焼却炉技術ｺﾝｻﾙﾀﾝﾄ《滋賀技研》

１．バイナリー発電。

　この㈱IHIの技術開発｢ヒートリカバリー"HRシリーズ｣は焼却炉にとっても、朗報でありありがたいことだ。７０℃から９０℃の熱湯があれば発電できるというのは、過去にはあまり知られなかった技術(オーガニックランキンサイクル)である。聞くところによると３０ton/ｈの熱湯と冷却水があればいいということで、２０kwの発電ができる。本来は工場の余剰排水(70℃以上)で発電が出来るという趣旨で開発されたものだが、焼却炉でもこんな熱湯なら余分な熱量で十分可能である。私の計算によると｢木くず｣で時間当たり５００kgの処理量のものなら、二次燃焼の後にサイクロン集塵器をいれ、ある程度煤塵をとり(汚れ係数を小さくするために)、シェル＆チューブの熱交換器を使ってガスを８６０℃から２００℃に冷却(熱交換)すれば、時間３０ton/h以上で８５℃の熱湯が出来る。小型焼却炉(２平米未満、200kg未満)では３０ton/hの熱湯を作るほどの熱量は出ない。焼却物に塩素系のガスが多ければ、熱交換器が１年くらいの消耗品になる恐れがあるため、塩素系の物は避けたほうがよい。そのためには間伐材とか、木くずの端材がいい。

　２０１３年から販売開始ということだ。もう少し大きな容量(72kw)の物を望まれるなら、㈱神戸製鋼(KOBELCO)に問い合わせてみられたらいいだろう。楽しみな技術革新である。計算によると、１ton/hの木くずで80ton程度の湯量は確保できる。

２．圧力は水頭２００米。

　古いポンプにこんな文字(水頭200米)が見える。何を意味するものだろうと一瞬思う人も少なくないだろう。現在まで焼却炉をやってきてコンプレッサーやファン、ポンプを使い、その圧力の単位に悩まされてきた。
　

　一般に大気の圧力は１気圧といい、それは水銀柱７６０㎜Hgと呼ばれたり、１０１３ミリバールと呼ばれたりしてきた。流量にあっても全ての基準になるノルマル立米(Ｎ㎥)は０℃、１気圧における流量を指す。特に気体(厳密に言えば液体も変わる)は異なる温度と圧力下においては大きく容積が変わる。その容積は絶対温度(－273℃)に比例するからである。

　比重１３.５５の水銀は一気圧下で７６０mm押し上げられ、比重１.０の水は１０３３２ｍｍ(10.332ｍ)押し上げられる。水柱を１０ｍ押し上げる圧力を１kg/cm²とされているから、水頭２００米とは２０kg/cm²を意味することが判る。ちなみにHgは水銀の元素記号であり、Aqとは水の原義のaquaを意味する。
　

　今までコンプレッサーの圧力はkg/c㎡で表され、ファンの静圧はmmAqで表されたものだから、どれくらいの差があるのか理解できなかった。簡単に考えれば５kg/cm²のコンプレッサーの圧力は水柱を５０ｍもちあげ、ファンの３００mmAqは水柱を０.３ｍしか持ちあげない。これだけ大きな差があるから、コンプレッサーの配管は５０Ａ以下でもよかったが、ファンの配管を５０Ａにすれば圧損でほとんど流れない。現在でもこんな勘違いがあり、ファンの配管が細すぎる焼却炉を多く見かける。念のためファンとブロワーは同じもの、機能的に空気を吹く(ブロウ)からブロワー、ファンは羽根(フアン)を回すからきた名前である。
　

　現在は記号もパスカル(Pa)、キロパスカル(kPa)、メガパスカル(MPa)に統一されたので、この間違いは解消されただろう。ちなみに１０kPaは１０１９.７mmAqであり、０.１０９７kg/cm²である。

３．アルマー加工。

　アルマー加工はある条件、環境の中ではステンレスに負けない力を発揮する処理方法だ。私は産廃業者の雰囲気の中で、７年間ほとんど変化しなかった煙突を知っている。アルマー加工とはアルミの溶融槽に、鉄材をドブ浸けする加工で、おおよそ１.５ｍ丸(３回くらい回して浸けるので線が入る)、長さ５ｍくらいは可能である。私は最大１２５０mm丸、長さ４ｍのものをアルマー工業の尼崎の工場に運び込んだことがある。
　

　この加工を施すと、表面のアルマーと鉄材の接する面にはアルミ・アルミと鉄の合金(FeAl₃)・鉄の層が出来る。ダクトをアルマー加工して、管内を８００℃以上のガスが通ると、表面のアルミは溶けて垂れ落ちるが、その分だけアルミと鉄の合金層が強くなると言う。
　だから鉄材の表面には常にアルミと鉄の合金層が０.０５mm～０.１５mmの厚みで形成され、白く光りほとんど変化しない。この酸化アルミはアルミナ(ルビーと同質)とも言われ、熔融点は２０５０℃くらいあり、それがアルマー加工の耐熱の理由である。ダクトの様な円筒をアルマー加工する場合は内部を鉄筋で補強しておかないと、アルミの浴槽に浸けた段階で円筒に歪が出るから要注意である。
　

　ドライの状態では酸にも強いが、水分が多い高温ガスの場合は腐食を起こしやすく使えない。加工費は材料の重量×単価であり、ダクトもSGP(炭素鋼鋼管)を使うより、４.５mmの鉄板をロール加工して使う方が割安となる。アルミのドブ浸けだから表面だけでなく、鋼管の内部も同様に塗れる。加工業者は関西では尼崎のアルマー工業、中部では東海アルマーがよく知られている。