JP2003065501A

JP2003065501A - 廃熱ボイラ

Info

Publication number: JP2003065501A
Application number: JP2002116724A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kojima; 敏夫小嶋; Shigeru Kosugi; 茂小杉; Masaji Kamisada; 正司神定; Tetsuya Ando; 哲也安藤
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】排ガスの流路を構成する水管パネル表面の腐
食、当該水管パネル表面へのダストの付着堆積による水
管パネルの熱伝達率の低下の問題が起こらない廃熱ボイ
ラを提供する。【解決手段】廃棄物ａを低温で熱分解ガス化して生じ
たガスｍを導入、あるいは該熱分解ガス化して生じたガ
スを燃焼させ、燃焼するガス中に含まれる固形分を溶融
させて生じた排ガスｊを導入する入口部１１と、入口部
１１を通して導入したガスまたは排ガスから熱交換によ
り熱を回収する第１熱交換部４とを備え、第１熱交換部
の表面は、導入したガス、または導入した排ガスが流れ
る流路１を構成し、流路１を構成する前記表面に、Ｓｉ
Ｃを主成分とする耐火材が貼り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高温排ガスから熱
エネルギを回収する廃熱ボイラに関し、特に都市ごみ、
固形化燃料（ＲＤＦ）、廃プラスチック、廃ＦＲＰ、バ
イオマス廃棄物、自動車廃棄物、廃油等の廃棄物を燃焼
処理する処理装置に含まれ、排ガスから熱エネルギを回
収する廃熱ボイラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】焼却施設における従来の廃熱ボイラは、
水管パネルによる放射冷却部と、排ガス流れを横切る多
数の蒸発管もしくは過熱管を持つ接触冷却部とを備えて
いた。そして、放射冷却部では、水管パネルが廃熱ボイ
ラ内を流れる排ガスを取り囲んで設置され排ガスの流路
を構成し、流れている排ガスの熱を回収していた。一
方、接触冷却部では、多数の蒸発管もしくは過熱管が廃
熱ボイラの排ガス流路に入り込んで設置され、排ガスの
熱を回収していた。一般的に、排ガス流路に入り込んで
設置される蒸発管もしくは過熱管は、流れる排ガスに直
接接触するため、排ガスのガス温度が所定の温度以下に
なる部分に配置されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上のような焼却施設
における従来の廃熱ボイラは、ボイラ入口温度が約９０
０℃前後で運転されており特に問題はなかったが、ガス
化溶融施設においては、ボイラ入口温度が１１００〜１
３５０℃程度と従来の焼却施設よりも高温となるため、
焼却施設における従来の廃熱ボイラをそのまま使用した
場合、９００℃以上の高温域では、高温のため気化した
低融点金属や塩類が飛灰と共に付着堆積し、それに起因
した溶融塩腐食が進行することがあった。このため、腐
食によるボイラ水管の噴破や、ボイラ水管への飛灰の付
着堆積による廃熱ボイラの性能低下等の不具合を招いて
しまうおそれがあった。

【０００４】そこで、本発明は、腐食によるボイラ水管
の噴破や、ボイラ水管への飛灰の付着堆積による廃熱ボ
イラの性能低下等の不具合を招くおそれのない廃熱ボイ
ラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による廃熱ボイラは、例えば図
１、図２、図５に示すように、廃棄物ａを低温で熱分解
ガス化して生じたガスｍを導入、あるいは該熱分解ガス
化して生じたガスｍを燃焼させ、燃焼するガスｍ中に含
まれる固形分を溶融させて生じた排ガスｊを導入する入
口部１１と；入口部１１を通して導入したガスｍまたは
排ガスｊから熱交換により熱を回収する第１熱交換部４
とを備え；第１熱交換部４の表面は、導入したガスｍ、
または導入した排ガスｊが流れる流路１を構成し；流路
１を構成する前記表面に、ＳｉＣを主成分とする耐火材
６が貼り付けられている。

【０００６】このように構成すると、第１熱交換部４を
備え、第１熱交換部４の表面は、導入したガスｍ、また
は導入した排ガスｊが流れる流路１を構成し、流路１を
構成する第１熱交換部４の表面に、ＳｉＣを主成分とす
る耐火材６が貼り付けられているので、第１熱交換部４
の表面の腐食を生じることがなく、かつ第１熱交換部４
の表面にダストが付着積層しにくく、あるいは付着積層
することがなく、第１熱交換部４の熱伝達率の低下の問
題が起こらない廃熱ボイラ１０とすることができる。

【０００７】請求項２に係る発明による廃熱ボイラ１０
は、請求項１に記載の廃熱ボイラにおいて、例えば図
１、図５に示すように、流路１は、少なくとも２つのパ
ス部を有し；前記少なくとも２つのパス部のうち、最初
のパス部１ａを構成する第１熱交換部４の表面に、Ｓｉ
Ｃを主成分とする耐火材６が貼り付けられている。

【０００８】このように構成すると、最初のパス部１ａ
を構成する第１熱交換部４の表面に、ＳｉＣを主成分と
する耐火材６が貼り付けられているので、最初のパス部
１ａの第１熱交換部４の表面は、流れる排ガス温度が高
い場合であっても、腐食が生じることがなく、かつ第１
熱交換部４の表面にダストが付着積層しにくく、あるい
は付着積層することがなく、第１熱交換部４の熱伝達率
の低下の問題が起こらない廃熱ボイラ１０とすることが
できる。

【０００９】請求項３に係る発明による廃熱ボイラ１０
は、請求項２に記載の廃熱ボイラにおいて、例えば図
２、図７に示すように、入口部１１を通して導入したガ
スｍまたは排ガスｊから熱交換により熱を回収する第２
熱交換部７、６ａ〜６ｃと；第２熱交換部７、６ａ〜６
ｃの表面に付着した付着堆積物を、流体のブローによっ
て除去するスートブロー（スートブロワ）ＳＢとを備
え；第２熱交換部７、６ａ〜６ｃと、スートブローＳＢ
が、前記少なくとも２つのパス部のうち、最初のパス部
１ａより後段のパス部１ｂ、１ｃ内に配置される。

【００１０】このように構成すると、スートブローＳＢ
を備えるので、スートブローＳＢによって第２熱交換部
７、６ａ〜６ｃの表面に付着堆積した付着物を、流体の
ブローによって除去することができ、第２熱交換部７、
６ａ〜６ｃの熱伝達率の低下の問題が起こりにくい廃熱
ボイラ１０とすることができる。

【００１１】請求項４に係る発明による廃熱ボイラ１０
は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の廃
熱ボイラにおいて、例えば図２に示すように、前記流路
は、少なくとも３つのパス部１ａ〜１ｃを有し；前記少
なくとも３つのパス部１ａ〜１ｃのうち、最後のパス部
１ｃ内に配置された第２熱交換部６ａ〜６ｃが、導入し
たガスｍ、または導入した排ガスｊが流れる方向に平行
に所定のピッチで蛇行を繰り返すように構成される。

【００１２】このように構成すると、最後のパス部１ｃ
内に配置された第２熱交換部６ａ〜６ｃが、導入したガ
スｍ、または導入した排ガスｊが流れる方向に平行に所
定のピッチで蛇行を繰り返すように構成されので、第２
熱交換部６ａ〜６ｃの表面にダストが付着積層しにく
く、あるいは付着積層することがなく、第２熱交換部６
ａ〜６ｃの熱伝達率の低下の問題が起こりにくい廃熱ボ
イラ１０とすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複
した説明は省略する。

【００１４】図１は、流動層ガス化炉５、旋回溶融炉
８、本発明の実施の形態に係る廃熱ボイラ１０の構成を
示すブロック図である。廃熱ボイラ１０は、流動層ガス
化炉５、および旋回溶融炉８の後段側に設置されてい
る。

【００１５】図２は、廃熱ボイラ１０の側面断面図であ
る。図３は、廃熱ボイラ１０の正面図である。図４
（Ａ）は、図２のＸ−Ｘ断面（後述の第１パス部１
ａ）、図４（Ｂ）は、図２のＹ−Ｙ断面（後述の第２パ
ス部１ｂ）、図４（Ｃ）は、図２のＺ−Ｚ断面（後述の
第３パス部１ｃ）である。なお、図３、図４において後
述の、蒸気系統（汽水胴、管寄せ、蒸気配管等）を省略
している。

【００１６】図２を参照し、適宜図３、図４を参照し、
廃熱ボイラ１０の構成を説明する。廃熱ボイラ１０は、
排ガスｊが入る入口部１１、排ガスｊが出る出口部１
２、外壁１３、第１仕切り壁１４、第２仕切り壁１５、
ホッパ部１６を含んで構成されている。外壁１３、第１
仕切り壁１４、第２仕切り壁１５、ホッパ部１６は、廃
熱ボイラ１０内を流れる排ガスｊの流路１を構成する。
流路１内を流れる排ガスｊは、３パスするように流路１
が構成される。外壁１３は、図２中、右側の正面壁１
８、左側の裏面壁１９、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）中、右
側の側面壁２０、左側の側面壁１７、天井壁２１を含ん
で構成される。

【００１７】入口部１１は、旋回溶融炉８の出口部５１
（図１参照）に接続されている。出口部５１から鉛直方
向真上に向かって排ガスｊが入口部１１に入り込む。流
路１は、後述のように、第１パス部１ａ、第２パス部１
ｂ、第３パス部１ｃから構成されている。

【００１８】側面壁１７の一部１７ａ（図４（Ａ））、
正面壁１８、第１仕切り壁１４の一部１４ａ（図２中、
右片側部）、側面壁２０の一部２０ａ（図２中、右側の
部分）、天井壁２１の一部２１ａ（図２中、右側の部
分）を含んで、排ガスｊの廃熱ボイラ１０内の流路１の
最初のパス部としての第１パス部１ａが構成される。

【００１９】側面壁１７の一部１７ｂ（図４（Ｂ））、
第１仕切り壁１４の一部１４ｂ（図２中、左片側部）、
第２仕切り壁１５の一部１５ａ（図２中、右片側部）、
側面壁２０の一部２０ｂ（図２中、中央の部分）、天井
壁２１の一部２１ｂ（図２中、中央の部分）、ホッパ部
１６の一部（図２中、右側の部分）を含んで、流路１の
第２パス部１ｂが構成される。第２パス部１ｂは、最初
のパス部としての第１パス部１ａの後段のパス部であ
る。

【００２０】側面壁１７の一部１７ｃ（図４（Ｃ））、
裏面壁１９、第２仕切り壁１５の一部１５ｂ（図２中、
左片側部）、側面壁２０の一部２０ｃ（図２中、左側の
部分）、天井壁２１の一部２１ｃ（図２中、左側の部
分）、ホッパ部１６の一部（図２中、左側の部分）を含
んで、流路１の第３パス部１ｃが構成される。第３パス
部１ｃは、最初のパス部としての第１パス部１ａの後段
のパス部であり、同時に最後のパス部である。

【００２１】入口部１１に入った排ガスｊは、第１パス
部１ａを図２中、主として下から上へ流れ、第１仕切り
壁１４の上方に形成された開口部２２を通過し、第２パ
ス部１ｂを図２中、主として上から下へ流れる。排ガス
ｊはさらに、第２仕切り壁１５の下方のホッパ部１６に
形成された開口部２３を通過し、第３パス部１ｃを図２
中、主として下から上へ流れ、出口部１２から図２中、
左方向に、不図示の空気加熱器へ向かう。不図示の空気
加熱器は、流動層ガス化炉５（図１参照）、旋回溶融炉
８（図１参照）へ送る燃焼空気ｂ１（図１参照）を加熱
する。

【００２２】側面壁１７の内側（排ガスｊ側、以下同
じ）、正面壁１８の内側、側面壁２０の内側、天井壁２
１の内側、第１仕切り壁１４の両側、第２仕切り壁１５
の両側は第１熱交換部としてのあるいは放熱冷却部とし
ての水管パネル４（図５参照）が取り付けられている。
なお、図２、および図４において、水管パネル４が取り
付けられている壁は、線の太さが違う二種類の斜線で断
面が表された壁Ｗ１、あるいは破線を含む斜線で断面が
表された壁Ｗ２、あるいはピッチの小さい破線でハッチ
ングされた壁ＷＰ、あるいはピッチが壁ＷＰのピッチよ
り大きい破線でハッチングされた壁ＷＱ、ピッチが壁Ｗ
Ｐのピッチより大きい破線でハッチングされた壁ＷＲで
ある。

【００２３】第２パス部１ｂの内部には、第２熱交換部
としてのあるいは接触冷却部としての水管パネル７が配
置されている。水管パネル７は、排ガスｊから熱交換に
より熱を回収する。水管パネル７は、第２パス部１ｂを
流れる排ガスｊに平行で、図２の紙面に平行に６枚並ん
で配置されている。各水管パネル７には、後述のスート
ブロー（スートブロワ）ＳＢが出入りする開口５８が形
成されている。各水管パネル７は、下側管寄せ２９、上
側管寄せ３０を有する。

【００２４】なお、給水は、汽水胴２５に送られ、汽水
胴２５から供給管３１を介して下側管寄せ２８（図２
中、二点鎖線にて表示）に送られ、一部が下側管寄せ２
８から水管パネル４の水管４ａ（図５参照）を通って加
熱され、上側管寄せ２４に送られる。残りの一部が下側
管寄せ２８から水管パネル７の下側管寄せ２９を通りさ
らに水管パネル７の不図示の水管を通って加熱され、水
管パネル７の上側管寄せ３０を通り、上側管寄せ２４に
送られ前述の一部の缶水と合流する。

【００２５】水管パネル４から、および水管パネル７か
ら上側管寄せ２４に送られた缶水は、蒸気配管３２を介
して汽水胴２５に送られ、汽水胴２５から蒸気配管３３
を介して過熱管２６ａに送られて過熱される。過熱管２
６ａを出た過熱蒸気は、第３パス部１ｃ内の蒸気配管３
４を介して過熱管２６ｂに送られ、さらに過熱管２６ｂ
を出た過熱蒸気は、第３パス部１ｃ外に配置された蒸気
配管３５を介して過熱管２６ｃに送られさらに過熱され
る。過熱管２６ｃで過熱された過熱蒸気は蒸気配管４８
を介して、第３パス部１ｃの外部に導かれ、さらに不図
示の蒸気配管を介して不図示の蒸気タービンに送られ
る。過熱管２６ａ〜２６ｃは、本発明の第２熱交換部で
ある。

【００２６】なお、一実施例では、接触冷却部としての
過熱管２６ａ〜２６ｃ（直径約５０ｍｍ）は、主として
排ガスｊが流れる方向に平行な配管から構成され、約３
００ｍｍのピッチで排ガスｊが流れる方向に蛇行を繰り
返すように構成されている。排ガスｊが流れる方向に蛇
行を繰り返すように構成されているので、過熱管２６ａ
〜２６ｃに飛灰等のダストが付着積層しにくい。

【００２７】側面壁１７の一部１７ａ（第１パス部１ａ
を形成）、正面壁１８（図３参照）、側面壁２０の一部
２０ａ（第１パス部１ａを形成）には、各々６個、合計
１８個の挿入口３６が形成されている。各挿入口３６に
は、蒸気を噴射するデスラガーＤＳ（図６参照）が挿入
されている。なお、図２中の挿入口３６の近傍にデスラ
ガーＤＳの符号ＤＳが括弧内に記載されているが、これ
は挿入口３６が、デスラガーＤＳ用であることを示す。

【００２８】側面壁１７の一部１７ｂ（第２パス部１ｂ
を形成）、同じく一部１７ｃ（第３パス部１ｃを形
成）、側面壁２０の一部２０ｂ（第２パス部１ｂを形
成）、同じく一部２０ｃ（第３パス部１ｃを形成）に
は、各々４個、合計１６個の挿入口３７が形成されてい
る。さらに、側面壁１７の一部１７ａ（第１パス部１ａ
を形成）の図２中、上部、ならびに側面壁２０の一部２
０ａ（第１パス部１ａを形成）の図２中、上部には、各
１個、合計２個の挿入口３７が形成されている。なお、
図２中の挿入口３７の近傍にスートブローＳＢの符号Ｓ
Ｂが括弧内に記載されているが、これは挿入口３７が、
スートブローＳＢ用であることを示す。

【００２９】図６を参照して、デスラガーＤＳの構造を
説明する。デスラガーＤＳは、パイプ構造のデスラガー
本体３８を有し、デスラガー本体３８の先端部４０に
は、噴射口４２が先端部４０の円周方向に１８０度離れ
て等配されている。デスラガーＤＳは、収納室４６に水
平に収納され、先端部４０が挿入口３６から第１パス部
１ａ（図２参照）内に挿入されている。

【００３０】噴射口４２から噴射された蒸気は、先端部
４０の半径方向に対し、壁方向に３度傾いた方向に移動
して、壁Ｗ２、ＷＰにぶつかり、壁Ｗ２、ＷＰに付着積
層したダスト等の付着物を除去する。蒸気の噴射の傾斜
角は、デスラガーＤＳが蒸気を噴射しなければならない
面積、噴射される蒸気の蒸気条件、デスラガー本体３８
の先端部４０の挿入口３６から第１パス部１ａへの挿入
量、壁Ｗ２、ＷＰの壁面上の付着物の付着性等によって
決めるとよい。

【００３１】デスラガーＤＳは、不図示の駆動機構によ
り中心軸回りに回転して蒸気を噴射し、回転しながら挿
入口３６から流路内奥に向かう挿入方向、あるいは挿入
方向とは反対の反挿入方向に移動することができるよう
に構成されている。デスラガーＤＳは、噴射口３６が、
壁から少し離れた位置から、壁から所定の距離離れた位
置までを水平に往復移動し、第１パス部１ａの壁ＷＰ、
Ｗ２の全域に蒸気を噴射するように構成されている。

【００３２】デスラガー本体３８は、パージ口４４を有
する。パージ口４４からは、空気が収納室４６の内部に
パージされる。収納室４６から、挿入口３６のデスラガ
ー本体３８との間に形成された隙間を通って、パージさ
れた空気が第１パス部１ａへ流れ、第１パス部１ａから
排ガスｊ（図２参照）が収納室４６内に逆流しないよう
になっている。

【００３３】デスラガー本体３８が、挿入口３６から収
納室４６側に抜き出された場合は、噴射口４２から、蒸
気に代わってシール空気が噴射され、収納室４６がシー
ル空気によってシールされ、排ガスｊが収納室４６内に
逆流しないようになっている。

【００３４】図７を参照して、スートブローＳＢの構造
を説明する。スートブローＳＢは、パイプ構造のスート
ブロー本体３９（図中一部省略）を有し、スートブロー
本体３９の先端部４１には、噴射口４３が先端部４１の
円周方向に１８０度離れて等配されている。スートブロ
ーＳＢは、収納室４７（図中一部省略）に水平に収納さ
れ、先端部４１が挿入口３７から第２パス部１ｂ（図２
参照）、第３パス部１ｃ（図２参照）に挿入されてい
る。

【００３５】噴射口４３から噴射された蒸気は、先端部
４１の半径方向に対し、壁ＷＰ、ＷＱ、ＷＲから離れる
方向に数度傾いた方向に移動して、水管パネル７、過熱
管２６ａ〜２６ｃにぶつかり、水管パネル７、過熱管２
６ａ〜２６ｃに付着積層した付着物を除去する。蒸気の
噴射の傾斜角は、スートブローＳＢが蒸気を噴射しなけ
ればならない面積、噴射される蒸気の蒸気条件、スート
ブロー本体３９の先端部４１の挿入口３７から第２、第
３パス部１ｂ、ｃへの挿入量、壁ＷＰ、ＷＱ、ＷＲの壁
面上の付着物の付着性等によって決めるとよい。

【００３６】スートブローＳＢは、不図示の駆動機構に
より中心軸回りに回転して蒸気を噴射し、回転しながら
挿入口３７から流路内に入る挿入方向、あるいは反挿入
方向に移動することができるように構成されている。ス
ートブローＳＢは、噴射口４３が、壁ＷＰ、ＷＱ、ＷＲ
から少し離れた位置から、壁ＷＰ、ＷＱ、ＷＲに対向す
る壁から少し離れた位置までの距離を水平に往復移動す
るように構成されている。

【００３７】スートブロー本体３９は、パージ口４５を
有する。パージ口４５からは、空気が収納室４７の内部
にパージされる。収納室４７から、挿入口３７のスート
ブロー本体３９との間に形成された隙間を通って、パー
ジされた空気が第２パス部１ｂ、第３パス部１ｃへ流
れ、第２パス部１ｂ、および第３パス部１ｃから排ガス
ｊ（図２参照）が収納室４７内に逆流しないようになっ
ている。

【００３８】スートブロー本体３９が、挿入口３７から
収納室４７側に抜き出された場合は、噴射口４３から、
蒸気に代わってシール空気が噴射され、収納室４７がシ
ール空気によってシールされ、排ガスが収納室４７内に
逆流しないようになっている。

【００３９】側面壁１７の一部１７ａ、正面壁１８、天
井壁２１の一部２１ａ、第１仕切り壁１４の一部１４
ａ、側面壁２０の一部２０ａのそれぞれの内側に取り付
けられた水管パネル４（図５参照）の排ガスｊ側の表
面、すなわち第１パス部１ａを構成する壁に取り付けら
れた水管パネル４の排ガスｊ側の表面は、粘土質耐火レ
ンガ（Fireclay brick）、ロウ石レンガ（Roseki fine
brick）、ムライト耐火物（Mullite refractory）、ア
ルミナシリカ質耐火物（Allumina-silica refractor
y）、シリマナイト耐火物（Sillimanite refractor
y）、ＳｉＣを主成分とする耐火材としてのＳｉＣキャ
スタブル６（図５参照）等が貼り付けられている。図
２、および図４において、排ガスｊ側の表面に、粘土質
耐火レンガ、ロウ石レンガ、ムライト耐火物、アルミナ
シリカ質耐火物、シリマナイト耐火物、ＳｉＣキャスタ
ブル６等が貼り付けられている水管パネル４が取り付け
られている壁は、壁Ｗ２と壁ＷＰである。

【００４０】なお，第２パス部１ｂを構成する天井壁の
一部（図２中、開口部２２より左側で、右から２番目の
上側管寄せ２４の左端部より右側の範囲）、側面壁１７
および側面壁２０の一部（図２中、第１仕切り壁１４の
上端部より上側で、右から２番目の上側管寄せ２４の左
端部より右側の範囲）にも、粘土質耐火レンガ、ロウ石
レンガ、ムライト耐火物、アルミナシリカ質耐火物、シ
リマナイト耐火物、ＳｉＣキャスタブル６等が水管パネ
ル４に貼り付けられている。

【００４１】側面壁１７の一部１７ｂ、天井壁２１の一
部２１ｂ、第１仕切り壁１４の一部１４ｂ、第２仕切り
壁１５の一部１５ａ、側面壁２０の一部２０ｂ、すなわ
ち第２パス部１ｂを構成する壁部分に取り付けられた全
ての水管パネル４（図５参照）の排ガスｊ側の表面に、
粘土質耐火レンガ、ロウ石レンガ、ムライト耐火物、ア
ルミナシリカ質耐火物、シリマナイト耐火物、ＳｉＣキ
ャスタブル６（図５参照）等を張り付けてもよい。さら
に、側面壁１７の一部１７ｃ、天井壁２１の一部２１
ｃ、第２仕切り壁１５の一部１５ｂ、側面壁２０の一部
２０ｃ、すなわち第３パス部１ｃを構成する壁部分に取
り付けられた水管パネル４の排ガスｊ側の表面に、粘土
質耐火レンガ、ロウ石レンガ、ムライト耐火物、アルミ
ナシリカ質耐火物、シリマナイト耐火物、ＳｉＣキャス
タブル６等を貼り付けてもよい。

【００４２】粘土質耐火レンガは、耐火粘土あるいはロ
ウ石等、これらと類似の化学成分をもつ耐火原料とした
耐火レンガでもっとも汎用性がある。ロウ石レンガは、
組織が緻密なので、スラグに対する耐食性がある。ムラ
イト耐火物は（３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２）を主成分と
する高アルミナ質耐火物（High Alumina refractory）
で緻密であり急熱急冷に強い。アルミナシリカ質耐火物
は、主としてアルミナとシリカからなり、耐熱性が高
い。ＳｉＣ耐火材は、セラミックスの一種であるＳｉＣ
（炭化珪素）を主とした（ＳｉＣが少なくとも５０％以
上、好ましくは８５％以上）耐火材料であり、耐火レン
ガ等の定形品、キャスタブル等の不定型耐火材料があ
る。本発明の説明では、これらの耐火材のうち不定型材
料である、ＳｉＣキャスタブルを例として使用する。Ｓ
ｉＣキャスタブル等は、熱伝導率が高く、低気孔率の耐
浸食性、耐摩耗性、クリンカ難着性に優れている。

【００４３】図５を参照して、ＳｉＣキャスタブル６等
を水管パネル４の表面に貼り付ける方法について説明す
る。水管パネル６のＳｉＣキャスタブル６を貼り付ける
箇所に、Ｙ字型のＹアンカー２７を溶接にて取り付け
て、ＳｉＣキャスタブル６を施工する。本施工は、キャ
スタブルに関するものなので、クロム系、高アルミナ系
でも同様に行える。また、他の方法としてＹアンカー２
７の代わりに、セラミックス（ＳｉＣ）の突起（スタッ
ド）（図示せず）を水管パネル６に取り付け、当該突起
に当該突起より僅かに大きいセラミックスのキャップ
（図示せず）を取り付け、ＳｉＣキャスタブル６を施工
してもよい。

【００４４】図１を参照し、適宜図２、図４を参照して
廃熱ボイラ１０の作用を説明する。流動層ガス化炉５に
投入された廃棄物ａは、炉底に送入される低空気比（こ
こでいう低空気比とは、投入された廃棄物ａの完全燃焼
に必要な理論燃焼空気量に対してこの比の値が低いもの
をいう）の燃焼空気ｂ１により、流動層ガス化炉５内に
形成された散気板５ａ上に硅砂の流動層が形成される。
廃棄物ａは、この４５０〜６５０℃の低温に保持された
硅砂の流動層に落下することにより、熱せられた硅砂と
燃焼空気ｂ１に接触して速やかに熱分解ガス化され、ガ
スｍ、タール、固形カーボンとなる。

【００４５】流動層ガス化炉５で発生した生成ガスｍ
は、旋回溶融炉８に送られ、旋回溶融炉８で燃焼され、
生成ガスｍ中に含まれる固形成分が溶融され、一方固形
カーボンは流動層の活発な撹乱運動により微粉砕される
ので、そのうち微細なチャーとなり、これらの微細なチ
ャーは旋回溶融炉８に送られるガスに同伴される。ま
た、流動層ガス化炉５上方に形成されたフリーボード５
ｂにも燃焼空気ｂ１が吹き込まれ、６５０〜８５０℃の
高温にてタールと固形カーボンのガス化が行われるよう
にしてもよい。

【００４６】微細化した固形カーボンを同伴しつつ流動
層ガス化炉５を出た生成ガスｍは、旋回溶融炉８に供給
され、予熱された燃焼空気ｂ１と１次燃焼室８ａにて旋
回流中で混合しながら、１２００〜１５００℃の高温で
高速燃焼する。

【００４７】固形カーボン中の灰分の全量は、高温のた
めにスラグミストとなる。スラグミストの大部分は、旋
回流の遠心力の作用により、１次燃焼室８ａの炉壁上の
溶融スラグ相に捕捉される。炉壁を流れ下った溶融スラ
グは、２次燃焼室８ｂに入った後に、スラグ分離部８ｃ
の底部より排出される。ガス中に残留する未燃物は、３
次燃焼室８ｄにて供給された燃焼空気ｂ１により完全燃
焼される。

【００４８】施回溶融炉８を出た排ガスｊは、気化した
塩類を多く含んでおり、入口部１１から廃熱ボイラ１０
の第１パス部１ａに導かれる。排ガスｊの温度は入口部
１１で、１１００〜１４００℃である。第１パス部１ａ
を通過している間に、水管パネル４の水管４ａ（図５参
照）中を流れる缶水を熱し、排ガスｊ中の熱エネルギが
回収される。

【００４９】排ガスｊの温度の低下に伴い、高濃度の塩
を含んだ飛灰が析出してくる。高濃度の塩を含んだ飛灰
は、いくつかの成分を含んだ固溶体であるため気、液、
固相が同時に発生している。灰の性状はのりのような粘
性のある（ベタついた）性状である。そのため、それら
灰の触れる内壁に付着しやすく、また、付着した相手を
腐食しやすい。

【００５０】しかし、第１パス部１ａの水管パネル４の
表面には、粘土質耐火レンガ、ロウ石レンガ、ムライト
耐火物、アルミナシリカ質耐火物、ＳｉＣキャスタブル
６（図５参照）等が貼り付けられているので水管パネル
４の表面の腐食が生じにくいため噴破の問題が生ぜず、
かつ水管パネル４の表面にダストが付着積層しにくく、
廃熱ボイラのメンテナンス間隔を長く取ったとしても、
水管パネル４の熱伝達率の低下の問題が起こりにくい。

【００５１】開口部２２を通過した排ガスｊは、第２パ
ス部１ｂを流れ、同様に、水管パネル４の水管４ａ（図
５参照）中を流れる缶水を熱し、排ガスｊ中の熱エネル
ギが回収される。第２パス部１ｂの入口である開口部２
２における排ガスの温度は、７００〜１０００℃、好ま
しくは７００〜９００℃であるので、水管パネル４の表
面の腐食、ダストの付着積層の問題は起こりにくい。

【００５２】ホッパ部１６の開口部２３を通過した排ガ
スは、第３パス部１ｃを流れ、同様に、水管パネル４の
水管４ａ（図５参照）中を流れる缶水を熱し、さらにガ
ス流路中に配置された過熱管２６ａ〜２６ｃ中の蒸気を
過熱し、排ガスｊ中の熱エネルギが回収され、過熱蒸気
が不図示の蒸気タービンに送られる。第３パス部１ｃで
は、第２パス部１ｂより温度がさらに低下しているの
で、水管パネル４の表面の腐食、ダストの付着積層の問
題は起こりにくい。

【００５３】デスラガーＤＳから、蒸気が噴射され、噴
射された蒸気が第１パス部１ａの壁ＷＰ、Ｗ２にぶつか
るので壁ＷＰ、Ｗ２上のダストを除去することができ
る。デスラガーＤＳは、互いに所定の間隔以下で配置さ
れ、さらにデスラガーＤＳが所定の距離を水平に往復動
しながら回転し、水蒸気の噴射方向がデスラガーＤＳの
先端部の半径方向に対して壁に向かって数度の角度だけ
傾いているので、第１パス部１ａの壁ＷＰ、Ｗ２の全域
に渡って蒸気を噴射することができ、第１パス部１ａの
壁ＷＰに付着積層したダストを除去することができる。
よって、水管パネル４の第１パス部１ａにおける熱伝達
率の低下を防止することができ、廃熱ボイラの性能の低
下を防止することができる。

【００５４】スートブローＳＢから、蒸気が噴射され、
噴射された蒸気が水管パネル７、過熱管２６ａ〜２６ｃ
にぶつかるので、水管パネル７、過熱管２６ａ〜２６ｃ
上のダストを除去することができる。スートブローは、
３時間に１回の頻度で行うとよい。スートブローＳＢ
は、互いに所定の間隔以下で配置され、さらにスートブ
ローＳＢが流路の水平方向間隔よりわずかに短い距離を
水平に往復動しながら回転するので、水管パネル７、過
熱管２６ａ〜２６ｃの全域に渡って蒸気を噴射すること
ができ、水管パネル７、過熱管２６ａ〜２６ｃに付着積
層したダストを除去することができる。水管パネル７、
過熱管２６ａ〜２６ｃにおける熱伝達率の低下を防止す
ることができ、廃熱ボイラの性能の低下を防止すること
ができる。

【００５５】第１パス部１ａにて、スートブロー（Ｓ
Ｂ）により除去されたダストは、再び旋回溶融炉８に落
下するが、第２パス部１ｂ、第３パス部１ｃのスートブ
ロー（ＳＢ）によって除去されたダストは、ホッパ２３
に落下し、ダブルダンパ等の２重排出弁により系内外を
シールしつつ排出する図示しない排出装置と、連続的に
排出する図示しない排出装置（スクリューフィーダ）
と、大きな灰やスラグ状の灰を粉砕する図示しない粉砕
装置とを経て排出される。

【００５６】なお、前述の実施の形態において、廃熱ボ
イラ１０は、旋回溶融炉８から出た排ガスｊを導入し、
熱回収するものとして説明したが、流動層ガス化炉５か
ら出た生成ガスｍを導入し、熱回収してもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１熱交
換部を備え、第１熱交換部の表面は、導入したガス、ま
たは導入した排ガスが流れる流路を構成し、流路を構成
する第１熱交換部の表面に、ＳｉＣキャスタブルが貼り
付けられているので、第１熱交換部の表面の腐食を生じ
にくく噴破の問題が生じることがなく、かつ第１熱交換
部の表面にダストが付着積層しにくく、あるいは付着積
層することがなく、第１熱交換部の熱伝達率の低下の問
題が起こらない廃熱ボイラとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】流動層ガス化炉と、旋回溶融炉と、本実施の形
態の廃熱ボイラを含むブロック図である。

【図２】本実施の形態の廃熱ボイラの側面断面図であ
る。

【図３】図２の廃熱ボイラの部分正面図である。

【図４】（Ａ）は、図２のＸ−Ｘ断面図（部分断面
図）、（Ｂ）は、図２のＹ−Ｙ断面図（部分断面図）、
（Ｃ）は、図２のＺ−Ｚ断面図（部分断面図）である。

【図５】表面にＳｉＣキャスタブルが貼り付けられた水
管パネルの断面図である。

【図６】デスラガーの断面図である。

【図７】スートブローの断面図である。

【符号の説明】

１流路１ａ第１パス部１ｂ第２パス部１ｃ第３パス部４水管パネル５流動層ガス化炉６ＳｉＣキャスタブル７水管パネル１０廃熱ボイラ１１入口部１２出口部１３外壁１４第１仕切り壁１５第２仕切り壁１６ホッパ部１７側面壁１８正面壁１９裏面壁２０側面壁２１天井壁２２、２３開口部２４上側管寄せ２５汽水胴２６ａ、２６ｂ、２６ｃ過熱管２８下側管寄せ２９下側管寄せ３０上側管寄せ３１供給管３２〜３５蒸気配管３６、３７挿入口３８デスラガー本体３９スートブロー本体４０、４１先端部４２、４３噴射口４４、４５パージ口４６、４７収納室４８蒸気配管５１出口部５８開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２ＺＦ２２Ｂ 37/48 ＺＡＢＡＦ２２Ｂ 37/48 ＺＡＢＦ２３Ｇ 5/027 ＢＦ２３Ｇ 5/027 5/44 Ｄ 5/44 Ｆ２４Ｈ 1/00 ６３１ＺＦ２４Ｈ 1/00 ６３１Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ＡＦ２７Ｄ 17/00 １０１Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｇ３０３Ｍ３０３Ｚ (72)発明者神定正司東京都大田区羽田旭町11−１株式会社荏原製作所内 (72)発明者安藤哲也東京都大田区羽田旭町11−１株式会社荏原製作所内Ｆターム(参考） 3K061 AB02 AB03 AC01 AC02 AC03 AC06 AC13 AC14 AC17 3K065 AB02 AB03 AC01 AC06 AC13 AC14 AC17 FA12 FB03 FB08 4D004 AA01 AA07 AA16 AA26 AA46 BA03 CA04 CA27 CA29 CB34 CB45 4K056 AA19 CA20 DA02 DA13 DA29 DB22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を低温で熱分解ガス化して生じた
ガスを導入、あるいは該熱分解ガス化して生じたガスを
燃焼させ、燃焼する前記ガス中に含まれる固形分を溶融
させて生じた排ガスを導入する入口部と；前記入口部を
通して導入した前記ガスまたは前記排ガスから熱交換に
より熱を回収する第１熱交換部とを備え；前記第１熱交
換部の表面は、前記導入したガス、または前記導入した
排ガスが流れる流路を構成し；前記流路を構成する前記
表面に、ＳｉＣを主成分とする耐火材が貼り付けられ
た；廃熱ボイラ。
【請求項２】前記流路は、少なくとも２つのパス部を
有し；前記少なくとも２つのパス部のうち、最初のパス
部を構成する前記第１熱交換部の表面に、ＳｉＣを主成
分とする耐火材が貼り付けられた；請求項１に記載の廃
熱ボイラ。
【請求項３】前記入口部を通して導入した前記ガスま
たは前記排ガスから熱交換により熱を回収する第２熱交
換部と；前記第２熱交換部の表面に付着した付着物を、
流体のブローによって除去するスートブローとを備え；
前記第２熱交換部と、前記スートブローが、前記少なく
とも２つのパス部のうち、前記最初のパス部より後段の
パス部内に配置された；請求項２に記載の廃熱ボイラ。
【請求項４】前記流路は、少なくとも３つのパス部を
有し；前記少なくとも３つのパス部のうち、最後のパス
部内に配置された前記第２熱交換部が、前記導入したガ
ス、または前記導入した排ガスが流れる方向に平行に所
定のピッチで蛇行を繰り返すように構成された；請求項
１ないし請求項３のいずれか１項に記載の廃熱ボイラ。