CN103459959A - 多级式有机物干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种多级式有机物干燥系统，其整体的温度控制容易，热利用效率高，即使在利用低温热源的情况下也能够抑制过热蒸气的流速变得过高。该多级式有机物干燥系统具有将有机物从上级朝下级以多级方式（5）搬运的搬运单元和收容该搬运单元的干燥室（1），向该干燥室内输送过热蒸气（a），而对该有机物进行干燥，其特征在于，在过热蒸气的导入部（7）与该干燥室（1）之间，具有用于将过热蒸气向该干燥室（1）输送的加压室（2），在过热蒸气的导出部（8）与该干燥室（1）之间，具有用于将过热蒸气从该干燥室（1）排出的减压室（3），在该加压室（2）与该干燥室（1）之间、及该干燥室（1）与该减压室（3）之间，设置有用于调节过热蒸气的流量的蒸气流调节单元（41～46、5）。

Description

多级式有机物干燥系统

技术领域

本发明涉及多级式有机物干燥系统，尤其是涉及为了对污泥等含有较多水分的有机物进行干燥而使用的多级式有机物干燥系统。

背景技术

为了对污泥等含有较多水分的有机物进行干燥，提出了将有机物从上级朝向下级以多级方式搬运，并且送出过热蒸气来对有机物进行干燥的多级式有机物干燥系统。

如专利文献1所示，有机物通过配置于各级而旋转的多个耙子依次沿着横向搬运，在各级的端部向下一级落下，并继续由下级的耙子沿着横向搬运。如此，有机物从上级朝下级被以多级方式搬运。并且，加热气体在与有机物的搬运方向相同的方向上流动（顺流），使有机物干燥。

另外，在专利文献2中公开了一种方法，在有机物的搬运单元的最终工序（干燥末期），与风量少的蒸发蒸气接触，对干燥不足进行弥补，并抑制粉尘向蒸气的混入，从而抑制集尘装置的大型化。

有机物的搬运方向与过热蒸气的流动方向的关系不仅存在两者向同方向移动的“顺流方式”，而且存在两者相互向反方向移动的“交流（对流）方式”。顺流方式具有温度控制稳定这样的优点，但如专利文献1那样，存在末端处的加热不足的问题。交流方式的热效率高而可能使有机物发生碳化，但加热容易成为局部性的，存在难以进行整体的温度控制这样的缺点。

另外，作为顺流方式与交流方式的组合，有如下的基于所谓“二分流方式”的干燥方法：向搬运路径的中间位置供给过热蒸气，相对于有机物的搬运方向，在上游侧利用交流使过热蒸气流动，在下游侧利用顺流使过热蒸气流动。然而，在多级式有机物干燥系统中，在上级需要高温下的干燥，在下级需要低温下的干燥。因此，在二分流方式中，干燥机入口的过热蒸气温度为1个，因此难以同时满足上游侧的条件和下游侧的条件，存在效率不高且难以进行运转控制这样的难点。

另外，在仅利用顺流方式或交流方式来形成通过流路，或仅利用二分流方式来形成通过流路时，存在通过流路变长，过热蒸气的温度响应性差，容易发生过干燥或干燥不足的问题。而且，也存在长流路的内部压力损失增大，循环风扇大型化这样的问题。

此外，在进行基于低温热源（300℃左右的废气）的干燥时，传热面积增大，在过热蒸气循环型的干燥机的情况下，循环蒸气的流量成为产生蒸气流量的12～15倍左右，因此干燥机内部的流速容易变得过高，而发生灰尘的飞散等问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-71900号公报

专利文献2：日本特开2004-190990号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于消除上述的问题，提供一种多级式有机物干燥系统，其整体的温度控制容易，热利用效率高，即使在利用低温热源的情况下，也能够抑制过热蒸气的流速变得过高的情况。

为了解决上述课题，本发明的多级式有机物干燥系统具有以下的技术特征。

（1）一种多级式有机物干燥系统，具有将有机物从上级朝下级以多级方式搬运的搬运单元和收容该搬运单元的干燥室，向该干燥室内输送过热蒸气，而对该有机物进行干燥，其特征在于，在过热蒸气的导入部与该干燥室之间，具有用于将过热蒸气向该干燥室输送的加压室，在过热蒸气的导出部与该干燥室之间，具有用于将过热蒸气从该干燥室排出的减压室，在该加压室与该干燥室之间、及该干燥室与该减压室之间，设置有用于调节过热蒸气的流量的蒸气流调节单元。

（2）在上述（1）记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，设置在该加压室与该干燥室之间的该蒸气流调节单元具有将过热蒸气流动的方向切换成该搬运单元的上级侧、下级侧、或上级侧和下级侧双方这三者中的任一个的风向调节功能。

（3）在上述（1）或（2）记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，该过热蒸气的导入部形成在该加压室的上部，该过热蒸气的导出部形成在该减压室的下部。

（4）在上述（1）至（3）中任一项记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，设置在该加压室与该干燥室之间的该蒸气流调节单元在搬运含水率为45%以下的有机物的级中，以输送的过热蒸气的温度成为250℃以下的方式进行调节。

（5）在上述（1）至（4）中任一项记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，设置在该干燥室与该减压室之间的该蒸气流调节单元以该减压室的过热蒸气成为规定温度的方式进行调节。

发明效果

在本发明的多级式有机物干燥系统中，在过热蒸气的导入部与该干燥室之间具有用于将过热蒸气向该干燥室输送的加压室，在过热蒸气的导出部与该干燥室之间具有用于将过热蒸气从该干燥室排出的减压室，而且，在该加压室与该干燥室之间、及该干燥室与该减压室之间设有用于调节过热蒸气的流量的蒸气流调节单元，因此温度控制容易，也能够较高地设定过热蒸气的热利用效率。而且，也能够抑制过热蒸气的流速过度增加的情况。

此外，设置在加压室与干燥室之间的蒸气流调节单元具有将过热蒸气流动的方向切换成该搬运单元的上级侧、下级侧、或上级侧和下级侧双方这三者中的任一个的风向调节功能，因此，按各级能够分开使用交流方式和顺流方式，能够提高热利用效率。在将过热蒸气流动的方向切换成搬运单元的上级侧时，从该加压室输送的过热蒸气形成向搬运单元的搬运方向的反方向流动的空气流（交流方式），因此能够有效地使有机物干燥，在将过热蒸气流动的方向切换成搬运单元的下级侧时，从该加压室输送的过热蒸气形成向搬运单元的搬运方向的同方向流动的空气流（顺流），因此能够容易进行温度控制。

并且，过热蒸气的导入部形成在加压室的上部，过热蒸气的导出部形成在减压室的下部，因此，在加压室中，容易向搬运单元的上级供给高温的蒸气，在减压室中，能够将从干燥室排出的蒸气中的比较低温的蒸气向外部导出。此外，由于该导入部和该导出部分别位于有机物干燥系统的对角线上，因此能够使该有机物干燥系统整体的空气的循环顺畅。

另外，设置在加压室与干燥室之间的蒸气流调节单元在搬运含水率为45%以下的有机物的级中，以输送的过热蒸气的温度成为250℃以下的方式进行调节，因此能够抑制有机物的过干燥。

此外，设置在干燥室与减压室之间的蒸气流调节单元将该减压室的过热蒸气调节成为规定温度，因此，通过使过热蒸气的温度最优化，在循环利用过热蒸气时，也能够提高过热蒸气具有的热量的利用效率。

附图说明

图1是表示本发明的多级式有机物干燥系统的概略情况的图。

图2是表示在本发明的多级式有机物干燥系统中使用的搬运单元的一例的图。

图3是表示在本发明的多级式有机物干燥系统中使用的蒸气流调节单元的一例的图。

具体实施方式

本发明通过以下的优选例来说明，但并未限定于此。

本发明的多级式有机物干燥系统具有将污泥等含有水分的有机物从上级朝下级以多级方式搬运的搬运单元（各级由标号6表示）和收容该搬运单元的干燥室1，向该干燥室1内送出过热蒸气a，而对该有机物进行干燥，其特征在于，在过热蒸气a的导入部7与该干燥室1之间，具有用于将过热蒸气a向该该干燥室1输送的加压室2，在过热蒸气a的导出部8与该干室1之间，具有用于将过热蒸气a从该干燥室1排出的减压室3，在该加压室2与该干燥室1之间、及该干燥室1与该减压室3之间，设置有用于调节过热蒸气a的流量的蒸气流量调节单元（5、41～46）。

作为在本发明的多级式有机物干燥系统中使用的搬运单元，如图2所示，如下构成：在各级的搬运台5之上配置多个耙子11，利用贯通各级而配置的旋转轴12使各耙子11旋转。图2（a）是配置于各级的耙子的俯视图，图2（b）是从横向观察到的侧视图。通过使各耙子旋转，而将有机物向箭头A及B方向依次搬运。作为搬运单元，并不局限于图2所示的耙子，也可以利用基于环形带的搬运单元，但为了使有机物与过热蒸气的接触面积增加，而优选使用耙子那样的附加有搅拌功能的搬运单元。

如图1所示，有机物从干燥室内的上级向下级依次搬运，并同时由输送到干燥室内的过热蒸气干燥，最终作为干燥污泥等干燥的有机物（干燥有机物）而排出。干燥有机物在燃烧炉中焚烧，或者作为水泥制造设备等的燃料而焚烧。

本发明的多级式有机物干燥系统的特征如图1所示，在干燥室1的过热蒸气的入口侧设置加压室2，在干燥室1的过热蒸气的出口侧设置减压室3。并且，在干燥室1与加压室2之间、干燥室1与减压室3之间形成多个连通孔，并在各连通孔设置调整过热蒸气的流量的蒸气流调整单元（41～46、5）。

通过采用这种结构，根据有机物的干燥状态，能够自从上级到下级的各级的任意的场所向干燥室1内导入必要的流量的过热蒸气，而且，能够从干燥室1将过热蒸气从需要过热蒸气排出的位置以必要的流量排出。

而且，如图1所示，在搬运单元的全部级中，能够将过热蒸气的流路最短化成仅1个搬运级的长度，也能够使干燥室内部的流速最慢。

而且，如后述那样，在干燥室1的入口侧配置的蒸气流调整单元（41～46）中，能够附加切换成搬运单元的上级侧、下级侧、或上级侧和下级侧双方这三者中的任一个的风向调节功能，由此，按各级能够分开使用交流方式和顺流方式。

另外，能够对配置在干燥室1的出口侧的蒸气流调整单元5进行操作而调整从干燥室排出的过热蒸气的温度，从而也能够高效地利用过热蒸气具有的热量。

接下来，说明图1所示的多级式有机物干燥系统中的过热蒸气的流动。首先将加热成规定的温度的过热蒸气a向成为加压室2的入口的导入部7导入。加压室2起到腔室的作用，通过使蒸气流调整单元（41～46）选择性地动作，而能够将蓄积在加压室内的过热蒸气稳定地向干燥室1内供给。

过热蒸气由蒸气流调节单元（41～46）边调节其流量和向干燥室1内输送时的风向，边向干燥室1内输送，使搬运到干燥室内的有机物干燥。而且，通过使设置在干燥室1与减压室3之间的蒸气流调节单元5动作，而能够调整向减压室3内排出的过热蒸气的流量。并且，根据操作哪个位置的蒸气流调整单元5，而排出的过热蒸气的温度不同，因此通过蒸气流调整单元5的操作也能够调整向减压室3内排出的过热蒸气的温度。

减压室3起到将干燥室1内的过热蒸气吸出的吸引腔室的作用。减压室3的减压状态由输送风扇10实现。从减压室3经由导出部8排出过热蒸气（循环蒸气，标号b），向输送风扇10输送。通过了输送风扇10的蒸气向热交换器9输送，在上升至规定的温度之后，被再利用作为过热蒸气a。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，如上述那样，优选循环使用过热蒸气。这是为了，能够抑制将对污泥等有机物进行干燥时产生的臭味向外部排放的情况，而且，有效利用过热蒸气保持的热量。

在对有机物进行干燥时，蒸气产生而向过热蒸气混入。因此，过热蒸气的压力升高，因此不必要的蒸气作为剩余蒸气（从有机物蒸发的蒸气）向外部排出。此时，通过在向焚烧炉或水泥制造设备供给的空气的一部分中使用剩余蒸气，而能够高温地处理剩余蒸气，从而将蒸气含有的臭味分解除去。

由燃烧炉或水泥制造设备排出的燃烧气体等高温的废气向热交换器9导入。在本发明的多级式有机物干燥系统中，即使利用向热交换器导入的燃烧气体等加热用气体的温度为约300℃左右的低温热源的情况下，也能够使干燥室内的过热蒸气的流路极短，因此不会发生干燥室内部的过热蒸气的流速变得过高的情况。即，在利用低温热源时，过热蒸气（循环蒸气）量成为从有机物蒸发的蒸发蒸气量的12～15倍，但各过热蒸气通过的流路缩短，由此能够抑制蒸气通过面积，因此过热蒸气的流速不会变得过高。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，通过使调节向干燥室输送的过热蒸气的流量及流动的方向的蒸气流调节单元（41～46）与调节从干燥室排出的过热蒸气的流量的蒸气流调节单元5适当组合而动作，能够形成多种多样的流路。

而且，在向干燥室输送的过热蒸气的流量比从干燥室排出的过热蒸气的流量大时，过热蒸气容易滞留在干燥室内，能够进行升高过热蒸气的压力并使过热蒸气的热容量增加的干燥。而且，在从干燥室排出的过热蒸气的流量比向干燥室输送的过热蒸气的流量大时，能够实现过热蒸气的流动的顺畅化，能够高效地进行过热蒸气的循环。

另外，设置在加压室2与干燥室1之间的蒸气流调节单元（41～46）具有将过热蒸气流动的方向切换成搬运单元的上级侧、下级侧、或上级侧和下级侧双方这三者之一的风向调节功能，因此在有机物的搬运路的中途，能够对顺流方式或交流方式的部分进行适当设定。因此，温度控制容易，过热蒸气的热利用效率也能够较高地设定。

在将过热蒸气流动的方向切换成搬运单元的上级侧时，从该加压室输送的过热蒸气形成向搬运单元的搬运方向的反方向流动的空气流（交流方式），因此能够有效地使有机物干燥。而且，在将过热蒸气流动的方向切换成搬运单元的下级侧时，从该加压室输送的过热蒸气形成向搬运单元的搬运方向的同方向流动的空气流（顺流），因此能够容易进行温度控制。

作为各蒸气流调节单元，也可以通过图1所示的由1张翅片组成的挡板构成，但并不局限于此，也可以使用图3那样的挡板。在图3（a）中，示出具备两张翅片的挡板13作为在本发明中使用的蒸气流调节单元的一例。挡板13的两张翅片分别能够独立开闭，能够将向搬运台的上级侧及下级侧输送的过热蒸气的流量及风向多种多样地设定。

当使用挡板13时，如图3（b）所示将上级侧关闭，将下级侧打开，由此能够将过热蒸气仅向下级输送。而且，如图3（c）所示通过使挡板13与搬运台水平，能够不使上级侧与下级侧的蒸气混合，而在上级侧形成交流的蒸气流，在下级侧形成顺流的蒸气流。并且，如图3（d）所示，在将挡板完全关闭时，能够防止从加压室的蒸气流的流入，从而防止过干燥等。

图3所示的挡板示出了作为加压室与干燥室之间的蒸气流调节单元使用的例子，但当然也可以利用作为干燥室与减压室之间的蒸气流调节单元5。通过适当地调节减压室侧的蒸气流调节单元5，而能够调节从干燥室排出的蒸气流的流量，并且能够抑制从干燥有机物产生的粉尘向减压室排出的情况。

另外，向干燥室内导入的过热蒸气的温度从上级到下级成为相同温度。在最下级（干燥最为发展的场所）的温度比250℃高时，且由过热蒸气处理的有机物的含水率为45%以下时，产生蒸发直至有机物含有的挥发成分的干馏，在蒸气中产生焦油等，成为过干燥状态。因此，过热蒸气的温度优选成为250℃以下。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，如图1所示，过热蒸气的导入部7形成在加压室2的上部，过热蒸气的导出部8形成在减压室3的下部。这是因为，在加压室2中，向搬运单元的上级容易供给高温的蒸气，在减压室3中，能够将从干燥室1排出的蒸气中的比较低温的蒸气向外部导出，而且，通过将该导入部和该导出部分别配置在有机物干燥系统的对角线上，而使有机物干燥系统整体的空气的循环顺畅。

另外，设置在干燥室1与减压室3之间的蒸气流调节单元5将减压室3的过热蒸气的温度调节成为规定温度，因此能够提高过热蒸气的热利用效率，再利用它们作为循环蒸气，作为新的过热蒸气a进行供给。需要说明的是，作为该减压室内的过热蒸气的温度，优选140℃以上或140℃左右的温度。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，即使在利用工业上的利用价值低的300℃以下的低温热源的情况下，如图1所示，也能确保多个过热蒸气的流路，流路短，也能够抑制流量的增加，因此能够使干燥机主体或热交换机小型化。

而且，例如，如图1那样在13级的多级式干燥机（上级的第一级不使过热蒸气通过，因此有效级数成为12级）中，在加压室侧及减压室侧分别各在最多6个部位设置蒸气流调节单元，由此成为12蒸气流路，能够与各级一起分开使用交流/顺流。而且，与1流路方式相比，内部流速成为1/12，能够大幅减少与流速的平方成比例而增大的内部压力损失。因此，无需设置循环风扇，能够实现装置的小型化、省电力化。

并且，在本发明中，进行将有机物的搬运路径分成多个而与过热蒸气接触的所谓分流处理，因此过热蒸气的向干燥室的输送口或排出口处的温度控制变得容易，能够进行稳定的干燥。

工业上的可利用性

如以上那样，通过本发明，能够提供一种多级式有机物干燥系统，其整体的温度控制容易，热利用效率高，即使在利用低温热源的情况下也能够抑制过热蒸气的流速变得过高。

标号说明

1干燥室

2加压室

3减压室

5、13、41～46蒸气流调节单元

6搬运台

7过热蒸气导入部

8过热蒸气导出部

9热交换器

10输送风扇

11耙子

12旋转轴

a、b过热蒸气的流动

Claims (5)

1.一种多级式有机物干燥系统，具有将有机物从上级朝下级以多级方式搬运的搬运单元和收容该搬运单元的干燥室，向该干燥室内输送过热蒸气，而对该有机物进行干燥，其特征在于，

在过热蒸气的导入部与该干燥室之间，具有用于将过热蒸气向该干燥室输送的加压室，

在过热蒸气的导出部与该干燥室之间，具有用于将过热蒸气从该干燥室排出的减压室，

在该加压室与该干燥室之间、及该干燥室与该减压室之间，设置有用于调节过热蒸气的流量的蒸气流调节单元。

2.根据权利要求1所述的多级式有机物干燥系统，其特征在于，

设置在该加压室与该干燥室之间的该蒸气流调节单元具有将过热蒸气流动的方向切换成该搬运单元的上级侧、下级侧、或上级侧和下级侧双方这三者中的任一个的风向调节功能。

3.根据权利要求1或2所述的多级式有机物干燥系统，其特征在于，

该过热蒸气的导入部形成在该加压室的上部，该过热蒸气的导出部形成在该减压室的下部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的多级式有机物干燥系统，其特征在于，

设置在该加压室与该干燥室之间的该蒸气流调节单元在搬运含水率为45%以下的有机物的级中，以输送的过热蒸气的温度成为250℃以下的方式进行调节。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的多级式有机物干燥系统，其特征在于，

设置在该干燥室与该减压室之间的该蒸气流调节单元以该减压室的过热蒸气成为规定温度的方式进行调节。

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