CN103459960A - 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（4）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～c），而对该有机物进行干燥，其特征在于，具有：将过热蒸气向该干燥室导入的N个（N为2以上的自然数）导入口（21～23）；及将过热蒸气从该干燥室导出的N±1个导出口（31、32）。

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，具有：将过热蒸气向该干燥室导入的N个导入口，其中N为2以上的自然数；及将过热蒸气从该干燥室导出的N±1个导出口。

（2）在上述（1）记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，该导入口与该导出口在高度方向上相互交错地配置，从该导入口导入的过热蒸气形成向该搬运单元的搬运方向的反方向流动的空气流和向该搬运单元的搬运方向的同方向流动的空气流。

（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，向该N个导入口导入互不相同的温度的过热蒸气。

（4）在上述（3）记载的多级式有机物干燥系统中，其特征在于，在由该过热蒸气处理的有机物的含水率为45%以下时，从该导入口导入的过热蒸气的温度为250℃以下。

发明效果

在本发明的多级式有机物干燥系统中，具有将过热蒸气向干燥室导入的N个（N为2以上的自然数）的导入口和将过热蒸气从该干燥室导出的N±1个导出口，因此能够将过热蒸气的通过流路设定得较短，而且，在有机物的搬运路的中途，能够适当设定并流方式或交流方式的部分，因此温度控制容易，过热蒸气的热利用效率也能够设定得较高。而且，过热蒸气的流速也能得到抑制。此外，在导出口的个数为N-1个时，过热蒸气容易滞留在干燥室内，能够提升过热蒸气的压力，并增加过热蒸气的热容量。而且，在导出口的个数为N+1个时，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。

此外，导入口与导出口在高度方向上相互交错地配置，从该导入口导入的过热蒸气形成向该搬运单元的搬运方向的反方向流动的空气流（交流方式）和向该搬运单元的搬运方向的同方向流动的空气流（并流方式），因此能够按各级分开使用交流方式与并流方式，能够提高热利用效率。而且，在导出口的个数为N-1个时，在上级侧从并流方式开始，在下级侧以交流方式结束，因此过热蒸气难以向外部排出，尤其是在下级为交流方式，因此也能够抑制来自干燥的有机物的粉尘向导出口大量导出的情况。而且，在导出口的个数为N+1个时，在上级侧成为交流方式，能够高效地使有机物干燥，在下级侧成为并流方式，能够容易进行温度控制。

另外，向N个导入口导入互不相同的温度的过热蒸气，因此能够提供与各级对应的最优的温度的过热蒸气，温度控制容易。

此外，在由该过热蒸气处理的有机物的含水率为45%以下时，从导入口导入的过热蒸气的温度为250℃以下，因此能够抑制有机物的过干燥。

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。

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4表示）和收容该搬运单元的干燥室1，向该干燥室内送出过热蒸气（a～c），而对该有机物进行干燥，其特征在于，具有：将过热蒸气（a～c）向该干燥室1导入的N个（N为2以上的自然数）导入口（21～23）；将过热蒸气（d、e）从该干燥室1导出的N±1个导出口（31、32）。

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4之上配置多个耙子8，利用贯通各级而配置的旋转轴9使各耙子8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，并同时由导入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。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，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，而且，有效利用过热蒸气保持的热量。如图1所示，在干燥室1中，过热蒸气（a～c）从导入口（21～23）导入，从导出口（31、32）排出，排出的过热蒸气（循环蒸气，标号d、e）由风扇（51、52）送出（f、g），由热交换器（61、62）加热，再次作为过热蒸气（a～c）而向干燥室1导入。

在对有机物进行干燥时，产生蒸气而向过热蒸气混入。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，而能够以高温处理剩余蒸气，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（61、62）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，也不会发生干燥室内部的过热蒸气的流速变得过高的情况。

本发明的多级式有机物干燥系统中，具有将过热蒸气向干燥室导入的N个（N为2以上的自然数）导入口和将过热蒸气从该干燥室导出的N±1个导出口。通过将导入过热蒸气的导入口配置2个以上，能够将从一个导入口导入的过热蒸气的通过流路设定得较短。而且，导出口的个数比导入口的个数少1个，因此在有机物的搬运路的中途，能够适当设定并流方式或交流方式的部分，因此温度控制容易，过热蒸气的热利用效率也能够设定得较高。

而且，在利用低温热源时，即使过热蒸气（循环蒸气）量成为从有机物蒸发的蒸发蒸气量的12～15倍，凭借缩短各过热蒸气通过的流路，也能够抑制蒸气通过面积，因此过热蒸气的流速也不会变得过高。

另外，在导出口的个数为N-1个时，由于导出口数比导入口数少，因此过热蒸气容易滞留在干燥室内，能够进行提升过热蒸气的压力并增加过热蒸气的热容量的干燥。而且，在导出口的个数为N+1个时，由于导出口数比导入口数多，因此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。

此外，在本发明的多级式有机物干燥系统中，导入口（21～23）与导出口（31、32）在高度方向上相互交错地配置，从该导入口导入的过热蒸气形成向该搬运手段的搬运方向的反方向流动的空气流（交流方式）和向该搬运手段的搬运方向的同方向流动的空气流（并流方式），因此能够按各级分开使用交流方式与并流方式，能够进一步提高热利用效率。

而且，在导出口的个数为N-1个时，在上级侧从并流方式开始，在下级侧以交流方式结束，因此能抑制过热蒸气从有机物的投入口或排出口向外部流出的情况。尤其是在下级为交流方式，因此也能够抑制来自干燥的有机物的粉尘向导出口大量导出的情况。当然，在粉尘等向过热蒸气容易混入时，在过热蒸气的循环路径（标号e或d）的中途也可以配置旋风集尘器等集尘器。

另外，在导出口的个数为N+1个时，在上级侧成为交流方式，能够高效地使有机物干燥，在下级侧成为并流方式，能够容易进行温度控制。

在本发明的多级式有机物干燥系统中，向N个导入口导入互不相同的温度的过热蒸气。在使用低温热源时，如图1所示，向上级的导入口21导入280℃以上或其左右的高温的过热蒸气，向中级的导入口22导入260℃以上或其左右的中温的过热蒸气，向下级的导入口23导入220℃以上或其左右的低温的过热蒸气。

优选如此从上级朝向下级使导入的过热蒸气的温度也下降。这是因为，有机物中的水分的含有量随着向下级而下降的缘故。尤其是在由该过热蒸气处理的有机物的含水率为45%以下时，优选从导入口导入的过热蒸气的温度为250℃以下。这是为了抑制产生蒸发至有机物含有的挥发成分的干馏而在蒸气中产生焦油等这样的过干燥。

从导出口（31、32）排出因有机物的干燥而失去了热量的过热蒸气（d、e）。该过热蒸气的温度为140℃以上或其左右的温度，为了提升热利用效率，而将它们再加热成循环蒸气，作为新的过热蒸气（a～c）进行供给。

为了调整干燥室1内的温度而需要调整向干燥室进入的过热蒸气的流量及温度。因此，有调整向热交换器导入的燃烧气体等加热用气体的温度，或调整通过热交换器的过热蒸气的流速的方法。而且，也可以操作挡板7，变更向热交换器导入的过热蒸气g的通过路径或通过流量，使高温的过热蒸气a与低温的过热蒸气c的流量比变化，由此控制干燥室的温度。在图1中，关于燃烧气体等加热用气体，将在热交换器61中使用的加热用气体向其他的热交换机62导入，但并不局限于此，也可以按每个热交换器来导入不同的加热用气体。

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，在图1中，也能确保4条过热蒸气的流路（导入口21→导出口31，同样地，22→31、22→32、23→32这4条流路），流路短，也能够抑制流量的增加，因此能够实现干燥机主体或热交换机的小型化。

由于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入口或出口处的温度控制变得容易，能够进行稳定的干燥。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，当形成4条蒸气流路时，每1条蒸气流路成为3级，因此与每1条蒸气流路处理十几级左右的现有技术相比，温度响应性改善，与1条流路方式相比内部流速也成为1/4，因此能够小型化，也能够抑制灰尘等的飞散。

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

21～23   导入口

31、32   导出口

4   搬运台

51、52   送风风扇

61、62   热交换器

7   挡板

8   耙子

9   旋转轴

a～e   过热蒸气的流动

Claims (4)

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，具有：

将过热蒸气向该干燥室导入的N个导入口，其中N为2以上的自然数；及

将过热蒸气从该干燥室导出的N±1个导出口。

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，

该导入口与该导出口在高度方向上相互交错地配置，从该导入口导入的过热蒸气形成向该搬运单元的搬运方向的反方向流动的空气流和向该搬运单元的搬运方向的同方向流动的空气流。

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，

向该N个导入口导入互不相同的温度的过热蒸气。

4.根据权利要求3所述的多级式有机物干燥系统，其特征在于，

在由该过热蒸气处理的有机物的含水率为45%以下时，从该导入口导入的过热蒸气的温度为250℃以下。

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