JPH1182901A - ごみ焼却設備における伝熱管配置方法 - Google Patents

ごみ焼却設備における伝熱管配置方法

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JPH1182901A
JPH1182901A JP9249881A JP24988197A JPH1182901A JP H1182901 A JPH1182901 A JP H1182901A JP 9249881 A JP9249881 A JP 9249881A JP 24988197 A JP24988197 A JP 24988197A JP H1182901 A JPH1182901 A JP H1182901A
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Kazuo Tsutsumi
香津雄 堤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ焼却設備における熱回収用伝熱管の溶融
塩による腐食を防止し、かつ、熱回収量の増大を図る。 【解決手段】 ごみ焼却炉及び廃熱ボイラを備えたごみ
焼却設備において、ごみ焼却炉出口燃焼排ガス中の塩化
物が溶融している高温域に、表面温度が塩化物の融点以
下で腐食が進行し難い蒸発器などの第１の伝熱管を配置
して、燃焼排ガス温度を塩化物の融点以下の温度域に下
げ塩化物を凝固させて固体状にし、この温度域に前記第
１の伝熱管内の流体よりも温度の高い流体が流れる過熱
器などの第２の伝熱管を配置して熱交換を行い、伝熱管
の腐食を防止するとともに、熱回収量を増大させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却設備にお
ける熱回収用伝熱管の溶融塩による腐食を防止し、か
つ、熱回収量の増大を図るようにするためのごみ焼却設
備における伝熱管配置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ごみ中には塩や塩素系プラスチックスが
含まれているので、ごみを燃焼させると、塩化水素ガス
と塩化物（ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ2 等）が発生
し、このうち塩化物が融点を越えて溶融すると、伝熱管
（過熱器や空気加熱器）に液（溶融塩）が付着して腐食
が起こるという問題がある。なお、ＮａＣｌの融点は８
０１℃、ＫＣｌの融点は７７０℃、ＣａＣｌ2 の融点は
７７２℃である。
【０００３】ごみを燃焼させて水蒸気を発生させる廃熱
ボイラでは、溶融塩による過熱器管の腐食が生じるため
に、石炭焚きボイラにおけるように５００℃以上の過熱
蒸気をつくることができず、最高でも３００℃程度であ
った（後述の図２についての説明参照）。
【０００４】前記の腐食の問題に対処するために、現在
では腐食に強い材料の開発が行われているが、溶融塩に
よる腐食を高級な耐食性材料でもたせようとすると、材
料代が高くなるという問題がある。特開昭５７−７７８
０６号公報には、ボイラ過熱器管・再熱器管のショート
ベンド部の溶融塩による高温腐食を防止するために、シ
ョートベンド部に耐食性を有する耐火材を設ける方法が
記載されている。また、特公昭６０−４５７６４号公報
には、ボイラ過熱器管・再熱器管のショートベンド部の
内側を防護材で覆い、ショートベンド部の燃焼灰を振り
分けて落下させて、局部的な高温腐食を防止する方法が
記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの公報に記載さ
れた腐食防止方法では、伝熱管のショートベンド部の局
部腐食はある程度防止されるが、ショートベンド部以外
は腐食が進行し、また、ショートベンド部を耐火材や防
護材で覆うものであるから、この被覆部分に相当する伝
熱面積が少なくなって熱回収量が減少するという不都合
がある。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、燃焼排ガス温度が高く、塩化物が
溶融している温度域には、表面温度が低くて腐食が進み
難い伝熱管、例えば蒸発器又は／及び節炭器を設置し、
燃焼排ガス温度を７００℃以下に下げて、ＮａＣｌ、Ｋ
Ｃｌ、ＣａＣｌ2 を融点以下にして固体にした後、過熱
器又は／及び高温空気予熱器を設置して熱交換を行うこ
とにより、伝熱管の腐食をなくすとともに、熱回収量を
増大させるようにする伝熱管配置方法を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のごみ焼却設備における伝熱管配置方法
は、ごみ焼却炉及び廃熱ボイラを備えたごみ焼却設備に
おいて、ごみ焼却炉出口燃焼排ガス中の塩化物が溶融し
ている高温域に、表面温度が塩化物の融点以下で腐食が
進行し難い第１の伝熱管を配置して、燃焼排ガス温度を
塩化物の融点以下の温度域に下げ塩化物を凝固させて固
体状にし、この温度域に前記第１の伝熱管内の流体より
も温度の高い流体が流れる第２の伝熱管を配置して熱交
換を行い、伝熱管の腐食を防止するとともに、熱回収量
を増大させるように構成されている。
【０００８】上記の伝熱管配置方法において、第１の伝
熱管が蒸発器及び節炭器の少なくともいずれかであり、
第２の伝熱管が過熱器及び高温空気予熱器の少なくとも
いずれかであるように構成される。また、高温域は７０
０〜１５００℃の温度域であり、第２の伝熱管を設置す
る温度域は５５０〜７００℃の温度域である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるも
のではなく、適宜変更して実施することができるもので
ある。図１は本発明の実施の第１形態によるごみ焼却設
備における伝熱管配置方法の場合の燃焼排ガスと伝熱管
内部流体との熱交換状態を示し、図２は従来のごみ焼却
設備における伝熱管配置方法の一例の場合の燃焼排ガス
と伝熱管内部流体との熱交換状態を示している。本来、
熱の回収は、図２に示すように対向流を基本とし、燃焼
排ガス温度が高い領域では過熱器（ｓｕｐｅｒ ｈｅａ
ｔｅｒ、ＳＨ）を設置し、次に燃焼排ガス温度が低くな
る中温域では蒸発器（ｅｖａｐｏｒａｔｏｒ、ＥＶＡ）
を設置し、低温域では節炭器（ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ、
ＥＣＯ）や空気予熱器（ａｉｒｈｅａｔｅｒ）を設置し
てエクセルギーロス（ｅｘｅｒｇｙ ｌｏｓｓ）を少な
くしている。
【００１０】この原則を破って、本発明では、高温域に
蒸発器など本来、中温域で熱交換すべき熱交換器を設置
し、燃焼排ガス温度が下がり塩化物が凝固して液体から
固体になり腐食性が激減した領域に過熱器や空気予熱器
を配置して、高温の水蒸気を得るもので、エクセルギー
ロスは向流式に比較して若干大きくなるが、高温蒸気回
収によるエネルギー回収率の増加に比べてはるかに少な
いものである。
【００１１】図２において、塩化物の融点Ｔ6 よりも少
し（例えば、７０〜１００℃）低い温度Ｔ5 以下になる
と、溶融塩による伝熱管の腐食は少なくなる。逆に言え
ば、Ｔ5 より高い温度域は腐食域ということになる。Ｔ
5 より温度の高い領域に過熱器を配置すると、溶融塩に
よる高温腐食が発生するので、従来、過熱器（ＳＨ）は
Ｔ5 より温度の低い領域に設置されていた。図２の従来
例に示すように、温度の低い領域から節炭器（ＥＣ
Ｏ）、蒸発器（ＥＶＡ）、過熱器（ＳＨ）の順に配置す
ると、Ｔ5 以下の排ガス温度では、図２における斜線部
分が利用できないので３００℃程度までの過熱となる。
【００１２】一方、図１に示すように、蒸発器（ＥＶ
Ａ）をＥＶＡ１とＥＶＡ２とに分けて過熱器（ＳＨ）の
前（高温側）にＥＶＡ２を設置して排ガス温度を下げる
と、Ｔ5 −Ｔ4 間のガスエンタルピー落差が過熱器に使
用できるので、５００℃前後の過熱ができる。すなわ
ち、温度の低い領域から節炭器（ＥＣＯ）、蒸発器１
（ＥＶＡ１）、過熱器（ＳＨ）、蒸発器２（ＥＶＡ２）
の順に配置し、ＥＶＡ１の出口をＥＶＡ２の入口に接続
するように構成すると、ＥＶＡ２の伝熱管の内部流体は
ＳＨの伝熱管の内部流体より温度が低いので、ＥＶＡ２
をＴ5 より温度の高い排ガス領域に設置しても、ＥＶＡ
２の伝熱管の表面が内部流体により冷却されて、付着し
た溶融塩は直ちに凝固し固体となって腐食の進行が抑制
される。このため、従来、溶融塩による高温腐食のおそ
れがあるとして使用できなかった高温域（図２における
斜線部分）を有効に利用することができ、熱回収量が増
大する。
【００１３】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 高温域に蒸発器など従来中温域で熱交換してい
た熱交換器を設置し、排ガス温度が下がり塩化物が固体
になり腐食性が激減した温度域に過熱管など従来高温域
で熱交換していた熱交換器を設置するので、溶融塩によ
る高温腐食が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態によるごみ焼却設備に
おける伝熱管配置方法の場合の燃焼排ガスと伝熱管内部
流体との熱交換状態を示す線図である。
【図２】従来のごみ焼却設備における伝熱管配置方法の
一例の場合の燃焼排ガスと伝熱管内部流体との熱交換状
態を示す線図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年１０月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のごみ焼却設備における伝熱管配置方法
は、ごみ焼却炉及び廃熱ボイラを備えたごみ焼却設備に
おいて、蒸発器を蒸発器１と蒸発器２とに分け、温度の
低い領域から節炭器、蒸発器１、過熱器、蒸発器２の順
に配置するとともに、蒸発器１の流体出口を蒸発器２の
流体入口に接続して、流体を節炭器、蒸発器１、蒸発器
２、過熱器の順に流過させ、ごみ焼却炉出口燃焼排ガス
中の塩化物が溶融している高温域に、表面温度が塩化物
の融点以下で腐食が進行し難い蒸発器２を配置して、燃
焼排ガス温度を塩化物の融点以下の温度域に下げ塩化物
を凝固させて固体状にし、燃焼排ガスの腐食性を激減さ
せた後、この温度域に前記蒸発器２内の流体よりも温度
の高い流体が流れる過熱器を配置して熱交換を行うこと
により、蒸発器２及び過熱器の伝熱管の腐食を防止する
とともに、溶融塩による高温腐食のおそれがあるとして
使用できなかった高温域を有効に利用して、熱回収量を
増大させるように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】上記の伝熱管配置方法において、高温域は
７００〜１５００℃の温度域であり、過熱器を設置する
温度域は５５０〜７００℃の温度域である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】この原則を破って、本発明では、高温域に
蒸発器のように本来、中温域で熱交換すべき熱交換器を
設置し、燃焼排ガス温度が下がり塩化物が凝固して液体
から固体になり腐食性が激減した領域に過熱器を配置し
て、高温の水蒸気を得るもので、エクセルギーロスは向
流式に比較して若干大きくなるが、高温蒸気回収による
エネルギー回収率の増加に比べてはるかに少ないもので
ある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 高温域に蒸発器のように従来、中温域で熱交換
していた熱交換器を設置し、排ガス温度が下がり塩化物
が固体になり腐食性が激減した温度域に過熱管など従来
高温域で熱交換していた熱交換器を設置するので、溶融
塩による高温腐食が防止できる。（２） 高温域に蒸発器のように本来、中温域で熱交換
すべき熱交換器を設置し、燃焼排ガス温度が下がり塩化
物が凝固して液体から固体になり腐食性が激減した領域
に過熱器を配置するので、高温の水蒸気が得られ、従
来、溶融塩による高温腐食のおそれがあるとして使用で
きなかった高温域を有効に利用することができ、熱回収
量が増大する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 19/00 Ｆ２８Ｆ 19/00 (72)発明者 堤 香津雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 熊谷 親徳 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ごみ焼却炉及び廃熱ボイラを備えたごみ
    焼却設備において、ごみ焼却炉出口燃焼排ガス中の塩化
    物が溶融している高温域に、表面温度が塩化物の融点以
    下で腐食が進行し難い第１の伝熱管を配置して、燃焼排
    ガス温度を塩化物の融点以下の温度域に下げ塩化物を凝
    固させて固体状にし、この温度域に前記第１の伝熱管内
    の流体よりも温度の高い流体が流れる第２の伝熱管を配
    置して熱交換を行い、伝熱管の腐食を防止するととも
    に、熱回収量を増大させることを特徴とするごみ焼却設
    備における伝熱管配置方法。
  2. 【請求項２】 第１の伝熱管が蒸発器及び節炭器の少な
    くともいずれかであり、第２の伝熱管が過熱器及び高温
    空気予熱器の少なくともいずれかである請求項１記載の
    ごみ焼却設備における伝熱管配置方法。
  3. 【請求項３】 高温域が７００〜１５００℃の温度域で
    あり、第２の伝熱管を設置する温度域が５５０〜７００
    ℃の温度域である請求項１又は２記載のごみ焼却設備に
    おける伝熱管配置方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001235101A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Takuma Co Ltd 廃棄物を燃料とする高温高圧循環流動層ボイラ
JP2003050001A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Kubota Corp 廃熱ボイラ設備
JP2018146137A (ja) * 2017-03-02 2018-09-20 三菱重工業株式会社 防食方法および防食制御装置

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JP2003050001A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Kubota Corp 廃熱ボイラ設備
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