(57)【要約】【課題】  潮解腐食の問題を克服して、低コストで焼却装置の長寿命化を図ることができる排熱回収装置を提供することを目的とする。【解決手段】  この排熱回収装置は、焼却炉４０の排ガス流路に伝熱管を配置し、該伝熱管内の流体と排ガスとの間で熱交換を行うことにより熱回収を行う排熱回収装置である。伝熱管を排ガスの流れ方向において異なる温度範囲となる少なくとも３つの領域に区分して配置しており、それぞれの領域の伝熱管１６，１８，２０に耐食性の程度が異なる材料を用いている。これにより、潮解腐食の問題を克服し、さらには、エコノマイザの排ガス出口温度を低下させることで減温塔を省き、焼却システム全体の低コスト化を実現する。【選択図】      図１
2009019827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉の排ガス流路に伝熱管を配置し、該伝熱管内の流体と排ガスとの間で熱交換を行うことにより熱回収を行う排熱回収装置において、
前記伝熱管を排ガスの流れ方向において異なる温度範囲となる少なくとも３つの領域に区分して配置し、
それぞれの領域の伝熱管に耐食性の程度が異なる材料を用いたことを特徴とする排熱回収装置。
【請求項２】
前記領域として、排ガス流路の下流側の低温領域、中流部の中温領域及び上流側の高温領域を設け、低温領域には耐露点腐食性材料を、中温領域には耐潮解腐食性材料を、高温領域には一般材料を用いたことを特徴とする請求項１に記載の排熱回収装置。
【請求項３】
前記低温領域の伝熱管の表面温度は９０℃未満、前記中温領域の伝熱管の表面温度は９０℃以上で１４０℃未満、前記高温領域の伝熱管の表面温度は１４０℃以上であることを特徴とする請求項２に記載の排熱回収装置。
【請求項４】
前記排ガス流路は、上流側が上方に、下流側が下方になるように配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の排熱回収装置。
【請求項５】
前記低温領域と前記中温領域の間に前記低温領域へ洗浄水を供給する洗浄水噴射ノズルが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の排熱回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ焼却施設や発電施設、化学プラント等における排熱回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の代表的な乾式の焼却システムの処理フローを示すブロック図である。この図に示すように、廃棄物は焼却炉４０で焼却され、燃焼排ガスは、ボイラ４２、エコノマイザ（排熱回収装置又は節炭器）４４を経た後、さらに減温塔４６で除熱されて、集塵機４８、脱塩装置５０、再加熱器５２及び触媒反応塔５４からなる排ガス処理装置５６へ送られ、有害成分を除去してから大気放出される。一方、ボイラ水は、復水タンク５８から給水過熱器６０、脱気器６２、およびエコノマイザ４４を経てボイラ４２に供給される。図６において、実線の矢印は排ガスの流れを示し、破線の矢印はボイラ水の流れを示す。また矢印の上に表示される温度は、その箇所における排ガス又はボイラ水の温度である。
【０００３】
焼却炉４０には、ストーカ炉、流動床炉、キルン炉等、およびこれらの組合せが用いられる。また、焼却炉に溶融炉を加えたガス化溶融炉およびコークスベット式直接溶融炉なども採用される。排ガス処理装置５６には、乾式処理装置であれば、バグフィルタ（ＢＦ）を組合わせた２段バグフィルタ、電気集塵器（ＥＰ）、サイクロンやこれを多段にしたマルチクロン（ＭＣ）、あるいはこれらの組合せが有る。また、またはこれら集塵機の単独設置に消石灰および活性炭、脱塵助剤ほかを噴霧する方式の有害ガス除去装置がある。なお、湿式処理装置の場合、前記集塵装置とスクラバーまたは湿式電気集塵器（ＥＤＶ）の湿式有害ガス除去装置との組合せがある。
【０００４】
ごみ焼却炉の排ガス中に含まれるダイオキシンが近年問題となっている。ダイオキシンは炉内での燃焼状態が不安定なことにより発生するが、その前駆物質となる微量有機化合物から燃焼排ガスの冷却過程（200〜400℃の温度領域）でも生成されることが明らかになっている。これを抑制するには、急速冷却を行って再合成の温度領域を短時間で通過させ、２００℃以下の低温で集塵することが有効である。そこで、例えば低温高効率集塵が可能なバグフィルタが採用されている。集塵温度の低下によってダイオキシンの除去率は向上し、１６０℃以下では除去率９５％以上に達する。ただし、ごみ焼却排ガス中には水分が２０〜４０％含まれており、腐食と灰の固着を考慮すると、１５０〜１７０℃程度が実質的な操作温度の下限値と見られる。
【０００５】
このように、通常のプラントではバグフィルタの入口温度を所定温度（１５０〜１７０℃程度）まで下げる必要がある。しかし、このような排ガスの急速冷却低温化により、高温排ガス中に含まれるガス状の酸性物質（SOx、HCl等）が結露し、材料を腐食させる現象（露点腐食）を引き起こしてしまうことが問題となっている。露点腐食が問題となるのは、排ガスと接する材料の温度が低温となるところであり、具体的には、エコノマイザや空気予熱器などのような熱回収部分、集塵機のような排煙処理装置、煙道、煙突内筒などである。これらの設備には、加工性、溶接性に優れ、かつ、安価なことから工業的に最も多用されている炭素鋼が一般的に用いられているが、炭素鋼は耐食性に乏しいため、高温強酸が形成される露点腐食によって、年間数〜数十mmの減肉という非常に大きな腐食速度となる。
【０００６】
特にHClが多く含まれる廃棄物燃焼環境においては、凝縮相の形成される温度が、純粋なガス平衡から計算される露点（70℃程度）よりも高温側（ガス組成によるが高くても80℃程度）に移行するとされており、エコノマイザの排ガス出口温度をガス平衡計算される露点を基準にして高めに設定（200〜180℃程度）している。
【０００７】
このような露点腐食を回避する都合上、エコノマイザの排ガス出口温度をバグフィルタの入口の所定温度まで下げることが出来ないため、従来は図６に示すように、エコノマイザ４４の後段にさらに減温塔４６を設ける事が一般的である。もし、エコノマイザで排ガス温度を160℃まで減温する事が可能となれば、後段の減温塔を省く事が可能となり大幅なコストダウンとなる。エコノマイザの排ガス出口温度を160℃以下まで下げて熱回収するためには、伝熱管の温度を露点以下にして熱回収を行う必要がある。そのため、露点腐食に対抗できる材料を用いる必要がある。非特許文献１には、実機焼却炉での暴露試験等を基にした検討により、露点以上では炭素鋼、露点以下では耐食性の高い材料を使う事によりエコノマイザ出口における排ガス温度を160℃程度に設定できるエコノマイザが開示されている。
【０００８】
ところで、上記の露点腐食は装置運転時の問題であるが、発明者らは、運転時に生じる露点腐食および凝縮相生成による腐食以外に、装置運転時（高温）に生成して付着した塩化鉄が、運転停止時（常温）に潮解するために著しい腐食が起こることを発見した。発明者らは、この運転停止時に生じる腐食を「潮解腐食」と定義命名した。このような潮解腐食は、露点腐食と同様に、高濃度の塩化水素かつ、水分量の排ガスが低温状態の材料と接触することによって生じるものであり、排ガス処理設備に限らず、ダクトやケーシングといった温度が低温となる箇所の問題でもある。潮解腐食は、高温強酸環境となる露点腐食ほど大きな腐食速度ではないが無視できない腐食現象である。従って、例えば、上記の減温塔を省くという手法を実現させるためには、運転時の腐食以外に、運転停止時の潮解腐食の対策が必要となる。
【０００９】
【非特許文献１】安藤真一郎、他５名、「低温エコノマイザ導入による発電効率の向上」、日立造船技報Vol.63,No.1,P.17~21（2002）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような潮解腐食の問題を克服して、低コストで焼却装置の長寿命化を図ることができる排熱回収装置を提供することを目的とする。さらには、エコノマイザの排ガス出口温度を低下させることで減温塔を省き、焼却システム全体の低コスト化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の排熱回収装置は、焼却炉の排ガス流路に伝熱管を配置し、該伝熱管内の流体と排ガスとの間で熱交換を行うことにより熱回収を行う排熱回収装置において、前記伝熱管を排ガスの流れ方向において異なる温度範囲となる少なくとも３つの領域に区分して配置し、それぞれの領域の伝熱管に耐食性の程度が異なる材料を用いたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明においては、温度範囲が異なる少なくとも３つの領域の伝熱管に、各領域の設定温度によって形成される腐食特性に適合したそれぞれ異なる耐食性を持つ材料を用いることで、より低コストでありながら充分な耐用性を持つ装置を構成することができる。
【００１３】
請求項２に記載の排熱回収装置は、請求項１に記載の発明において、前記領域として、排ガス流路の下流側の低温領域、中流部の中温領域及び上流側の高温領域を設け、低温領域には耐露点腐食性材料を、中温領域には耐潮解腐食性材料を、高温領域には一般材料を用いたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、従来同じ原因とされて同じ高耐食性材料で構築していた低温領域と中温領域を明確に異なる温度領域とし、それぞれに耐露点腐食性材料と耐潮解腐食材料とを使い分けることで、高価な耐露点腐食性材料の使用量を減らし、低コスト化と高耐用性とを実現することができる。
【００１４】
潮解腐食の発生は、露点温度以上で金属を用いた場合に、金属酸化皮膜とその下の金属との界面で排ガスに含まれる塩化水素が反応して金属の塩化物が生成することに起因する。すなわち、一般的な鉄基の材料を用いた場合は、塩化鉄が生成され、運転停止時の常温で相対湿度が58%を超えると、塩化鉄の吸湿とそれに伴う加水分解によって生じる強酸で激しく腐食反応を起こす。このような潮解腐食は、運転時の材料表面温度が露点温度よりかなり高くてもある程度は生じるものであり、腐食はさほど問題とならないが、材料表面温度が所定温度以下になると、塩化鉄の生成量が急激に増加し、腐食量も増加する。
【００１５】
さらに、露点腐食が問題となる温度まで、材料表面温度が下がるほど、また排ガスと材料表面との温度差が大きいほど塩化鉄の生成量が増加し、それに併せて潮解腐食の腐食量も増加していく。露点腐食ほど大きな腐食速度ではないが、無視できない腐食現象である。この潮解腐食は、装置運転時の腐食をその場で観察することが出来ないため、露点腐食として混同されてきた。その結果、これらが混在して発生する装置では、露点腐食とみなされて過大な対策が採られてきたが、本発明ではこれらを区分して異なる材料を用いることでより低コスト化を実現することができる。
【００１６】
請求項３に記載の排熱回収装置は、請求項２に記載の発明において、前記低温領域の伝熱管の表面温度は９０℃未満、前記中温領域の伝熱管の表面温度は９０℃以上で１４０℃未満、前記高温領域の伝熱管の表面温度は１４０℃以上であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明においては、一般的なゴミ焼却の際の排ガス組成（N2−10%O2−20%H2O−10%CO２−1000ppmHCｌ−50ppmSO2）に対応した腐食区分領域が形成され、効率的な耐食性向上効果を得ることができる。なお、実機で直接表面温度を測定するのは環境を考慮すると困難なので、給水や排ガスの温度を熱電対で測定し、各熱電対設置箇所での材料表面温度を用いられる材料の熱伝導から推定して求めることができる。
【００１７】
請求項４に記載の排熱回収装置は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記排ガス流路は、上流側が上方に、下流側が下方になるように配置されていることを特徴とする。
請求項４に記載の発明においては、排ガス流路において高腐食性の低温領域が下方になるので、腐食性液体が他の領域に落下して悪影響を与えるという可能性を排除することができる。
【００１８】
請求項５に記載の排熱回収装置は、請求項４に記載の発明において、前記低温領域と前記中温領域の間に前記低温領域へ洗浄水を供給する洗浄水噴射ノズルが配置されていることを特徴とする。
請求項５に記載の発明においては、洗浄水噴射ノズルにより低温領域へ洗浄水が供給されて、凝縮水により汚れやすい部分の洗浄が他の領域への悪影響なしに行われる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１ないし請求項５に記載の発明によれば、低コストで潮解腐食や露点腐食を抑制し、焼却装置の長寿命化を図ることができ、さらには、エコノマイザの排ガス出口温度を低下させることで減温塔を省き、焼却システム全体の低コスト化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明の実施の形態の排熱回収装置（エコノマイザ）１０を示す図である。このエコノマイザ１０は、排出する排ガスの温度を160℃以下とするようにしており、その結果、図２に示すように後段の減温塔を省いて直接排ガス処理装置５６に送られるようになっている。装置は、略垂直方向に延びて構成され、上部には排ガス流入口１２が、下部に排ガス流出口１４が形成されている。排ガス流入口１２はボイラの出口に接続され、排ガス流出口１４は排ガス処理装置５６に接続され、排ガスは上から下へ降下する流れとなる。排熱回収装置１０内には例えば水平方向に伸びる伝熱管群が層状に設けられ、排ガスと効率的に接触して熱交換を行うようになっている。
【００２１】
この排熱回収装置１０では、伝熱管群は３つのグループに分けられている。すなわち、排ガスの上流側の高温伝熱管群１６、中流部の中温伝熱管群１８、及び下流側の低温伝熱管群２０である。各伝熱管群への給水配管２２は、基本的に直列に接続されており、同じ水が低温伝熱管群２０から中温伝熱管群１８を経て高温伝熱管群１６に流れようになっている。水は排ガスと対向する向きに流れる間に順次昇温し、排ガスを順次冷却する。高温伝熱管群１６から取り出された水は、ボイラへ給水され、ボイラ水として使用される。低温伝熱管群２０の上側には、後述するように、低温伝熱管群２０を洗浄するための洗浄水噴射ノズル２４が設けられ、装置の下端部には洗浄後の水を排出するためのドレイン２６が設けられている。洗浄水噴射ノズル２４への給水は伝熱管群の給水配管２２からその一部を流すようにしている。
【００２２】
図３に示すように、これらの伝熱管群１６，１８，２０は、それぞれ以下のように温度が制御される。すなわち、高温伝熱管群１６の管壁表面温度がＴ１以上に、中温伝熱管群１８は表面温度がＴ2以上でＴ１より低く、低温伝熱管群２０は表面温度がＴ2より低くなるように制御される。Ｔ１は、後述するように、それ以下の温度において例えば一般炭素綱表面に潮解腐食が発生しやすくなる温度Ｔ10（この例では140℃）であり、Ｔ2は、それ以下の温度において露点腐食が発生しやすくなる温度Ｔ20（この例では90℃）である。
【００２３】
このような温度の制御は、例えば給水配管２２に設けた温度センサＴｓ１〜Ｔｓ６や図示しない排ガスの温度を測る温度センサから表面温度を推定し、給水量や給水温度を制御することによって行うことができる。この場合、制御するのは伝熱管群の表面温度であるが、実機で直接表面温度を測定するのは環境を考慮すると困難なので、給水や排ガスの温度を熱電対で測定し、各熱電対設置箇所での材料表面温度を用いられる材料の熱伝導から推定して求めて、その温度を表面温度とすればよい。また、実機で燃焼状態に応じた温度状況を把握しておけば、必ずしもモニター制御をする必要は無い。
【００２４】
また、各伝熱管群の表面温度の制御は、配管にバイパスラインを設け伝熱管群への給水量を制御する方法により可能である。具体的には、熱回収装置の後段にある排ガスダクトやボイラ給水にバイパスラインを設けることが可能である。伝熱管温度を上昇させるためには、バイパスラインへの給水量を増やし熱回収装置の伝熱管群への給水量を減らすことで吸熱量が減少するため、伝熱管の表面温度を上昇させることができる。
【００２５】
潮解腐食発生温度Ｔ１0及び露点腐食発生温度Ｔ20は、実験室において、排熱回収装置１０を模擬した状態での腐食試験によって求めた。すなわち、伝熱管を模擬した試験片をいくつかの試験温度まで冷却した状態で、N2−10%O2−20%H2O−10%CO２−1000ppmHCｌ−50ppmSO2組成の試験ガスを、ガス移動速度:0.5cm/秒（風速1.8m/秒）で吹き付けて腐食状況を調べた。その結果、図４に示すように、試験片温度が140℃を下回ると、試験直後では腐食が起きていなかった試験片が、湿度を60%RHまで上げることによって、激しい腐食が起こることが確認された。試験片温度が140℃以上であっても、ある程度の発銹が起こることが確認されたが、問題となるような腐食量ではなかった。なお、実際の装置においても、おおよそこの温度を境に腐食量が激変することが確認されている。
【００２６】
一方、潮解腐食と露点腐食の境界温度については、試験片温度が90℃程度であっても露点腐食を生じることは無く、試験温度が80℃程度まで下がると露点腐食が生じた。炭素鋼の他にSUS304および、SUS410も同様に試験した結果、ステンレス鋼であっても、潮解腐食反応が起こることは確認されたが、腐食量はかなり小さくなっていた。これは、炭素鋼と違い、ステンレス鋼では塩化鉄が生成されると同時に耐食性のある緻密な酸化膜が形成され、潮解で生じた塩酸による腐食反応が抑制されたためと考えられる。以上の結果から、潮解腐食発生温度Ｔ１0及び露点腐食発生温度Ｔ20をそれぞれ140℃、90℃に決定した。
【００２７】
上記のように温度を制御することによって、低温伝熱管群２０が配置された低温領域は露点腐食領域、中温伝熱管群１８が配置された中温領域は潮解腐食領域、高温伝熱管群１６が配置された高温領域は非腐食領域となる。なお、例えば、燃焼物が異なる場合や、ゴミの場合でもゴミ質や焼却プロセスが変化するなどして排ガス組成が異なる可能性がある場合には、この区分温度も変化する可能性があるので、新たに試験を行う等により正確な温度を求めるのがよい。
【００２８】
これらの各伝熱管群は、それらの領域の腐食特性に応じて異なる材料から構成されている。すなわち、低温伝熱管群２０は高耐食性材料から、中温伝熱管群１８は中耐食性材料から、高温伝熱管群１６は低耐食性材料から構成されている。また、各領域に接する装置部分はその領域と同じ腐食環境であるので、少なくともその領域の材料と同じ程度の耐食性を持つ材料を採用する必要がある。例えば、低温領域に接するドレイン２６は低温伝熱管群２０と同じ高耐食性材料を採用する。
【００２９】
低温伝熱管群２０は露点腐食が問題となる温度領域にあり、従って、これに用いる高耐食性材料としては、従来から露点腐食に使用されている材料を使用する。露点腐食は非特許文献１等に示すように周知の現象であり、対抗することができる材料も多く提案されている。従って、これらの材料から燃焼物等の特性に応じて適宜に選択すればよい。例えば、硫酸を想定した耐食材料ではステンレス鋼やニッケル基合金で対応可能と思われるが、一方、塩酸を想定した場合は、さらなる耐食材料が必要となる。具体的には、金属を用いる場合には、ニッケルクロム合金（インコネル、ハステロイ）やチタン合金、ジルコニウム、タンタル、モリブデン、タングステン等がある。これらで伝熱管を作製することもできるが、コストや強度等から鉄系の伝熱管の表面皮膜として用いると良い。また、酸に侵されない無機材料として、アルミナ系、ジルコニア系の材料を伝熱管の表面皮膜として用いると良い。また、樹脂材料、特に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)など、フッ素を含んだ樹脂を表面皮膜として用いるようにしてもよい。
【００３０】
中温伝熱管群１８の材料としては、潮解腐食に耐える材料を用いる。先に説明したように、潮解腐食は、排ガスに含まれる塩化水素により、塩化金属が生成し、運転停止時の塩化金属の吸湿によって高濃度の塩酸が生成する現象である。従って、中温伝熱管群１８の材料として金属を用いる場合には、酸化しにくく、応力腐食割れの心配の無い耐食材料を用いればよい。露点腐食に耐えるような高級な材料を用いる必要はなく、コストや施工性などを考えるとフェライト系の鋼材が好ましい。なお、運転停止時において該当部の相対湿度が58%以下にすることによって潮解腐食を抑制することができると思われるが、実用性を考慮すると可能な場合に補助的に実施すればよい対策と思われる。
【００３１】
次に、表面温度が１４０℃以上である高温伝熱管群１６の材料としては、特に制限はない。一般の炭素鋼を用いた場合でも、材料表面温度が１４０℃以上となると、塩化鉄の生成量が極端に減少し、潮解腐食量が問題にならなくなるからである。
【００３２】
以下、上記のように構成された排熱回収装置１０の動作を説明する。この排熱回収装置１０は、例えば図２に示すように排ガスの温度を160℃以下として、後段の集塵機４８に直接送るエコノマイザとして用いられる。エコノマイザ１０に流入したボイラ４２からの排ガスは、図１に示すように、装置上部から下部に流れ、高温伝熱管群１６、中温伝熱管群１８、低温伝熱管群２０を順次通過する。各伝熱管群は、それぞれの温度領域の温度を維持するように、例えば水の供給量が制御され、各伝熱管群やその付属部材は、運転時の露点腐食と運転停止時の潮解腐食に関してそれぞれの腐食環境に置かれる。
【００３３】
この時の各部の温度の関係は、例えば、図３に示されている。ここで、TGi,TGoは排ガスの排熱回収装置１０への流入及び流出温度、Ｔｓ１〜Ｔｓ６は温度センサＴｓ１〜Ｔｓ６で測定された供給水の温度を、また、T1i,T1o、T2i,T2o、T3i,T3oはそれぞれ高温伝熱管群１６、中温伝熱管群１８、低温伝熱管群２０の管壁表面温度を、それぞれ模式的に示している。これらの管壁表面温度は、給水及び排ガス温度から推定されたものである。また、T1,T2はそれぞれこの排ガス環境において潮解腐食及び露点腐食が問題となる温度であり、この実施の形態では一般的な排ガス組成（N2−10%O2−20%H2O−10%CO２−1000ppmHCｌ−50ppmSO2）を想定したT1=140℃,T2=90℃である。この図に示すように、各伝熱管群の表面温度はT1i,T1o≧T1＞T2i,T2o≧T2＞T3i,T3oとなるように設定されている。
【００３４】
このような制御により、高温伝熱管群１６では、運転時の表面温度がT1=140℃以上であって、運転時の露点腐食や停止時の潮解腐食は問題となるようなものではない。従って、一般の炭素鋼を用いた場合でも耐用性は高い。
次に、中温伝熱管群１８では、表面温度がT1=140℃未満T2=90℃以上であって、運転中に塩化鉄が生成し、管壁に付着した塩化鉄が原因となって、運転停止後に潮解腐食が発生する可能性が有る。しかしながら、酸化しにくく、応力腐食割れの心配の無いフェライト系の鋼材等の耐食材料を用いることにより、充分な耐用性が得られる。
【００３５】
次に、低温伝熱管群２０では、表面温度がT2=90℃未満であるので排ガスの結露による潜熱回収が行なわれ、結露により硫酸や塩酸等の腐食性成分を含む凝縮水が発生するが、高耐食性材料を用いているので、充分な耐用性が得られる。結露により発生した凝縮水は重力及び排ガスの下降流れによってドレイン２６に向けて迅速に落下し、ドレイン２６から適宜に排出される。
このように、この実施の形態では、伝熱管群を腐食が問題となる程度に異なる複数の温度領域に区分し、それぞれに領域に合った材料を用いることで、全体としての低素材コストでありながら、伝熱管群に対する腐食を抑えることができ、排熱回収装置１０の耐久性を向上させることができた。
【００３６】
また、この実施の形態では低温伝熱管群２０を排熱回収装置１０の最下段に設置しているので、他の伝熱管群に腐食性流体が降下して影響が及んだり、伝熱管に落下した凝縮水が再蒸発するのに熱を奪われて伝熱管への伝熱量が減少したりすることを防止している。また、排ガスを下降流として形成しているので、凝縮水の落下に伴う排ガスの流れの乱れによる圧力損失の増大や熱回収効率の低下を防止することができる。
【００３７】
洗浄水噴射ノズル２４からは、定期的に洗浄水が噴射され、低温伝熱管群２０の伝熱管の表面を洗浄する。これにより低温伝熱管群２０の伝熱管に凝縮水を介して付着した排ガス中の灰・すすを除去し、灰・すすの付着による熱交換率の低下や腐食を防止することができる。この洗浄水噴射ノズル２４による洗浄は、灰の除去だけでなく、低温伝熱管群２０の水分濃度をあげるために蒸気を噴霧するためにも使用し、潜熱の回収効率を上げることも可能である。この場合、中温伝熱管群１８にこの蒸気がかかってしまうと、露点温度が上昇し、露点腐食を引き起こす恐れがある。この実施の形態では、低温伝熱管群２０と中温伝熱管群１８の間に洗浄水噴射ノズル２４を設置し、かつ、排ガスの流れによって、蒸気が中温伝熱管群１８にかからないようになっている。
【００３８】
この実施の形態では、低温伝熱管群２０及び中温伝熱管群１８で熱回収を行い、さらに高温伝熱管群１６で潜熱回収を行っているので、潜熱回収だけで排ガス出口温度を160℃以下にする場合よりも、ボイラ４２への給水温度や燃焼用空気温度を上げることができ、廃棄物処理装置全体としての熱回収効率が向上している。
【００３９】
なお、潮解腐食発生温度Ｔ１0及び露点腐食発生温度Ｔ20は、異なる排ガス組成では異なる値となるので、運転中において排ガス中の塩化水素濃度や水分量が極端に変化すると変化する。もし、濃度が上昇すると、中流側伝熱管群で露点腐食が生じたり、上流側伝熱管群で潮解腐食が生じたりするおそれがある。そこで、そのような場合には、高温伝熱管群１６の管壁表面下限温度Ｔ１、中温伝熱管群１８は管壁表面下限温度Ｔ2としては、試験的に求めた潮解腐食発生温度Ｔ１０及び露点腐食発生温度Ｔ2０より安全側に設定するのが好ましい。例えば、前記の例では、高温伝熱管群１６の管壁表面下限温度（水の流入側温度）Ｔ１を140℃ではなく150℃とし、中温伝熱管群１８の管壁表面下限温度（水の流入側温度）Ｔ2を90℃ではなく100℃とする。
【００４０】
また、このように状態変化の影響を受けやすい高温伝熱管群１６や中温伝熱管群１８の水の流入側部分の潮解腐食や露点腐食を防ぐために、前記のような温度設定自体を変えるのではなく（あるいはそれに加えて）、図５に示すように、これらの部分の熱伝導率を下げるような工夫をしてもよい。これは、これらの部分の表面温度が下がり難い状態にするため、伝熱管３０の内部に伝熱管３０の材料よりも熱伝導率の低い材料で皮膜３２を形成して内面を被覆したものである。この材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシ樹脂(PFA)などの樹脂を用いると良い。伝熱管入口部の表面温度が下がらなくても、徐々に給水および、空気温度が上がっていくので、入口部からある程度のところまで到達すれば、表面温度の急激な低下の問題は回避できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施の形態の排熱回収装置を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態の排熱回収装置が用いられた焼却システムを示す図である。
【図３】排熱回収装置における各部の温度変化を示す図である。
【図４】温度による腐食状況の変化を示す図である。
【図５】伝熱管についての１つの改良を示す図である。
【図６】従来の焼却システムを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  排熱回収装置（エコノマイザ）
１６  高温伝熱管群
１８  中温伝熱管群
２０  低温伝熱管群
２４  洗浄水噴射ノズル
２６  ドレイン
３０  伝熱管
３２  皮膜
４０  焼却炉
４２  ボイラ
４４  エコノマイザ
４６  減温塔
４８  集塵機
Ｔ１  高温伝熱管群管壁表面下限温度
Ｔ2  中温伝熱管群管壁表面下限温度
Ｔ１0  潮解腐食発生温度
Ｔ20  露点腐食発生温度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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