JP2857361B2 - Honeycomb regenerator - Google Patents
Honeycomb regeneratorInfo
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のハニカム構
造体を積み重ねてなり、貫通孔から構成される流路に排
ガスと被加熱ガスとを交互に通過させて排ガス中の廃熱
を回収するハニカム状蓄熱体に関し、特に高温で腐食雰
囲気の排ガスに対して好適に使用できるハニカム状蓄熱
体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stack of a plurality of honeycomb structures, and the exhaust gas and the gas to be heated are alternately passed through a flow path composed of through holes to recover waste heat in the exhaust gas. The present invention relates to a honeycomb-shaped heat storage element, and more particularly to a honeycomb-shaped heat storage element that can be suitably used for exhaust gas in a corrosive atmosphere at a high temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、鉄鋼炉、アルミ溶解炉、ガラス溶
解炉のような一般産業用に用いられる燃焼加熱炉におい
て、燃焼ガスの廃熱を利用し、燃焼用空気を予熱して熱
効率を高めるために使用される蓄熱体としては、特開昭
５８−２６０３６号公報に記載の如くセラミック球を利
用するもの、または特開平４−２５１１９０号公報に記
載の如くハニカム状の構造体を利用するもの等が知られ
ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, in a combustion heating furnace used for general industries such as a steel furnace, an aluminum melting furnace, and a glass melting furnace, waste heat of a combustion gas is used to preheat combustion air to increase thermal efficiency. As a heat storage element used for this purpose, one using ceramic spheres as described in JP-A-58-26036 or one using a honeycomb-shaped structure as described in JP-A-4-251190 Etc. were known.
【０００３】上述した従来の蓄熱体では、まず高温の燃
焼排ガスと球状またはハニカム状の蓄熱体とを接触させ
て蓄熱体中に燃焼排ガスの熱を蓄熱させ、次に低温の被
加熱ガスと蓄熱した蓄熱体とを接触させて被加熱ガスを
加熱することにより、燃焼排ガスの廃熱を効率よく利用
している。In the above-mentioned conventional heat storage element, first, a high-temperature combustion exhaust gas is brought into contact with a spherical or honeycomb-shaped heat storage element to store the heat of the combustion exhaust gas in the heat storage element. By heating the gas to be heated by contacting the heat storage body, the waste heat of the combustion exhaust gas is efficiently used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た蓄熱体のうち、セラミック球を使用する場合には、セ
ラミック球の通気抵抗が大きくなりセラミック球と通気
ガスとの接触面積が小さいため、効果的に熱交換を行う
ことができず、蓄熱体を大きな構成とする必要がある問
題があった。However, when ceramic spheres are used among the above-mentioned heat accumulators, the ceramic spheres have a large airflow resistance and a small contact area between the ceramic spheres and the gaseous gas. However, there has been a problem that heat exchange cannot be performed, and the heat storage body needs to have a large configuration.
【０００５】一方、蓄熱体をハニカム状にした場合、体
積に比し幾何学的比表面積が大きいため、コンパクトな
大きさで効果的な熱交換を行うことができる。しかしな
がら、一般産業用の燃焼加熱炉の中でもガラス溶解炉、
セラミック焼成炉のように１４００℃以上の高温で操炉
されているものについては、従来例にも開示があり一番
良く利用されているコージェライトハニカム構造体を用
いたハニカム状蓄熱体では、コージェライトの軟化温度
が１４００℃前後であるため、コージェライトハニカム
構造体が軟化して極端な場合は破壊してしまい、ハニカ
ム状蓄熱体をそのまま使用できない問題があった。[0005] On the other hand, when the heat storage body is formed into a honeycomb shape, the geometric specific surface area is larger than the volume, so that the heat can be effectively exchanged with a compact size. However, among the general industrial combustion heating furnaces, glass melting furnaces,
In the case of a furnace operated at a high temperature of 1400 ° C. or more, such as a ceramic firing furnace, a honeycomb-shaped regenerator using a cordierite honeycomb structure, which is also disclosed in a conventional example and is most often used, is a cordierite. Since the softening temperature of the light is around 1400 ° C., the cordierite honeycomb structure softens and breaks down in extreme cases, and there is a problem that the honeycomb-shaped heat storage body cannot be used as it is.
【０００６】また、蓄熱体をハニカム状にした例のう
ち、腐食性雰囲気での使用を想定した耐食性ハニカム構
造体とコージェライトハニカム構造体とを組み合わせた
例があるが、鉄鋼炉での使用においては１３００℃前後
の高温でしかも鉄スケール等の飛来があるためまだ満足
できるレベルに達していない問題があった。例えば、耐
食性ハニカム構造体としてアルミナハニカム構造体を使
用した場合は、鉄スケールとの反応性では問題無いもの
の、１３００℃の定常運転を行う場合でも時として急激
な温度変化を伴う運転を実施する場合があり、アルミナ
は熱膨張係数が高く耐熱衝撃強度が低いため、熱衝撃割
れを起こす問題があった。その他のムライト、ＳｉＣの
場合も熱膨張係数が高いため、アルミナと同じように熱
衝撃割れを起こす問題があった。耐熱衝撃性を高める手
段としては、ハニカムの細分化が考えられるが、取扱い
が面倒となる問題があった。Further, among the examples in which the heat storage body is formed in a honeycomb shape, there is an example in which a corrosion-resistant honeycomb structure and a cordierite honeycomb structure which are assumed to be used in a corrosive atmosphere are combined. Has a problem that it has not yet reached a satisfactory level because of the high temperature of about 1300 ° C. and the flying of iron scale and the like. For example, when an alumina honeycomb structure is used as the corrosion-resistant honeycomb structure, there is no problem with the reactivity with the iron scale, but even when the steady operation at 1300 ° C. is performed, sometimes an operation with a rapid temperature change is performed. Since alumina has a high coefficient of thermal expansion and a low thermal shock resistance, there is a problem of causing thermal shock cracking. Other mullite and SiC also have a problem of causing thermal shock cracking in the same manner as alumina because of the high coefficient of thermal expansion. As means for increasing the thermal shock resistance, honeycomb division can be considered, but there is a problem that handling is troublesome.
【０００７】さらに、コージェライトハニカム構造体を
使用した場合は、燃焼用バーナーの燃料が重油である場
合には重油中に含まれる硫黄分によりＳＯｘが発生し、
酸露点以下では水分と反応して希硫酸が発生し、コージ
ェライトハニカム構造体では腐食してしまう問題があっ
た。Further, when the cordierite honeycomb structure is used, when the fuel for the combustion burner is heavy oil, SOx is generated due to sulfur contained in the heavy oil,
If the acid dew point is lower than the dew point, dilute sulfuric acid is generated by reacting with moisture, and there is a problem that the cordierite honeycomb structure is corroded.
【０００８】本発明の目的は上述した課題を解消して、
高温で腐食性の排ガスに対しても破壊せず効率良く熱交
換を行うことができるハニカム状蓄熱体を提供しようと
するものである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a honeycomb-shaped regenerator capable of efficiently exchanging heat without destroying corrosive exhaust gas at a high temperature.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明のハニカム状蓄熱
体は、複数のハニカム構造体を積み重ねてなり、貫通孔
から構成される流路に排ガスと被加熱ガスとを交互に通
過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカム状蓄熱体に
おいて、高温の排ガスに接する蓄熱体の高温部をアルミ
ニウム−チタネートを主結晶相とするハニカム構造体ま
たはアルミニウム−チタネートとムライトからなるハニ
カム構造体から構成し、焼成炉の定常運転時に、少なく
とも１２００℃以上の温度となる蓄熱体部分をアルミナ
を主結晶相とするハニカム構造体で構成し、このアルミ
ナを主結晶相とするハニカム構造体よりも低温側の蓄熱
体を、コージェライトを主結晶相とするハニカム構造
体、ムライトを主結晶相とするハニカム構造体および耐
食性磁器質ハニカム構造体の内から選ばれた少なくとも
一つを組み合わせてなることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a honeycomb regenerator in which a plurality of honeycomb structures are stacked, and the exhaust gas and the gas to be heated are alternately passed through a flow path composed of through holes. In a honeycomb-shaped regenerator for recovering waste heat therein, a high-temperature portion of the regenerator in contact with high-temperature exhaust gas is formed of a honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase or a honeycomb structure including aluminum-titanate and mullite. During the steady operation of the firing furnace, the heat storage portion having a temperature of at least 1200 ° C. or more is formed of a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase, and a lower temperature side of the honeycomb structure having alumina as a main crystal phase. Honeycomb structure in which cordierite is the main crystal phase, honeycomb structure in which mullite is the main crystal phase, and corrosion-resistant porcelain honeycomb And it is characterized in that comprising a combination of at least one selected from among concrete body.
【００１０】上述した構成において、本発明のハニカム
状蓄熱体では、高温排ガスの上流側から下流側に向かっ
て（１）アルミニウム−チタネートを主結晶相とするハ
ニカム構造体またはアルミニウム−チタネートとムライ
トからなるハニカム構造体、（２）アルミナを主結晶相
とするハニカム構造体、（３）コージェライトを主結晶
相とするハニカム構造体、ムライトを主結晶相とするハ
ニカム構造体および耐食性磁器質ハニカムの内から選ば
れた少なくとも１つのハニカム構造体によりハニカム状
蓄熱体を構成することで、高温で腐食性の排ガスに対し
ても破壊せず効率良く熱交換を行うことができるハニカ
ム状蓄熱体を得ることができる。In the above-described structure, in the honeycomb heat storage body of the present invention, (1) a honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase or aluminum-titanate and mullite from upstream to downstream of high-temperature exhaust gas. (2) a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase, (3) a honeycomb structure having cordierite as a main crystal phase, a honeycomb structure having mullite as a main crystal phase, and a corrosion-resistant ceramic honeycomb. By forming a honeycomb-shaped regenerator from at least one honeycomb structure selected from the above, a honeycomb-shaped regenerator capable of efficiently exchanging heat without breaking even at high temperatures and corrosive exhaust gas is obtained. be able to.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】図１は本発明のハニカム状蓄熱体
の一例の構成を示す図である。図１において、ハニカム
状蓄熱体１は、直方体形状のハニカム構造体２を、一方
向に貫通孔３から構成される流路が揃うよう複数個積み
重ねて構成されている。図１に示す例において、図中上
方が高温ガスに接する面であり、焼成炉の定常運転時に
高温排ガスに接する（ａ）部は、アルミニウム−チタネ
ートを主結晶相とするハニカム構造体またはアルミニウ
ム−チタネートとムライトからなるハニカム構造体によ
り構成される。高温部において少なくとも１２００℃以
上の温度となる（ｂ）部は、アルミナを主結晶相とする
ハニカム構造体より構成される。このアルミナを主結晶
相とするハニカム構造体よりも低温側の（ｃ）部は、コ
ージェライト、ムライトを主結晶相とするハニカム構造
体か、または耐食性磁器質ハニカム構造体から選ばれた
少なくとも１つを組み合わせて、一方向に貫通孔３から
構成される流路が揃うように積み重ねて構成される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a honeycomb heat storage body of the present invention. In FIG. 1, a honeycomb-shaped heat storage body 1 is configured by stacking a plurality of rectangular parallelepiped honeycomb structures 2 so that flow paths formed of through holes 3 are aligned in one direction. In the example shown in FIG. 1, the upper part in the figure is the surface that comes into contact with the high-temperature gas, and the part (a) that comes into contact with the high-temperature exhaust gas during the steady operation of the firing furnace is a honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase or aluminum-titanium. It is composed of a honeycomb structure composed of titanate and mullite. Part (b), which has a temperature of at least 1200 ° C. in the high temperature part, is formed of a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase. The portion (c) on the lower temperature side of the honeycomb structure having alumina as a main crystal phase has at least one selected from a honeycomb structure having cordierite or mullite as a main crystal phase or a corrosion-resistant porcelain honeycomb structure. And are stacked so that the flow paths constituted by the through holes 3 are aligned in one direction.
【００１２】また、図１に示す例では、全てのハニカム
構造体２の形状を同一形状としたが、少なくとも高温の
排ガスに接する面の外周部分のハニカム構造体の形状
を、中心部分のハニカム構造体の形状よりも小さく構成
することもできる。In the example shown in FIG. 1, all the honeycomb structures 2 have the same shape, but at least the outer peripheral portion of the surface in contact with the high-temperature exhaust gas has the same shape as the central honeycomb structure. It can also be made smaller than the body shape.
【００１３】図１に示したハニカム状蓄熱体２を構成す
る材料のうち、アルミニウム−チタネートは耐熱、低熱
膨張材料として知られ、また１３００℃前後の高温にお
いても鉄との両立性に優れており、鉄に対して安定であ
るとともに高い耐熱衝撃性を有するため、急激な温度変
化によっても割れることがない。また、アルミニウム−
チタネートは１１００℃付近をピークにアルミナとチタ
ニアに分解し高熱膨張化することが知られている。操炉
条件によって１２５０℃以下の温度で長時間使用される
ことが想定される場合には、ＭｇＯおよびＦｅ2 Ｏ3 を
固溶させることにより熱分解を抑制することができる。Among the materials constituting the honeycomb-shaped regenerator 2 shown in FIG. 1, aluminum-titanate is known as a heat-resistant and low-thermal-expansion material, and has excellent compatibility with iron even at a high temperature of about 1300 ° C. It is stable against iron and has high thermal shock resistance, so that it does not crack even when abrupt temperature changes occur. In addition, aluminum
It is known that titanate decomposes into alumina and titania with a peak at around 1100 ° C. and has a high thermal expansion. When it is expected that the furnace is used at a temperature of 1250 ° C. or less for a long time depending on the furnace operating conditions, the thermal decomposition can be suppressed by dissolving MgO and Fe 2 O 3 in a solid solution.
【００１４】アルミニウム−チタネートへのＭｇＯの固
溶により１１００℃付近をピークとした熱分解をある程
度抑制することができるが、ＭｇＯだけでは充分でなく
Ｆｅ2 Ｏ3 を同時に固溶させることが望ましい。また、
本発明では、ＭｇＯの固溶による効果として従来から知
られている熱分解の抑制だけでなく、耐食性、特に耐ア
ルカリ性を向上する効果があることを見い出した。Ｍｇ
Ｏの添加量が４重量％以上であると好ましいのは、後述
する実施例から明かなように、４重量％以上であると耐
アルカリ性が著しく向上するためであり、１０重量％以
下であると好ましいのは１０重量％を越えてＭｇＯを添
加しすぎるとＭｇＯが完全に固溶することができず、高
熱膨張係数を有するスピネルもしくはマグネシウム−チ
タネートを生成し、ハニカム構造体の熱膨張係数が高く
なるからである。Although the thermal decomposition having a peak near 1100 ° C. can be suppressed to some extent by the solid solution of MgO in aluminum-titanate, MgO alone is not sufficient and it is desirable to simultaneously form a solid solution of Fe 2 O 3 . Also,
In the present invention, it has been found that not only the effect of solid solution of MgO but also the conventionally known effect of suppressing thermal decomposition, but also the effect of improving corrosion resistance, particularly alkali resistance, is obtained. Mg
The reason why the addition amount of O is preferably 4% by weight or more is because, as will be apparent from the examples described later, if it is 4% by weight or more, the alkali resistance is remarkably improved, and if it is 10% by weight or less. If MgO is added in excess of 10% by weight, MgO cannot be completely dissolved, and spinel or magnesium-titanate having a high coefficient of thermal expansion is produced, and the coefficient of thermal expansion of the honeycomb structure is high. Because it becomes.
【００１５】アルミニウム−チタネートへＦｅ2 Ｏ3 を
固溶させるとＦｅイオンはＡｌイオンと完全に置換し、
アルミニウム−チタネートの熱分解を抑制する。Ｆｅ2
Ｏ3 の添加量が２重量％以上であると好ましいのは、２
重量％未満であると熱分解を完全に抑制することができ
ず、１０重量％以下であると好ましいのは、１０重量％
を越えると熱膨張係数が高くなるためである。When Fe 2 O 3 is dissolved in aluminum-titanate, Fe ions are completely replaced with Al ions,
Suppresses thermal decomposition of aluminum-titanate. Fe 2
It is preferable that the addition amount of O 3 be 2% by weight or more.
When the content is less than 10% by weight, thermal decomposition cannot be completely suppressed.
This is because a thermal expansion coefficient becomes higher when the ratio exceeds.
【００１６】アルミニウム−チタネートを主結晶相とす
るハニカム構造体の使用域よりも低温部にアルミナを主
結晶相とするハニカム構造体を使用する理由は、アルミ
ニウム−チタネートは高価であるため最低限直接高温の
排ガスに触れる部分に使用すれば充分であり、熱膨張係
数の高いアルミナを主結晶相とするハニカム構造体で
も、直接高温の排ガスに触れることがなければ、熱衝撃
は緩和され充分使用に耐えるためである。また、焼成炉
の定常運転時に少なくとも１２００℃以上となる部分は
鉄および時としてアルカリ成分による腐食が問題となる
ため、耐食性に優れたアルミナを主結晶相とするハニカ
ム構造体を用いることが必要となる。The reason that the honeycomb structure having alumina as the main crystal phase is used at a lower temperature than the area where the honeycomb structure having aluminum-titanate as the main crystal phase is used is that aluminum-titanate is expensive, and therefore, is at least directly It is sufficient if it is used in the part that comes in contact with high-temperature exhaust gas, and even if it is a honeycomb structure whose main crystal phase is alumina with a high coefficient of thermal expansion, the thermal shock will be reduced if it does not come in direct contact with high-temperature exhaust gas, and it will be sufficient for use. To endure. In addition, at least a portion where the temperature becomes 1200 ° C. or higher during the steady operation of the firing furnace is likely to be corroded by iron and sometimes an alkali component. Therefore, it is necessary to use a honeycomb structure having alumina having excellent corrosion resistance as a main crystal phase. Become.
【００１７】また、本発明では、低温部にコージェライ
ト、ムライトを主結晶相とするハニカム構造体または耐
食性磁器質ハニカム構造体のうち少なくとも１つ以上を
組み合わせて使用することが必要である。１２００℃以
下の温度であれば、鉄やアルカリによる腐食は穏やかに
しか進行せず、低熱膨張係数で耐熱衝撃性に優れるコー
ジェライトハニカム構造体を使用することができる。そ
のため、ハニカム構造体を大きくすることができ、取扱
いが容易になる利点がある。また、焼成炉からの鉄、ア
ルカリの排出量が多い場合には、コージェライトよりも
高熱膨張係数を有するが耐熱性、耐食性に優れたムライ
トを主結晶相とするハニカム構造体を使用することが好
ましく、さらに温度の低い部分にのみコージェライトを
主結晶相とするハニカム構造体を使用することができ
る。Further, in the present invention, it is necessary to use a combination of at least one of a honeycomb structure having cordierite and mullite as a main crystal phase and a corrosion-resistant porcelain honeycomb structure in the low-temperature portion. At a temperature of 1200 ° C. or lower, a cordierite honeycomb structure, in which corrosion by iron or alkali progresses only moderately, has a low coefficient of thermal expansion and is excellent in thermal shock resistance, can be used. Therefore, there is an advantage that the honeycomb structure can be made large and handling becomes easy. In addition, when the amount of iron and alkali discharged from the firing furnace is large, it is possible to use a honeycomb structure having a mullite having a higher thermal expansion coefficient than cordierite, but having excellent heat resistance and corrosion resistance as a main crystal phase. Preferably, a honeycomb structure having cordierite as a main crystal phase only in a portion having a lower temperature can be used.
【００１８】さらに、燃料として重油を使用する場合に
は、重油中に含まれる硫黄分によりＳＯｘが発生し、露
点以下の温度となる蓄熱体部分では腐食し長期間の使用
に耐えない。このような場合には、耐食性磁器質ハニカ
ム構造体を使用することが望ましい。耐食性磁器には長
石質磁器、アルミナ質磁器等があるが、いずれも開気孔
率が零に近く、特に耐酸性に優れる。このような工業炉
においては、それぞれの炉により使用温度、排出ガス雰
囲気等がまちまちであり、条件に合わせて最適な蓄熱体
構成にすることが必要である。Furthermore, when heavy oil is used as fuel, SOx is generated due to sulfur contained in the heavy oil, and the heat storage portion having a temperature lower than the dew point corrodes and cannot be used for a long time. In such a case, it is desirable to use a corrosion-resistant porcelain honeycomb structure. Corrosion-resistant porcelain includes feldspar-based porcelain, alumina-based porcelain, and the like, and all have an open porosity close to zero and have particularly excellent acid resistance. In such an industrial furnace, the operating temperature, the exhaust gas atmosphere, and the like vary depending on the furnace, and it is necessary to make an optimal heat storage structure according to the conditions.
【００１９】図２は本発明のハニカム状蓄熱体を使用し
た熱交換体を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示す図
である。図２に示す例において、１１は燃焼室、１２−
１、１２−２は図１に示す構造のハニカム状蓄熱体、１
３−１、１３−２はハニカム状蓄熱体１２−１、１２−
２から構成される熱交換体、１４−１、１４−２は熱交
換体１３−１、１３−２に設けた燃料投入口である。図
２に示す例において、２個の熱交換体１３−１、１３−
２を設けたのは、一方が高温の排ガスを流すことにより
蓄熱を行っているとき、同時に他方が低温の被加熱ガス
を加熱できるよう構成して、熱交換を効率的に行うため
である。FIG. 2 is a view showing an example in which a heat exchanger using the honeycomb-shaped regenerator of the present invention is installed in a combustion chamber of a combustion heating furnace. In the example shown in FIG.
Reference numerals 1 and 12-2 denote a honeycomb-shaped regenerator having the structure shown in FIG.
3-1 and 13-2 are honeycomb-shaped regenerators 12-1 and 12-
The heat exchangers 14-1, 14-2 are fuel inlets provided in the heat exchangers 13-1, 13-2. In the example shown in FIG. 2, two heat exchangers 13-1, 13-
The reason why 2 is provided is that, when one is storing heat by flowing high-temperature exhaust gas, the other can simultaneously heat the low-temperature gas to be heated, so that heat exchange can be performed efficiently.
【００２０】図２に示す例では、まず、図中矢印で示し
たように、予めハニカム状蓄熱体１２−１に蓄熱した熱
交換体１３−１に被加熱ガスである空気を供給すると同
時に燃料投入口１４−１から燃料を投入するとともに、
熱交換体１３−２には燃焼室１１内の高温の排ガスを通
過させる。この状態で、空気は予熱され燃料とともに燃
焼室１１へ供給されるとともに、熱交換体１３−２のハ
ニカム状蓄熱体１２−２は蓄熱される。In the example shown in FIG. 2, first, as shown by the arrow in the figure, the air to be heated is supplied to the heat exchanger 13-1 previously stored in the honeycomb-shaped heat storage body 12-1, and the fuel Inject fuel from the inlet 14-1,
The high-temperature exhaust gas in the combustion chamber 11 is passed through the heat exchanger 13-2. In this state, the air is preheated and supplied to the combustion chamber 11 together with the fuel, and the honeycomb-shaped regenerator 12-2 of the heat exchanger 13-2 is stored.
【００２１】次に、ガスの流れを切り換えて、図中矢印
と反対方向にガスを流れるようにして、熱交換体１３−
２に被加熱ガスである空気を流し燃料投入口１４−２か
ら燃料を投入するとともに、熱交換体１３−２には燃焼
室１１内の高温の排ガスを通過させる。以上の工程を連
続的に繰り返すことにより、熱交換を行うことができ
る。Next, the gas flow is switched so that the gas flows in the direction opposite to the arrow in FIG.
Air, which is a gas to be heated, flows through the fuel injection port 2 to supply fuel from the fuel input port 14-2, and high-temperature exhaust gas in the combustion chamber 11 passes through the heat exchanger 13-2. By repeating the above steps continuously, heat exchange can be performed.
【００２２】[0022]
【実施例】以下、実際の例について説明する。実施例１ 本発明で使用する各種材料のハニカム構造体を準備し、
それぞれのハニカム構造体について、融点、４０〜８０
０℃における熱膨張係数、電気炉スポーリング破壊温
度、耐アルカリ性、耐酸性を調べた。ここで、電気炉ス
ポーリング破壊温度は、７５ｍｍ×７５ｍｍ×５０ｍｍ
の形状のハニカム構造体を、各温度で電気炉中に１時間
保持した後取り出し空冷しクラックが発生するかどうか
を調査し、クラックが発生しなかった最大の温度として
求めた。また、耐アルカリ性および耐酸性とも、各例の
相対的な評価を、良い方から◎＞○＞△＞×の順で表記
した。結果を以下の表１に示す。An actual example will be described below. Example 1 A honeycomb structure of various materials used in the present invention was prepared.
For each honeycomb structure, the melting point, 40-80
The thermal expansion coefficient at 0 ° C., the electric furnace spalling breaking temperature, the alkali resistance, and the acid resistance were examined. Here, the electric furnace spalling breaking temperature is 75 mm × 75 mm × 50 mm
Was held in an electric furnace at each temperature for 1 hour, and was taken out. The honeycomb structure was air-cooled and investigated whether cracks were generated. In addition, the relative evaluation of each example in terms of alkali resistance and acid resistance was described in the order of ◎>○>△> × from the better one. The results are shown in Table 1 below.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】表１の結果から、本発明で用いられるアル
ミニウム−チタネートからなるハニカム構造体は、融点
が１８００℃と高く熱膨張係数も低くさらに電気炉スポ
ーリング破壊温度も高いことから、熱衝撃に強いハニカ
ム構造体を形成することがわかった。また、耐アルカ
リ、耐酸性の評価についても、本発明で用いられるアル
ミニウム−チタネートは他の材料に比べて同等かそれ以
上の好ましい結果を得ることができることがわかった。
一方、本発明でハニカム状蓄熱体の低温部に用いられる
磁器ハニカム構造体においては、熱膨張係数が高く熱衝
撃に対しては優れていないものの、耐酸性の評価におい
ては他の材料よりも優れていることがわかった。From the results in Table 1, it can be seen that the honeycomb structure made of aluminum-titanate used in the present invention has a high melting point of 1800 ° C., a low coefficient of thermal expansion, and a high electric furnace spalling breakdown temperature. It was found that a strong honeycomb structure was formed. In addition, regarding the evaluation of alkali resistance and acid resistance, it was found that the aluminum-titanate used in the present invention can obtain the same or better results than other materials.
On the other hand, in the porcelain honeycomb structure used in the low-temperature portion of the honeycomb heat storage body in the present invention, the coefficient of thermal expansion is high and is not excellent against thermal shock, but is superior to other materials in the evaluation of acid resistance. I understood that.
【００２５】実施例２ 次に、本発明例および比較例として数種の異なる構成に
よるハニカム状蓄熱体について、実際に蓄熱体として使
用した時の使用状況について観察した。まず、本発明例
および比較例ではハニカム構造体をその流路が揃うよう
に積み重ねるとともに、以下の表２に示すように、高温
部（ａ）、中温部（ｂ）、低温部（ｃ）の材質を変えて
（比較例中には同材質のものもあり）構成し、図３に示
す構造の本発明例および比較例のハニカム状蓄熱体を準
備した。各ハニカム構造体のサイズは全て同一サイズの
７５ｍｍ×７５ｍｍ×５０ｍｍであった。なお、試験に
使用した炉内の雰囲気はアルカリ、鉄の飛散が多く厳し
い条件下であった。ここで用いられるバーナーの使用燃
料としては、天然ガスおよび重油があり、重油を燃料と
して用いた場合には酸露点以下になる温度で硫酸の発生
が確認された。 Example 2 Next, as the present invention example and a comparative example, the use state when actually using the honeycomb-shaped heat storage bodies having several different configurations as the heat storage bodies was observed. First, in the present invention example and the comparative example, the honeycomb structures are stacked so that their flow paths are aligned, and as shown in Table 2 below, the high-temperature part (a), the medium-temperature part (b), and the low-temperature part (c) The material was changed (the same material was used in some comparative examples), and the honeycomb-shaped heat storage bodies of the present invention example and the comparative example having the structure shown in FIG. 3 were prepared. The size of each honeycomb structure was all the same size of 75 mm × 75 mm × 50 mm. The atmosphere in the furnace used for the test was under severe conditions with a large amount of scattering of alkali and iron. The burners used here include natural gas and heavy oil. When heavy oil was used as fuel, generation of sulfuric acid was confirmed at a temperature below the acid dew point.
【００２６】準備した本発明例および比較例のハニカム
状蓄熱体に対して、図４に示すようなスケジュールで吸
熱、廃熱を繰り返し行った。ここで、最も蓄熱体全体が
高温になる高温排気ガス通過時と、最も低温となる冷却
空気通過時の温度差は約１５０℃であった。以下の表２
に各ハニカム状蓄熱体の構成と使用状況について示す。
ここで測定された蓄熱体温度は、図３に示す温度測定位
置（１）〜（４）の各測定ポイントにおいて、蓄熱体平
面上最も温度の高くなる点で最も蓄熱体全体が高温にな
った時、即ち高温排気ガス通過中の温度を測定したもの
である。なお、ここで使用したハニカム状蓄熱体は、吸
気側（温度測定位置（４））の温度が常に３００℃以下
となるように使用温度によって蓄熱体全体の長さ（Ｌ
寸）を変更した。これは配管、弁などの装置の保護のた
めである。Heat absorption and waste heat were repeatedly performed on the prepared honeycomb heat storage bodies of the present invention and comparative examples according to the schedule shown in FIG. Here, the temperature difference between the passage of the high-temperature exhaust gas at which the entire heat storage body became the highest temperature and the passage of the cooling air at the lowest temperature was about 150 ° C. Table 2 below
Fig. 2 shows the configuration and usage of each honeycomb-shaped regenerator.
The temperature of the regenerator measured here is such that, at each measurement point at the temperature measurement positions (1) to (4) shown in FIG. Time, that is, the temperature during passage of the high-temperature exhaust gas. Note that the honeycomb-shaped regenerator used here depends on the operating temperature so that the temperature on the intake side (temperature measurement position (4)) is always 300 ° C. or less.
) Was changed. This is for protection of devices such as pipes and valves.
【００２７】[0027]
【表２】 [Table 2]
【００２８】表２の結果から以下のことが判明した。比
較例試験Ｎｏ．１では、蓄熱体の高、中、低温部全てに
コージェライト材質のハニカム構造体を用いたために、
温度がコージェライトの融点を越える高温部においては
ハニカム構造体が溶損し、また１２００℃を越える中温
部に用いたコージェライトハニカム構造体でもアルカ
リ、鉄などの腐食の急速な進行により軟化および破損が
生じている。従って、ハニカム状蓄熱体としては不適で
あることがわかった。また、比較例試験Ｎｏ．２では、
高温部の溶損を防ぐためにアルミナハニカム構造体を用
いたが、アルミナハニカム構造体の熱膨張係数が高く耐
熱衝撃性に劣ることがら、アルミナハニカム構造体の破
損が生じた。同時に中温部のコージェライトハニカム構
造体においても比較例試験Ｎｏ．１と同様腐食による破
損が生じており使用不可であった。From the results in Table 2, the following has been found. Comparative Example Test No. In 1, the cordierite honeycomb structure was used for all high, middle and low temperature parts of the heat storage body.
In the high temperature part where the temperature exceeds the melting point of cordierite, the honeycomb structure is melted, and in the cordierite honeycomb structure used in the medium temperature part exceeding 1200 ° C, softening and breakage occur due to rapid progress of corrosion of alkali and iron. Has occurred. Therefore, it turned out that it is unsuitable as a honeycomb-shaped heat storage body. Also, in Comparative Example Test No. In 2,
Although the alumina honeycomb structure was used to prevent the high-temperature portion from being damaged, the alumina honeycomb structure was damaged because the alumina honeycomb structure had a high thermal expansion coefficient and was inferior in thermal shock resistance. At the same time, the comparative example test no. As in the case of No. 1, it was damaged by corrosion and could not be used.
【００２９】さらに、高温部にアルミナよりも熱膨張係
数の小さいムライトハニカム構造体を用い、中温部にア
ルミナハニカム構造体を用いた比較例試験Ｎｏ．３で
は、中温部での腐食による破損はおこらず、また、高温
部よりも熱衝撃が弱いことから、アルミナハニカム構造
体でも熱衝撃による破損は生じなかった。しかし、高温
部では熱衝撃によりムライトハニカム構造体の破損が生
じた。そこで、本発明例試験Ｎｏ．６、７、８、９、１
０では、熱衝撃およびアルカリ、鉄などによる腐食の大
きい高温側に、アルミニウム−チタネート単味からなる
ハニカム構造体、アルミニウム−チタネートに５重量％
のＭｇＯと５重量％のＦｅ2 Ｏ 3 を添加したハニカム構
造体またはアルミニウム−チタネートとムライトからな
るハニカム構造体を用い、蓄熱体全体が最も温度が高く
なる１２００℃以上の温度になる中温部にアルミナハニ
カム構造体を用い、そして１２００℃以下の温度になる
低温部にコージェライト、ムライト、コージェライトと
ムライトのそれぞれのハニカム構造体を用いて評価し
た。Further, the thermal expansion coefficient is higher than that of alumina in the high temperature part.
Using a small number of mullite honeycomb structures,
Comparative example test No. 1 using a lumina honeycomb structure. At three
Is not damaged by corrosion in the medium temperature part, and
Since the thermal shock is weaker than the part, the alumina honeycomb structure
The body was not damaged by thermal shock. But high temperature
Damage to the mullite honeycomb structure due to thermal shock
I did Therefore, the test example No. of the present invention. 6, 7, 8, 9, 1
At 0, large thermal shock and corrosion by alkali, iron, etc.
Aluminum-titanate plain on high temperature side
Honeycomb structure, 5% by weight in aluminum-titanate
MgO and 5 wt% FeTwo O Three Honeycomb structure with
Structure or aluminum-titanate and mullite
The entire heat storage body has the highest temperature using a honeycomb structure
Alumina honeycomb is applied to the middle temperature part where the temperature becomes 1200 ° C or more.
Use cam structure, and temperature below 1200 ° C
Cordierite, mullite, cordierite in the low temperature section
Each mullite honeycomb structure was evaluated and evaluated.
Was.
【００３０】その結果、本発明のアルミニウム−チタネ
ートは耐アルカリ性および鉄に対する耐性に優れ、熱膨
張係数も小さいため熱衝撃にも強く、高温で腐食の厳し
い高温部のハニカム構造体として問題なく使用すること
ができた。また、中温部のアルミナハニカム構造体、低
温部の各種のハニカム構造体においても問題なく使用で
き、ハニカム状蓄熱体として破壊せず熱効率よく熱交換
を行うことができることが判った。しかし、比較例試験
Ｎｏ．４では、中温部に用いられたアルミナハニカム構
造体が１２００℃以上での使用であったために、高温
部、中温部のハニカム構造体には異常がみられなかった
ものの、低温部のコージェライトハニカムに溶損が生じ
て使用不可となった。また、本発明例試験Ｎｏ．６、
７、８、９で中温部に使用したアルミナハニカム構造体
は、低温部即ち温度測定位置（３）よりも低温域にまで
使用されても何等問題ないものである。As a result, the aluminum-titanate of the present invention is excellent in alkali resistance and iron resistance, has a small coefficient of thermal expansion, is resistant to thermal shock, and can be used without problem as a honeycomb structure in a high-temperature portion where corrosion is severe at high temperatures. I was able to. In addition, it was found that it can be used without problems in an alumina honeycomb structure in the middle temperature section and various honeycomb structures in the low temperature section, and heat exchange can be performed with high thermal efficiency without breaking as a honeycomb-shaped heat storage body. However, in Comparative Example Test No. In No. 4, since the alumina honeycomb structure used in the middle temperature part was used at 1200 ° C. or higher, no abnormality was observed in the honeycomb structure in the high temperature part and the medium temperature part, but the cordierite honeycomb in the low temperature part was observed. Melted and became unusable. In addition, the test example No. of the present invention. 6,
The alumina honeycomb structure used for the middle temperature section in 7, 8, and 9 has no problem even if it is used in a low temperature section, that is, a lower temperature range than the temperature measurement position (3).
【００３１】ここまでの試験で用いられた焼成炉のバー
ナー用の燃料は天然ガスが用いられ、冷却時、低温部に
硫酸による腐食は見られなかった。しかし、比較例試験
Ｎｏ．５ではバーナー用の燃料に重油を用いたため、冷
却時に低温部でＳＯｘの結露による硫酸の発生が起こ
り、低温部のコージェライトハニカム構造体が硫酸によ
り腐食した。そこで、本発明では、バーナー用の燃料と
して重油を用いた場合、低温部にコージェライトハニカ
ム構造体と磁器ハニカム構造体とを組み合わせて耐酸性
の必要な部分に磁器ハニカム構造体を用いることで、低
温部においてもハニカム状蓄熱体として破壊および溶損
を起こさず問題ないものとなった。As the fuel for the burner of the firing furnace used in the tests up to this point, natural gas was used, and at the time of cooling, corrosion by sulfuric acid was not observed in the low temperature part. However, in Comparative Example Test No. In No. 5, since heavy oil was used as the fuel for the burner, sulfuric acid was generated due to dew condensation of SOx in the low temperature part during cooling, and the cordierite honeycomb structure in the low temperature part was corroded by the sulfuric acid. Therefore, in the present invention, when heavy oil is used as a fuel for a burner, a cordierite honeycomb structure and a porcelain honeycomb structure are combined in a low-temperature portion, and a porcelain honeycomb structure is used in a portion requiring acid resistance, Even in the low-temperature part, the honeycomb-shaped heat storage body did not break down and was not melted, so that there was no problem.
【００３２】実施例３ アルミニウム−チタネートハニカム構造体に対するＭｇ
ＯおよびＦｅ2 Ｏ3 の添加の効果について調査した。ま
ず、図５に本発明で用いられたアルミニウム−チタネー
トに含有するＭｇＯによる特性の変化を示す。ここで、
熱膨張係数は、焼成後のハニカム構造体の流路方向の４
０〜８００℃の熱膨張係数を示す。また、耐アルカリ性
の指標である重量減少率は、１０重量％のＮａＯＨ水溶
液の中にハニカム構造体を１５０℃で２０時間浸漬させ
たときの重量減少率を測定したものである。重量減少率
が少ないほど耐アルカリ性に優れていることになる。な
お、Ｆｅ2 Ｏ3 の添加量はいずれの場合も５重量％であ
った。 Example 3 Mg to aluminum-titanate honeycomb structure
The effect of the addition of O and Fe 2 O 3 was investigated. First, FIG. 5 shows a change in characteristics due to MgO contained in the aluminum-titanate used in the present invention. here,
The coefficient of thermal expansion is 4 in the flow direction of the honeycomb structure after firing.
It shows the coefficient of thermal expansion from 0 to 800 ° C. The weight loss rate, which is an index of alkali resistance, is obtained by measuring the weight loss rate when the honeycomb structure is immersed in a 10% by weight aqueous NaOH solution at 150 ° C. for 20 hours. The smaller the weight loss rate, the better the alkali resistance. The amount of Fe 2 O 3 added was 5% by weight in each case.
【００３３】図５の結果から、ＭｇＯの添加量によりア
ルミニウム−チタネートハニカム構造体の熱膨張係数及
び体アルカリ性の特性は変化することがわかる。ＭｇＯ
を添加していくことにより、熱膨張係数は一時的に減少
傾向を見せるが、ある添加量を越えると徐々に上昇して
いく。また、耐アルカリ性はＭｇＯ添加により重量減少
率は低下し、あるレベルに達するとそれ以上は低下しな
くなる。図４から、ハニカム状蓄熱体として必要な熱膨
張係数と耐アルカリ性の双方の特性を満足する範囲とし
て、ＭｇＯの添加量は４〜１０重量％であると好ましい
ことがわかる。From the results shown in FIG. 5, it can be seen that the thermal expansion coefficient and the body alkalinity characteristics of the aluminum-titanate honeycomb structure change depending on the amount of MgO added. MgO
, The thermal expansion coefficient temporarily shows a tendency to decrease, but gradually increases when the amount exceeds a certain amount. Also, the alkali resistance decreases the weight loss rate by the addition of MgO, and when it reaches a certain level, it does not further decrease. FIG. 4 shows that the addition amount of MgO is preferably 4 to 10% by weight in a range satisfying both the thermal expansion coefficient and the alkali resistance required for the honeycomb-shaped heat storage body.
【００３４】次に、図６に様々な組成の焼成後のハニカ
ム構造体について電気炉にて１１００℃の温度で各時間
保持した後の熱膨張係数を示している。アルミニウム−
チタネートのみでＭｇＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 の添加の無いハニ
カム構造体（ＡＴ）は、短時間の熱処理においてすぐに
熱膨張係数が上昇している。また、アルミニウム−チタ
ネートにＭｇＯを１０重量％添加したハニカム構造体
（ＭＡＴ）では、長時間の熱処理で熱膨張係数は徐々に
上昇している。従って、この組成のハニカム構造体を高
温で長時間使用することにより、熱膨張係数が上昇し熱
衝撃により破壊する確率が高くなることになる。Next, FIG. 6 shows the thermal expansion coefficients of the fired honeycomb structures having various compositions after being held at a temperature of 1100 ° C. for each hour in an electric furnace. Aluminum-
The honeycomb structure (AT) containing only titanate and no addition of MgO or Fe 2 O 3 has an immediate increase in thermal expansion coefficient in a short-time heat treatment. Further, in the honeycomb structure (MAT) in which MgO is added to aluminum-titanate by 10% by weight, the thermal expansion coefficient is gradually increased by a long-time heat treatment. Therefore, when a honeycomb structure having this composition is used at a high temperature for a long time, the coefficient of thermal expansion increases, and the probability of breakage due to thermal shock increases.
【００３５】そこで、アルミニウム−チタネートにＭｇ
Ｏ及びＦｅ2 Ｏ3 を同時に添加したハニカム構造体（Ｍ
ＡＴＦ）において、長時間熱処理を行った後の熱膨張係
数の測定を行ったところ、Ｆｅ2 Ｏ3 を１重量％添加し
たハニカム構造体（ＭＡＴＦ−１）では熱膨張係数の上
昇が見られるが、２重量％添加したハニカム構造体（Ｍ
ＡＴＦ−２）、５重量％添加したハニカム構造体（ＭＡ
ＴＦ−５）及び１０重量％添加したハニカム構造体（Ｍ
ＡＴＦ−１０）については、低熱膨張で高温での長時間
の熱処理においても安定した低いままの熱膨張を維持す
るハニカム構造体を得ることができた。しかし、Ｆｅ2
Ｏ3 の添加量を多くして１５重量％添加したハニカム構
造体（ＭＡＴＦ−１５）では、熱膨張係数の長時間の熱
処理による上昇は無いものの未熱処理のハニカム構造体
の熱膨張係数が極端に上昇して使用に耐えない。なお、
上記ＭＡＴＦ系のＭｇＯ添加量は一律に５重量％とし
た。以上のことから、Ｆｅ2 Ｏ3 の添加量は２〜１０重
量％であると好ましいことがわかる。Therefore, Mg is added to aluminum-titanate.
O and Fe 2 O 3 are simultaneously added to the honeycomb structure (M
(ATF), the thermal expansion coefficient of the honeycomb structure (MATF-1) to which 1% by weight of Fe 2 O 3 was added was measured. , A honeycomb structure (M
ATF-2) Honeycomb structure (MA
TF-5) and a honeycomb structure (M
With respect to ATF-10), a honeycomb structure that maintains a low and stable thermal expansion even after a long-time heat treatment at a high temperature with a low thermal expansion could be obtained. However, Fe 2
In the honeycomb structure (MATF-15) in which the added amount of O 3 was increased and added by 15% by weight, the thermal expansion coefficient of the unheated honeycomb structure was extremely high although the thermal expansion coefficient was not increased by the long-term heat treatment. It rises and does not stand use. In addition,
The addition amount of the above-mentioned MATF-based MgO was uniformly 5% by weight. From the above, it is understood that the addition amount of Fe 2 O 3 is preferably 2 to 10% by weight.
【００３６】従って、本発明に使用されるアルミニウム
−チタネートハニカム構造体は、ＭｇＯを４〜１０重量
％、Ｆｅ2 Ｏ3 を２〜１０重量％添加されることが好ま
しいことがわかる。Accordingly, it is understood that the aluminum-titanate honeycomb structure used in the present invention is preferably added with 4 to 10% by weight of MgO and 2 to 10% by weight of Fe 2 O 3 .
【００３７】なお、上述した実施例において、高温部、
中温部、低温部の各ハニカム構造体を構成するコージェ
ライト、ムライト、アルミニウム−チタネート等の原料
は、一般に使用される生の原料、シャモット等を単独ま
たは組み合わせて使用することができる。In the above-described embodiment, the high-temperature portion,
Raw materials such as cordierite, mullite, aluminum-titanate and the like constituting each of the honeycomb structures of the medium-temperature part and the low-temperature part can be used alone or in combination with generally used raw materials, chamotte and the like.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、高温排ガスの上流側から下流側に向かって
（１）アルミニウム−チタネートを主結晶相とするハニ
カム構造体またはアルミニウム−チタネートとムライト
からなるハニカム構造体、（２）アルミナを主結晶相と
するハニカム構造体、（３）コージェライトを主結晶相
とするハニカム構造体、ムライトを主結晶相とするハニ
カム構造体および耐食性磁器質ハニカムの内から選ばれ
た少なくとも１つのハニカム構造体によりハニカム状蓄
熱体を構成しているため、高温で腐食性の排ガスに対し
ても破壊せず効率良く熱交換を行うことができるハニカ
ム状蓄熱体を得ることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, (1) a honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase or aluminum-titanate from upstream to downstream of high-temperature exhaust gas (2) a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase, a honeycomb structure having cordierite as a main crystal phase, a honeycomb structure having mullite as a main crystal phase, and corrosion-resistant porcelain The honeycomb-shaped heat storage body is constituted by at least one honeycomb structure selected from among the porous honeycombs, so that the honeycomb-shaped heat exchanger can efficiently exchange heat without breaking even at high temperatures and corrosive exhaust gas. A heat storage body can be obtained.
【図１】本発明のハニカム状蓄熱体の一例の構成を示す
図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a honeycomb heat storage body of the present invention.
【図２】本発明のハニカム状蓄熱体を使用した熱交換体
を燃焼加熱炉の燃焼室に設置した例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example in which a heat exchanger using the honeycomb-shaped regenerator of the present invention is installed in a combustion chamber of a combustion heating furnace.
【図３】実施例で使用するハニカム状蓄熱体の構成を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a honeycomb-shaped regenerator used in an example.
【図４】実施例におけるハニカム状蓄熱体の運転時の温
度曲線を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a temperature curve during operation of the honeycomb-shaped regenerator in the embodiment.
【図５】アルミニウム−チタネートハニカム構造体のＭ
ｇＯ添加による耐アルカリ性および熱膨張係数の変化を
示すグラフである。FIG. 5 shows the M of the aluminum-titanate honeycomb structure.
4 is a graph showing changes in alkali resistance and thermal expansion coefficient due to addition of gO.
【図６】アルミニウム−チタネートハニカム構造体にＭ
ｇＯおよびＦｅ2 Ｏ3 を添加したときのエージング時間
と熱膨張係数との関係を示すグラフである。FIG. 6 shows an aluminum-titanate honeycomb structure with M
5 is a graph showing the relationship between the aging time and the coefficient of thermal expansion when gO and Fe 2 O 3 are added.
【符号の説明】 １ ハニカム状蓄熱体、２ ハニカム構造体、３ 貫通
孔、１１ 燃焼室、１２−１、１２−２ 熱交換体、１
３−１、１３−２ ハニカム状蓄熱体、１４−１、１４
−２ 燃料投入口[Description of Signs] 1 honeycomb-shaped regenerator, 2 honeycomb structure, 3 through-hole, 11 combustion chamber, 12-1, 12-2 heat exchanger, 1
3-1 and 13-2 Honeycomb-shaped regenerator, 14-1, 14
-2 fuel inlet
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F28D 17/02 C04B 35/46 F23L 15/02 F27D 17/00 101 C04B 35/10Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F28D 17/02 C04B 35/46 F23L 15/02 F27D 17/00 101 C04B 35/10
Claims (5)
貫通孔から構成される流路に排ガスと被加熱ガスとを交
互に通過させて排ガス中の廃熱を回収するハニカム状蓄
熱体において、高温の排ガスに接する蓄熱体の高温部を
アルミニウム−チタネートを主結晶相とするハニカム構
造体またはアルミニウム−チタネートとムライトからな
るハニカム構造体から構成し、焼成炉の定常運転時に、
少なくとも１２００℃以上の温度となる蓄熱体部分をア
ルミナを主結晶相とするハニカム構造体で構成し、この
アルミナを主結晶相とするハニカム構造体よりも低温側
の蓄熱体を、コージェライトを主結晶相とするハニカム
構造体、ムライトを主結晶相とするハニカム構造体およ
び耐食性磁器質ハニカム構造体の内から選ばれた少なく
とも一つを組み合わせてなることを特徴とするハニカム
状蓄熱体。1. A plurality of honeycomb structures are stacked,
In a honeycomb-shaped regenerator that recovers waste heat in the exhaust gas by alternately passing the exhaust gas and the gas to be heated through the flow path composed of the through-hole, a high-temperature portion of the regenerator in contact with the high-temperature exhaust gas is made of aluminum-titanate. Composed of a honeycomb structure having a main crystal phase or a honeycomb structure made of aluminum-titanate and mullite, and during a steady operation of a firing furnace,
A heat storage part having a temperature of at least 1200 ° C. or higher is formed of a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase, and a heat storage body at a lower temperature side than the honeycomb structure having alumina as a main crystal phase is mainly formed of cordierite. A honeycomb-shaped regenerator comprising a combination of at least one selected from a honeycomb structure having a crystal phase, a honeycomb structure having mullite as a main crystal phase, and a corrosion-resistant porcelain honeycomb structure.
主結晶相とするハニカム構造体で、前記中温部がアルミ
ナを主結晶相とするハニカム構造体で、前記低温部がコ
ージェライトを主成分とするハニカム構造体である請求
項１記載のハニカム状蓄熱体。2. The high temperature portion is a honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase, the middle temperature portion is a honeycomb structure having alumina as a main crystal phase, and the low temperature portion is mainly composed of cordierite. The honeycomb-shaped heat storage body according to claim 1, which is a honeycomb structure.
とするハニカム構造体またはアルミニウム−チタネート
とムライトからなるハニカム構造体のアルミニウム−チ
タネート部分が、ＭｇＯを４〜１０重量％、Ｆｅ2 Ｏ3
を２〜１０重量％含有している請求項１記載のハニカム
状蓄熱体。3. An aluminum-titanate portion of the honeycomb structure having aluminum-titanate as a main crystal phase or a honeycomb structure comprising aluminum-titanate and mullite, wherein the aluminum-titanate portion contains 4 to 10% by weight of MgO, Fe 2 O 3
The honeycomb-shaped regenerator according to claim 1, which comprises 2 to 10% by weight.
とするハニカム構造体またはアルミニウム−チタネート
とムライトからなるハニカム構造体の４０〜８００℃の
間の熱膨張係数が１．０×１０-6／℃以下である請求項
３記載のハニカム状蓄熱体。4. A honeycomb structure comprising aluminum-titanate as a main crystal phase or a honeycomb structure comprising aluminum-titanate and mullite has a thermal expansion coefficient of 1.0 × 10 −6 / ° C. between 40 and 800 ° C. The honeycomb-shaped heat storage body according to claim 3, which is:
造体よりも低温側の蓄熱体部分において、少なくとも酸
露点以下の温度になる部分を前記耐食性ハニカム構造体
とする請求項１記載のハニカム状蓄熱体。5. The honeycomb-shaped honeycomb structure according to claim 1, wherein a portion having a temperature lower than at least an acid dew point in the heat storage portion at a lower temperature side than the honeycomb structure having alumina as a main crystal phase is the corrosion-resistant honeycomb structure. Heat storage.
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