(57)【要約】【課題】熱媒体に付着する金属塩化物を、熱媒体の温度低下による熱ロスを最低限に抑えて、効率よく除去することである。【解決手段】熱媒体９の戻し経路１６に分岐部１７を設けて、回収容器１９を接続するとともに、分岐部１７にサンプリング口２０を設けて、定期的に熱媒体９をサンプリングし、戻される熱媒体９に付着する金属塩化物の塩素量を測定して、測定された塩素量の熱媒体９に対する重量比率が所定の比率以上のときにのみ、熱媒体９を回収容器１９に抜き取って洗浄容器２１で洗浄し、洗浄した熱媒体９を溜め容器２２から戻し経路１６のエアリフト１５に投入することにより、熱媒体９の温度低下による熱ロスを最低限に抑えて、熱交換装置の円滑な運転が阻害されないように、熱媒体９に付着した金属塩化物を効率よく除去できるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状の熱媒体を高温排ガスの流通する上部熱交換室から、低温ガスの流通する下部熱交換室へと通して熱交換させ、この熱交換して下部熱交換室から排出される熱媒体を、戻し経路で上部熱交換室へ戻して循環使用する熱交換装置において、前記戻し経路を戻される熱媒体に付着した金属塩化物の塩素量を測定し、この測定された塩素量の熱媒体に対する重量比率が所定の比率以上のときに、金属塩化物が付着した熱媒体を洗浄するようにしたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記金属塩化物が付着した熱媒体を、前記戻し経路から抜き出して洗浄するとともに、洗浄済みの熱媒体を前記戻し経路に供給するようにした請求項１に記載の熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粒状の熱媒体を循環使用して、高温ガスの顕熱を低温ガスに回収する熱交換装置に関し、特に、高温ガスとして高温排ガスを使用するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒状の熱媒体を循環使用して、高温ガスから顕熱を回収する熱交換装置では、循環使用中の熱媒体にダスト等の付着物が堆積し、熱交換効率を低下させることがある。
【０００３】
このような熱媒体の付着物を除去する手段としては、熱媒体を循環させる戻し経路に洗浄装置を設ける方法（例えば、特許文献１参照。）や、戻し経路にスクリーンを備えた振動篩を設ける方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００４】
一方、前記高温ガスとして溶融炉等から排出される高温排ガスを用い、この高温排ガスの顕熱を低温ガスに回収する熱媒体循環式の熱交換装置では、高温排ガス中に含まれるガス状の金属塩化物が液化して熱媒体の表面に付着する。金属塩化物は高温で高い粘着性を有するので、熱媒体を熱交換装置の内面に固着させたり、熱媒体同士を凝集させたりする。このため、熱媒体に付着した金属塩化物は、熱交換装置内の狭い通路等を閉塞して、熱交換装置の円滑な運転を阻害する問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５０−９２５４８号公報
【特許文献２】
特開昭５７−１０００２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した付着物の除去手段のうち、特許文献１に記載された戻し経路で熱媒体を洗浄する方法は、粘着性の高い金属塩化物の付着物であってもかなり除去することができるが、洗浄時の熱媒体の温度低下による熱ロスが非常に大きくなる問題がある。なお、その実施例では、洗浄水に温水を用いているが、洗浄水の温度を高くするほど、そのために必要な熱エネルギが大きくなる。また、循環する全ての熱媒体を洗浄するために、洗浄装置も大型のものが必要である。
【０００７】
一方、特許文献２に記載された戻し経路に振動篩を設ける方法は、ダスト等の付着物は除去できるが、粘着性の高い金属塩化物の付着物は除去することができない。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、熱媒体に付着する金属塩化物を、熱媒体の温度低下による熱ロスを最低限に抑えて、効率よく除去することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、粒状の熱媒体を高温排ガスの流通する上部熱交換室から、低温ガスの流通する下部熱交換室へと通して熱交換させ、この熱交換して下部熱交換室から排出される熱媒体を、戻し経路で上部熱交換室へ戻して循環使用する熱交換装置において、前記戻し経路を戻される熱媒体に付着した金属塩化物の塩素量を測定し、この測定された塩素量の熱媒体に対する重量比率が所定の比率以上のときに、金属塩化物が付着した熱媒体を洗浄する構成を採用した。
【００１０】
すなわち、戻し経路を戻される熱媒体に付着した金属塩化物の塩素量を測定し、測定された塩素量の熱媒体に対する重量比率が所定の比率以上のときにのみ、金属塩化物が付着した熱媒体を洗浄することにより、熱媒体の温度低下による熱ロスを最低限に抑えて、熱媒体の熱交換装置内面への固着や、熱媒体同士の凝集で熱交換装置の円滑な運転が阻害されないように、熱媒体に付着した金属塩化物を効率よく除去できるようにした。
【００１１】
前記金属塩化物が付着した熱媒体を、前記戻し経路から抜き出して洗浄するとともに、洗浄済みの熱媒体を前記戻し経路に供給することにより、所定の重量比率以上に付着した金属塩化物を洗浄除去するのに必要な時間の間も、熱媒体の循環量を不足させることなく、熱交換装置を定常状態で運転することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この熱交換装置は、図１に示すように、溶融炉（図示省略）からの高温排ガス１が流通する上部熱交換室２と、大気などの低温ガス３が流通する下部熱交換室４とが上下に配置され、これらの熱交換室２、４が連通部５で連通されて、各熱交換室２、４に、それぞれトレイ６、７が複数段に設けられている。ホッパ８から上部熱交換室２に投入される粒状の熱媒体９は、上部熱交換室２の各トレイ６、連通部５、下部熱交換室４の各トレイ７、下部熱交換室４の底部へと順次落下し、上部熱交換室２で通気口１０から排気口１１へと流通する高温排ガス１との接触で顕熱を回収し、下部熱交換室４で通気口１２から排気口１３へと流通する低温ガス３に回収した顕熱を放出して熱交換する。熱交換して下部熱交換室４底部の排出口１４から排出される熱媒体９は、エアリフト１５により戻し経路１６でホッパ８に戻され、循環使用される。
【００１３】
図２に示すように、前記排出口１４からエアリフト１５に至る戻し経路１６の途中には分岐部１７が設けられ、開閉弁１８を介して回収容器１９に接続されている。また、この分岐部１７には熱媒体９のサンプリング口２０が設けられており、所定量の熱媒体９が定期的にサンプリングされ、熱媒体９に付着した金属塩化物の塩素量が測定されるようになっている。この測定された塩素量の熱媒体９に対する重量比率が所定の比率以上のときに開閉弁１８が開けられ、戻し経路１６から熱媒体９が回収容器１９に抜き取られる。
【００１４】
前記回収容器１９に抜き取られた熱媒体９は洗浄容器２１に送られ、その注水口２１ａから注水される洗浄水で洗浄されたのち、溜め容器２２に送られる。なお、洗浄容器２１の底には水切り板２１ｃが敷かれ、排水口２１ｂは注水口２１ａと対角コーナ部に設けられている。
【００１５】
前記溜め容器２２は開閉弁２３を介してエアリフト１５に接続されており、前記戻し経路１６から熱媒体９が回収容器１９に抜き取られるときに、開閉弁２３が開けられて、抜き取られた熱媒体９とほぼ等量の洗浄済の熱媒体９がエアリフト１５に投入される。
【００１６】
前記サンプリングされた熱媒体９の塩素量の測定は、クロム酸塩を指示薬とする硝酸銀滴定（ＪＩＳ  ０４００−３５−１０）で行われる。この実施形態では、前記熱媒体９を回収容器１９に抜き取るときの塩素量の熱媒体９に対する所定の重量比率を、熱交換装置の円滑な運転を可能とする経験的な限界値の９０％に設定している。具体的には、比重が２．３８（ＳｉＯ２系）で平均粒径が３ｍｍの熱媒体９を用いるときは、塩素量と熱媒体９の重量比率が５５０ｍｇ／ｋｇ、比重が３．６５（Ａｌ２Ｏ３系）で平均粒径が１．２ｍｍの熱媒体９を用いるときは、塩素量と熱媒体９の重量比率が３５０ｍｇ／ｋｇを限界値とし、測定結果がその９０％以上のときに、熱媒体９を回収容器１９に抜き取るようにしている。
【００１７】
図３は、第２の実施形態を示す。この熱交換装置は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、前記排出口１４からエアリフト１５に至る戻し経路１６に洗浄容器２１を直接介在させ、サンプリング口２０から定期的にサンプリングされる熱媒体９に付着する金属塩化物の塩素量と熱媒体９の重量比率が所定の比率以上のときのみに、洗浄容器２１の注水口２１ａに設けたバルブ２４を開けて、洗浄容器２１内の熱媒体９を洗浄するようにした点が異なる。前記重量比率が所定の比率未満のときは、熱媒体９は洗浄容器２１内をそのまま通過して、エアリフト１５に送り込まれる。
【００１８】
上述した各実施形態では、熱媒体に付着した金属塩化物の塩素量の測定に、クロム酸塩を指示薬とする硝酸銀滴定法を採用したが、原子吸光分析法等の他の測定方法を採用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の熱交換装置は、戻し経路を戻される熱媒体に付着した金属塩化物の塩素量を測定し、測定された塩素量の熱媒体に対する重量比率が所定の比率以上のときのみに、金属塩化物が付着した熱媒体を洗浄するようにしたので、熱媒体の温度低下による熱ロスを最低限に抑えて、熱媒体の熱交換装置内面への固着や、熱媒体同士の凝集で熱交換装置の円滑な運転が阻害されないように、熱媒体に付着した金属塩化物を効率よく除去することができる。
【００２０】
また、前記金属塩化物が付着した熱媒体を戻し経路から抜き出して洗浄するとともに、洗浄済みの熱媒体を戻し経路に供給することにより、所定の重量比率以上に付着した金属塩化物を洗浄除去するのに必要な時間の間も、熱媒体の循環量を不足させることなく、熱交換装置を定常状態で運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の熱交換装置を示す概略縦断面図
【図２】図１の戻し経路の部分を拡大して示す縦断面図
【図３】第２の実施形態の熱交換装置の戻し経路部分を拡大して示す縦断面図
【符号の説明】
１  高温排ガス
２  熱交換室
３  低温ガス
４  熱交換室
５  連通部
６、７  トレイ
８  ホッパ
９  熱媒体
１０  通気口
１１  排気口
１２  通気口
１３  排気口
１４  排出口
１５  エアリフト
１６  戻し経路
１７  分岐部
１８  開閉弁
１９  回収容器
２０  サンプリング口
２１  洗浄容器
２１ａ  注水口
２１ｂ  排水口
２１ｃ  水切り板
２２  溜め容器
２３  開閉弁
２４  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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