JP2000146442A - 乾燥方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被乾燥物中に含まれているプラスチックスの
分解や溶着を抑止できると共に乾燥効率を高め、プラス
チックス分解温度以下の低温乾燥ができるようにした乾
燥方法およびその装置を提供することにある。 【解決手段】 回転自在な回転円筒５内にこの回転円筒
５の軸線と平行方向に挿通された送風管７の一方より乾
燥ガスを送り込むと共に送風管７の他方より冷却ガスを
送り込み、前記送風管７の長手方向へ適宜な間隔で設け
られた吹き出し口１７より前記乾燥ガス，冷却ガスを前
記回転円筒５内へ吹き出し、前記回転円筒５の一方より
投入された被乾燥物９に吹き付けると共に前記回転円筒
５を回転せしめて被乾燥物Ｐを乾燥せしめ前記回転円筒
５の他方より排出せしめることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、乾燥せしめる被
乾燥物のインプット変動に適応する乾燥方法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に乾燥方法およびその装置として
は、乾燥ガスの流れと被乾燥物（含水物）の流れが向き
合う向流式乾燥，乾燥ガスの流れと被乾燥物（含水物）
の流れが並行している並流式乾燥および乾燥ガスと被乾
燥物（含水物）の流れが交叉している十字流乾燥の３つ
の方法が知られている。

【０００３】そして、被乾燥物（含水物）の量および状
態、被乾燥物の形状および熱的な特性などによって、乾
燥ガスの温度，風量，固体とガス体の接触状態（攪拌の
強さ）、乾燥ガスの化学的な性質などの条件を最適に設
定し、乾燥の効率を最大限に高めるよう装置設計が行わ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被乾燥物と
して例えばプラスチックスを含む都市ごみを原料に、代
替燃料を製造するプロセスにおける乾燥工程で、上述し
た従来の乾燥方法，装置を適応した場合には、次のよう
なトラブルが生じ、代替燃料を製造することが困難とな
るか、著しい効率の悪い乾燥になってしまう。

【０００５】(1) 、プラスチックスが乾燥過程で、比較
的低温でガス化し、有害な化学ガスを発生させる危険性
がある。

【０００６】(2) 、ガス化に至らない場合でも、プラス
チックスが部分的に溶解し、ランプフォーミングやリン
グフォーミングによる操業トラブルを起こしやすい。

【０００７】(3) 、プラスチックスのガス化や、溶着を
避けるためには、間接加熱によるか、１００℃に近い低
温ガスを大量に循環させる方法をとることになるが、建
設費が高く燃料費も高くなるなどプロセスの経済性を著
しく疎外している。

【０００８】(4) 、火災事故になる恐れもある。

【０００９】この発明の目的は、被乾燥物中に含まれて
いるプラスチックスの分解や溶着を抑止できると共に乾
燥効率を高め、プラスチックス分解温度以下の低温乾燥
ができるようにした乾燥方法およびその装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の乾燥方法は、回転自在な回
転円筒内にこの回転円筒の軸線と平行方向に挿通された
送風管の一方より乾燥ガスを送り込むと共に送風管の他
方より冷却ガスを送り込み、前記送風管の長手方向へ適
宜な間隔で設けられた吹き出し口より前記乾燥ガス，冷
却ガスを前記回転円筒内へ吹き出し、前記回転円筒の一
方より投入された被乾燥物に吹き付けると共に前記回転
円筒を回転せしめて被乾燥物を乾燥せしめ前記回転円筒
の他方より排出せしめることを特徴とするものである。

【００１１】請求項５によるこの発明の乾燥装置は、回
転自在な回転円筒と、この回転円筒内に回転円筒の軸線
と平行方向に挿入された送風管と、この送風管の一方に
設けられ乾燥ガスを送風管に送り込む乾燥ガス用送風口
と、前記送風管の他方に設けられ冷却ガスを送り込む冷
却ガス用送風口と、前記送風管の長手方向に適宜な間隔
で設けられた複数の吹き出し口と、前記回転円筒の一方
に設けられた被乾燥物を回転円筒内に投入する投入口
と、前記回転円筒の他方に設けられた回転円筒内から乾
燥物を排出せしめる排出口と、で構成されていることを
特徴とするものである。

【００１２】したがって、請求項１，５によるこの発明
の乾燥方法およびその装置では、回転円筒内に挿通され
た送風管の一方の乾燥ガス用送風口より乾燥ガスを送り
込むと共に送風管の他方の冷却ガス用送風口より冷却ガ
スを送り込んだ状態で被乾燥物を投入口より回転円筒内
に投入すると、被乾燥物は回転円筒が回転されても自重
により回転円筒の下部に滞留しながら排出口へと流れて
送風管に設けられた吹き出し口より乾燥ガスと冷却ガス
が吹き出されて乾燥されて排出口より排出される。

【００１３】例えばプラスチックスを含む被乾燥物（含
水物）は少なくとも１００℃まで固体内温度が上昇する
までの昇温期では乾燥ガスが例えば２５０℃を越えるよ
うな場合でも、プラスチックは分解されるようなことは
ない。昇温期で高温の乾燥ガスが送り込まれても恒率乾
燥期でも表面温度は１００℃近くに保たれ、さらに減率
乾燥期では冷却ガスが送り込まれているから低温で乾燥
される。

【００１４】而して、被乾燥物中に含まれているプラス
チックスの分解や溶着が抑止されると共に乾燥効率が高
められる。しかも、プラスチックス分解温度以下の低温
乾燥が行われる。

【００１５】請求項２によるこの発明の乾燥方法は、請
求項１の乾燥方法において、前記被乾燥物の昇温期，恒
率乾燥期および減率乾燥期に合わせて前記送風管内を３
つのＡ，Ｂ，Ｃゾーンに形成せしめて、この各ゾーンを
自在にコントロールせしめることを特徴とするものであ
る。

【００１６】請求項６によるこの発明の乾燥装置は、請
求項５の乾燥装置において、前記被乾燥物の昇温期，恒
率乾燥期および減率乾燥期に合わせて前記送風管内を３
つのＡ，Ｂ，Ｃゾーンに形成せしめるべく、前記乾燥ガ
ス用送風口より送り込まれる少なくとも乾燥ガスの温度
をコントロールせしめる制御装置を備えてなることを特
徴とするものである。

【００１７】したがって、請求項２，６の乾燥方法およ
びその装置では、少なくとも乾燥ガスの温度をコントロ
ールすることによって、投入口より回転円筒内へ投入さ
れる被乾燥物のインプット変動に対して適応される。

【００１８】請求項３によるこの発明の乾燥方法は、請
求項２の乾燥方法において、前記送風管内に設けたオリ
フイスによりＢゾーンとＣゾーンの温度勾配をシャープ
にすることを特徴とするものである。

【００１９】請求項７によるこの発明の乾燥装置は、請
求項６の乾燥装置において、前記ＢゾーンとＣゾーンの
温度勾配をシャープにすべく前記送風管内にオリフイス
を設けてなることを特徴とするものである。

【００２０】したがって、請求項３，７の乾燥方法およ
びその装置では、ＢゾーンとＣゾーンとの境目にオリフ
イスを設けることによって、ＢゾーンとＣゾーンの温度
勾配がシャープとなり、被乾燥物のインプットの変動に
応じてＢゾーンが拡大されたり、Ｃゾーンが拡大され
る。

【００２１】請求項４によるこの発明の乾燥方法は、請
求項１，２又は３記載の乾燥方法において、被乾燥物
が、プラスチックスを含む都市ごみ等の破砕された廃棄
物又は成型された廃棄物であることを特徴とするもので
ある。

【００２２】したがって、被乾燥物としてプラスチック
スを含む都市ごみ等の破砕された廃棄物又は成型された
廃棄物とすることにより、より一層効果的に乾燥され
る。

【００２３】請求項８によるこの発明の乾燥装置は、請
求項５，６又は７の乾燥装置において、前記各吹き出し
口にノズル管を連結せしめてなることを特徴とするもの
である。

【００２４】したがって、各吹き出し口にノズル管を連
結せしめることにより、ノズル管を被乾燥物の転動層内
部に埋設され、攪拌効果がより一層高められると同時
に、ノズル管の周辺に高流速状態を生ぜしめることで乾
燥効率が著しく高められる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基いて詳細に説明する。

【００２６】図１および図２を参照するに、乾燥装置１
は前後左右に設けられたローラ３上に回転可能な回転円
筒５を備えており、この回転円筒５には回転円筒５の軸
線と平行方向（図１において水平方向）に軸芯より偏心
して送風管７が左右方向へ突出して挿通されている。

【００２７】この送風管７の一方例えば右端には乾燥ガ
ス用送風口９が設けられていると共に、送風管７の他方
例えば左端には冷却ガス用送風口１１が設けられてい
る。また、回転円筒５の一方例えば右端下部には被乾燥
物Ｐを回転円筒５内に投入するための投入口１３が設け
られていると共に、回転円筒５の他方例えば左端下部に
は被乾燥物Ｐが乾燥された状態で排出せしめる排出口１
５が設けられている。

【００２８】前記送風管７の長手方向には適宜な間隔で
複数の吹き出し口１７が設けられていると共に、各吹き
出し口１７にはノズル管１９が連結されている。また、
前記乾燥ガス用送風口９には配管２１を介して、バーナ
２３を備えた熱風装置２５が取付けられている。この熱
風装置２５にはブロワー２７が連結されていると共に前
記冷却ガス用送風口１１にはブロワー２９が連結されて
いる。さらに、前記送風管７の長手方向には図１に示さ
れているように、被乾燥物の昇温期，恒率乾燥期および
減率乾燥期に対応してＡ，Ｂ，Ｃゾーンが形成される。
そして、このＢゾーンとＣゾーンとの間にはオリフイス
３１が設けられている。

【００２９】前記回転円筒５の図１において左端上部側
面には配管３３を介してブロワー３５が連結されてい
る。このブロワー３５には配管３７の一端が連結され、
他端は大気に開放されている。この配管３７と前記配管
２１とは他の配管３９で連結されている。しかも、この
配管３７，３９の途中にはそれぞれ開閉弁４１，４３が
設けられている。

【００３０】前記熱風装置２５、ブロワー２７，２９，
３５および開閉弁４１，４３は制御装置４５に接続され
ていて、この制御装置４５ではブロワー２７，２９，３
５の流量，流速を制御すると共に、熱風装置２５の加熱
温度を制御し、さらに開閉弁４１，４３を調節するもの
である。

【００３１】上記構成により、回転円筒５内に挿通され
た送風管７の一方の乾燥ガス用送風口９より乾燥ガスを
送り込むと共に送風管７の他方の冷却ガス用送風口１１
より冷却ガスを本実施の形態で大気中の空気を送り込ん
だ状態で、被乾燥物Ｐを投入口１３より回転円筒５内に
投入すると、被乾燥物Ｐは回転円筒５が回転されても自
重により回転円筒７の下部に滞留しながら排出口１５へ
と流れて送風管７に設けられた吹き出し口１７を経てノ
ズル管１９より乾燥ガスと冷却ガスが吹き出されること
により乾燥されて排出口１５より排出せしめることがで
きる。

【００３２】一般にプラスチックスを含む含水物の被乾
燥物Ｐは少なくとも１００℃まで固体内温度が上昇する
までの昇温期では、乾燥ガスが２５０℃を越えるような
場合でも、プラスチックスが分解するようなことはな
い。従って送風管７内のＡゾーンでは高温の熱風が送り
込まれる。恒率乾燥期でも、表面温度は１００℃近くに
保たれる。従って２５０℃近い熱風を送り込んでも、プ
ラスチックスが分解する危険性は殆どない。しかし、減
率乾燥期に入ると一気に表面温度が上昇し、ガス化や溶
着が起こり易くなる。送風管７内のＢゾーンからＣゾー
ンに向けて、乾燥ガスの温度を制御装置４５により適切
にコントロールし、表面温度の上昇を抑止し、且つ高効
率の乾燥を維持することを可能にすることができる。即
ちＣゾーンの排出口１５近くでは余熱を利用し、冷却過
程での乾燥になる。特に大規模乾燥装置などについては
オリフイス２７を取り付けることで、ＢゾーンとＣゾー
ンの温度勾配をシャープにとることが出来る。被乾燥物
Ｐのインプットの変動に応じてＢゾーンを拡大したり、
Ｃゾーンを拡大したりすることが効果的に出来る。

【００３３】制御装置４５で開閉弁４１，４３を必要に
応じて調節せしめることで、一度使用された乾燥ガスが
再利用されるものである。

【００３４】送風管７からの吹き出し口１７にノズル管
１９を設け、ノズル管１９を含水物の転動層内部に埋設
することができる。ノズル管１９の設置は攪拌効果を高
めると同時に、ノズル管１９周辺に高流速状態を生ぜし
めることで乾燥効率を著しく高める効果が得られる。吹
き出し口１７、およびノズル管１９の本数・位置などに
ついては、規模や含水物の特性によって異なるものであ
る。

【００３５】被乾燥物Ｐとしてはプラスチックスを含む
都市ごみを原料（破砕されたごみ又は成型されたごみ）
とする代替燃料の製造を行うときの乾燥に特に適用され
るのがよいが、これに限定されるものでない。含水物内
部に乾燥過程で予期せぬ化学反応や熱分解が生ずるよう
な場合には、この方法が適用できる。

【００３６】この乾燥装置１を用いて被乾燥物Ｐとして
例えば高含水率，低含水率のＲＤＦを用いて乾燥する場
合には図３に示したような状態となり、低温乾燥を行う
ことができ、ＲＤＦのインプットの変動に対して効果的
で、特に含水率の程度によって乾燥温度をコントロール
することで広範囲に適用できる。

【００３７】しかも、次の３つの条件を限定することに
よって特に効果が期待できる。

【００３８】(A) 含水物を予め成型物とし、成型物の組
成及び物性が均一に保たれていることが望ましい。言い
かえれば、都市ごみを単純に破砕したものであれば、プ
ラスチックスは乾燥機内において偏折を起こし、熱分解
や溶着が避けられなくなる。

【００３９】(B) 特に都市ごみを燃料とする場合には、
ＣａＯ等を添加することによって含水物の腐敗物を予め
処理し、無臭・生物的に安定な状態に維持することで、
乾燥がより効果的に行われる。

【００４０】(C) 特にＣａＯ添加によって成型物が昇温
期において炭酸化反応で表面が固化し、一定の形状を保
つことで、ポロシティ（空隙率）の高い代替燃料が製造
され、燃焼性能を著しく高める。また同時に固形物の粉
化が抑止されることで、均一な乾燥操作が可能になる。

【００４１】実際に本発明の実施形態において、この方
法を適応した結果、通常の乾燥方法に比べ４倍に近い乾
燥能力が得られ且つ９０％以上の乾燥達成率を確保する
ことができる。

【００４２】したがって、この乾燥方法を行うことによ
って総合的に見て次のような効果を奏することになる。

【００４３】(1) 、含水物のフローに対して、乾燥ガス
は、乾燥特性に最適な条件で温度コントロールされた十
字流送風を行うことによってプラスチックスの分解や溶
着を抑止できる。

【００４４】(2) 、含水物はプロセスフローの各断面に
おいて、乾燥ガスと含水物が完全混合状態で最適な気固
接触を保ち乾燥効率を高める装置的・操作的方法が取ら
れ、プラスチックス分解温度以下の低温乾燥が可能にな
る。

【００４５】(3) 、含水物のプロセスフローと十字流で
送風される乾燥ガスとは、装置的には並流で排気は図１
に示す配管３３より、ブロワー３５により排出される。
しかも、乾燥条件が保たれ、プラスチックスのガス分解
温度以下にコントロールされる。

【００４６】(4) 、含水物の昇温期、恒率乾燥期、減率
乾燥期のゾーンを自在にコントロールすることによっ
て、最適にして高効率の乾燥操作を可能にし、併せてプ
ラスチックスの分解や溶着を抑止する。

【００４７】(5) 、特に都市ごみを原料とする場合のよ
うに、インプットの変動が質的に量的に短時間で変動す
る場合に、減率乾燥期と乾燥物の冷却を同時に行うこと
で、高い乾燥達成率を維持し且つプラスチックスの分解
や溶着を抑止するダイナミックなコントロールが可能に
なる。

【００４８】なお、この発明は、前述した発明の実施の
形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。

【００４９】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態より理解
されるように、請求項１，５の発明によれば、回転円筒
内に挿通された送風管の一方の乾燥ガス用送風口より乾
燥ガスを送り込むと共に送風管の他方の冷却ガス用送風
口より冷却ガスを送り込んだ状態で被乾燥物を投入口よ
り回転円筒内に投入すると、被乾燥物は回転円筒が回転
されても自重により回転円筒の下部に滞留しながら排出
口へと流れて送風管に設けられた吹き出し口より乾燥ガ
スと冷却ガスが吹き出されて乾燥されて排出口より排出
される。

【００５０】例えばプラスチックスを含む被乾燥物（含
水物）は少なくとも１００℃まで固体内温度が上昇する
までの昇温域では乾燥ガスが例えば２５０℃を越えるよ
うな場合でも、プラスチックスは分解されるようなこと
はない。昇温期で高温の乾燥ガスが送り込まれても恒率
乾燥期でも表面温度は１００℃近くに保たれ、さらに減
率乾燥期では冷風が送り込まれているから低温で乾燥せ
しめることができる。

【００５１】而して、被乾燥物中に含まれているプラス
チックスの分解や溶着を抑止せしめることができると共
に乾燥効率を高めることができる。しかも、プラスチッ
クス分解温度以下の低温乾燥を行うことができる。

【００５２】請求項２，６の発明によれば、少なくとも
乾燥ガスの温度をコントロールすることによって、投入
口より回転円筒内へ投入される被乾燥物のインプット変
動に対して適応せしめることができる。

【００５３】請求項３，７の発明によれば、Ｂゾーンと
Ｃゾーンとの境目にオリフイスを設けることによって、
ＢゾーンとＣゾーンの温度勾配がシャープとなり、被乾
燥物のインプットの変動に応じてＢゾーンを拡大せしめ
たり、Ｃゾーンを拡大せしめることができる。

【００５４】請求項４の発明によれば、被乾燥物として
プラスチックスを含む都市ごみ等の破砕された廃棄物又
は成型された廃棄物とすることにより、より一層効果的
に乾燥せしめることができる。

【００５５】請求項８の発明によれば、各吹き出し口に
ノズル管を連結せしめることにより、ノズル管を被乾燥
物の転動層内部に埋設され、攪拌効果がより一層高めら
れると同時に、ノズル管の周辺に高流速状態を生ぜしめ
ることで乾燥効率を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の乾燥装置の構成図である。

【図２】図１における側面図である。

【図３】被乾燥物が低含水率，高含水率の場合における
ガス温度との関係を示した図である。

【符号の説明】

１ 乾燥装置 ５ 回転円筒 ７ 送風管 ９ 乾燥ガス用送風口 １１ 冷却ガス用送風口 １３ 投入口 １５ 排出口 １７ 吹き出し口 １９ ノズル管 ２１，３３，３９ 配管 ２５ 熱風装置 ２７，２９，３５ ブロワー ３１ オリフイス ４１，４３ 開閉弁 ４５ 制御装置 Ｐ 被乾燥物

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在な回転円筒内にこの回転円筒の
   軸線と平行方向に挿通された送風管の一方より乾燥ガス
   を送り込むと共に送風管の他方より冷却ガスを送り込
   み、前記送風管の長手方向へ適宜な間隔で設けられた吹
   き出し口より前記乾燥ガス，冷却ガスを前記回転円筒内
   へ吹き出し、前記回転円筒の一方より投入された被乾燥
   物に吹き付けると共に前記回転円筒を回転せしめて被乾
   燥物を乾燥せしめ前記回転円筒の他方より排出せしめる
   ことを特徴とする乾燥方法。
2. 【請求項２】 前記被乾燥物の昇温期，恒率乾燥期およ
   び減率乾燥期に合わせて前記送風管内を３つのＡ，Ｂ，
   Ｃゾーンに形成せしめて、この各ゾーンを自在にコント
   ロールせしめることを特徴とする請求項１記載の乾燥方
   法。
3. 【請求項３】 前記送風管内に設けたオリフイスにより
   ＢゾーンとＣゾーンの温度勾配をシャープにすることを
   特徴とする請求項２記載の乾燥方法。
4. 【請求項４】 被乾燥物が、プラスチックスを含む都市
   ごみ等の破砕された廃棄物又は成型された廃棄物である
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の乾燥方法。
5. 【請求項５】 回転自在な回転円筒と、この回転円筒内
   に回転円筒の軸線と平行方向に挿入された送風管と、こ
   の送風管の一方に設けられ乾燥ガスを送風管に送り込む
   乾燥ガス用送風口と、前記送風管の他方に設けられ冷却
   ガスを送り込む冷却ガス用送風口と、前記送風管の長手
   方向に適宜な間隔で設けられた複数の吹き出し口と、前
   記回転円筒の一方に設けられた被乾燥物を回転円筒内に
   投入する投入口と、前記回転円筒の他方に設けられた回
   転円筒内から乾燥物を排出せしめる排出口と、で構成さ
   れていることを特徴とする乾燥装置。
6. 【請求項６】 前記被乾燥物の昇温期，恒率乾燥期およ
   び減率乾燥期に合わせて前記送風管内を３つのＡ，Ｂ，
   Ｃゾーンに形成せしめるべく、前記乾燥ガス用送風口よ
   り送り込まれる少なくとも乾燥ガスの温度をコントロー
   ルせしめる制御装置を備えてなることを特徴とする請求
   項５記載の乾燥装置。
7. 【請求項７】 前記ＢゾーンとＣゾーンの温度勾配をシ
   ャープにすべく前記送風管内にオリフイスを設けてなる
   ことを特徴とする請求項６記載の乾燥装置。
8. 【請求項８】 前記各吹き出し口にノズル管を連結せし
   めてなることを特徴とする請求項５，６又は７記載の乾
   燥装置。