JPS5956601A - 排ガス顕熱回収装置 - 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】 不発Ｅｌ１１は、ボイラ等の排ガスで水等を加熱させて
排ガス顕熱？回収する必装置に関する。

この種の排ガス顕熱回収装置として、従来からり４１ら
れでいるものに次のようなものがある。

七の７つは、第４図に示すように、排ガス通路囚に被加
熱流体（主として水）を、排ガスとの熱交換により加熱
させる熱交換器（２’）’ｋｉけて構成さ１またボイラ
補給水用予熱器７等、池の１つは、８１′！＋５図に示
すよう【で、容器（ｌ′）に、その内部貯溜」（奮、排
ガスとの熱交換により加熱蒸発させる煙管群（２’）’
、ｃ貫通貫通状膜けで構成された排熱ボイラであるが、
これら（′こよるときは、次のような欠点があった。

つまり、前者のものでは、熱交換器への給水温度が、例
えば、ボイラ用桶給水の場合にばρ・Ｃ前後であり、ま
た給湯用水の場合にはそれ以下であり、かつ排ガスから
熱交換器への熱伝達が熱交換器から水への熱伝達に比較
して非常に小さく、熱交換器の伝熱面（管壁）温度が水
の温度−て近い低い温度となる。）　他方、大気公害関
係の規制等で、燃料・とじて、時間帯、季節等に応じて
軽質油と低質１油とを使い分ける必要もあり、つまり、
燃料の使い分けによって、排ガスの酸露点が変動する。

　従って、軽質油使用１１、’：ｊのように排ガスの酸
露点が低い場合には問題がないが、低質油使用時のよう
に刊ガスの酸露点が（１１い場合（例えば、硫黄分ｊ％
の排ガスの場合で約７３）°Ｃｏ）ＶＣは、前記熱交換
器の伝熱面温度が給水入１」部分において排ガスの酸露
点以下となって　熱交換器の外面に高温高ｉ具度の硫酸
が凝縮して、いわゆる、低温腐食が発生する。　このよ
うな低温腐食は、通常の大気腐食と異なり、たどえ、熱
交換器が高級耐食性利料であるスデンレス製であっても
生じ、その結果、熱交換器の寿命が短縮されてしまう。

　しかも、排ガスから熱交換器への熱伝達が非常に小さ
くて、熱交換器での熱交換性能が悪く、これを補うため
には熱交換器としてフィンチューブを使用する等、熱交
換器の伝熱面積を大きくしなければならず、熱交換器の
製作コストの上昇を招き、前記の熱交換器の寿命が短か
いこととの相乗によって、経済的に非常に不利である。

　その上、フィンデユープ式熱交換器の場合は、その表
面やフィン間ｖｃ凝縮水とともにススやダストがイ寸名
しで、伝ｉ・Ｆミ１１１１ノ’、Ｉ’ｊ　ｊ）大きさの
、１円：こｌ＃ｉ’ガスの流れ抵抗の増大、熱交・１−
の低下乞」「１釆する。

又、後者排熱ボイラレこ裏るときは、主としで、メイン
ボイラのイｆ；（９７Ｊボイラとしての使用に限定され
、適用性に乏しく、シかも、ｇ−４の内部圧力がメイン
ボイラと同じ高圧（５〜／θ石）となることにより、：
ｄ器内の水イ・１λ度が）ＩＩ＜なって、排熱回収１に
が少ないものになる。

木兄明け、以上詳述した従来欠点を−ｊ−着しまうと−
「る点に目的を有する。

本発明による排ガス顕熱回収装置は、密閉容器内に封入
の熱媒液を、排ガスとの熱交換により加熱蒸発させる第
１熱交１：λ器と、発生蒸気との熱交換により被加熱流
体？加熱させる第２熱交換器及び、前記密閉容器の設定
内部圧力金、大気圧以下と大気圧以上とに亘るｉｊ・α
１４４内において調節する手段とを備えさせである事を
特徴とする。

このような本発明の特徴構成によれば、（１）　　第１
熱交換器において排ガスにより密閉容器ｉｊＪに刺入の
デハ媒液全加熱蒸発させ、第２熱換器において加熱蒸気
シてより被２７Ｉｌ熱派体を加熱させて、排ガス顕熱を
回収するから、密閉容器の内部圧力に＞第５図に示した
従米装賀のような制約を受けることなく、密閉容器の内
部圧力を自由に設定することができる。

（幻　前記の（Ｄを有効利用して、密閉容器の設定内部
圧力を、大気圧以下と大気圧以上とに亘る範囲内におい
て調節できるようｔてしであるから、排ガスのＩ：ｇ、
露点に応じて２．密閉容器［１の熱媒液温度を、排ガス
の酸露点以上で、がっ、可及的、低い温度に維持するこ
とができ、。

これによって、 ・■排ガス酸露点の如何にか刀・ゎらず、第１熱交換器
の伝熱面温度を排ガス酸露点以上に維持して、第１熱交
換器での硫酸の凝縮を回避し、第１熱交換器の低温腐食
全防止できると同時して、 ＠第１熱交換器への凝縮液を介するスス・ダストの付着
を防止できることも相俟つて、第　　　１１熱交換器で
の揖ｒシへ回収をり７Ｊ率良く十分に行なえる。

■　第２熱榮換器での熱交換が、例えば、被加熱流体と
排ガスとの従来形式の熱交換に比較して熱伝達率が／Ｑ
倍程度である被加熱流体と蒸気との熱交換であって、併
ガス温度と蒸気温度との差にょる対数平均温度差を考慮
しても、必要伝熱面面積がに程度で済むから、被加熱流
体が特殊で、特殊材質の熱交換器を必要とする場合でも
、その特殊材１１７′）第２熱交換器を小型にできる。

・Ａ、　　前記に、−’Ｚにより第１も交換器の寿命が
長くなって第１熱交換器の交換サイクルが長くなるとと
もに、前記■により、第２熱交換器の単価が安くなるか
ら、コストグクンを図り得る。

以下、本発明の実施例を図面に基づめで説明「る。

上部１仔体ＣＩＡ）と下部缶体（ＩＢ）とｆ！ｃ管（Ｉ
Ｃ＞’に介、て連通接続させて構成された密閉容器ｉｌ
ｌ内に、前記上１ｆ（５缶体（ＩＡ）内及び下部笛体（
ＩＢ）内の上側部分を蒸気室（ｌａ）とする伏慇にｖｌ
〜媒液としての水を封入するとともに、前記密１．Ｉ〕
容器ｍの水溜部（ｌｂ）に、封入水と排ガスとを間接熱
交させて封入水？加熱蒸発させる煙管群（２）（第１熱
交換器の一例）を置設し、かつ、前記上部缶体（ＩＡ）
内に、被加熱流体と発生蒸気とを熱交換させて、被加熱
流体を加熱させ、蒸気を凝縮液化させる一つの第１熱交
換器＋３１　、１３）を挿入し、もって、排ガスにより
被加熱流体全加熱させて排ガス顕熱を回収する装置を構
成する。

ｍＪ記−力の第２熱交換器において加熱される被加熱流
体＋３１１’ｊ：　、タンク（ＴｌからポンプｆＰｌ　
’ｔ　介してボイラｔＢＩに供給さｎる補給水であり、
他方の第２熱交換器（３）において伽牟４寺→→加熱さ
れる被加熱流体は、ポンプｔｐ＋を介して供給される給
湯用水である。

＋４１１：、１ｒ３ｇａ密閉容器＋１１内ノ空気（非１
ｉｆ＝Ｍ性気体）？抜出すための弁、（６）は、前記密
閉容器＋１］の内部圧力を、検出表示する圧力計、＋６
１１’ｊ：、前記密閉容器Ｈの内部圧力が一定値になっ
たとき、密閉容器＋１ｉ内を大気に連通させて密閉容器
（１）の内部圧力が一定値以上になることを防止する安
全弁、ｔ７）　ｔｒｉ　、’ｉｉＪ記密閉容器ｔ１＋の
内部圧力全検出するセンサ、＋８＋　、　１８１は、各
第２熱交換器１３１　、１３＋夫々への水の供絽量を調
節するための弁、（９）は、熱交換器（１０）において
発生蒸気をもって加熱された水を煙管群（２）の内周面
に噴射することにより、煙管群（２）の内周面を水洗す
るノズル管である。

而して、前記密閉容器ｍ内の封入水温度を検出するセン
サ−（Ｓｌ）と、前記煙管群（２）への排ガス供給量を
コントロールして前記煙管群（２）での加熱量、ノまり
、封入水温度を調整するモータ、駆動式排ガスダンパー
ｔ１１＋及び、前記センサー（Ｓｌ）の検出温度に基づ
いて封入水温度が設定値室内部圧力を、大気圧以下と大
気圧以上とに亘る範囲内において調節する、つまり、前
記制御器（１２１の設定温度を、７６０℃以下と７００
℃以上とに亘る範囲内において手動調節するための設定
器−？設ける。

上記ヂ施例構成によれば、煙管群（２）の伝熱面温度が
封入水温度よりもｊ　’Ｃ程度高く、密閉容器ｉ１）の
設定内部圧力金、排ガスの酸露点に基づいてこの排ガス
酸露点又はこれよりもやや高い温度に相当する値に調節
しておくことにより、封入水温度を不当に上げることな
く、煙管群（２）において排ガス中の硫酸が凝縮するこ
とを防止することができる、 前記密閉容器（１）の内部圧力を検出する手段としては
、上記実施例で挙げた手段の他、第２図中仮想線で示す
ように、蒸気温ｆｆ　ｋ−検出するセンサー（Ｓ２）を
設ける手段や、蒸気圧を検出するセンサー（Ｓ３）を設
ける手段、第２熱交換器（３）において加熱された被加
熱流体の温度を検出するセンサー（ｓｔ）ｉ設ける手段
、或いは、これを各種センサーを適宜併用する手段を挙
げることができる。

前記密閉容器（１）の内部圧力を調節する手段としてば
、実施例のように排ガスグンバー（ｕ）　２用いる手段
の他に、第２熱交換器（３）への被加熱流体の供給量を
弁（８）ヲ介してコントロールすることにより、第２熱
交換器（３）での蒸気の凝縮量を変更して内部圧力ｔＡ
ｓする手段を挙げることができる。

従って、上記実施例では、密閉容器ｉｔ）の設定内部圧
力を、設定蒸気温度の調整により調節するようにしたが
、密閉容器（１）の設定内部圧力を調節する手段として
は、設定蒸気温度、設定蒸気圧、設定被加熱流体温度を
調整する手段であっても良い。

第８図は、密閉容器ｉ１）の設定内部圧力全大気圧以上
として、蒸気を取出す蒸気出口弁０４を設け、さらに、
密閉容器ｆ１）内部の水位を一定とするように補給水を
調節するように構成したものである。　σ５）はボイラ
ｆＢＩへの補給水を密閉容器＋１１内に供給可能なノズ
ル管、茜は水溜部（ｌｂ）の水位を検出するセンサー、
ａηは、このセンサー（１６）Ｋ連動して水位が一定範
囲内に維持されるように１１０記ノズル（１６）への給
水はを自動調節する弁である。

尚、上記実施例では、杼）閉容器＋Ｉ］の設定内部圧力
の調節を手動操作で行なえるようシて構成したが、排ガ
ス中の含有イオウを検出するセンサーの検出結果僧に基
づいて自動調節するように構成しても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は実施例を示す概略縦断正面図と概略縦
断側面図、第３図は別の実施例を示す概略縦「側面図、
第４１図９第５図夫々は従来装置を示す概略図である。 ｉｌｌ・・・・・・密閉容器、（２）・・・・・・第１
熱交換器、（３）・・・・・・第２熱交換器。 ′ｊ、３ 艶　４　じ：１　　　　　　　　　　　　　第　５　口
４− 第２図 第３図 自発　・丁　子糸　すｉｆｉ　　ｉＪＥ　　書□ｔ’ｒ
：ｉ’ｌｌ’＋　　　　　　長１′Ｘｌｌ役１す１ｆ′
１のノン；Ｊ、 昭和５７で１特　　願第１６７２７０　　シ；２　発り
１の名ｒ・１ 拮°カス顕熱１！う１収装置 ３　、　　＋：ｌｌ　ｉｆを１乙者 ’　Ｉｌｆ’ｌとの閏ｒ系　特　　　　静　出綻自人Ｉ
Ｉ：　　＋’ｌｉ　　　大阪府大阪市北区堂島派−丁目
３番、２ｊ号１１召和　　　　　＋１　　　　　月　　
　　　１１　（発ノス［１）６　補１１′、の１象 り」細書の１発明の詳細な説明」の掴 図　　　　　　面 ７、補正の内容 ｆ＋）　　明細書第！頁７２行目の１制御器（２）」を
「制御器０２）」に訂正します。 （２）願書に添付の図面中第２図、第３図を別紙の通り
訂正します。　御庄の原図にも同様な訂正を加筆下さい
ますよう御願いします。 ８、　添付書類目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （、リ　密閉容器（１）内に封入の熱媒液全、伊ガスと
   の熱交換により加熱蒸発させる第１熱交換器（２）と、
   発生蒸気との熱交換により被加熱流体を加熱させる第２
   熱交換器１３）及び、前記密閉容器（１）の設疋内部圧
   力金、大気圧以下と大気圧以」二とに亘るａｒＯ５四内
   においで調伏ｉする手段とを備えさせである事を特徴と
   する排ガス顕熱回収装置。 （２）　　前記被加熱流体が、ボイラ用葡給水である特
   許請求の範囲第（０項記載の排ガス顕熱回収装置。