JPS5835391A - 有機熱媒体油による熱回収方法 - 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】 回収を行ない排熱會有効利用するシステムに関するもの
である。

近年有機熱媒体油を熱輸送媒体として排ガスダクト内に
設置した熱交換器により回収した排熱全放熱用熱交換器
にてガスまたは固体の昇温用に有効利用する方法が提案
されてきた。熱風炉における燃料ガス予熱方法としては
特願昭５５−１１１５２号に示されており、またコーク
ス炉発生ガスの熱回収方法としては特願昭５３−１１４
３９９号Ｃ二示されている。

一方熱媒体油の一般的特性として第１図に一例を示すご
とく、常圧では３４０Ｃにて沸点に到達し温度の上昇に
よって蒸気圧は上昇する。通常熱媒体油は液相で循環し
ポンプ抑圧のみが熱交換器および配管等の流通系統に作
用するので問題はない。しかしコークス炉発生ガスのよ
う（−６００〜８００Ｃの態度を有する高温ガスにおい
て本システム全使用する場合、循環ポンプが停電等不意
の事故で停止した場合熱回収用の熱交換器内に滞溜する
熱媒体油の温度が上昇し、場合によっては沸点以上に上
昇し熱媒体油の一部が蒸発し蒸気圧？はらむ危険性があ
る。

従来法は第２図にコークス炉における熱回収システムの
一例？示す。コークス炉上昇管１に設置された熱回収用
熱交換器２と放熱用熱交換器３の間を、高温側熱媒体油
配管４および低温側熱媒体油配管５で連・結し、低温側
配管に熱媒体油循環ポンプ６全設置し、その直前に圧力
変動吸収用膨張タンク７が設置されている。この場合前
述のとと（熱媒体油循環時は問題ないが、循環ポンプの
停止時は熱媒体油の温度上昇により熱交換器内の圧力が
上昇した場合、圧力の開放が難かしく一圧力をはらむ恐
れがあることが問題点として指摘されていた。

本発明は熱回収用熱交換器と放熱用熱交換器で構成され
た有機熱媒体油の循環系ｄおいて、いかなる場合でも熱
回収用熱交換器内に滞溜する有機熱媒体油の膨張によΣ
圧力上昇を回避できる熱回収方法を提供することを目的
とする。

本発明はコークス炉発生ガスのごとく有機　熱媒体油の
沸点以上の排熱温度を有する排熱源に対して有機熱媒体
油を使用した熱回収システムに関するものである。以下
本システムを適用したコークス炉発生ガスの顕熱利用法
を例として本発明の詳細な説明する。すなわち本発明は
冷却水中に無駄に放散されているコークス炉ガスの顕熱
をコークス炉上昇管部において有機熱媒体油により回収
し、これを空気あるいは燃料ガスの予熱また＆ま石炭の
乾燥用熱源として用い、これにより省エネルギー効果を
達成させると共に、操業面および設備面での有利性の大
きいコークス炉ガスの顕然回収方法な゛提供することを
目゛的とする。

本発朔はコークス炉上昇管部に設けたコークス炉発生ガ
ス顕然回収用熱交換器によりコークス炉発生ガス顕熱を
熱媒体油により熱回収するシでテムに関するが、上昇管
における熱交換手段の構成には何ら限定を加えるもので
はない。すなわち上昇管熱交換手段の内筒鉄皮内側はラ
イニング施工せず直接コークス炉ガスを鉄皮を介して熱
媒体により冷却してもよいし、また適度なライニングを
施してもよい。いずれにしろ金属製鉄皮である内外筒の
間に通路を形成させるか、パイプをラセン状あるいは直
線的に配置して熱媒体通路を形成させ、熱媒体油を循環
せしめてコークス炉ガスの顕熱を回収し該熱媒体を昇温
させる形式であれば、いかなる構造であってもよい。こ
のようにコークス炉上の複数本の上昇管熱回収用熱交換
器でコークス炉発生ガスと熱交換されて加温された熱媒
体油は集合されて１本の高温熱媒体油の配管となり放熱
用熱交換器と結ばれる。

本発明はこの高温側配管に熱媒体油循環ポンプを設置し
、上昇管熱回収用熱交換器群と循環ポンプの間の一ケ所
あるいは複数ケ所より分岐した配管に大気開放された膨
張用タンクを設けており、その液面を熱回収用熱交換器
の伝熱面最上端を越えない位置に設定することを特徴と
している。すなわちコークス炉など排熱の温度が熱媒体
油の沸点を越える場合通常循環時は問題ないが、停電な
どのポンプ停止のごとき非常時の場合熱媒体油の温度が
沸点以上に上昇し熱回収用熱交換器内に圧力をはらむ可
能性があった。本発明は大気開放された膨張タンクを熱
回収用熱交換器と循環ポンプの間の高温側配管と連通し
て設置し、上記のような熱媒体油滞溜時において熱媒体
油が沸点以上に上昇した場合でも圧力上昇を容易に逃が
し常に熱　５− 回収用熱交換器の内圧を大気圧レベルに保持するもので
ある。このように高温側配管に循環ポンプを設け、さら
に熱回収用熱交換器と循環ポンプの配管と連通した大気
開放された膨張タンクを設けることにより、いかなる場
合でも熱回収用熱交換器内の圧力を大気圧レベルに保持
するため熱媒体油を使用した熱回収システムとして通常
１０ｋｇ／ｃｒｉｔ９程度のポンプ圧力を考慮した設計
を行なえばよく、ボイラー等のごとき高圧圧力容器とは
ならないので熱媒体油の特徴を十分生かした熱回収シス
テムとして完成したものである。

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明による熱回収システムの一例である。コ
ークス炉上昇管１に設置された熱回収用熱交換器２と放
熱用熱交換器３の間を高温側熱媒体油配管４で連結し、
その途中に熱媒体油循環ポンプ６を設置する。この熱回
収用熱交換器２と循環ポンプ６を結ぶ高温側配管４の１
ケ所または複数ケ所より分岐した配管８に圧力変動用吸
収用膨張タンク７を設置し、しかもその液面は熱回収用
　６− 熱交換器２の伝熱面最上端１０のレベルを越えない膨張
タンクの同一レベルにオーバーフロー用配管９を配置し
ており、さらにこの膨張タンクの液面は大気開放されて
いる。したがって熱回収用熱交換器２の内圧は通常時若
干のポンプ圧がかかつているが、停電等によるポンプ停
止による非常時は熱交換器熱媒体油は大気開放された膨
張タンク７と連結し、しかもそのレベルは熱交換器伝熱
面最上端レベル以下に設定しているため常に大気圧に維
持されており、熱媒体油の温度上昇による圧力上昇はい
かなる場合でも回避できる。高温熱媒体油は放熱用熱交
換器３で燃料ガスあるいは空気の予熱、または石炭乾燥
などに有効利用され熱媒体油温度は降下する。放熱され
た低温熱媒体油は低温側熱媒体油配管５で再び上昇管に
戻される。

本発明による熱回収システムにおいては高温側配管４と
膨張用タンク７への分岐配管８の分岐位置は、通常ポン
プ圧による熱媒体油循環時の圧力バランスを考慮して決
定すべきであるが、分岐位置の圧力ＰＰと分岐位置の膨
張タンク側ヘッドＨ１の関係がＰＰ　Ｚ　ＨＴの位置に
設定する。また通常熱回収用熱交換器は複数本であるた
め膨張用タンクの数はいくつかの上昇管群に共通したヘ
ッダーご七に設けるかあるいは集合配管に設けるかは任
意に決定できる。

さらに圧力変動により膨張タンクよりオーバーフローし
た熱媒体油は、オーバーフロー配管９よリサージタンク
等へ回収される。また膨張タンクは大気開放されている
が、熱媒体油は酸化される可能性があるため、常に窒素
等で液面をパージする状態が望ましい。

以上説明したごとく、本発明方法によれば熱回収を対象
とする排熱の温度が熱媒体油の沸点温度より高い場合で
も安定した熱回収が可能なシステムであり、しかもいか
なる場合でも熱回収用熱交換器内の圧力が大気圧以上に
は上昇し得ないシステムとしており、いかなる温度の排
熱に対しても熱媒体油の特性を十分生かした熱回収方法
と言える。本発明はコークス炉上昇管における例により
説明したが、対象はいかなる排熱源に対しても適用可能
であり、とくに排熱の兜度が熱媒体油の沸点を越えるも
のについて有効であると言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱媒体油における温度と常気圧の関係図。 第２図は従来法の熱回収系統図。 第３図は本発明における熱回収系統図。 １・・・上昇管、　　２・・・熱回収熱交換器、　　３
・・・放熱用熱交換器、　　４・・・高温側配管、　　
５・・・低温側熱媒体油配管、　　６・・・循環ポンプ
、　　７・・・膨張タンク、　８・・・分岐配管、　９
・・・オーバーフロー用配管、　】０・・・伝熱面最上
端 特許出願人代理人 弁理士矢葺知之 （ばか１名） 　９− １図 二Ｍ　　　度°Ｃ ＠　　２１４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱回収用熱交換器と放熱用熱交換器を結ぶ高温側および
   低温側熱媒体油輸送配管にて形成する有機熱媒体油循環
   系において、前記高温側配管途中に循環ボンｆ′に設置
   し、熱回収用熱交換器と循環ポンプ間の高温側配管途中
   から分岐した配管に、大気開放されかつ液面を熱回収用
   熱交換器の伝熱面最上端を越えない位置に設定した膨張
   用タンクを設けたことを特徴とする有機熱媒体油による
   熱回収方法。