JP2002243365A

JP2002243365A - 固液混合物等の乾燥装置及び乾燥方法

Info

Publication number: JP2002243365A
Application number: JP2001028843A
Authority: JP
Inventors: ▲書▼廷 ▲張▼; Shiyotei Cho
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】発生蒸気の潜熱を利用できる省エネルギー型で
あり、コストが安く、設備が小型化できる固液混合物等
の乾燥装置及び乾燥方法を提供するものである。【解決手段】固液混合物又は固液混合液に吸熱させて含
有する液体を気化させる気化器２と、当該気化器から得
られた気体に加熱又は加圧の少なくとも一方を施す加熱
加圧器８，９と、当該加熱加圧器から得られた気体が供
給され当該気体の潜熱を乾燥の熱源として利用する機器
（前記気化器２）とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種固体と液体の混
合物（以下、固液混合物という。）を固液分離し、固形
分を乾燥する固液混合物等の乾燥装置及び乾燥方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種産業及び生活から排出された固体と
液体の混合物は固液分離し、固体を乾燥処理することが
多い。その中には、溶媒特に水が多く含まれ、スラリー
状或いは液体状の場合もよくあり、例えば97-98％は水
の場合もある。従来、精密ろ過、凝集沈殿とフィルター
プレスの組合せ方法がよく使用されている。しかし、精
密ろ過では装置が高価で、稼働時間も長い。凝集沈殿と
フィルタープレスの組合せは凝集剤が必要で、操作も煩
雑である。それにこのような方法で得られたケーキ状の
固形物は水分もまだ70-90％含まれる場合が多く、更に
乾燥が必要であるが、従来のプロセスでは、エネルギー
の回収が難しく、エネルギー消費が多い。スラリー状、
液体状又はケーキ状の混合物を熱風で一気に乾燥する方
法も提案されたが、気化された廃水蒸気の熱の利用は困
難で、エネルギーの損失が多い上、廃水蒸気と粉末の分
離に設備投資がかかり、安定操作にも難しく、コスト高
につながる。

【０００３】特に、含まれる液体は水の場合は多いが、
顕熱の回収が割に容易で応用例も見られるが顕熱に比べ
ると潜熱は圧倒的に多いため、潜熱を回収することが省
エネルギーのポイントになることが周知のことである。
しかし、乾燥工程で発生した蒸気は圧力も温度も低いか
ら再利用が困難である。特に乾燥、蒸発工程で発生した
蒸気を自己の乾燥工程に利用することが非常に困難のた
め、現在まで応用例は見られなかった。従って、発生蒸
気の潜熱を利用できる省エネルギー型の分離乾燥方法が
強く求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、発生蒸気の
潜熱を利用できる省エネルギー型であり、コストが安
く、設備が小型化できる固液混合物等の乾燥装置及び乾
燥方法を提供するものである。

【０００５】

【発明が解決するための手段】本発明の請求項１記載の
固液混合物等の乾燥装置は、固液混合物又は固液混合液
に吸熱させて含有する液体を気化させる気化器と、当該
気化器から得られた気体に加熱又は加圧の少なくとも一
方を施す加熱加圧器と、当該加熱加圧器から得られた気
体が供給され当該気体の潜熱を乾燥の熱源として利用す
る機器とを備えたことを特徴とする。

【０００６】これにより、潜熱利用による省エネルギー
を達成することが可能となる。

【０００７】本発明の請求項２記載の固液混合物等の乾
燥装置は、前記機器が前記気化器であることを特徴とす
る。

【０００８】これにより、発生した蒸気の加圧により、
蒸気の圧力が高くなり、被処理物より高い温度で凝縮さ
せることが実現できる。また、加圧の先に加熱を受けた
蒸気は不飽和になり、後の加圧過程で凝縮することを防
ぐことができる。この加熱加圧により、安い設備と運転
コストで発生した蒸気を自己の乾燥工程に再利用でき
る。

【０００９】本発明の請求項３記載の固液混合物等の乾
燥装置は、前記気化器により凝縮された固液混合物又は
固液混合液を乾燥する乾燥器を備え、当該乾燥器から得
られる気体、前記気化器から得られた気体の少なくとも
一方を前記加熱加圧器に導く経路を備えたことを特徴と
する。

【００１０】これにより、気化濃縮工程と乾燥工程を分
けることにより、それぞれの物理性状に対処できる方法
を採ることが容易になる。また、発生蒸気の再利用によ
り省エネルギーを達成することが可能となる。

【００１１】本発明の請求項４記載の固液混合物等の乾
燥装置は、前記気化器が、パイプをその軸線方向をほぼ
上下方向になるように配置されて構成され、当該パイプ
内には固液混合物又は固液混合液が流通させられ、その
パイプの外側には前記加熱加圧器からの気体が流通させ
られる構造となっていることを特徴とする。

【００１２】これにより、多数のパイプを並べた熱交換
式気化濃縮装置を採用した場合には、大負荷の気化工程
に適切な装置が提供され、プロセスの実現に最適な装置
とすることができる。

【００１３】本発明の請求項５記載の固液混合物等の乾
燥方法は、固液混合物又は固液混合液に吸熱させ、含有
する液体の一部又は全部を気化させる気化工程と、この
気体に加圧又は加熱の少なくとも一方を施す加熱加圧工
程と、当該加熱加圧工程で得られた気体の凝縮により潜
熱を放出させて乾燥の加熱源として使用する工程とを備
えたことを特徴とする。

【００１４】これにより、潜熱利用による省エネルギー
を達成することが可能となる。

【００１５】本発明の請求項６記載の固液混合物等の乾
燥方法は、前記加熱加圧工程により得られた気体を前記
気化工程の加熱源として使用することを特徴とする。

【００１６】これにより、発生した蒸気の加圧により、
蒸気の圧力が高くなり、被処理物より高い温度で凝縮さ
せることが実現できる。また、加圧の先に加熱を受けた
蒸気は不飽和になり、後の加圧過程で凝縮することを防
ぐことができる。この加熱加圧により、安い設備と運転
コストで発生した蒸気を自己乾燥工程に再利用できる。

【００１７】本発明の請求項７記載の固液混合物等の乾
燥方法は、前記気化工程により気化された気体と、濃縮
された固液混合物又は固液混合液とを分離する分離工程
と、当該固液混合物を更に乾燥する乾燥工程とを有し、
これら気化工程又は乾燥工程の少なくとも一方で得られ
た気体を前記加熱加圧工程に供給する工程とを備えたこ
とを特徴とする。

【００１８】これにより、気化濃縮工程と乾燥工程を分
けることにより、それぞれの物理性状に対処できる方法
を採ることが容易になる。また、発生蒸気の再利用によ
り省エネルギーを達成することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。まず、本発明の実施の形態では、固液混
合物には固液混合液が含まれ、懸濁液、乳濁液、及び不
揮発性の物質を溶解した溶液を固液混合液と称し、その
何れかを指す場合でも固液混合液と称する。このような
固液混合液の溶媒の含有量がかなり多く、流動性のある
場合では、希薄固液混合液と称する。また、固液の混合
物又は固液混合物と称されるのものは流動性のあるもの
と流動性のないものも含まれる。

【００２０】このような固液混合物の分離乾燥工程で発
生した蒸気の潜熱を利用して、被処理物を加熱して気化
させるためには、この蒸気を被処理物より高い温度で凝
縮し、潜熱を放出し、被処理物を気化させることが必須
条件である。しかし、この高い温度を実現させることが
エネルギーの消費と設備、操作などの面では難題が多
い。また、固液混合物は水の含有量により、物理性状が
変わる。特に流動性が大きく変わるため、実際の装置設
計と操作に大きな困難をもたらしている。

【００２１】本発明の実施の形態では、このような固液
混合物の特性に鑑みて、特に希薄固液混合液及び溶液の
物理特性を検討し、発生蒸気の潜熱を利用して、その混
合液を分離乾燥できる方法を鋭意考案し、本発明に至っ
た。

【００２２】すなわち、固液の混合物を吸熱させ、液体
の一部又は全部を気化させ、蒸気にし、この蒸気を加圧
又は加熱と加圧を施した後に、当該固液混合物の気化乾
燥工程に加熱源の一部又は全部として使用する。これに
より、発生蒸気の再利用により省エネルギーが大きく達
成される。

【００２３】また、固液混合物に吸熱させ、液体の一部
又は全部を気化させ、蒸気にし、この蒸気を加圧又は加
熱又は加熱と加圧を施した後に、当該固液混合物の気化
乾燥装置に送り、その蒸気の凝縮により潜熱を放出さ
せ、当該気化乾燥工程に蒸気の凝縮潜熱を主な加熱源と
して使用する。これにより、発生した蒸気の加圧によ
り、蒸気の圧力が高くなり、被処理物より高い温度で凝
縮することが実現できる。しかし、気化された蒸気は通
常飽和状態にあるため、加圧するとその加圧過程で凝縮
する。気化乾燥に潜熱を利用する目的を達成できない他
に、加圧機に対する要求も厳しくなり、高い機械が要求
され、コストが高くなる。この困難を克服するために、
加圧の先に加熱を受けた蒸気は不飽和になり、後の加圧
過程で凝縮することを防ぐことができる。この加熱加圧
により、安い設備と運転コストで、発生した蒸気を自己
乾燥工程に再利用できる。

【００２４】また、希薄固液混合液を吸熱させ、液体の
一部又は大部分を気化させ、蒸気にする気化工程、濃縮
された固液体と気化された蒸気と分離する分離工程と、
固液体を更に乾燥する乾燥工程を有し、これら気化工程
又は乾燥工程又はその両方とも、少なくともこれら気化
工程と乾燥工程で被処理物から発生した蒸気の一部を給
熱源の一部又は全部として使用する。これにより、気化
濃縮工程と乾燥工程を分けることにより、それぞれの物
理性状に対処できる方法を取ることが容易になる。ま
た、発生蒸気の再利用により省エネルギーの基礎を築い
た。

【００２５】なお、分離工程は気化工程と別々の装置で
実現してもよいし、同じ装置の中で実現してもよい。ま
た、分離工程は乾燥工程と別々の装置を用いて実現でも
よいし、同じ装置の中で実現してもよい。

【００２６】また、希薄固液混合液を吸熱させ、液体の
一部又は大部分を気化させ、蒸気にする気化工程、濃縮
された固液体と気化された蒸気と分離する分離工程と、
固液体を更に乾燥する乾燥工程を有し、これら気化工程
又は乾燥工程又はその両方とも、少なくともこれら気化
工程と乾燥工程で処理対象物から発生した蒸気の一部を
加熱又は加圧又は加熱加圧を受けた後に給熱源として使
用し、給熱源の蒸気は凝縮して潜熱を放出し、当該気化
乾燥工程に蒸気の凝縮潜熱を主な加熱源として使用す
る。これにより、被処理物の気化と乾燥に必要な熱、特
に溶媒例えば水分の蒸発に必要な潜熱を廃蒸気から供給
することにより、システム全体の省エネルギーを実現す
ることができる。特に希薄固液混合液の場合は、給熱源
の蒸気の凝縮により潜熱を放出するため、廃熱の回収分
がかなり大きくなり、優れた省エネルギー効果が得られ
る。

【００２７】また、気化濃縮工程ではパイプの軸方向を
上下方向にしてパイプを設け、被処理混合物を上昇又は
降下流でパイプ内を通過させ、給熱源の蒸気はパイプ外
側を通過し、パイプの壁を通じて、パイプの外側から内
側への熱伝導を行い、パイプの軸方向を上下方向にして
多数並べることを基本構造とする。これは、希薄固液混
合液の分離乾燥に大量な溶媒を蒸発させるため、効率が
高く熱伝導面積が広い熱交換装置が必要であるが、この
ような多数のパイプを並べる熱交換式気化濃縮装置は大
負荷の気化工程に適切な装置が提供され、プロセスの実
現する装置の保障となっている。

【００２８】なお、固液混合液を乾燥する時に難題の一
つは装置の加熱面に混合物の付着により熱伝導速度が大
幅に低下することである。従来、機械的なかきとり及び
ボールの運動を用いた摩擦と衝突による付着物の除去方
法が応用されているが、装置と運転の制限で広い熱伝導
面積を得ることが不可能である。特に液体が主な成分で
ある希薄混合液の場合では大量の液体を蒸発することが
要求されるため、かなり大かかりの装置が必要であり、
装置の設備投資と撹拌などの動力消費が膨大になり、応
用は不可能に近い。

【００２９】本発明では、希薄液の気化に伴う体積の膨
張に着目し、その体積の膨張による流動速度の激増（例
えば絶対圧力1.0kgf/cm^２の場合で、１リットルの水は
1.72m ^３の蒸気になる。すなわち、体積が1720倍にな
り、線流速も1720倍とに速くなる。）を利用して、熱伝
導面への付着の防止と付着層の剥離を図ることによりこ
の難題を克服した。このような考えに基づき、被処理混
合液をパイプの中を通過する方式を採用した。気化で発
生した蒸気の凝縮液は殆ど固形分が含まれないため、熱
伝導面に付着することがあまり起こらないからパイプの
外側を通過させても操作に支障がない。

【００３０】前記パイプの設置方向に関しては、特に制
限がない。例えば、パイプの軸方向は水平、垂直及び傾
斜などともよいが熱伝導、液体の気化及び固液相分離並
びに濃縮された固液物の流動などを総合的に考えるとパ
イプの軸方向をほぼ上下方向にしたパイプの設置方式が
望ましい。パイプの軸方向を上下方向にしたパイプの設
置方式は水平面に対して多少傾斜した(水平面との幾何
角度が正確に90°でない)形も含まれる。このような流
体の流動方向の配置は安定操作の保障になっている。

【００３１】なお、加圧方法は蒸気の圧力を高めること
ができれば、特に制限がない。例えば、ブロアー、コン
プレッサー、ベンチュリ管式吸引器などが挙げられるが
これらに限られない。加圧による圧力の上昇幅及び加圧
方式は被処理混合物と操作条件及びトータルのコストな
どにより総合的に最適化して決定すればよい。また、加
圧は気化器又は乾燥器からの廃蒸気の圧力に対して圧力
を高めることを指すから、気化器又は乾燥器中は陰圧で
行う時に加圧過程では通常の一大気圧又は陰圧度が低く
なった条件で行うようにすることでもよい。

【００３２】また、加熱方法は蒸気に熱を与える目的で
熱を供給する方法には特に制限がない。例えばスチー
ム、燃料の燃焼、電気ヒーターなどが挙げられるがこれ
らに限られない。加熱による熱の供給量及び加熱方式は
被処理混合物と操作条件及びトータルのコストにより総
合的に最適化して決定すればよい。

【００３３】また、気化器の熱伝導面の材質や性状には
特に制限はない。熱伝導率が高く、苔の発生し難い材質
のものが望ましい。また、例えば、ステンレス、金属の
表面にコーティング（フッ素コーティング）を施すこと
なども有効である。ただし、これに限定されることはな
い。

【００３４】また、発泡性のある固液混合物を処理する
場合は、蒸気と固液混合物との分離のために消泡手段の
必要が生ずる場合がある。消泡手段としては、攪拌等の
物理的手段及び消泡剤の添加等の化学的手段が有効であ
る。ただし、これに限定されることはない。

【００３５】

【実施例】以下、図１に従って、本発明の一実施例を説
明する。図１に、本発明の実施例にかかる処理方法のプ
ロセスのフロー工程図の一例を示す。なお、図１に示す
ものは、希薄固液混合液の乾燥を行う場合の処理プロセ
スを示すものである。

【００３６】図１において、希薄固液混合液１は熱交換
式気化器２（構造は図６（ａ）又は（ｂ）を参照のこ
と）の下部の予熱区２ａに入り、温度が高められた後
に、気化区２ｂに入り、熱が吸収されて気化される。気
化は主に熱交換式気化器２内の並列パイプ２２又は２３
内で行われる。気化した後に熱交換式気化器２の上部に
ある気液分離区２ｃに入り、蒸気と固液相と分離され
る。溶媒の含有率が低くなった固液混合物(濃縮固液混
合物）４は間接乾燥器５に入り、乾燥され、乾燥物６と
して排出される。熱交換式気化器２からの蒸気３と間接
乾燥器５からの蒸気７は加熱器８と加圧器９に送られ、
加熱と加圧とを受けた後に熱交換式気化器２と間接乾燥
器５の加熱源通路に送られ、加熱源として使用に供され
る。すなわち、凝縮して熱が放出された後に凝縮液１０
として排出される。更にこの温度の高い凝縮液１０は熱
交換式気化器２の下部にある予熱区２ａのパイプに送ら
れ、希薄固液混合液１を予熱して、温度が下がった凝縮
液１１として排出される。

【００３７】濃縮固液混合物４は流動性が殆どなくなる
場合が多いから、スクリューフィーダー(図示せず）な
どで間接乾燥器５に送る必要がある。このような濃縮固
液混合液４を乾燥する間接乾燥器５は熱伝導面への固液
の付着による熱伝導効率の低下を防止するために機械撹
拌式機能を有する乾燥機が望ましい。

【００３８】また、間接乾燥器５から発生した蒸気７は
再利用しないで廃棄気体として排出してもかまわない。
間接乾燥器５は加圧器９から導かれる再利用スチームを
使用せず、新しいスチームを使用してもかまわない。

【００３９】間接乾燥器５が、希薄固液混合液であって
高度の乾燥度を必要としない場合には、設置しなくても
良い。また、熱交換式気化器２を設けないで、間接乾燥
器５だけを設けるようにしても良い。この場合には希薄
固液混合液以外の固液混合物（例えばケーキ状の固液混
合物）の処理にも適する。

【００４０】図２、図３、図４、図５に本発明の他の実
施例の処理方法のプロセスのフロー工程図を示す。

【００４１】図２において、希薄固液混合液１は熱交換
式気化器２の下部の予熱区２ａに入り、温度が高められ
た後に、気化区２ｂに入り、熱が吸収されて気化する。
気化は主に並列パイプ２２又は２３内で行われる。気化
した後に熱交換式気化器２の上部にある気液分離区２ｃ
に入り、蒸気と固液相と分離される。溶媒の含有率が低
くなった固液混合物(濃縮固液混合物)４は過熱蒸気乾燥
器１２に入り、過熱蒸気乾燥器１２下から送り込まれた
過熱蒸気１６により乾燥され、上部から排出される固気
流体１３は分離器１４に送られ、固体と気体に分離さ
れ、固形分６と気体（廃蒸気）１５として排出される。
廃蒸気１５は熱交換式気化器２から排出された蒸気３と
合流させられ、加熱器８、加圧器９に送られ、加熱加圧
を受けた後、熱交換式気化器２の加熱源に送られ、再利
用に供される。操作条件によっては、加熱せずに加圧だ
けでも再利用が可能である。乾燥された固形分は乾燥器
１２の下部から乾燥物６として排出することも可能であ
る。熱交換式気化器２から排出された蒸気３は加熱加圧
され、熱交換式気化器に送られ、熱源として使用され
る。廃蒸気が凝縮し、潜熱を放出した後に凝縮液１０と
して排出される。更にこの温度の高い凝縮液１０は希薄
固液混合液１を予熱して、温度が下がった凝縮液１１と
して排出される。

【００４２】図３において、プロセスのフロー工程につ
いて他は図２と同じであるが、使用される乾燥器は熱風
（スチームを添加してもよい。）１７により濃縮固液混
合物を乾燥し、固気分離器１４で分離された気体は廃蒸
気（廃気体）１５として排出され、又は、脱臭気工程
(図示せず)に送られる。

【００４３】また、上述したように、図２のプロセスに
おいて、過熱蒸気乾燥器１２にスチームと熱風を同時に
併用しても熱風だけ使用してもよい。

【００４４】図４には希薄固液混合液１は熱交換式気化
器２の下部の予熱区２ａに入り、温度が高められた後
に、気化区２ｂに入り、熱が吸収されて気化される。気
化は主に並列パイプ２２又は２３内で行われる。気化し
た後に蒸気と固液相と分離せずに熱風乾燥器１８に入
り、熱風乾燥器１８下から送り込まれた過熱蒸気１６に
より乾燥され、気固流体１９は気固分離器１４に送ら
れ、分離された固形分６は排出され、蒸気２０は熱交換
式加圧器９で加圧を受けた後、又は加熱器８及び加圧器
９により加熱と加圧を受けた後に気化器２に送られ、熱
源として使用される。蒸気は凝縮して潜熱を放出してか
ら凝縮液１０として熱交換式気化器２の加熱源通路から
排出される。更にこの温度の高い凝縮液は希薄固液混合
液１を予熱して、温度が下がった凝縮液１１として排出
される。乾燥された固形分は熱風乾燥器１８の下部から
乾燥物６として排出することも可能である。

【００４５】図５において、プロセスのフロー工程につ
いて他は図４と同じであるが、乾燥器は、熱風２１によ
り固液混合物を乾燥し、固気分離器１４で分離された気
体２０は加圧器９で加圧を受けた後、又は加熱器８及び
加圧器９により加熱と加圧を受けた後に熱交換式気化器
２に送られ、熱源として使用される。蒸気は凝縮して潜
熱を放出してから凝縮液１０として熱交換式気化器２の
加熱源通路から排出される。更にこの温度の高い凝縮液
は希薄固液混合液１を予熱して、温度が下がった凝縮液
１１として排出される。乾燥された固形分は乾燥器１８
の下部から乾燥物６として排出することも可能である

【００４６】上記各実施例では、気体と固液の分離は熱
交換式気化器２の上部に設けられた気液分離区２ｃで行
われるようにしているが、別の分離のための装置を分け
て設置してもよい。

【００４７】図１に示すものでは、間接乾燥のため熱伝
導面積が小さいが、間接加熱を用いたことにより、気固
分離設備が省略できる。また、熱風を使用していないた
め、廃蒸気の再利用の際に、蒸気分圧が高いから低い圧
力で凝縮させることができる。また、図２から図５まで
に示す方式では、過熱蒸気又は熱風を用いて、直接乾燥
するから、乾燥面積が広いため、乾燥速度が速いが、気
固分離設備が必要である。また、乾燥器に送り込む熱源
は過熱蒸気と熱風の併用も可能で、その比率の調整で操
作条件の最適化が図られる。

【００４８】図４と図５に示す方式は、気化器からの気
液固混合物は直接乾燥器に入るので、乾燥器後の気固分
離負荷が高くなるが、気化器の上部には分離空間を設け
なくてもよい。また、この方式では事実上、乾燥器の原
料入口周辺及びその上部は分離空間になり、原料入口の
下部は乾燥器の機能である。すなわち、この場合はこの
乾燥器は気体と固液の分離器と固液の乾燥器の複合機能
器となるのである。

【００４９】上記の各プロセスフロー図では液体と気体
を輸送する機械を示しなかったが、実際の運用ではポン
プ及び他のブロアーが必要となる場合もある。かかる場
合には、具体的な操作条件に合わせて従来の知識を応用
して所望の機械を選定すればよい。

【００５０】また、場合によっては、気化器の下部にあ
る予熱区を分離して気化器の前に固液混合液又は固液混
合物を予熱するための熱交換器を設置してもよい。さら
に、気化器又は乾燥器は並列又は直列に多段にわたって
設置して使用するようにしてもよい。

【００５１】また、上記気化器と乾燥器に発生された蒸
気の再利用の際に新しいスチームを混入して使用してか
まわない。

【００５２】図１〜図５中で点線又は鎖線で示したプロ
セスは、各プロセスの代替え又は選択可能なプロセスを
示すものである。

【００５３】以上は定常運転の状態における基本構造を
示したが、スタートと停止の操作に必要な特別の装置設
備が必要であるが、この場合には、本発明の目的と機能
作用が有効に発揮できるように、実際の環境等の諸条件
を検討して従来の知識を参酌して具体的に設計すればよ
い。

【００５４】

【実験例】以下、本発明の実施例の実験例により更に説
明する。（実験例１）図１に示すフロー工程図と同じプロセスで
下記の操作条件で操業実験を行った。各装置とパイプの
外側に断熱層をつけた。希薄固液混合液１は25℃、含水
率97％の化学工場排水を用いた。気化器２と乾燥器５の
出口圧力は絶対圧力0.8kgf/cm^２、温度は93℃である。
加熱は150℃、絶対圧力4.8kgf/cm^２のスチームを用い
た。加圧は遠心式ブロアーを使用した。ブロアー出口の
絶対圧力は1.4kgf/cm^２、温度は126℃であった。凝縮さ
れた水蒸気は気化器の下部にある予熱器に送られ、被処
理液体と熱交換した後に温水として排出した。乾燥器内
から排出された固形分は15％の含水率であった。このシ
ステムと操作条件を用いて安定運転状態では水に換算さ
れ１トンのスチームで4.1トンの混合液を処理すること
ができた。

【００５５】（実験例２）図３に示すフロー工程図と同
じプロセスで、下記の操作条件で操業実験を行った。装
置とパイプの外側に断熱層をつけた。希薄固液混合液１
は26℃、含水率97％の食品工場の排水処理生物汚泥を用
いた。気化器２の出口圧力は絶対圧力0.85kgf/cm^２、温
度は94.5℃であった。加熱は天然ガスを燃料としたスー
パーヒーターを用いた。加圧は遠心式ブロアーを使用し
た。ブロアー出口の絶対圧力は2.5kgf/cm^２、温度は145
℃であった。凝縮された水蒸気は気化器の下部にある予
熱器(図示せず）に送られ、被処理液体と熱交換した後
に温水として排出した。乾燥器内から排出された固形分
は30％の含水率であった。このシステムと操作条件を用
いて安定運転状態では１m^３のガスで48kgの混合液を処
理することができた。

【００５６】本発明の実施例の効果を確認するために、
図１の乾燥器だけを用いて、実施例１と同じ被処理物を
用いて比較実験を行った。その結果を表１に示す。表１従来法実施例単位重量スチーム消費量あたりの液処理量 (kg混合液/ｋｇスチーム) ０．８５４．１熱効率化（−） −−−− ４．８表１に示されるように、本発明の技術では従来法より
４．８倍の熱効率まで高めることができた。

【００５７】同様に、図５の乾燥器だけを用いて、実施
例２と同じ被処理物を用いて比較実験した。その結果を
表２に示す。表２従来法実施例１ｍ^３のガス消費量あたりの液処理量（kg混合液/m^３天然ガス) ７．９３２．２熱効率化 −−−− ４．１表２に示されたように、本発明の技術では従来法より
４．１倍の熱効率が得られた。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固液混合
物等の乾燥装置及び乾燥方法によれば、希薄固液混合液
を吸熱気化器で吸熱して溶媒の大部分を気化させた後、
濃縮された固液分は更に乾燥させ、これら気化と乾燥工
程で発生した廃蒸気を加熱加圧を施した後に、気化と乾
燥装置に送り、熱源として潜熱の利用により安定操作、
少量の熱源で大量の混合液を蒸発乾燥することができ
た。

【００５９】本発明の請求項１記載の固液混合物等の乾
燥装置によれば、潜熱利用による省エネルギーを達成す
ることができた。

【００６０】本発明の請求項２記載の固液混合物等の乾
燥装置によれば、発生した蒸気の加圧により、蒸気の圧
力が高くなり、被処理物より高い温度で凝縮させること
ができる。加圧の先に加熱を受けた蒸気は不飽和にな
り、後の加圧過程で凝縮することを防ぐことができる。
この加熱加圧により、安い設備と運転コストで、発生し
た蒸気を自己乾燥工程に再利用できた。

【００６１】本発明の請求項３記載の固液混合物等の乾
燥装置によれば、気化濃縮工程と乾燥工程を分けること
により、それぞれの物理性状に対処できる方法を採るこ
とが容易になる。発生蒸気の再利用により省エネルギー
を達成することができる。

【００６２】本発明の請求項４記載の固液混合物等の乾
燥装置によれば、多数のパイプを並べる熱交換式気化濃
縮装置を採用した場合には、大負荷の気化工程に適切な
装置が提供でき、プロセスの実現に最適な装置とするこ
とができる。

【００６３】本発明の請求項５記載の固液混合物等の乾
燥方法によれば、潜熱利用による省エネルギーを達成す
ることができる。

【００６４】本発明の請求項６記載の固液混合物等の乾
燥方法によれば、発生した蒸気の加圧により、蒸気の圧
力が高くなり、被処理物より高い温度で凝縮させること
ができる。加圧の先に加熱を受けた蒸気は不飽和にな
り、後の加圧過程で凝縮することを防ぐことができる。
この加熱加圧により、安い設備と運転コストで発生した
蒸気を自己乾燥工程に再利用できた。

【００６５】本発明の請求項７記載の固液混合物等の乾
燥方法によれば、気化濃縮工程と乾燥工程を分けること
により、それぞれの物理性状に対処できる方法を採るこ
とが容易になる。発生蒸気の再利用により省エネルギー
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の固液混合物等の乾燥方
法のプロセスを示す図である。

【図２】本発明の実施の他の形態の固液混合物等の乾燥
方法のプロセスを示す図である。

【図３】本発明の実施の更に他の形態の固液混合物等の
乾燥方法のプロセスを示す図である。

【図４】本発明の実施の更に他の形態の固液混合物等の
乾燥方法のプロセスを示す図である。

【図５】本発明の実施の更に他の形態の固液混合物等の
乾燥方法のプロセスを示す図である。

【図６】本発明の実施の形態に使用される気化器の構造
を示す概略図である。

【符号の説明】

１希薄固液混合液２熱交換式気化器２ａ予熱区２ｂ気化区２ｃ気液分離区２２，２３パイプ５間接乾燥器３，７蒸気８加熱器９加圧器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固液混合物又は固液混合液に吸熱させて
含有する液体を気化させる気化器と、当該気化器から得
られた気体に加熱又は加圧の少なくとも一方を施す加熱
加圧器と、当該加熱加圧器から得られた気体が供給され
当該気体の潜熱を乾燥の熱源として利用する機器とを備
えたことを特徴とする固液混合物等の乾燥装置。
【請求項２】前記機器が前記気化器であることを特徴
とする請求項１記載の固液混合物等の乾燥装置。
【請求項３】前記気化器により濃縮された固液混合物
又は固液混合液を乾燥する乾燥器を備え、当該乾燥器か
ら得られる気体、前記気化器から得られた気体の少なく
とも一方を前記加熱加圧器に導く経路を備えたことを特
徴とする請求項１又は２記載の固液混合物等の乾燥装
置。
【請求項４】前記気化器が、パイプをその軸線方向を
ほぼ上下方向になるように配置されて構成され、当該パ
イプ内には固液混合物又は固液混合液が流通させられ、
そのパイプの外側には前記加熱加圧器からの気体が流通
させられる構造となっていることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の固液混合物等の乾燥装置。
【請求項５】固液混合物又は固液混合液に吸熱させ、
含有する液体の一部又は全部を気化させる気化工程と、
この気体に加圧又は加熱の少なくとも一方を施す加熱加
圧工程と、当該加熱加圧工程で得られた気体の凝縮によ
り潜熱を放出させて乾燥の加熱源として使用する工程と
を備えたことを特徴とする固液混合物等の乾燥方法。
【請求項６】前記加熱加圧工程により得られた気体を
前記気化工程の加熱源として使用することを特徴とする
請求項５記載の固液混合物等の乾燥方法。
【請求項７】前記気化工程により気化された気体と、
濃縮された固液混合物又は固液混合液とを分離する分離
工程と、当該固液混合物を更に乾燥する乾燥工程とを有
し、これら気化工程又は乾燥工程の少なくとも一方で得
られた気体を前記加熱加圧工程に供給する工程とを備え
たことを特徴とする請求項５又は６記載の固液混合物等
の乾燥方法。