JP3860050B2 - Medium heat exchanger - Google Patents
Medium heat exchanger Download PDFInfo
- Publication number
- JP3860050B2 JP3860050B2 JP2002053642A JP2002053642A JP3860050B2 JP 3860050 B2 JP3860050 B2 JP 3860050B2 JP 2002053642 A JP2002053642 A JP 2002053642A JP 2002053642 A JP2002053642 A JP 2002053642A JP 3860050 B2 JP3860050 B2 JP 3860050B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchange
- exchange chamber
- medium
- heat
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粒状の熱媒体を用いて、溶融炉等の高温排ガスから廃熱を回収する媒体式熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
溶融炉等の高温排ガスから廃熱を回収する媒体式熱交換器には、高温排ガスの流通する上部熱交換室の底部が円錐や角錐等のコーン状に縮径されて、小断面の連通部で低温ガスの流通する下部熱交換室と連通され、粒状熱媒体を上部熱交換室から連通部で下部熱交換室へと通して各熱交換室で熱交換させる型式のものがある。なお、熱交換した熱媒体は、下部熱交換室の底部から上部熱交換室の上部へ戻し搬送され、循環使用されるようになっている。
【0003】
前記粒状熱媒体には、その総体積に対する総伝熱面積の比を大きくして熱交換効率を高く確保するために、粒径が1〜2mm程度で小さな質量のアルミナ(比重ρ=3.65)の粒子が多く用いられている。アルミナの粒子を多く用いるのは、粒子そのものが安価であるためと、比較的比重が小さいので、上方の上部熱交換室へ戻し搬送するコストも安価になるからである。
【0004】
前記溶融炉等からの高温排ガス中にはガス化した金属塩化物が含まれており、このガス化した金属塩化物は温度が低下すると、600〜700℃前後で液化して高い粘着性を帯び、粒状熱媒体の表面に粘着する。この熱媒体表面への金属塩化物の粘着は、丁度このような600〜700℃前後となる上部熱交換室と下部熱交換室の連通部近傍でよく生じる。
【0005】
このため、このような断面積の狭い部位で金属塩化物が熱媒体表面に粘着すると、上述したような小さい質量の粒状熱媒体が上部熱交換室のコーン状の底部に付着し、この付着が進行して断面積の狭い連通部の入口を閉塞する問題がある。このような閉塞状態が生じたときは、熱交換器の運転を停止して、これらの付着した熱媒体を除去する必要がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の課題は、熱交換効率を低下させることなく、上部熱交換室と下部熱交換室の連通部入口の閉塞を防止することである。
【0007】
【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、高温排ガスの流通する上部熱交換室の底部がコーン状に縮径されて、小断面の連通部で低温ガスの流通する下部熱交換室と連通され、粒状の熱媒体を上部熱交換室から前記連通部で下部熱交換室へと通して、これらの各熱交換室を流通するガスと熱交換させ、この熱交換した熱媒体を、下部熱交換室の底部から上部熱交換室の上部へ戻し搬送して循環使用する媒体式熱交換器において、前記熱媒体を、小さな質量の標準粒子に、この標準粒子の4倍以上の質量を有する重量粒子を混合したものとし、この重量粒子の混合比率を5質量%以上とした構成を採用した。
【0008】
すなわち、粒状熱媒体を、小さな質量の標準粒子に、この標準粒子の4倍以上の質量を有する重量粒子を5質量%以上混合したものとすることにより、金属塩化物の粘着力で上部熱交換室のコーン状の底部に付着しようとする標準粒子を、質量の大きい重量粒子の動きに巻き込んで連通部へスムーズに流入させ、連通部の入口を閉塞することなく、熱媒体を下部熱交換室へ落下させるようにした。
【0009】
前記重量粒子の質量を標準粒子の4倍以上で、その混合比率を5質量%以上としたのは、重量粒子個々の質量が4倍未満で、かつ、混合比率が5質量%未満では、重量粒子の動きによる標準粒子の巻き込みが不十分となるからである。なお、この重量粒子の混合比率は、熱交換効率や循環使用のための戻し搬送効率を高く確保するために、20質量%以下とするのが望ましい。
【0010】
前記重量粒子の質量を標準粒子の4倍以上とする手段としては、重量粒子の比重または粒径を標準粒子よりも大きくする手段を採用することができる。勿論、比重と粒径の両方を大きくしてもよい。
【0011】
【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の実施形態である。この媒体式熱交換器は、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が上下に配置され、上部熱交換室2の底部がコーン状に縮径されて、小断面の連通部5で下部熱交換室4と連通されている。各熱交換室2、4にはそれぞれトレイ6、7が複数段に設けられており、ホッパ8の投入口9から上部熱交換室2の上部に投入される粒状の熱媒体10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へと順次落下し、上部熱交換室2で通気口11から排気口12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13から排気口14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。なお、連通部5の下方には、熱媒体10の下部熱交換室4への落下流量を調節する流量調節板15が設けられている。
【0012】
前記熱交換して下部熱交換室4の底部に溜まった熱媒体10は、排出口16から戻し経路17を通してエアリフタ18により上方のホッパ8へ戻し搬送され、循環使用される。
【0013】
この熱媒体10は、平均粒径1.2mm、比重3.65のアルミナの標準粒子10aに、平均粒径1.5mm、比重7.8のクロム系合金鋼の重量粒子10bを5質量%混合したものである。ちなみに、重量粒子10bの質量は標準粒子10aの約4.2倍である。
【0014】
図2に示すように、前記上部熱交換室2の縮径された底部と小断面の連通部5には、標準粒子10aと重量粒子10bが混合した熱媒体10が充満する。これらの充満した熱媒体10は、上部熱交換室2と下部熱交換室4のマテリアルシールともなり、徐々に下方へ移動して連通部5の下端から抜け出る。連通部5から抜け出た熱媒体10は、陣笠状の流量調節板15で周囲へ分散されて、下部熱交換室4へ落下する。
【0015】
前述したように、この連通部5近傍の温度は600〜700℃前後となり、高温排ガス1中に含まれる金属塩化物が液化して粘着性を帯び、熱媒体10の表面に粘着する。このため、上部熱交換室2の底部を下降移動する熱媒体10のうち、質量の小さい標準粒子10aは、金属塩化物の粘着力が重力よりも大きいために、コーン状の底部に付着しようとする。しかしながら、この実施形態では、質量の大きい重量粒子10bがこの底部に付着しようとする標準粒子10aを巻き込んで連通部5へスムーズに流入させるので、各熱媒体10が底部に付着したり、連通部5の入口を閉塞したりすることなく、連通部5から下部熱交換室4へ落下する。
【0016】
なお、熱媒体10に粘着した金属塩化物は、さらに温度が低下すると固化して粘着性を失うため、図1に示したように、熱交換して下部熱交換室4の底部に溜まった熱媒体10は、その表面に付着した金属塩化物の粘着性がなくなっている。この実施形態では、標準粒子10aと重量粒子10bとの間に大きな質量差があるので、前記排出口16までの移動時にこれらの粒子間に速度差が生じ、各粒子間の擦り合わせ効果で、表面に付着固化した金属塩化物を剥離させる作用も生じる。この剥離した金属塩化物は、熱媒体10とともにエアリフタ18で戻し経路17を搬送されてホッパ8から上部熱交換室2に入るが、この剥離物は軽いので熱交換済の高温排ガス1と一緒に排気口12から排出され、排気経路に設けられたバグフィルタ(図示省略)で捕集される。
【0017】
図3は、第2の実施形態である。この媒体式熱交換器の構造は、図1に示した第1の実施形態のものと同じであり、熱媒体10の構成のみが異なる。この実施形態の熱媒体10は、平均粒径1.2mm、比重3.65のアルミナの標準粒子10aに、平均粒径3.0mmの同じアルミナの重量粒子10bを10質量%混合したものであり、重量粒子10bの質量は標準粒子10aの約15.6倍である。
【0018】
この実施形態でも、質量の大きい重量粒子10bが、上部熱交換室2のコーン状の底部に付着しようとする質量の小さい標準粒子10aを巻き込んで連通部5へスムーズに流入させるので、各熱媒体10が底部に付着したり、連通部5の入口を閉塞したりすることなく、連通部5から下部熱交換室4へ落下する。
【0019】
また、この実施形態では、標準粒子10aと重量粒子10bとの間に大きな粒径差があるので、前記下部熱交換室4の底部に溜まった熱媒体10の排出口16までの移動時にこれらの質量差で粒子間に速度差が生じるのみでなく、この移動時の回転による周速差も大きくなり、前記各粒子間の擦り合わせ効果がさらに増大して、表面に付着固化した金属塩化物がより多く剥離される。
【0020】
上述した各実施形態では、熱媒体の標準粒子にアルミナを用いたが、標準粒子は比較的比重の小さなものであればよく、アルミナに限定されることはない。また、比重の違いで質量を大きくする場合の重量粒子についても、第1の実施形態で用いたクロム系合金鋼に限定されることはない。
【0021】
【発明の効果】
以上のように、この発明の媒体式熱交換器は、粒状熱媒体を、小さな質量の標準粒子に、この標準粒子の4倍以上の質量を有する重量粒子を5質量%以上混合したものとしたので、金属塩化物の粘着力で上部熱交換室のコーン状の底部に付着しようとする標準粒子を、質量の大きい重量粒子の動きに巻き込んで連通部へスムーズに流入させ、連通部の入口を閉塞することなく熱媒体を下部熱交換室へ落下させて、熱交換器を長時間安定して運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の媒体式熱交換器を示す縦断面図
【図2】図1の要部拡大縦断面図
【図3】第2の実施形態の媒体式熱交換器の要部拡大縦断面図
【符号の説明】
1 高温排ガス
2 上部熱交換室
3 低温ガス
4 下部熱交換室
5 連通部
6、7 トレイ
8 ホッパ
9 投入口
10 熱媒体
10a 標準粒子
10b 重量粒子
11 通気口
12 排気口
13 通気口
14 排気口
15 流量調節板
16 排出口
17 戻し経路
18 エアリフタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a medium heat exchanger that recovers waste heat from high-temperature exhaust gas such as a melting furnace using a granular heat medium.
[0002]
[Prior art]
The medium heat exchanger that recovers waste heat from high-temperature exhaust gas such as a melting furnace has a small cross-section communicating part in which the bottom of the upper heat exchange chamber through which the high-temperature exhaust gas circulates is reduced to a cone shape such as a cone or a pyramid. There is a type in which the granular heat medium is communicated with the lower heat exchange chamber through which the low-temperature gas circulates, and the granular heat medium is passed from the upper heat exchange chamber to the lower heat exchange chamber through the communication portion to exchange heat in each heat exchange chamber. Note that the heat exchanged heat medium is conveyed back from the bottom of the lower heat exchange chamber to the upper portion of the upper heat exchange chamber for circulation.
[0003]
In the granular heat medium, in order to increase the ratio of the total heat transfer area to the total volume to ensure high heat exchange efficiency, alumina having a small particle diameter of about 1 to 2 mm (specific gravity ρ = 3.65). ) Particles are often used. The reason for using a lot of alumina particles is that the particles themselves are inexpensive and the specific gravity is relatively small, so that the cost of returning and conveying them to the upper upper heat exchange chamber is also low.
[0004]
Gasified metal chloride is contained in the high-temperature exhaust gas from the melting furnace or the like, and this gasified metal chloride liquefies around 600 to 700 ° C. and has high tackiness when the temperature is lowered. Adheres to the surface of the granular heat medium. The adhesion of the metal chloride to the surface of the heat medium often occurs in the vicinity of the communicating portion between the upper heat exchange chamber and the lower heat exchange chamber, which is just about 600 to 700 ° C.
[0005]
For this reason, when the metal chloride adheres to the surface of the heat medium in such a narrow cross-sectional area, the above-mentioned small mass granular heat medium adheres to the cone-shaped bottom of the upper heat exchange chamber, and this adhesion There is a problem that the entrance of the communication portion having a narrow cross-sectional area is blocked. When such a clogged state occurs, it is necessary to stop the operation of the heat exchanger and remove these attached heat medium.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to prevent the communication portion entrance of the upper heat exchange chamber and the lower heat exchange chamber from being blocked without lowering the heat exchange efficiency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is configured such that the bottom of the upper heat exchange chamber through which the high-temperature exhaust gas flows is reduced in a cone shape, and communicates with the lower heat exchange chamber through which the low-temperature gas flows through the communication section having a small cross section. The granular heat medium is passed from the upper heat exchange chamber to the lower heat exchange chamber through the communication section, and heat exchange is performed with the gas flowing through each of the heat exchange chambers. In a medium heat exchanger that is returned from the bottom of the exchange chamber to the top of the upper heat exchange chamber and circulated, the heat medium is divided into small mass standard particles that have a mass that is four times or more that of the standard particles. A configuration was adopted in which the particles were mixed, and the mixing ratio of the heavy particles was 5% by mass or more.
[0008]
In other words, the granular heat medium is a mixture of small mass standard particles and 5 mass% or more of heavy particles having a mass 4 times or more that of the standard particles. The standard particles to be attached to the cone-shaped bottom of the chamber are drawn into the movement of heavy particles with a large mass and smoothly flow into the communication section, and the heat medium is transferred to the lower heat exchange chamber without blocking the inlet of the communication section. It was made to fall to.
[0009]
The reason why the mass of the heavy particles is 4 times or more that of the standard particles and the mixing ratio thereof is 5 mass% or more is that when the mass of each heavy particle is less than 4 times and the mixing ratio is less than 5 mass%, This is because the inclusion of the standard particles due to the movement of the particles becomes insufficient. The mixing ratio of the heavy particles is desirably 20% by mass or less in order to ensure high heat exchange efficiency and return conveyance efficiency for circulation use.
[0010]
As a means for making the mass of the
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 and 2 are the first embodiment. As shown in FIG. 1, the medium heat exchanger includes an upper
[0012]
The
[0013]
This
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
As described above, the temperature in the vicinity of the
[0016]
The metal chloride adhered to the
[0017]
FIG. 3 shows a second embodiment. The structure of this medium heat exchanger is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, and only the structure of the
[0018]
Also in this embodiment, the
[0019]
Further, in this embodiment, since there is a large particle size difference between the
[0020]
In each of the above-described embodiments, alumina is used as the standard particle of the heat medium. However, the standard particle is not limited to alumina as long as it has a relatively small specific gravity. Further, the heavy particles in the case of increasing the mass due to the difference in specific gravity are not limited to the chromium-based alloy steel used in the first embodiment.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, in the medium heat exchanger according to the present invention, a granular heat medium is prepared by mixing 5 mass% or more of a weight particle having a mass of four times or more of this standard particle with a small mass of standard particles. Therefore, the standard particles that are going to adhere to the cone-shaped bottom of the upper heat exchange chamber due to the adhesive force of the metal chloride are drawn into the movement of heavy particles with a large mass and smoothly flow into the communication part. The heat medium can be dropped into the lower heat exchange chamber without being blocked, and the heat exchanger can be stably operated for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a medium heat exchanger according to a first embodiment. FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of FIG. 1. FIG. 3 is an essential part of a medium heat exchanger according to a second embodiment. Expanded longitudinal section [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053642A JP3860050B2 (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Medium heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053642A JP3860050B2 (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Medium heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254688A JP2003254688A (en) | 2003-09-10 |
| JP3860050B2 true JP3860050B2 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=28665014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002053642A Expired - Fee Related JP3860050B2 (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Medium heat exchanger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3860050B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024141673A (en) | 2023-03-29 | 2024-10-10 | 太平洋セメント株式会社 | Heat exchangers, heat exchange systems |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002053642A patent/JP3860050B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003254688A (en) | 2003-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103154275A (en) | Dry granulation of metallurgical slag | |
| JP3860050B2 (en) | Medium heat exchanger | |
| CN107144142A (en) | Sinter waste heat recovery method using box-type sinter waste heat recovery device | |
| CN107019974B (en) | Filter medium deashing device and hot gas filtration system | |
| US4856987A (en) | Tunnel kiln for ceramic firing | |
| CN1532262B (en) | Structure of air exhaust path of dry quenching coke device | |
| CN110643758A (en) | Resourceful treatment and heat energy recovery method and device for high-temperature liquid steel slag | |
| JP3664632B2 (en) | Heat exchanger | |
| JP2003254689A (en) | Medium type heat exchanger | |
| JPS58114711A (en) | Filled bed dust collector | |
| CN211302974U (en) | Granulation disc, granulator and granulation auxiliary preparation system | |
| EP1575852B1 (en) | A device for emptying of hot particle material from a chamber into a transport container | |
| CN206356529U (en) | Mound fineness of sand matches somebody with somebody level automatic sand mixing device | |
| CN115920590A (en) | A gas adsorption and desorption system | |
| JP3841691B2 (en) | Heat exchanger | |
| CN215464988U (en) | Fluidization crushing equipment | |
| CN219199945U (en) | High-efficiency energy-saving smelting device | |
| CN101264911A (en) | A method for drying and firing alkali-containing aluminosilicate slurry | |
| JPS5923746Y2 (en) | Garbage receiving hopper of charging device for waste melting furnace | |
| JP2548522Y2 (en) | Powder hopper | |
| CN109556428A (en) | Gas-solid heat exchange device and method for increasing void ratio of high-temperature particle material layer | |
| JP3471272B2 (en) | Heat exchanger | |
| JPS61183384A (en) | Equipment for recovery of sensitive heat of granules at high temperature | |
| CN210268220U (en) | Discharging equipment for regenerative kiln | |
| JPS58148386A (en) | Apparatus for cooling high-temperature granular substance |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041110 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060824 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060905 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060920 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3860050 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090929 Year of fee payment: 3 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100929 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110929 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120929 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130929 Year of fee payment: 7 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |