JP2007225147A

JP2007225147A - 薄膜乾燥装置

Info

Publication number: JP2007225147A
Application number: JP2006044126A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ogawa; 智小川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】季節によって汚泥性状が変わって、伝熱胴内部と抽気ファンとの間で閉塞気味になっても、安定した含水率の乾燥汚泥を得ることができる薄膜乾燥装置を提供する。
【解決手段】筒状の伝熱胴１内に投入された汚泥をブレード４により、伝熱胴１の内面に引き延ばし、外部のジャケット５から加わる熱により薄膜状に乾燥させる薄膜乾燥装置で、伝熱胴１内に対して、この伝熱胴１内を所定の圧力状態にする抽気ファン１３と、伝熱胴１内の圧力を測定する圧力計１８とを設け、この圧力計１８の測定値が、所定の圧力状態から＋側に上昇すると、速度制御手段１７によりその上昇分に対応して抽気ファン１３の回転速度を上昇させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品工業、化学工業、産業廃棄物処理業、水処理業などにおける汚泥処理に用いられ、汚泥を薄膜状に乾燥させる薄膜乾燥装置に関する。

食品工業など各種産業施設から排出される廃水処理により、多くの汚泥が発生するが、この汚泥処理に当っては、汚泥を伝熱胴内で引き延ばし、薄膜状に乾燥させて処理する薄膜乾燥装置が用いられる。この薄膜乾燥装置は、薄肉の伝熱胴内に主軸を設け、伝熱胴の上部から投入され脱水汚泥を、前記主軸に設けられたブレードにより伝熱胴内面に引き延ばし、これを伝熱胴の外部から加熱することにより薄膜状に乾燥させるもので、多くの特許提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

なお、薄膜状となった脱水汚泥は、自重および次々に供給される新たな脱水汚泥の圧力によって、少しずつ降下し、下部排出口より外部に排出される。

このような薄膜乾燥装置では、汚泥を薄膜状に乾燥させる際、汚泥に含まれていた水分が蒸発するので、そのままでは蒸発した上記が伝熱胴内にこもってしまい、その後の薄膜乾燥が充分に行われない。そこで、抽気ファンを連結して伝熱胴内から蒸気を抽気し、外部に排出して伝熱胴内を常時負圧に保つようにしている。

通常、抽気ファンは予め設定された一定速度で運転される。しかし、汚泥の性状は季節などによって異なるため、抽気ファンを一定速度で運転すると、抽気量が不充分になることがある。蒸気中には汚泥成分が含まれているため、抽気力が弱く、流速が遅くなると蒸気に含まれる汚泥成分の、排気系統の内壁などへの付着量も増大する。このため、伝熱胴内から抽気ファンに到る排気系統内に汚泥成分が堆積し、排気断面積が縮小することから、ますます汚泥成分の堆積量が増大し、閉塞気味になる。

このように排気系統が閉塞気味になると、乾燥処理に伴って発生した蒸気は、伝熱胴内に充満し、薄膜汚泥と共に、その下部排出口から排出される。このため、薄膜汚泥の乾燥度が低下すると共に伝熱胴内での汚泥乾燥処理自体が充分に行われなくなってしまう。
特開平１１−２４８３５３号公報

上述のように、季節などにより汚泥の性状が変化するため、伝熱胴内部から抽気ファンまでの間に汚泥粉が堆積して閉塞気味になる。この場合、閉塞部の流速は上がるが限界に達すると、乾燥汚泥から発生する蒸気が充分に吸気されなくなり、蒸気が滞留して乾燥汚泥含水率が上がる問題を抱えていた。

本発明の目的は、季節によって汚泥性状が変わって、伝熱胴内部と抽気ファンとの間で閉塞気味になっても、安定した含水率の乾燥汚泥を得ることができる薄膜乾燥装置を提供することにある。

本発明の薄膜乾燥装置は、筒状の伝熱胴内に投入された汚泥をブレードにより、前記伝熱胴の内面に引き延ばし、外部から加わる熱により薄膜状に乾燥させる薄膜乾燥装置であって、前記伝熱胴内に連通し、この伝熱胴内を所定の圧力状態にする抽気ファンと、前記伝熱胴内の圧力を測定する圧力計と、この圧力計の測定値が、所定の圧力状態から＋側に上昇すると、その上昇分に対応して前記抽気ファンの回転速度を上昇させる速度制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、排気系統が閉塞気味となり、伝熱胴の内圧が、決められた圧力範囲からプラス方向へ変化したとき抽気ファンの回転数を上げ、決められた圧力範囲からマイナス方向へ変化したときは抽気ファンの回転数を下げることにより、伝熱胴内の圧力が一定に保たれるので、伝熱胴内での排ガス流量は一定となり、乾燥汚泥含水率も一定となる。

以下、本発明による薄膜乾燥装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

本発明は、薄膜乾燥装置を構成する伝熱胴内に、その内部圧力を測定するための圧力計を取り付け、圧力計の測定値により、乾燥排ガスを吸引するために設けられた抽気ファンの速度をフィードバック制御することを特徴とする。

図１は遠心薄膜乾燥装置２０の全体構成を示している。１は円筒状に形成された薄肉の伝熱胴１で、この伝熱胴１内に、その軸中心と同心となるように主軸２を回転自在に配設している。この主軸２は、プーリー１５およびベルト１６を介して駆動モーター７に連結されている。また、主軸２の上部には後述する投入汚泥の分配リング３が一体的に取り付けられ、またその下方には複数のブレード４が放射方向に取り付けられている。

伝熱胴１の上部、すなわち、上記分配リング３の外周と対向する部分には、脱水汚泥６を投入するための汚泥投入口１ａが設けられている。また、伝熱胴１の下端部には乾燥汚泥１０が排出される汚泥排出口１ｂが設けられている。さらに、伝熱胴１の外側には蒸気ジャケット５が設けられている。この蒸気ジャケット５の上部には加熱蒸気の流入口５ａが、下部には流出口５ｂが設けられており、蒸気ジャケット５内は約１９０℃程度に保たれ、伝熱胴１内を外部からを加熱するようになっている。

また、伝熱胴１の最上部には、排気口１２が設けられている。この排気口１２には、抽気ファン１３を有する排気管１３ａが連結されている。この抽気ファン１３は、後述する汚泥の乾燥時、汚泥から生じる蒸気を外部に抽気するものである。この抽気ファン１３に対しては、その回転速度を制御する、例えば、インバータなどによる速度制御器（以下、インバータとして説明する）１４を設けている。

１８は圧力計で、薄膜乾燥装置２０を構成する伝熱胴１内の圧力を測定するため、例えば、分配リング３近くの下部に設けられている。１７は速度制御手段で、圧力計１８の測定値に対応して、抽気ファン１３の回転速度を変化させるべくインバータ１４を制御する。

上記構成において、汚泥投入口１ａから伝熱胴１内に供給された脱水汚泥６は、主軸２とともに回転する分配リング３によって伝熱胴１の内壁に沿うように分散される。この脱水汚泥６は、回転する主軸２に取り付けられたブレード４によって伝熱胴１の内壁に押付けられ薄膜状に引延ばされる。そして、薄膜状となった脱水汚泥６は、脱水汚泥６の自重および次々に供給される新たな脱水汚泥６の圧力によって、少しずつ降下する。その際、脱水汚泥６は、伝熱胴１の外側の蒸気ジャケット５内に供給される加熱蒸気によって伝熱胴１を介して約１００℃程度に加熱される。このため、汚泥中の水分が蒸発して乾燥汚泥１０となる。この乾燥汚泥１０は伝熱胴１の下端に設けられた汚泥排出口１ｂから排出される。他方、脱水汚泥６から蒸発した水分は、抽気ファン１３の吸引により伝熱胴１の上部に設けられた蒸発排出口１２から外方へ排出される。

汚泥の季節的な変動により圧力計１８と抽気ファン１３の間で閉塞気味になると、それまで負圧であった伝熱胴１内の圧力が０に近くなり蒸発した水分が停滞気味になる。このとき速度制御手段１７は、圧力計１８の測定値が所定の負圧状態から＋側に上昇すると、その上昇分に対応して抽気ファン１３の回転速度を上昇させるべくインバータ１４を制御する。このため、遠心薄膜乾燥機２０内の圧力はほぼ一定に保たれる。

すなわち、速度制御手段１７は、図２で示すように、薄膜乾燥機内の圧力が所定の負圧範囲内で在るかを圧力計１８の測定結果により把握している（ステップ２０１）。この内部圧力が所定の負圧範囲から＋方向に変化すると（ステップ２０２：Ｙ）、インバータ１４に対し抽気ファン１３の回転速度を増速するように制御する（ステップ２０３）。

内部圧力が＋方向に変化しない場合（ステップ２０２：Ｎ）は、この内部圧力が所定の負圧範囲から−方向に変化しているかを判断し（ステップ２０４）、Ｙであれば、インバータ１４に対し抽気ファン１３の回転速度を減速するように制御する（ステップ２０５）。なお、内部圧力が所定の負圧範囲から−方向に変化していなければ（ステップ２０４：Ｙ）、ステップ２０２に戻り、内部圧力を監視する。

このように、季節により汚泥の性状が変化しても薄膜乾燥装置内の圧力を、抽気ファンを速度制御することにより一定に保つことができ、安定した含水率の乾燥汚泥を得ることができる。

上記実施の形態では、抽気ファン１３の回転速度をインバータ１４により、圧力計１８の測定値により、その変化に対応してリニアに変化させているが、もちろんインバータ以外の速度制御器を用いてもよく、抽気ファン１３の回転速度を段階的に変化させてもよい。

本発明による薄膜乾燥装置の一実施の形態を示す内部構造図である。同上一実施の形態における速度制御手段の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１伝熱胴
４ブレード
５加熱用のジャケット
６汚泥
１３抽気ファン
１７速度制御手段
１８圧力計

Claims

筒状の伝熱胴内に投入された汚泥をブレードにより、前記伝熱胴の内面に引き延ばし、外部から加わる熱により薄膜状に乾燥させる薄膜乾燥装置であって、
前記伝熱胴内に連通し、この伝熱胴内を所定の圧力状態にする抽気ファンと、
前記伝熱胴内の圧力を測定する圧力計と、
この圧力計の測定値が、所定の圧力状態から＋側に上昇すると、その上昇分に対応して前記抽気ファンの回転速度を上昇させる速度制御手段と
を備えたことを特徴とする薄膜乾燥装置。