物で覆う施工
例がみうけられるが、前記存害排ガス成分にたいし抵抗
性が小さいこと、水管にたいする接着性がないこと、熱
伝導率が小さいためボイラー水への熱伝達がクロム質の
例に比べ良好でないなどの欠点があり、本来の目的であ
る水管の保護、及び効率の良い熱回収には問題があった
。

本発明では、炉内ガスにたいし安定であり、熱や熔灰な
どによる障害を受けず、かつクロム質よりさらに高い熱
伝導率でボイラー水へより有効に熱を伝える保ｊｔ壁、
及び施工が容易な水管保護材をｔＩ供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明はりん酸塩溶液を約５〜２０重量％よりなる液体
成分と炭化珪素を約１０〜８０重量％を含有し、残部を
シャモット、電融又は焼結ムライト、電融又は焼結アル
ミナ、カヤナイト、セルベン、スピネル、ジルコン等緻
密な組織の得られるもので、りん酸塩溶液との反応性の
少ないものの適宜材料よりなる耐火性骨材及び微粉末よ
りなる粉末成分とよりなり、施工時に液体成分と粉末成
分を混練させることを特徴とする焼却炉等に用いる水管
保護材であり、この水管保護材で焼却炉の燃焼室煙道内
壁に有する水管の内面側に被覆層を形成させた焼却炉等
に用いる水管保護壁である。

（作用） 本発明の主成分としての炭化珪素を約１０を量％以上を
含有することより、熱伝導が良好であり、効率の良い熱
回収を行うことが出来る他、炭化珪素質の有する耐アル
カリ性の性質と併せて腐食ガスに対し有効に作用する他
、耐摩耗性をあわせて持つことが出来る。

また炭化珪素を主成分とする粉末成分と、りん酸塩溶液
の液体成分とを分ける為、保存性が良好である。更に施
工時に粉末成分と液体成分を混練させ、これを焼却炉の
燃焼室煙道内壁に有する水管の内面側を被覆施工するに
際し、りん酸塩溶液を結合剤として用い、化学的に常温
でかつ急速に硬化させるものであり、水養生が不要であ
り、作業性を良好にならしめるように作用する。

（実施例） 以下本発明を一般的な燃焼炉に施工する場合の例で説明
する。

燃焼炉は投入ホッパより装入した焼却物を燃焼ストーカ
５で焼却し、その排ガスを燃焼室を経由し、公害成分を
除去して外部に排出する。そして燃焼ストーカ５上方の
燃焼室側壁３の内面に水管２を設け、この水管２に熱を
回収した熱はボイラードラム７に送られる。

ここで燃焼室側壁３への水管２の取りつけは、第１図に
示す如く燃焼室側壁３内面に沿って水管２を設けている
。各水管２間は板状体６で接続され、筒状に形成されて
水冷壁を構成している。又水管２には内方に向かって多
数のフィン４が設けられている。

次に上述燃焼室にこの水管２に後述する炭化珪素を主と
する粉末成分と例えば第一りん酸アルミニューム等のり
ん酸塩溶液の液体成分とよりなるプラスチック耐火物の
施工例について述べる。

粉末成分は、■炭化珪素（ＳｉＣ）を１０〜８０重量％
、■シャモット、熔融アルミナ、又は焼結アルミナ、シ
リカ等の超微粉を１種または任意の組み合わせで５〜３
０重量％、■耐火粘土１０重量％以下及び■粉末成分の
残部をシャモット、電融又は焼結ムライト、電融又は焼
結アルミナ、カヤナイト、セルベンスピネル、ジルコン
等緻密な組織の得られるもので、りん酸塩溶液との反応
性の少ない耐火性骨材及び微粉末としている。

また液体成分は、第一りん酸アルミニュウム溶液を５〜
２０重量％の範囲で用いる。

なお上記粉末成分と液体成分に加え、例えば酸化マグネ
シュウム０．５〜３．０％、カルボン酸０．５〜５．０
％、インヒビター０．３〜３．０％を添加している。

ここで酸化マグネシュウムは材料を常温で硬化させると
ともに、線収縮の低減を図るものである。

カルボン酸は配合液量の低減並びに作業時間の確保を目
的にするものである。またインヒビターは粉末成分中の
鉄成分の反応をおさえるとともに、液体成分による水管
２の腐食の防止を図っている。

前述の粉末成分と液体成分及びその他所加物を例えばモ
ルタルミキサーに入れ常温で混練し、水管２の炉ガスが
通過する側を覆うように叩き込み（パッチング）施工に
より水管保護壁を形成する。

上述のように施工するものであるが、混練の進行ととも
に超微粉とりん酸塩で一種の解膠現象が起る。この為成
分が高粘性のプラスチック耐火物でありながらモルタル
ミキサーでの混練が可能であり、かつ溶液量が減少して
緻密質となる。

表１、表２は上記成分範囲での実施の例を示すものであ
り、表１は成分内容を示す例であり、表２は本発明の実
施例１〜４と比較品との物性比較値である。

表　　　１ 表　　　２ 注１・・・わわへクランクが発生 上述の物性試験に於いての比較品はクロム質プラスチッ
ク耐火物を用いた。

成分構成は、クロム鉄鉱４〜Ｉ　ＩＩＩ　５０重量％、
同１ｍ以下３８重量％、可塑材（耐火粘土）２重量％、
バインダー及び添加水１０重量％である。

耐酸試験に於いて、試験片は、大きさは４０　Ｘ　４０
Ｘ　１６０ｎであり、２０℃×２４時間養生後、４００
℃×３時間焼成して供試体とした。そして１％塩酸溶液
に４８時間浸漬した後、水洗いし、１１０℃Ｘ１８時間
乾燥後重量を測定し、百分率表示を行った。

パネル加熱試験に於いては、径９φ、長さ３５１、ピッ
チ５０１１でスタッドを植えた５ｏｏｘ　５００ｍ５の
平面パネルに施工厚さ３５ｆｌで叩き込み施工しく叩き
ながら表面を平らにするトリミングは行わない）、施工
後２０℃×２４時間養生し加熱炉にセットした。

加熱条件は、１００℃／ｈｒで６５０℃まで昇温し、２
時間保持後消火し、炉内で自然冷却する。冷却後パネル
状態を観察する。

本発明に係る成分構成品１〜４と比較例を比較すると、
本発明品は線変化率が０．２〜０．５％収縮であるのに
対し、クロム質の比較品が２％の収縮であることからも
判るように、本発明品はプラスチック耐火物でありなが
ら、キャスタブル耐火物なみの線変化率である。従って
この組成成分を水冷壁に通用した場合に、被覆層１と水
管２の隙間が出来に＜＜、又パネル加熱試験より明らか
なように、加熱雰囲気下においた状態でも、比較品は１
表面割れ」　「クランク」を生じたが、本発明に係る成
分構成品１〜４に於いては安定した表面状態を維持し、
亀裂の発生が生じず、塩素ガス、硫酸ガス等の腐食性燃
焼排ガスの侵入を未然に防止出来る。

また被覆層１を形成する材質が、上記耐酸試験よりも明
らかなように、酸に対し侵食され体積減を生じる割合も
比較品の１０〜１５％程度で耐酸性を有し、燃焼炉の酸
性ガス雰囲気下でも十分適用でき、焼却炉の水冷壁に通
用した場合により、保守の回数を軽減出来る。

なお適正な粒度調整をした炭化珪素を配合すること、ま
た超微粉とりん酸塩で一種の解膠現象が起きる等の理由
からアルカリ塩の浸透をより少なくすることが出来る。

更に熱伝導に於いても、シャモット系の耐火物に比べ熱
伝導の良好なりロム質の比較品と比べても約１．２〜３
．８倍も熱伝導が良好であり、効率的な熱回収をするこ
とが出来る。　なお上記実施例に於いて、２０℃で２４
時間の養生をおこなっているが、これはりん酸塩溶液を
結合剤とした化学結合であることより水養生を必要とせ
ず常温で硬化し、加熱乾燥の必要はない。

また比較的低温の加熱状態で、結合剤が不水溶性となる
為、ゴミから発生する水蒸気に対しても効果がある。

（発明の効果） 本発明は上述のように構成、作用し、以下のような優れ
た効果を有する。

■　水管保護材が粉末成分と液体成分に分かれている為
、保存性が良く、取扱がし易い。

■　水管保護材を水管に被覆施工し、水管保護壁を施工
する場合、叩き込み施工（パンチング）が行え、被ｆｆ
層と水管がよりよく接着するため隙間が出来に＜＜、被
覆層ｌ内部の気泡の発生を防止出来る。

■　水管保護材の成分がプラスチック耐火物でありなが
らモルタルミキサーで混焼を行うことが出来る為、燃焼
炉組み立て工場で作業する場合と同様に、燃焼炉付設後
であっても作業性が極めて高く、従来の燃焼炉に通用す
ることも可能である。

■　水管保護材は、炉内ガスにたいし安定であり、熱や
溶灰などによる障害を受けないほかボイラー水への熱を
伝えやすい材料であり、このように施工された水管保護
壁は、その成分が熱伝導率の高い炭化珪素質であるため
、熱の有効な回収が可能である他、耐摩耗性をあわせて
もつ。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１図は燃焼
室側壁の断面図、第２図は第１図部分拡大断面図、第３
図は燃焼炉及びボイラーの構成図である。 １は被覆層、２は水管、３は燃焼室側壁、４はフィン、
５は燃焼ストーカ、６は板状体、７はボイラードラム。 特許出願人　日米炉材製造株式会社 オ　　］　　閂 オ　２　霞

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）りん酸塩溶液を約５〜２０重量％と炭化珪素を約
   １０〜８０重量％を含有し、残部をシャモット、電融又
   は焼結ムライト、電融又は焼結アルミナ、カヤナイト、
   セルベン、スピネル、ジルコン等緻密な組織の得られる
   もので、りん酸塩溶液との反応性の少ないものの適宜材
   料よりなる耐火性骨材及び微粉末よりなる粉末成分とよ
   りなり、施工時に液体成分と粉末成分を混練させること
   を特徴とする焼却炉等に用いる水管保護材。
2. （２）請求項１記載の水管保護材で焼却炉に付属するボ
   イラー等の水管の内面側を被覆層を形成したことを特徴
   とする焼却炉等に用いる水管保護壁。