(57)【要約】【課題】  溶融飛灰の付着、堆積を解消して煙道の閉塞を防止し得る煙道閉塞防止用ポーラス耐火物の提供。【解決手段】  煙道１内にガスを噴出して排ガスに含まれる溶融飛灰の付着による煙道の閉塞を防止するための煙道閉塞防止用ポーラス耐火物１３であって、見掛け気孔率２５〜３２．５％、気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比７０〜９０％、通気率６．７８×１０−５〜３．３９×１０−３cm２/sec・atmである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道内にガスを噴出して排ガスに含まれる溶融飛灰の付着による煙道の閉塞を防止するための煙道閉塞防止用ポーラス耐火物であって、見掛け気孔率２５〜３２．５％、気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比７０〜９０％、通気率６．７８×１０−５〜３．３９×１０−３cm２/sec・atmであることを特徴とする煙道閉塞防止用ポーラス耐火物。
【請求項２】
煙道に内張りした熱伝導率の小さい内張り耐火物の内周に嵌挿され、排ガスに含まれる溶融飛灰の付着による煙道の閉塞を防止する煙道閉塞防止部材であって、外周を鉄皮で覆われて内張り耐火物の内周に嵌挿される請求項１記載の円筒状のポーラス耐火物と、鉄皮とポーラス耐火物との間に形成されたガス溜まり室にガスを供給するガス供給パイプとを備えることを特徴とする煙道閉塞防止部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物のガス化炉や焼却炉等の処理炉と排ガス処理設備等とを連結する煙道（排ガスダクト）の閉塞防止のために使用する煙道閉塞防止用ポーラス耐火物及びそれを用いた煙道閉塞防止部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物である都市ごみを熱分解してガス化する循環型流動層式のガス化炉と、ガス化炉の焼却残渣をガス化炉で生成された熱分解ガスの燃焼熱を利用して溶融する灰溶融炉とを備える都市ごみガス化・溶融プラントには、ガス化炉で生成された熱分解ガスを排ガス処理設備の一つである灰溶融炉へ導く煙道や灰溶融炉から排出される排ガスを冷却塔等の排ガス処理設備へ導く煙道を備えている。
これらの煙道は、通常、熱伝導率の小さい（断熱性の）内張り耐火物で内張りされている。
一方、煙道を通る排ガスには、飛散灰や低沸点のガス状物質（以下、「溶融飛灰」という。）が含まれているが、溶融飛灰は、煙道内の雰囲気温度が９００〜１０００℃になると、凝縮、固化して煙道の内張り耐火物に付着、堆積し、ついには、煙道を閉塞する不具合が発生している。
溶融飛灰の付着、堆積による煙道の閉塞は、処理炉の長期安定操業を阻害する原因となって、煙道内の清掃を頻繁に行わなければならない等、その維持管理に多くの労力を必要としている。
【０００３】
従来、煙道の閉塞防止を目的として、煙道の内側に、発泡セラミック等の耐熱性多孔体を配置し、多孔体と煙道ケーシングとの間に風室を設けると共に、煙道ケーシングに気体
供給ノズルを取り付け、そのノズルから風室内に空気等の気体を送り、この気体を多孔体から煙道内へ噴出させるようにすることも検討されているが、溶融飛灰の凝縮、固化の温度範囲が広く、十分な効果を得られていないのが現状である。
又、多孔体使用時における煙道に対する溶融飛灰の付着、堆積は局部的に発生し、気体の噴出していない部位に集中して発生する傾向にある。
【特許文献１】特開平０９−０７２５１８号公報
【特許文献２】特開２０００−０３９１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、溶融飛灰の付着、堆積を解消して煙道の閉塞を防止し得る煙道閉塞防止用ポーラス耐火物及びそれを用いた煙道閉塞防止部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の煙道閉塞防止用ポーラス耐火物は、煙道内にガスを噴出して排ガスに含まれる溶融飛灰の付着による煙道の閉塞を防止するための煙道閉塞防止用ポーラス耐火物であって、見掛け気孔率２５〜３２．５％、気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比７０〜９０％、通気率６．７８×１０−５〜３．３９×１０−３cm２/sec・atmであることを特徴とする。
【０００６】
一方、煙道閉塞防止部材は、煙道に内張りした熱伝導率の小さい内張り耐火物の内周に嵌挿され、排ガスに含まれる溶融飛灰の付着による煙道の閉塞を防止する煙道閉塞防止部材であって、外周を鉄皮で覆われて内張り耐火物の内周に嵌挿される請求項１記載の円筒状のポーラス耐火物と、鉄皮とポーラス耐火物との間に形成されたガス溜まり室にガスを供給するガス供給パイプとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の煙道閉塞防止用ポーラス耐火物によれば、ポーラス耐火物の壁面全体からガスが均一に噴出されるので、ポーラス耐火物の壁面と排ガス流との間にガスのカーテンを形成して、溶融飛灰の付着、堆積を解消でき、ひいては煙道の閉塞を防止することができる。
【０００８】
一方、煙道閉塞防止部材によれば、供給されたガスが他の部位へリークする（漏れる）ことなく、確実に、かつ、ポーラス耐火物の内壁面全体から均一に噴出されるので、供給されるガスの無駄を省きつつ、ポーラス耐火物を含む内張り耐火物の内壁面と排ガス流との間にガスのカーテンを形成して、溶融飛灰の付着、堆積を解消することができ、ひいては煙道の閉塞を防止することができる。
又、内張り耐火物への着脱が容易となるので、その取り替え作業を簡便にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
煙道閉塞防止用ポーラス耐火物において、見掛け気孔率が、２５％未満であると、十分なガス吐出量及び圧力が得られず溶融飛灰の飛散が不可能となり付着が促進される。一方、３２．５％を超えると、気孔径が大きくなり稼働面の凹凸の発生が激しく稼働面に溶融飛灰の付着が容易となる。見掛け気孔率は、２６．０〜２８．０％がより好ましい。
気孔径１０〜１００μｍの気孔体積比が、７０％未満であると、十分なガス吐出量及び圧力が得られず溶融飛灰の飛散が不可能となり付着が促進される。一方、９０％を超えると、ポーラス稼働面の凹凸が大きく溶融飛灰の付着が容易となる。
気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比は７５〜８５％がより好ましい。
気孔の気孔径は、１０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましく、又、気孔径１００μｍ超〜２００μｍの気孔体積比が１０〜３０％、気孔径５０〜１００μｍの気孔の気孔体積比が２０〜５０％、気孔径１０μｍ〜５０μｍ未満の気孔の気孔体積比が３０〜７０％であることが好ましい。
又、通気率が、通気率６．７８×１０−５cm２/sec・atm未満であると、十分なガス吐出量及び圧力が得られず溶融飛灰の飛散が不可能となり付着が促進される。一方、３．３９×１０−３cm２/sec・atmを超えると、ポーラス稼働面の凹凸が大きく溶融飛灰の付着が容易となる。
通気率は、９．６８×１０−４〜２．４２×１０−３cm２/sec・atmがより好ましい。
ポーラス耐火物の材質としては、アルミナ・シリカ質、マグネシア質、アルミナ・スピネル質、ＳｉＣ質、黒鉛質、アルミナ・黒鉛質等、上述した特性が得られれば広範囲の材質を使用することが可能である。
【００１０】
煙道閉塞防止部材において、その煙道の内張り耐火物への嵌挿形態としては、相互に接続されて煙道を形成する煙道セグメント間に介装される煙道閉塞防止セグメントにおける内張り耐火物の内周全長に及んで嵌挿される場合、煙道セグメントにおける内張り耐火物の両端内周部を切り欠き、この切欠き部の各々にポーラス耐火物の内周が内張り耐火物の内周と面一となるように嵌挿する場合、又は一端を炉体に接続した煙道セグメントにおける内張り耐火物の全長に及んで他端から嵌挿される場合が挙げられる。
煙道セグメントの内張り耐火物は、２層構造とすることが好ましく、内、外層の内張り耐火物の熱伝導率は、０．７×１０３〜２．０×１０３cal/cm・sec・degが好ましい。
又、内張りの耐火物の材質としては、高アルミナ質、粘土質等が挙げられる。
一方、ガス溜まり室は、ポーラス耐火物及び／又は鉄皮の一部を凹設して形成される。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた煙道を示す一部の断面図である。
【００１２】
この煙道１は、都市ごみガス化・溶融プラントにおけるガス化炉と灰溶融炉（共に図示せず）とを連結するもので、相互に接続されて煙道１を形成する複数の煙道セグメント２と、相互に接続される煙道セグメント２の所要箇所、例えば、溶融飛灰の付着、堆積し易い箇所、又は一定数の煙道セグメント２毎に介装される煙道閉塞防止セグメント３とから構成されている。
【００１３】
煙道セグメント２は、両端に仕切り兼用接続フランジ４を設けた円筒状の鉄皮ケーシング５と、鉄皮ケーシング５の内周に内張りした粘土質で、熱伝導率１．２×１０３cal/cm・sec・degの外層内張り耐火物６と、外層内張り耐火物６の内周に内張りした高アルミナ質で、熱伝導率１．９×１０３cal/cm・sec・degの内層内張り耐火物７とからなり、内層内張り耐火物７の内周は、仕切り兼用接続フランジ４の内周より鉄皮ケーシング５の中心側に設けられている。
一方、煙道閉塞防止セグメント３は、煙道セグメント２と同様に、両端に仕切り兼用接続フランジ８を設けた円筒状の鉄皮ケーシング９と、鉄皮ケーシング９の内周に内張りした軽量断熱の高アルミナ質で、熱伝導率１．９×１０３cal/cm・sec・degのキャスタブル耐火物からなる内張り耐火物１０と、内張り耐火物１０の内周全長に及んで嵌挿された煙道閉塞防止部材１１とからなり、鉄皮ケーシング９は、煙道閉塞防止部材１１等の取り替えを容易にするため、煙道セグメント２の鉄皮ケーシング５より短く設けられている。
【００１４】
そして、煙道閉塞防止部材１１は、外周を鉄皮１２で覆われて内張り耐火物１０の内周に嵌挿される円筒状のポーラス耐火物１３と、ポーラス耐火物１３の外周を全周に亘って凹設することにより鉄皮１２とポーラス耐火物１３との間に形成されたガス溜まり室１４に不活性ガス等のガスを供給するガス供給パイプ１５とからなる。
ポーラス耐火物１３は、煙道セグメント２の内層内張り耐火物７の内周と内周が面一となるように設けられているものであり、表１に示すように、高アルミナ質で、見掛け気孔率２６．３％、嵩比重２．８６％、圧縮強さ６８ＭＰａ、気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比８０％、通気率１．４５×１０−３cm２/sec・atmのものである。
又、ガス供給パイプ１５は、内張りの耐火物１０及び鉄皮１２を貫通して鉄皮１２外へ導出されているものである。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
ここで、ポーラス耐火物の見掛け気孔率、気孔径１０μｍ以上５０μｍ未満、５０〜１００μｍ、及び１００μｍ超２００μｍ以下の気孔の気孔体積比、並びに通気率を表２に示すように変え（実施例１のものをＣとして併記）た煙道閉塞防止セグメントを介装した煙道を有する２５トン都市ごみガス化・溶融プラントを運転したところ、溶融飛灰の付着、堆積状況は、表２に示すようになった。
【００１７】
【表２】
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【００１８】
表２から分るように、見掛け気孔率２５〜３２．５％、気孔径１０〜１００μｍの気孔の気孔体積比７０〜９０％、通気率６．７８×１０−５〜３．３９×１０−３cm２/sec・atmのポーラス耐火物を備えた煙道閉塞防止部材を用いると、煙道の内張り耐火物への溶融飛灰の付着、堆積が減少する。
このように、溶融飛灰の付着、堆積が減少するのは、図１に示すように、煙道１のポーラス耐火物１３を含む内張り耐火物７の内壁面と排ガス流ＧＦ との間にガスのカーテンＧＣ が形成されることによる。
【実施例２】
【００１９】
図２は、本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた他の煙道を示す一部の断面図である。
【００２０】
この煙道１６は、前述したものと同様に、都市ごみガス化・溶融プラントにおけるガス化炉と灰溶融炉（共に図示せず）とを連結するもので、実施例１のものが、煙道セグメント２と煙道閉塞防止部材１１を備えた煙道閉塞防止セグメント３とで煙道を構成しているのに対し、両端部に煙道閉塞防止部材１１を備えた相互に接続される複数の煙道セグメント１７から構成されている。
【００２１】
煙道セグメント１７は、両端に接続フランジ１８を設けた円筒状の鉄皮ケーシング１９と、鉄皮ケーシング１９の内周に内張りした軽量断熱の高アルミナ質で、熱伝導率０．８×１０３cal/cm・sec・degの外層内張り耐火物２０と、外層内張り耐火物２０の内周に内張りした高アルミナ質で、熱伝導率１．９×１０３cal/cm・sec・degの内層内張り耐火物２１と、内、外層内張り耐火物２１，２０の両端内周部を切り欠き、この切欠き部２２の各々にポーラス耐火物１３の内周が内層内張り耐火物２１の内周と面一となるように嵌挿した実施例１のものと同様の煙道閉塞防止部材１１とからなる。
【実施例３】
【００２２】
図３は、本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた更に他の煙道の一部を示す断面図である。
【００２３】
この煙道２３は、前述したものと同様に、都市ごみガス化・溶融プラントにおけるガス化炉２４と灰溶融炉（図示せず）とを連結するもので、一端をガス化炉２４に接続される炉体接続部煙道セグメント２５と、炉体接続部煙道セグメント２５に接続されると共に、相互に接続される実施例１又は実施例２の煙道セグメント２，１７と同様の煙道セグメント（図示せず）とから構成されている。
【００２４】
炉体接続部煙道セグメント２５は、一端（図３においては右端）をガス化炉２４の鉄皮ケーシング２６に接続し、他端（図３においては左端）に接続フランジ２７を設けた円筒状の鉄皮ケーシング２８と、鉄皮ケーシング２８の内周に内張りした軽量断熱の高アルミナ質で、熱伝導率０．８×１０３cal/cm・sec・degの内張り耐火物２９と、内張り耐火物２９の内周全長に及んで他端から嵌挿された実施例１のものとほぼ同様の２つの煙道閉塞防止部材１１′とからなり、各煙道閉塞防止部材１１′は、ポーラス耐火物１３′が軸方向へ連設した２つのセグメントからなる点を除き、実施例１の煙道閉塞防止部材１１と同様である。
図３において、３０，３１は、ガス化炉２４の外層内張り耐火物、内層内張り耐火物である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた煙道を示す一部の断面図である。
【図２】本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた他の煙道を示す一部の断面図である。
【図３】本発明に係る煙道閉塞防止部材を備えた更に他の煙道の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    煙道
５    鉄皮ケーシング
６    外層内張り耐火物
７    内層内張り耐火物
９    鉄皮ケーシング
１０  内張り耐火物
１１  煙道閉塞防止部材
１１′  煙道閉塞防止部材
１２  鉄皮
１３  ポーラス耐火物
１３′  ポーラス耐火物
１４  ガス溜まり室
１５  ガス供給パイプ
１６  煙道
１９  鉄皮ケーシング
２０  外層内張り耐火物
２１  内層内張り耐火物
２３  煙道
２８  鉄皮ケーシング
２９  内張り耐火物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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