(57)【要約】【課題】熱媒体の表面に付着した金属塩化物を効率よく除去できる熱交換装置を提供することである。【解決手段】熱媒体９を上部熱交換室に戻すエアリフト１５のリフト管１８内に、熱媒体９を撹拌する撹拌羽根２４を設け、下部熱交換室４の底部から排出される３００〜４００℃の熱媒体９を、エアリフト１５の搬送用の常温圧縮空気で急冷して、熱媒体９の表面に付着した金属塩化物にサーマルクラックを発生させ、このサーマルクラックを発生させた金属塩化物が付着する熱媒体９を撹拌することにより、循環使用される熱媒体９に付着する金属塩化物を効率よく除去して、熱媒体９の凝集による熱交換装置内の狭い通路等の閉塞を防止できるようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温気体が流通する上部熱交換室から、低温気体が流通する下部熱交換室へと粒状の熱媒体を通して熱交換させ、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱交換した熱媒体を、前記上部熱交換室へエアリフトにより戻し経路で戻して循環使用する熱交換装置において、前記高温気体として高温排ガスを用い、前記戻し経路に前記熱媒体を撹拌する撹拌手段を設けたことを特徴とする熱交換装置。
【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、高温気体の顕熱を低温気体に回収する熱交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
粒状の熱媒体を循環使用して、高温気体の顕熱を低温気体に回収する熱交換装置では、高温気体に溶融炉等で発生する高温排ガスを用いることが多く、高温排ガス中に含まれる金属塩化物が循環使用される熱媒体に付着する。金属塩化物は粘着性が高いので熱媒体同士を凝集させ、凝集した熱媒体が熱交換装置内の狭い通路等を閉塞させることがある。
【０００３】
このように凝集した熱媒体を解砕する手段を設けた熱交換装置としては、高温気体が流通する上部熱交換室と低温気体が流通する下部熱交換室の少なくともいずれか一方の室内に、落下する熱媒体を集めて通す通路を形成し、この通路に凝集した熱媒体を解砕する手段を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２８３６７３号公報（第２−３頁，第１−２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の熱交換装置は、凝集した熱媒体を解砕することはできるが、熱媒体に付着した金属塩化物は除去されない。金属塩化物は高温で粘着性が高く、低温になると粘着性が低下して硬くなる。このため、熱媒体の表面に付着した金属塩化物が除去されずに上部熱交換室に戻されると、金属塩化物が再び粘着性を帯びて熱媒体同士が凝集しやすくなる問題がある。この熱媒体同士の凝集を防止するためには、金属塩化物の付着量を熱媒体同士が凝着しない一定量以下とする必要がある。
【０００６】
本発明の出願人は、熱媒体の表面に付着した金属塩化物を除去するために、下部熱交換室の底部に溜まる熱媒体を撹拌する手段を設け、熱媒体同士を擦り合わせることにより、付着した金属塩化物を剥離させることを先に提案している（特願２００２−０２５２１３号）。しかしながら、下部熱交換室の底部は温度が３００〜４００℃程度あり、金属塩化物があまり硬くならないので、熱媒体の表面に付着した金属塩化物を、熱媒体同士が凝着しない一定量以下まで除去するのが難しい問題がある。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、熱媒体の表面に付着した金属塩化物を効率よく除去できる熱交換装置を提供することである。
【０００８】
【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、高温気体が流通する上部熱交換室から、低温気体が流通する下部熱交換室へと粒状の熱媒体を通して熱交換させ、前記下部熱交換室の底部に溜まる熱交換した熱媒体を、前記上部熱交換室へエアリフトにより戻し経路で戻して循環使用する熱交換装置において、前記高温気体として高温排ガスを用い、前記戻し経路に前記熱媒体を撹拌する撹拌手段を設けた構成を採用した。
【０００９】
すなわち、熱媒体をエアリフトで戻す戻し経路に、熱媒体を撹拌する撹拌手段を設けることにより、下部熱交換室の底部から排出される３００〜４００℃の熱媒体を、エアリフトの搬送用の常温圧縮空気で急冷して、熱媒体の表面に付着した金属塩化物にサーマルクラックを発生させ、このサーマルクラックを発生させた金属塩化物が付着する熱媒体を撹拌して、付着した金属塩化物を効率よく剥離、除去できるようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。この熱交換装置は、図１に示すように、高温排ガス１が流通する上部熱交換室２と、低温気体３が流通する下部熱交換室４が上下に配置され、これらの熱交換室２、４が連通管５で連通され、各熱交換室２、４に、それぞれ多孔板のトレイ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の上部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、連通管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を通気口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を通気口１２から排気口１３へと流通する低温気体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の底部に溜まった熱媒体９は、排出口１４からエアリフト１５に移送され、常温の圧縮空気により戻し経路１６を上方のホッパ８へと戻し搬送され、上部熱交換室２に投入されて循環使用される。
【００１１】
図２に示すように、エアリフト１５は、筒状の本体１７に天井部を貫通する垂直なリフト管１８を挿入し、本体１７の上部に前記排出口１４からの熱媒体９の導入口１９を設け、仕切り板２０で仕切られた底部の空気室２１に圧縮空気の流入口２２を設けたものである。リフト管１８の中には、モータ２３で回転駆動される撹拌羽根２４が本体１７の底から垂直に挿入されており、圧縮空気でリフト管１８内を上方に戻し搬送される熱媒体９が撹拌されるようになっている。
【００１２】
前記排出口１４からエアリフト１５に移送される熱媒体９の温度は３００〜４００℃程度であるので、導入口１９から本体１７に導入される熱媒体９は常温の圧縮空気で急冷され、その表面に付着した金属塩化物にサーマルクラックが発生する。これらの急冷された熱媒体９をリフト管１８内で撹拌羽根２４により撹拌することにより、圧縮空気で上方に吹き上げられる熱媒体９が勢いよく撹拌羽根２４と衝突し、サーマルクラックの発生した金属塩化物が熱媒体９の表面から剥離する。したがって、上部熱交換室２に戻される熱媒体９から金属塩化物を効率よく除去することができる。
【００１３】
上述した実施形態では、戻し経路で熱媒体を撹拌する撹拌手段として、戻し経路と平行な回転軸の回りに駆動される撹拌羽根を用いたが、撹拌羽根の回転軸の向きは任意に設定でき、撹拌羽根とは異なる他の撹拌手段を採用することもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、この発明の熱交換装置は、熱媒体をエアリフトで戻す戻し経路に、熱媒体を撹拌する撹拌手段を設けることにより、下部熱交換室の底部から排出される３００〜４００℃の熱媒体を、エアリフトの搬送用の常温圧縮空気で急冷して、熱媒体の表面に付着した金属塩化物にサーマルクラックを発生させ、このサーマルクラックを発生させた金属塩化物が付着する熱媒体を撹拌するようにしたので、循環使用される熱媒体に付着する金属塩化物を効率よく除去して、熱媒体の凝集による熱交換装置内の狭い通路等の閉塞を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱交換装置の実施形態を示す概略縦断正面図
【図２】図１の熱交換装置の要部を拡大して示す縦断面図
【符号の説明】
１  高温排ガス
２  上部熱交換室
３  低温気体
４  下部熱交換室
５  連通管
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  本体
１８  リフト管
１９  導入口
２０  仕切り板
２１  空気室
２２  流入口
２３  モータ
２４  撹拌羽根
【図１】
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【図２】
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