JPS6144239B2 - - Google Patents
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- JPS6144239B2 JPS6144239B2 JP7382981A JP7382981A JPS6144239B2 JP S6144239 B2 JPS6144239 B2 JP S6144239B2 JP 7382981 A JP7382981 A JP 7382981A JP 7382981 A JP7382981 A JP 7382981A JP S6144239 B2 JPS6144239 B2 JP S6144239B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、SO2，SO3，HClなどの腐食性有害
物質を含む燃焼排ガスより、伝熱面の腐食性を完
全に保持しながら、効果的に排熱を回収する方法
に関するものである。
物質を含む燃焼排ガスより、伝熱面の腐食性を完
全に保持しながら、効果的に排熱を回収する方法
に関するものである。
特に中温ないし比較的低温の燃焼排ガスからの
熱回収に際しては、伝熱面における低温腐食を完
全に防止し、最大限に排熱回収を行なうに適する
方法である。
熱回収に際しては、伝熱面における低温腐食を完
全に防止し、最大限に排熱回収を行なうに適する
方法である。
昨今の石油事情よりボイラー等の熱源として重
質重油に切替える傾向にあり、併せて排煙脱硫酸
装置を同時に組み込むことが多く行なわれてい
る。
質重油に切替える傾向にあり、併せて排煙脱硫酸
装置を同時に組み込むことが多く行なわれてい
る。
しかし重質重油には、バナジウム、ナトリウ
ム、硫黄等が多く含まれ、燃焼過程で生じたこれ
らの化合物が鋼材の高温腐食または低温腐食を発
生させる。
ム、硫黄等が多く含まれ、燃焼過程で生じたこれ
らの化合物が鋼材の高温腐食または低温腐食を発
生させる。
特に、自家発電など高温蒸気を使用するところ
では、高温腐食を発生し易く、また熱回収系では
激しい低温腐食を発生する。
では、高温腐食を発生し易く、また熱回収系では
激しい低温腐食を発生する。
また中低圧ボイラーの熱回収系でも低温腐食が
激しいため、伝熱面の温度を200℃以下とするこ
とができない。これは、燃料中の硫黄含有量が２
〜３％を含む燃焼排ガスでは、160〜145℃の所に
酸露点が有るためである。このため従来の熱回収
系における伝熱面の温度すなわち出口排ガス温度
は、200℃以上に設計されている。
激しいため、伝熱面の温度を200℃以下とするこ
とができない。これは、燃料中の硫黄含有量が２
〜３％を含む燃焼排ガスでは、160〜145℃の所に
酸露点が有るためである。このため従来の熱回収
系における伝熱面の温度すなわち出口排ガス温度
は、200℃以上に設計されている。
今、こゝで、低温腐食を完全に解決し、排気ガ
スの温度を100℃位迄に熱回収することができれ
ば、熱効率としては４〜５％上昇させることがで
き、燃料の節減量は膨大なものとなる。
スの温度を100℃位迄に熱回収することができれ
ば、熱効率としては４〜５％上昇させることがで
き、燃料の節減量は膨大なものとなる。
本発明者は鋭意研究の結果、金属熱交換器にお
いて、低温腐食を完全に防止し、排ガス温度を
100℃位にまで効果的に熱回収することのできる
熱交換器の製作に成功した。
いて、低温腐食を完全に防止し、排ガス温度を
100℃位にまで効果的に熱回収することのできる
熱交換器の製作に成功した。
この熱交換器はシエル・アンド・チユーブ型で
あつて、高性能伝熱面を有するコルゲート管を伝
熱管とし、材料として圧力配管用炭素鋼鋼管
（STPG）を使用した排熱回収用熱交換器であ
る。
あつて、高性能伝熱面を有するコルゲート管を伝
熱管とし、材料として圧力配管用炭素鋼鋼管
（STPG）を使用した排熱回収用熱交換器であ
る。
またこの熱交換器は、伝熱管内側に受熱流体例
えばボイラー給水を流し、管外側に燃焼排ガスを
通す構造となつている。
えばボイラー給水を流し、管外側に燃焼排ガスを
通す構造となつている。
従つて、回収熱量を最大限にした場合には、管
外側接ガス部の燃焼排ガス温度は酸露点以下の低
温となり、接ガス部の材質が単にSTPGであれば
激しい低温腐食が発生する。
外側接ガス部の燃焼排ガス温度は酸露点以下の低
温となり、接ガス部の材質が単にSTPGであれば
激しい低温腐食が発生する。
例えば、比較的低温の燃焼排ガスからの熱回収
用熱交換器においては、通常受熱側の対象が水で
あるため、燃焼ガス中のSO3による低温腐食が考
えられる。例えば、燃焼ガス中のSO3濃度が
50ppm程度であれば、燃焼排ガスの酸露点は150
℃位のところにあり、露点により生じた硫酸の濃
度は、80〜85％程度になる。従つて接ガス部が鋼
材の場合は、激しい腐食が発生することは避けら
れない。
用熱交換器においては、通常受熱側の対象が水で
あるため、燃焼ガス中のSO3による低温腐食が考
えられる。例えば、燃焼ガス中のSO3濃度が
50ppm程度であれば、燃焼排ガスの酸露点は150
℃位のところにあり、露点により生じた硫酸の濃
度は、80〜85％程度になる。従つて接ガス部が鋼
材の場合は、激しい腐食が発生することは避けら
れない。
このため、接ガス部の温度を酸露点以下になる
まで排熱の回収量を向上させるためには、接ガス
部に耐食性の材料を使用しなければならない。
まで排熱の回収量を向上させるためには、接ガス
部に耐食性の材料を使用しなければならない。
そこで本発明者はSTPGに耐食性の優れた鉛メ
ツキを施工し、防食することを試みた。しかし一
般には、FeにPbのメツキ（合金）は施工不可能
である。これは、FeおよびPbの原子半径比が15
％（合金できる限界）を超え、38％にも達するた
めである。
ツキを施工し、防食することを試みた。しかし一
般には、FeにPbのメツキ（合金）は施工不可能
である。これは、FeおよびPbの原子半径比が15
％（合金できる限界）を超え、38％にも達するた
めである。
従つて、FeにPbを被覆する場合には、Fe―Sn
合金の被覆を中間に施し、その上にSn―Pb合金
の被覆を施す方法がとられている。しかしこの方
法は、膨大な時間と費用を要するため、特殊な装
置以外には施工されていないのが現状である。
合金の被覆を中間に施し、その上にSn―Pb合金
の被覆を施す方法がとられている。しかしこの方
法は、膨大な時間と費用を要するため、特殊な装
置以外には施工されていないのが現状である。
こゝで本発明者は、上記の中間施工を省き、一
瞬にFe―Pb合金を生成できる可能性を種々検討
した結果、金属の原子半径要因によらず、金属の
構造要因による可能性を見出した。
瞬にFe―Pb合金を生成できる可能性を種々検討
した結果、金属の原子半径要因によらず、金属の
構造要因による可能性を見出した。
すなわち、FeとPbとは条件によつては金属の
結晶構造が同一になることに着目した。鉄に純鉛
による浸鉛加工を行なう際は、FeをαFeよりPb
と同一構造のγFeに変化させることにより、20
〜30μ程度のγFe―Pb合金をFe表面に作ること
に成功した。
結晶構造が同一になることに着目した。鉄に純鉛
による浸鉛加工を行なう際は、FeをαFeよりPb
と同一構造のγFeに変化させることにより、20
〜30μ程度のγFe―Pb合金をFe表面に作ること
に成功した。
γFe―Pb合金被覆が形成されゝば、この被覆
面にPbメツキを形成することは容易である。か
くして、接ガス部に１〜２ｍ／ｍのPbメツキ層
が施工可能となつた。
面にPbメツキを形成することは容易である。か
くして、接ガス部に１〜２ｍ／ｍのPbメツキ層
が施工可能となつた。
一方、比較的低温の燃焼排ガスを対象とする場
合は、受熱側との温度差が小さいことを考慮し
て、熱伝導特性の優れたコルゲート管を使用し
た。これにより、熱交換器をコンパクトな構造に
することができる。
合は、受熱側との温度差が小さいことを考慮し
て、熱伝導特性の優れたコルゲート管を使用し
た。これにより、熱交換器をコンパクトな構造に
することができる。
また物理面から検討した場合、Fe―Pb系は温
度変化によつて膨脹収縮差を生じ、これが熱応力
として金属部分に発生する。したがつてこの熱膨
脹による破損を防止し得る寸法構造を採用し、長
期使用に耐え得るものとした。
度変化によつて膨脹収縮差を生じ、これが熱応力
として金属部分に発生する。したがつてこの熱膨
脹による破損を防止し得る寸法構造を採用し、長
期使用に耐え得るものとした。
さらに使用中は、燃焼排ガス中のダクトが伝熱
面に付着し、伝熱係数を悪化させる。特にコルゲ
ート管においては、ダスト汚染による性能低下が
平滑管の場合よりも生じ易い。このため、高圧水
による自動洗浄装置を組み込み、一定期間毎に洗
浄を行なえるようにした。
面に付着し、伝熱係数を悪化させる。特にコルゲ
ート管においては、ダスト汚染による性能低下が
平滑管の場合よりも生じ易い。このため、高圧水
による自動洗浄装置を組み込み、一定期間毎に洗
浄を行なえるようにした。
このようにして、熱交換器の耐食を向上させ、
かつ高能率に排熱を回収することに成功した。
かつ高能率に排熱を回収することに成功した。
上記構成に基づき、中低圧ボイラーでの排熱回
収を下記の要領で長期間実施した。その結果、熱
交換器接ガス部の低温腐食は完全に防止され、排
熱エネルギーの回収を非常に高い効率で行なうこ
とができた。
収を下記の要領で長期間実施した。その結果、熱
交換器接ガス部の低温腐食は完全に防止され、排
熱エネルギーの回収を非常に高い効率で行なうこ
とができた。
これにより、燃料費を著しく節減できたばかり
でなく、従来しばしば行なつていた伝熱管の適宜
交換も不要となり、保守量は大きく節減すること
ができた。
でなく、従来しばしば行なつていた伝熱管の適宜
交換も不要となり、保守量は大きく節減すること
ができた。
熱交換器入口側
排ガス量 70000Nm3／Ｈ
排ガス温度 220〜230℃
排ガスSO2濃度 1100ppm
酸露点 147℃
ダスト濃度 0.1ｇ／Ｎm3
給水量 65ton／ｈ
給水温度 75℃
熱交換器出口側
排ガス温度 125〜120℃
給水温度 107℃
熱交換器伝熱面積 400m2
熱交換器回収熱量 約2400000kcal／Ｈ
Claims (1)
- １ 腐食性ガス（例えばSO2，SO3，HClなど）
を含む燃焼排ガスより熱交換器を用いて燃焼ガス
の酸露点温度以下の温度にまで効果的に排熱を回
収するに当たり、上記熱交換器の接ガス部はγ
Fe―Pb合金面を介在させる条件にて純鉛による
浸鉛加工を行ない耐食性を与え、熱交換器の型式
は伝熱管としてコルゲート管を用いたシエル・ア
ンド・チユーブ型式とするとともに、伝熱面に付
着するダストの洗浄除去に高圧水自動洗浄装置を
組み込んだことを特徴とする排熱回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382981A JPS57188984A (en) | 1981-05-16 | 1981-05-16 | Recovering method of waste heat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7382981A JPS57188984A (en) | 1981-05-16 | 1981-05-16 | Recovering method of waste heat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57188984A JPS57188984A (en) | 1982-11-20 |
| JPS6144239B2 true JPS6144239B2 (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=13529416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7382981A Granted JPS57188984A (en) | 1981-05-16 | 1981-05-16 | Recovering method of waste heat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57188984A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6023795A (ja) * | 1983-07-18 | 1985-02-06 | Babcock Hitachi Kk | 熱交換装置 |
| US6863875B1 (en) | 1998-04-13 | 2005-03-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Flue gas treating system and process |
-
1981
- 1981-05-16 JP JP7382981A patent/JPS57188984A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57188984A (en) | 1982-11-20 |
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