特開 2022-17065 熱交換器の付着物除去方法並びにその機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022017065

(43)【公開日】2022-01-25

(54)【発明の名称】熱交換器の付着物除去方法並びにその機構

(51)【国際特許分類】

   F23J 3/00 20060101AFI20220118BHJP

【ＦＩ】

F23J3/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020120137

(22)【出願日】2020-07-13

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

(71)【出願人】

【識別番号】000149310

【氏名又は名称】株式会社大川原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100086438

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 喬彦

(74)【代理人】

【識別番号】100217168

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】池谷 紀宏

(72)【発明者】

【氏名】山崎 日出夫

【テーマコード（参考）】

3K261

【Ｆターム（参考）】

3K261GA03

3K261GA17

(57)【要約】

【課題】 直接燃焼式の脱臭炉等の運転を停止することなく、熱交換器への固形物の付着を防止することのできる新規な熱交換器の付着物除去方法並びにその機構の開発を技術課題とした。
【解決手段】 乾燥機２から排出される乾燥機排ガスＧ０を、脱臭炉３を用いて脱臭処理して脱臭排ガスＧ１とした後、排出する施設の運転において、前記乾燥機排ガスＧ０は、脱臭炉３から排出される脱臭排ガスＧ１との間で熱交換を行って昇温された後、脱臭炉３に供給されるものであり、前記熱交換を行う熱交換器４における放熱流路４１に、粒状物Ｐを浮遊滞留させることにより、この放熱流路４１に付着した付着物Ｓを除去することを特徴として成る。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

乾燥機から排出される乾燥機排ガスを、脱臭炉を用いて脱臭処理して脱臭排ガスとした後、排出する施設の運転において、
前記乾燥機排ガスは、脱臭炉から排出される脱臭排ガスとの間で熱交換を行って昇温された後、脱臭炉に供給されるものであり、
前記熱交換を行う熱交換器における放熱流路に、粒状物を浮遊滞留させることにより、この放熱流路に付着した付着物を除去することを特徴とする熱交換器の付着物除去方法。

【請求項2】

前記脱臭炉は直接燃焼式のものであることを特徴とする請求項１記載の熱交換器の付着物除去方法。

【請求項3】

前記熱交換器は、垂直方向に流路が設定された放熱流路と、水平方向に流路が設定された受熱流路とが具えられたプレート式熱交換器であり、
前記放熱流路を、下部から上部に向かって脱臭排ガスが流れるように設定し、
放熱流路を流れる脱臭排ガスの流速に応じた終端速度に適合する粒状物を選択することにより、
放熱流路に供給された粒状物が放熱流路にて浮遊滞留するようにすることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の熱交換器の付着物除去方法。

【請求項4】

前記熱交換器における放熱流路の給気口に接続される管路内における脱臭排ガスの流速Ｖ３と、
熱交換器の放熱流路内における脱臭排ガスの流速Ｖ４と、
この放熱流路の排気口に接続される排気ダクト内における脱臭排ガスの流速Ｖ５とを、
Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるように設定することを特徴とする請求項３記載の熱交換器の付着物除去方法。

【請求項5】

前記粒状物は珪砂であることを特徴とする請求項１、２、３または４いずれか記載の熱交換器の付着物除去方法。

【請求項6】

前記粒状物を、排気ダクト内に具えられた開口部を有する衝突部材に衝突させて均一に分散させた後、前記放熱流路に導入することを特徴とする請求項４または５いずれか記載の熱交換器の付着物除去方法。

【請求項7】

乾燥機から排出される乾燥機排ガスを、脱臭炉を用いて脱臭処理して脱臭排ガスとした後、排出する施設に具えられる装置の機構であって、
前記乾燥機排ガスは、脱臭炉から排出される脱臭排ガスとの間で熱交換を行って昇温された後、脱臭炉に供給されるものであり、
前記熱交換を行う熱交換器における放熱流路に、粒状物を浮遊滞留させることにより、この放熱流路に付着した付着物を除去することができるように構成されていることを特徴とする熱交換器の付着物除去機構。

【請求項8】

前記脱臭炉は直接燃焼式のものであることを特徴とする請求項７記載の熱交換器の付着物除去機構。

【請求項9】

前記熱交換器は、垂直方向に流路が設定された放熱流路と、水平方向に流路が設定された受熱流路とが具えられたプレート式熱交換器であり、
前記放熱流路は、下部から上部に向かって脱臭排ガスが流れるように設定され、
放熱流路を流れる脱臭排ガスの流速に応じて、粒状物の終端速度を設定することにより、
放熱流路に供給された粒状物が放熱流路の下端部がら流下しないように構成されていることを特徴とする請求項７または８いずれか記載の熱交換器の付着物除去機構。

【請求項10】

前記熱交換器における放熱流路の給気口に接続される管路内における脱臭排ガスの流速Ｖ３と、
熱交換器の放熱流路内における脱臭排ガスの流速Ｖ４と、
この放熱流路の排気口に接続される排気ダクト内における脱臭排ガスの流速Ｖ５とが、
Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるように設定されていることを特徴とする請求項９記載の熱交換器の付着物除去機構。

【請求項11】

前記粒状物は珪砂であることを特徴とする請求項７、８、９または１０いずれか記載の熱交換器の付着物除去機構。

【請求項12】

前記排気ダクト内には、開口部を有する衝突部材が具えられていることを特徴とする請求項１０または１１いずれか記載の熱交換器の付着物除去機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、し尿処理場や下水処理場で発生する汚泥の乾燥施設に関するものであって、乾燥機から排出される排ガスを燃焼脱臭する際に、排熱回収のための熱交換器への固形物の付着を防止することのできる熱交換器の付着物除去方法並びにその機構に係るものである。

【背景技術】

【0002】

し尿処理場や下水処理場の汚泥乾燥施設において、乾燥機からの排気（以下、乾燥機排ガスと呼ぶ）の脱臭には、直接燃焼式の脱臭炉が多く用いられている。
そして図１に示すように、この直接燃焼式の脱臭炉３には熱交換器４が併設され、乾燥機排ガスＧ０（２００℃）は、熱交換器４において、脱臭炉３から排出された脱臭排ガスＧ１（６５０℃）と熱交換して排熱を回収し、昇温された状態（４５０℃）で脱臭炉３に吹き込まれる。
脱臭炉３に吹き込まれた乾燥機排ガスＧ０は、脱臭炉３に設けられたバーナ３１により６５０℃（から７００℃）程度に昇温され、脱臭炉３内で約０．３秒滞留した後に脱臭排ガスＧ１として排気され、前記熱交換器４において乾燥機排ガスＧ０と熱交換した後、外部に排気されることとなる（例えば特許文献１参照）。

【0003】

前記熱交換器４においては、特に高温側の流路に珪素化合物等の無機質の固形物が付着し、これが成長して徐々に閉塞が進行し、バーナ３１の燃焼不良や逆火の原因となるため、定期的に装置を止めて専門業者による清掃作業が行われている。
なお前記珪素化合物等の固形物は、見掛密度が小さいため閉塞が早いのが特徴であり、一例として当該固形物の見掛密度は７０ｇ／ｌで一般的な固形物の見掛密度５００ｇ／ｌに比べ１／７であり、閉塞は７倍早くなる。このため清掃頻度が大きく増して、操業にさしつかえる事例も発生している。
更にこのような清掃作業は、ダイオキシン等暴露防止レベル２の作業となり、作業員への負担も決して軽いものではない。

【0004】

なお乾燥機排ガスＧ０が、バグフィルタ等でろ過されている場合あっても熱交換器４への固形物の付着が発生すること、熱交換器４の低温側に固形物の付着は発生しないこと、付着した固形物の主成分は二酸化ケイ素である事などから、乾燥機排ガスＧ０に含まれる珪素成分が脱臭炉３内で燃焼し、その結果、固形物である二酸化ケイ素が生成されているものと考えられる。
また前記熱交換器４に付着した固形物は、平均粒子径１００μ程度の鱗片状であることから、燃焼により生成した二酸化ケイ素微粒子（融点は１６００℃程度）が、２０００℃近い部分もあるバーナ３１の火炎の高温部で溶融成長したものと推測される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－２６５１公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明はこのような背景からなされたものであって、直接燃焼式の脱臭炉等の運転を停止することなく、熱交換器への固形物の付着を防止することのできる新規な熱交換器の付着物除去方法並びにその機構の開発を技術課題としたものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

すなわち請求項１記載の熱交換器の付着物除去方法は、乾燥機から排出される乾燥機排ガスを、脱臭炉を用いて脱臭処理して脱臭排ガスとした後、排出する施設の運転において、前記乾燥機排ガスは、脱臭炉から排出される脱臭排ガスとの間で熱交換を行って昇温された後、脱臭炉に供給されるものであり、前記熱交換を行う熱交換器における放熱流路に、粒状物を浮遊滞留させることにより、この放熱流路に付着した付着物を除去することを特徴として成るものである。

【0008】

また請求項２記載の熱交換器の付着物除去方法は、前記要件に加え、前記脱臭炉は直接燃焼式のものであることを特徴として成るものである。

【0009】

更にまた請求項３記載の熱交換器の付着物除去方法は、前記要件に加え、前記熱交換器は、垂直方向に流路が設定された放熱流路と、水平方向に流路が設定された受熱流路とが具えられたプレート式熱交換器であり、前記放熱流路を、下部から上部に向かって脱臭排ガスが流れるように設定し、放熱流路を流れる脱臭排ガスの流速に応じた終端速度に適合する粒状物を選択することにより、放熱流路に供給された粒状物が放熱流路にて浮遊滞留するようにすることを特徴として成るものである。

【0010】

更にまた請求項４記載の熱交換器の付着物除去方法は、前記請求項３記載の要件に加え、前記熱交換器における放熱流路給気口に接続される管路内における脱臭排ガスの流速Ｖ３と、熱交換器の放熱流路内における脱臭排ガスの流速Ｖ４と、この放熱流路の排気口に接続される機器内における脱臭排ガスの流速Ｖ５とを、Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるように設定することを特徴として成るものである。

【0011】

更にまた請求項５記載の熱交換器の付着物除去方法は、前記要件に加え、前記粒状物は珪砂であることを特徴として成るものである。

【0012】

更にまた請求項６記載の熱交換器の付着物除去方法は、前記請求項４または５いずれか記載の要件に加え、前記粒状物を、排気ダクト内に具えられた開口部を有する衝突部材に衝突させて均一に分散させた後、前記放熱流路に導入することを特徴として成るものである。

【0013】

また請求項７記載の付着物除去機構は、乾燥機から排出される乾燥機排ガスを、脱臭炉を用いて脱臭処理して脱臭排ガスとした後、排出する施設に具えられる装置の機構であって、前記乾燥機排ガスは、脱臭炉から排出される脱臭排ガスとの間で熱交換を行って昇温された後、脱臭炉に供給されるものであり、前記熱交換を行う熱交換器における放熱流路に、粒状物を浮遊滞留させることにより、この放熱流路に付着した付着物を除去することができるように構成されていることを特徴として成るものである。

【0014】

また請求項８記載の付着物除去機構は、前記請求項７記載の要件に加え、前記脱臭炉は直接燃焼式のものであることを特徴として成るものである。

【0015】

また請求項９記載の付着物除去機構は、前記請求項７または８記載の要件に加え、前記熱交換器は、垂直方向に流路が設定された放熱流路と、水平方向に流路が設定された受熱流路とが具えられたプレート式熱交換器であり、前記放熱流路を、下部から上部に向かって脱臭排ガスが流れるように設定され、放熱流路を流れる脱臭排ガスの流速に応じて、粒状物の終端速度を設定することにより、放熱流路に供給された粒状物が放熱流路の下端部から流下しないように構成されていることを特徴として成るものである。

【0016】

また請求項１０記載の付着物除去機構は、前記請求項９要件に加え、前記熱交換器における放熱流路給気口に接続される管路内における脱臭排ガスの流速Ｖ３と、熱交換器の放熱流路内における脱臭排ガスの流速Ｖ４と、この放熱流路の排気口に接続される排気ダクト内における脱臭排ガスの流速Ｖ５とが、Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるように設定されていることを特徴として成るものである。

【0017】

また請求項１１記載の付着物除去機構は、前記請求項７、８、９または１０記載の要件に加え、前記粒状物は珪砂であることを特徴として成るものである。

【0018】

また請求項１２記載の付着物除去機構は、前記請求項１０または１１記載の要件に加え、前記排気ダクト内には、開口部を有する衝突部材が具えられていることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

【発明の効果】

【0019】

まず請求項１及び７記載の発明によれば、脱臭炉等の運転を停止することなく、熱交換器における放熱流路への固形物の付着を防止することができる。

【0020】

また請求項２及び８記載の発明によれば、特に固形物の付着が顕著に現れる、直接燃焼式脱臭炉の次段に具えられる熱交換器における放熱流路への固形物の付着を防止することができる。

【0021】

更にまた請求項３及び９記載の発明によれば、垂直方向に流路が設定された放熱流路と、水平方向に流路が設定された受熱流路とが具えられたプレート式熱交換器において、放熱流路から粒状物が流下してしまわないため、脱臭炉等の運転中は長時間に亘って常時放熱流路への固形物の付着を防止することができる。

【0022】

また請求項４及び１０記載の発明によれば、熱交換器の放熱流路内における粒状物の終端速度を、熱交換器における放熱流路に流入する直前の粒状物の終端速度と、放熱流路から流出した直後の粒状物の終端速度との間の値とすることができる。

【0023】

更にまた請求項５及び１１記載の発明によれば、従来、熱交換器に付着していた平均粒子径１００μ程度の鱗片状の固形物を、凝集成長する前に除去することができる。

【0024】

また請求項６及び１２記載の発明によれば、排気ダクト内に粒状物をより均一に分散させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の付着物除去機構が適用された脱臭炉の周辺機器を示す骨格図である。

【図2】熱交換器を透視して示す斜視図である。

【図3】各排気系機器における脱臭排ガスの流速並びに粒状物の終端速度を示す骨格図である。

【図4】排気ダクト内に配置される衝突部材を示す側面図（ａ）及び平面図（ｂ）である。

【図5】粒子径－終端速度特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の熱交換器の付着物除去方法並びにその機構の最良の形態は以下の実施例に示すとおりであるが、これらの実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

【実施例0027】

本発明の熱交換器の付着物除去機構１（以下、付着物除去機構１と呼ぶ）は、一例として図１～３に示すように、し尿処理場や下水処理場で発生する汚泥等を乾燥するための乾燥機２から排出される乾燥機排ガスＧ０を、脱臭炉３を用いて脱臭処理して脱臭排ガスＧ１とした後、外部に排出する施設に具えられる装置の機構であって、粒状物Ｐによって、熱交換器４へ付着する珪素化合物等の付着物Ｓを除去するための機構である。

【0028】

なお前記熱交換器４は、脱臭炉３に供給される前の乾燥機排ガスＧ０と、脱臭炉３から排出された脱臭排ガスＧ１との間で熱交換を行い、乾燥機排ガスＧ０を昇温した後、脱臭炉３に供給するようにするために設けられるものであり、これにより脱臭炉３の省エネルギー化が図られている。

【0029】

まず前記乾燥機２は一例として、し尿処理場や下水処理施設で広く用いられている、汚泥を粒状乾燥する回転ドラム式の装置が適用される。
なおこの実施例では、乾燥機２から排出される乾燥機排ガスＧ０の温度を２００℃とする。

【0030】

また前記脱臭炉３は、炉本体３０とバーナ３１とを具えて成るものであり、給気口３２から炉本体３０内に供給された被処理ガスたる乾燥機排ガスＧ０をバーナ３１の火炎に触れさせ、あるいは火炎で加熱されることにより、有機物を燃焼させて脱臭した後、排気口３１から排出させる、直接燃焼式の機器である。
なおこの実施例では、脱臭炉３から排出される脱臭排ガスＧ１の温度を６５０℃とする。

【0031】

また前記熱交換器４は、一例としてプレート式熱交換器が採用されるものであり、このものは、ステンレス、チタン等の耐食金属の薄板をプレス成型して、ヘリングボーンパターン等の波形状の伝熱プレートを形成し、これを用いて構成されるものである。そして多数の伝熱プレートを、伝熱プレート間に流体が流れるように間隙を設けて積層し、高温流体が流れる放熱流路４１と、低温流体が流れる受熱流路４２とが交互に対向して流れるように組み合わせることにより、熱交換器４が構成される。
このような構成が採られることにより、流体は伝熱プレートと伝熱プレートとの間の複雑な形状の流路を通過するため乱れが大きくなり、伝熱プレート間を流れる流体の温度が均一になるとともに、伝熱プレートに接する流体に形成される、熱交換の妨げになる流れのない膜（境膜）が薄くなるため、熱交換の効率が良好なものとなる。
一方、伝熱プレートがこのような複雑な形状とされているため、特に脱臭排ガスＧ１の流路とされる放熱流路４１内に付着物Ｓが付着し易くなってしまう。

【0032】

そして前記伝熱プレートが組み合わせて構成された放熱流路４１及び受熱流路４２は筐体４０内に収容されるとともに、放熱流路４１における給気口４１ａ、排気口４１ｂ並びに受熱流路４２における給気口４２ａ、排気口４２ｂが筐体４０から突出した状態とされている。なお前記放熱流路４１は、垂直方向に流れるように設定され、下部から上部に向かって脱臭排ガスＧ１が流れるように設定される。
そして前記脱臭炉３における給気口３２、排気口３３が、それぞれ管路４３、管路３４によって、熱交換器４における排気口４２ｂ、給気口４１ａに接続される。

【0033】

また前記排気ダクト５は、熱交換器４における排気口４１ｂを覆うようにその上方に配される部材であり、その側周部に給気口５１ａが形成されるとともに、上部に排気口５１ｂが形成される。
なお図１、３では図示を省略しているが、排気口５１ｂから煙突６にかけての排気経路に、サイクロンやバグフィルタ等の集塵装置、排気をより低臭気化等するためのガス洗浄塔や触媒脱臭装置が必要に応じて配されている。

【0034】

そして前記排気ダクト５における給気口５１ａに給気管路７の一端が接続され、この給気管路７の他端にブロワ７１が接続されており、排気ダクト５内において脱臭排ガスＧ１に外気を混合し、希釈することができるように構成されている。
なお給気口５１ａは、平面視において排気ダクト５の中心に指向するように形成され、且つ上下方向の位置としては、排気口４１ｂよりも排気口５１ｂ側に近い位置に設けられるのが好ましい。
更に給気管路７の給気口５１ａ寄りの部位に供給口７２が形成され、ここに供給バルブ７３が接続されるものであり、給気管路７を通じて排気ダクト５及び熱交換器４における放熱流路４１内に、粒状物Ｐを至らせることができるように構成されている。
なお前記脱臭炉３における排気口３３と熱交換器４における給気口４１ａとを結ぶ管路３４には、給気口４１ａの直下の部位に取出バルブ７４が具えられている。

【0035】

このような構成が採られることにより、供給バルブ７３と供給口７２を通過して給気管路７内に至った粒状物Ｐは、ブロワ７１から送られてくる外気の流れに同伴されて排気ダクト５に吹き込まれることとなる。そして排気ダクト５に吹き込まれた粒状物Ｐは、外気と、上昇する脱臭排ガスＧ１とにより分散されて排気ダクト５内に広がることとなる。
なお図４に示すように、排気ダクト５内に衝突部材５２を配置し、衝突部材５２に粒状物Ｐを衝突させて、排気ダクト５内によりいっそう広がり易くさせることが好ましい。
前記衝突部材５２は、一例として５ｃｍ角の格子状の金網が適用されるものであり、図４（ａ）に示す様に、粒状物Ｐが衝突する衝突部材５２の面が下方を指向する様に、且つ鉛直方向に対して斜めになるように配置する。
なお金網の様に開口面積が広いものであれば、給気管路７からの外気の流れや、脱臭排ガスＧ１の流れを大きく偏流させてしまうことはない。
一方で、金網を形成する金属線材は、金網を斜めに配することにより、金属線材と粒状物Ｐの衝突が一定割合で生じることとなり、衝突した粒状物Ｐは、排気ダクト５内によりいっそう均一に広げられることとなる。

【0036】

ここで前記粒状物Ｐについて説明する。このものは脱臭炉３が稼働中の状態で、熱交換器４における放熱流路４１中に浮遊滞留させられるものであり、以下の条件に適合した終端速度Ｖｐを有するものが選択される。
具体的には、まず前記熱交換器４における放熱流路４１の給気口４１ａに接続される管路３４内における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ３と、熱交換器４の放熱流路４１内における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ４と、この放熱流路４１の排気口４１ｂに接続される排気ダクト５内における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ５とが、Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５となるように設定されるものである。
これら流速Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５の値は、管路３４、放熱流路４１、排気ダクト５それぞれの横断面積を選択することにより、設定することができる。
前記横断面積とは、管路３４と放熱流路４１に関しては、脱臭排ガスＧ１の流れ方向に直交する方向の断面積を意味するものである。
また排気ダクト５に関して横断面積とは、放熱流路４１から流入する脱臭排ガスＧ１の流れ方向に直交する方向の直筒部の断面積を意味するものである。そして放熱流路４１から流入した直後の脱臭排ガスＧ１の温度と物質量に基づき、前記横断面積から算出される流速Ｖ５が設定されるものである。
具体的には、排気ダクト５では、ブロワ７１からの外気と、脱臭排ガスＧ１とが混合されることとなるが、前記流速Ｖ５は、この外気が混合される前の脱臭排ガスＧ１の状態を表したものであり、例えばより具体的には排気口４１ｂの横断面積に対する流速である。

【0037】

そして脱臭炉３が稼働中の状態で、粒状物Ｐが排気ダクト５内で浮遊滞留したり、ダクト３４内で浮遊滞留することなく、これらの間に位置する放熱流路４１中に浮遊滞留するためには、排気ダクト５における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ５は、粒状物Ｐの終端速度Ｖｐ（詳終端速度の詳細説明は後述）より小さい必要があり、この場合の終端速度Ｖｐを終端速度Ｖｐ５と表現すればＶ５＜Ｖｐ５となる様に設定する必要がある。
加えて、管路３４（または給気口５１ａ）における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ３は、粒状物Ｐの終端速度Ｖｐより大きい必要があり、この場合の終端速度Ｖｐを終端速度Ｖｐ３と表現すればＶ３＞Ｖｐ３となる様に設定する必要がある。
また放熱流路４１における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ４は、放熱流路４１内において粒状物Ｐが浮遊滞留するようにＶｐ５＜Ｖ４＜Ｖｐ３と設定すればよく、Ｖ３とＶ５との関係で示せばＶ５＜Ｖ４＜Ｖ３の関係となるように設定すればよい。
放熱流路４１における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ４に対応する粒状物Ｐの終端速度Ｖｐは終端速度Ｖｐ４と表現する。

【0038】

この実施例では一例としてＶ３＝１６．２ｍ／ｓ、Ｖ４＝１３ｍ／ｓ、Ｖ５＝６．５ｍ／ｓとして設定した。したがって６．５ｍ／ｓ＜Ｖｐ₅ 且つ Ｖｐ₄ ＜１３ｍ／ｓとなるような粒状物Ｐが採用される。
なお放熱流路４１における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ４は、放熱流路４１の給気口４１ａ側の温度と排気口４１ｂ側の温度それぞれに基づく平均温度と、放熱流路４１を通過する物質量と、横断面積とから算出されるものである。より詳しく述べれば、放熱流路４１における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ４は、上述の平均温度に基づく放熱流路４１内における脱臭排ガスＧ１の平均流速であり、給気口４１ａ側は高温であることから、実際の給気口４１ａ側の脱臭排ガスＧ１の流速は、流速Ｖ４よりも高速であり、逆に排気口４１ｂ側の脱臭排ガスＧ１の流速は、流速Ｖ４よりも低速である。

【0039】

すなわち落下する粒体（粒状物Ｐ）の終端速度は、粒体（粒状物Ｐ）にかかる重力と、流体（ガス）の流れに基づき生ずる浮力つまり抵抗力とが釣り合った状態での速度であり、粒体性状と、風速とに応じて変化するものであって、一例として粒状物Ｐとして珪砂を採用した場合の、粒子径－終端速度特性を図４に示す。
なお図５中には、脱臭排ガスＧ１の流速を１６．２ｍ／ｓ（Ｖ３）、１３ｍ／ｓ（Ｖ４）、６．５ｍ／ｓ（Ｖ５）とした場合のグラフをそれぞれ示している。
図５からは、Ｖ５＝６．５ｍ／ｓのときに、Ｖｐ₅ ＞６．５ｍ／ｓとなる粒子径は０．５ｍｍ以上であることが読み取られる。またＶ４＝１３ｍ／ｓのときに、Ｖｐ₄ ＜１３ｍ／ｓとなる粒子径は１．７ｍｍ以下であることが読み取られる。

【0040】

したがって粒状物Ｐとして珪砂を採用した場合には、粒子径０．５ｍｍ～１．７ｍｍのもの（３号～５号）を使用することにより、脱臭炉３が稼働中の状態で、粒状物Ｐを、排気ダクト５内で浮遊滞留したり、ダクト３４内で浮遊滞留することなく、これらの間に位置する放熱流路４１内に浮遊滞留させることが可能となるものである。
もちろん珪砂等の実際の資材には、粒子径が０．５ｍｍに満たないものや、１．７ｍｍを超えるものが含まれているが、粒子径が小さいものに関しては煙突６側に飛散し、前述の集塵装置にて捕集される。一方、粒子径が大きいものに関しては管路３４に降下し、排出バルブ７４から排出される。
また、終端速度との関係で述べれば、終端速度には粒子の密度や形状などが影響するので、粒子径０．５ｍｍや１．７ｍｍが厳密な境界値を表すわけではない。
なお３号や５号等の資材の表示は、実際の現場においての利用の可否を簡易的に判断できる目安の号数である。
好ましくは篩を用いて資材を篩い分けし、適切な粒径の粒状物Ｐを選別して用いるものとする。

【0041】

続いて上述した本発明の付着物除去機構１を用いて実施される、熱交換器４の付着物除去方法について、図１～３を参照しながら説明する。
し尿処理場や下水処理施設において、汚泥等を乾燥処理する乾燥機２から排出された乾燥機排ガスＧ０（２００℃）は、熱交換器４における給気口４２ａから受熱流路４２内に至り、ここで放熱流路４１内を通過する脱臭排ガスＧ１（６５０℃）との間で熱交換を行って昇温される（４５０℃）。
熱交換器４において昇温された乾燥機排ガスＧ０は、脱臭炉３における給気口３２から炉本体３０内に至り、ここでバーナ３１の火炎（最高２０００℃）に触れさせられて加熱されるものであり、炉本体３０内に０．３秒程度滞留する際に有機物が燃焼して脱臭処理が施され、脱臭排ガスＧ１（６５０℃）として排気口３３から排出される。

【0042】

次いで脱臭排ガスＧ１は、管路３４を通じて熱交換器４における給気口４１ａから放熱流路４１内に至り、ここで受熱流路４２内を通過する乾燥機排ガスＧ０（２００℃）との間で熱交換を行って降温される（４００℃）。

【0043】

次いで脱臭排ガスＧ１は排気口４１ｂから排出されて排気ダクト５内に至り、ここで給気管路７から給気口５１ａを通じて供給される外気によって希釈され、更に温度が低下した状態で排気口５１ｂから排出され、煙突６を通じて外部に放出される。

【0044】

そしてこのような脱臭炉３による乾燥機排ガスＧ０の脱臭処理が継続されると、やがて熱交換器４における放熱流路４１内に、二酸化ケイ素を主成分とする付着物Ｓが付着し始める。
そこでこの付着物Ｓを除去するために供給バルブ７３を操作して、図３に示すように供給口７２を通じて給気管路７内に粒状物Ｐ（３号～５号の硅砂）が投入される。
給気管路７内に投入された粒状物Ｐは、ブロワ７１からの送風によって排気ダクト５内に至るが、排気ダクト５内における脱臭排ガスＧ１の流速Ｖ５＝６．５ｍ／ｓであるため、終端速度Ｖｐ₅ ＞６．５ｍ／ｓである粒状物Ｐは下降して、やがて熱交換器４における放熱流路４１内に至ることとなる。

【0045】

放熱流路４１内に至った粒状物Ｐは、放熱流路４１内における乾燥機排ガスＧ０の流速Ｖ４＝１３ｍ／ｓであるため、終端速度Ｖｐ₄ ＜１３ｍ／ｓである粒状物Ｐはこれ以上、下降することなく、放熱流路４１内に浮遊して留まることとなり、放熱流路４１の内壁に付着した付着物Ｓに衝突してこれを除去する。
なお先に述べた様に、放熱流路４１の給気口４１ａ側は流速Ｖ４よりも高速であることから、粒径の大きな粒状物Ｐが浮遊滞留し易い傾向にあり、排気口４１ｂ側は流速Ｖ４よりも低速であることから粒径の小さな粒状物Ｐが浮遊滞留し易い傾向にある。

【0046】

このようにいったん放熱流路４１内に至った粒状物Ｐは、ここに浮遊滞留することとなるため、脱臭炉３の運転中は常時、平均粒子径１００μ程度の鱗片状の付着物Ｓが成長する前に除去することができ、付着物Ｓの付着による熱交換効率の低下や乾燥機排ガスＧ０の流速の変動が回避されることとなる。もちろん粒状物Ｐの衝突を免れた付着物Ｓが若干凝集して成長してしまうこともあるが、粒状物Ｐは放熱流路４１内で浮遊滞留しているため、いずれは付着物Ｓに衝突して、これを除去することができるものである。

【0047】

放熱流路４１内において粒状物Ｐにより除去された付着物Ｓは、ほとんどが、脱臭排ガスＧ１に運ばれて前述の集塵装置において捕集されるか、あるいは取出バルブ７４から排出される。
また、放熱流路４１内で浮遊滞留している粒状物Ｐは、浮遊滞留時の相互の衝突等で微細化することもあり、終端速度Ｖｐ５を下回る程に微細化すれば、脱臭排ガスＧ１に運ばれて集塵装置において捕集される。
そして脱臭炉３の運転が停止すると、管路３４への乾燥排ガスＧ１の供給が停止されるため粒状物Ｐは落下するものであり、取出バルブ７４を開放することにより粒状物Ｐを排出することができる。
なお図１において脱臭炉３の排気口３３から管路３４は屈曲して熱交換器４に接続されて描かれているが、排気口３３の直上に熱交換器４を配し、この間を直管の管路３４で接続する配置構成であっても構わない。
この場合、脱臭炉３の運転の停止時には脱臭炉３内に粒状物Ｐが落下し堆積することになるので、脱臭炉３に設けられた点検口から炉本体３０内の粒状物Ｐを取り出すことになる。

【0048】

なお本出願人の検証によると、伝熱面積８０ｍ² の熱交換器４が具えられた付着物除去機構１において、一回で用いる粒状物Ｐの量は３～５ｋｇであり、１カ月に１回の頻度で補充投入すれば粒状物Ｐの除去性能が充分に維持されることが確認されている。
また粒状物Ｐを回収して新たな粒状物Ｐと入れ替える頻度は、年２回程度で済むため、脱臭炉３の長時間に亘る連続運転が可能である。

【符号の説明】

【0049】

１ 付着物除去機構
２ 乾燥機
３ 脱臭炉
３０ 炉本体
３１ バーナ
３２ 給気口
３３ 排気口
３４ 管路
４ 熱交換器
４０ 筐体
４１ 放熱流路
４１ａ 給気口
４１ｂ 排気口
４２ 受熱流路
４２ａ 給気口
４２ｂ 排気口
４３ 管路
５ 排気ダクト
５１ａ 給気口
５１ｂ 排気口
５２ 衝突部材
６ 煙突
７ 給気管路
７１ ブロワ
７２ 供給口
７３ 供給バルブ
７４ 取出バルブ
Ｇ０ 乾燥機排ガス
Ｇ１ 脱臭排ガス
Ｐ 粒状物
Ｓ 付着物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】