JP2008151430A - 乾燥装置 - Google Patents

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【課題】装置を大型化することなく、被乾燥物をバラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥できるようにすることである。
【解決手段】被乾燥物Aが投入される機械撹拌式乾燥機2のケーシング3の上部に設けた吸引口3bから、ケーシング3内の高温気体Cをブロワ6で吸引して、高温気体Cと一緒に吸引されるケーシング3内の上層の粒状乾燥物B1を気流式乾燥機7で加熱乾燥し、加熱乾燥された粒状乾燥物B1をサイクロン8で高温気体Cと分離し、分離した粒状乾燥物B1をケーシング3に再投入するとともに、分離された高温気体Cをケーシング3に循環供給することにより、装置を大型化することなく、被乾燥物Aをバラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥できるようにした。
【選択図】図1

Description

本発明は、汚泥等の湿潤した被乾燥物を乾燥する乾燥装置に関する。
汚泥等の湿潤した被乾燥物を乾燥する乾燥装置には、被乾燥物を間接加熱しながら撹拌乾燥する機械撹拌式乾燥機(例えば、特許文献1参照)や、被乾燥物を高温気体の気流で搬送しながら加熱乾燥する気流式乾燥機(例えば、特許文献2、3参照)が多く用いられている。機械撹拌式乾燥機は、被乾燥物の滞留時間が長く、被乾燥物を均一に乾燥することができるが、容量を大きくする必要があるので装置が大型化する。また、気流式乾燥機は、大きな容量を必要とせず、コンパクトな装置にできるが、被乾燥物の滞留時間(乾燥時間)が短いので、乾燥度にばらつきが生じ易い。
特許文献1に記載されたものでは、機械撹拌式乾燥機の撹拌軸に間接加熱用の加熱蒸気を流通させるとともに、ケーシング内の上部に過熱水蒸気を循環流通させ、この過熱水蒸気との直接接触によってもケーシング内の被乾燥物を乾燥するようにしている。
特許文献2に記載されたものでは、解砕機に気流搬送管を接続した気流式乾燥機で、解砕機によって被乾燥物を解砕し、高温気体(乾燥用排ガス)によって乾燥された乾燥固形物を固気分離装置で分離し、分離した乾燥固形物の一部を混合装置で被乾燥物と混合し、これらの混合物を、固気分離装置で分離されて混合装置から気流式乾燥機へ循環される高温気体によって、気流式乾燥機へ搬送供給するようにしている。
また、特許文献3に記載されたものでは、気流式乾燥機のケーシングの下部に、導入される高温気体(流動用ガス)によって被乾燥物を流動させる気泡流動層部を形成するとともに、その上部に上昇する高温気体の気流で被乾燥物を搬送しながら加熱乾燥する高速流動層部を形成し、ケーシングの頂部から高温気体と一緒に排出される乾燥粒子を固気分離装置(集塵機)で分離し、分離した乾燥粒子の一部を混合装置で被乾燥物と混合し、これらの混合物をケーシング内の気泡流動層部に戻すとともに、分離した高温気体を気泡流動層部へ循環供給するようにしている。
特開2005−241239号公報 特開2000−192063号公報 特開平5−104098号公報
特許文献1に記載されたように、機械撹拌式乾燥機の撹拌軸に間接加熱用の加熱蒸気を流通させ、さらにケーシング内の上部に過熱水蒸気を循環流通させるようにした乾燥装置は、汚泥等の被乾燥物を均一に乾燥することができるが、ケーシング内を流通する過熱水蒸気が接触するのは上層部の被乾燥物のみであるので、乾燥のためには被乾燥物の滞留時間を長くする必要があり、ケーシングの容量を増大するために、装置が大型化する問題がある。
特許文献2、3に記載されたように、解砕機や気泡流動層部を組み込んだ気流式乾燥機は、被乾燥物の滞留時間が短いのでコンパクトな装置にできるが、乾燥度にバラツキが生じ易い。また、特許文献2に記載されたものは、混合装置で被乾燥物と乾燥固形物を混合した混合物は湿潤しているので、高温気体では気流式乾燥機へスムーズに搬送供給できない問題や、解砕機で解砕される混合物のサイズはバラツキが大きく、その後の気流乾燥による乾燥度のバラツキがより大きくなる問題もある。一方、特許文献3に記載されたものは、湿潤した被乾燥物が気泡流動層部で流動し難い問題や、気泡流動層部と同じケーシング内に形成された高速流動層部では、気泡流動層部で被乾燥物から蒸発する水蒸気と、気泡流動層部に循環供給される高温気体が一緒に上昇するが、その上昇速度を調節することができず、被乾燥物の平均乾燥度を目標とする値に調節できない問題もある。
そこで、本発明の課題は、装置を大型化することなく、被乾燥物をバラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥できるようにすることである。
上記の課題を解決するために、本発明の乾燥装置は、ケーシング内に投入される湿潤した被乾燥物を間接加熱しながら撹拌乾燥する機械撹拌式乾燥機と、この機械撹拌式乾燥機のケーシングの上部に設けた吸引口から、前記被乾燥物から蒸発する水蒸気を含む高温気体を吸引する吸引手段と、この吸引手段で前記高温気体と一緒に吸引される前記ケーシング内の上層の粒状乾燥物を、高温気体の気流で搬送しながら加熱乾燥する気流式乾燥機と、この気流式乾燥機で加熱乾燥された粒状乾燥物を前記高温気体と分離する固気分離手段とを備え、この固気分離手段で分離された粒状乾燥物を前記機械撹拌式乾燥機のケーシングに再投入し、この粒状乾燥物を分離された高温気体を前記ケーシングに循環供給する構成を採用した。
すなわち、湿潤した被乾燥物が投入される機械撹拌式乾燥機のケーシングの上部に設けた吸引口からケーシング内の高温気体を吸引して、高温気体と一緒に吸引手段で吸引されるケーシング内の上層の粒状乾燥物を気流式乾燥機で加熱乾燥し、この加熱乾燥された粒状乾燥物を固気分離手段で高温気体と分離し、分離した粒状乾燥物を機械撹拌式乾燥機のケーシングに再投入するとともに、粒状乾燥物を分離された高温気体をケーシングに循環供給することにより、装置を大型化することなく、被乾燥物をバラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥できるようにした。この乾燥装置では、気流式乾燥機での高温気体の流速は吸引手段によって調節できるので、機械撹拌式乾燥機のケーシング内で被乾燥物から蒸発する水蒸気が高温気体に加わっても、気流式乾燥機での高温気体の流速が変化することはなく、粒状乾燥物を目標の乾燥度に乾燥することができる。
前記ケーシングの上部に設けた吸引口に、吸引口の高さ調節が可能な吸引管を設けることにより、吸引される粒状乾燥物のサイズや量を変更することができる。
本発明の乾燥装置は、湿潤した被乾燥物が投入される機械撹拌式乾燥機のケーシングの上部に設けた吸引口からケーシング内の高温気体を吸引して、高温気体と一緒に吸引手段で吸引されるケーシング内の上層の粒状乾燥物を気流式乾燥機で加熱乾燥し、この加熱乾燥された粒状乾燥物を固気分離手段で高温気体と分離し、分離した粒状乾燥物を機械撹拌式乾燥機のケーシングに再投入するとともに、粒状乾燥物を分離された高温気体をケーシングに循環供給するようにしたので、装置を大型化することなく、被乾燥物をバラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥することができる。
前記ケーシングの上部に設けた吸引口に、吸引口の高さ調節が可能な吸引管を設けることにより、吸引される粒状乾燥物のサイズや量を変更することができる。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1および図2は、第1の実施形態を示す。この乾燥装置は、図1に示すように、湿潤した汚泥を被乾燥物Aとして供給する供給機1と、横長のケーシング3内の上下に設けられた撹拌手段4、5によって、ケーシング3の上部に設けられた投入口3aに供給機1から投入される被乾燥物Aを撹拌乾燥するとともに、投入口3aに循環供給される高温気体Cによって被乾燥物Aを加熱乾燥する機械撹拌式乾燥機2と、ケーシング3の上部に設けられた吸引口3bから、ケーシング3内で乾燥された粒状乾燥物B1を高温気体Cと一緒に吸引する吸引手段としてのブロワ6と、ブロワ6で吸引された粒状乾燥物B1を、高温気体Cの気流で搬送しながら加熱乾燥する気流式乾燥機7と、気流式乾燥機7から送り出される粒状乾燥物B1を高温気体Cと分離する固気分離手段としてのサイクロン8とで基本的に構成され、サイクロン8で分離された粒状乾燥物B1が、供給機1の排出口1bを通して、そのまま機械撹拌式乾燥機2のケーシング3に再投入され、粒状乾燥物B1を分離された高温気体Cが、供給機1の内部を通してケーシング3に循環供給されて、余剰の高温気体C1は外部に排出されるようになっている。また、ケーシング3には、内部の被乾燥物Aの上層に溜まる乾燥して比重が軽くなった粒状乾燥物B1をオーバーフローさせて、製品B2として排出する排出管3cが設けられている。
前記供給機1は、平行に配設した2軸のスクリュ1aで被乾燥物Aを排出口1bへ移送するスクリュ式のものであり、循環供給される高温気体Cが流通する空間を上部に形成するために、各スクリュ1aのピッチは排出口1b側で大きくなっている。この高温気体Cにより被乾燥物Aが予備乾燥されるとともに、高温気体Cに含まれるダストが被乾燥物Aと接触して捕集される。
図2(a)、(b)に示すように、前記機械撹拌式乾燥機2は、横長のケーシング3が底部側で狭くなる断面に形成され、その外側のジャケット2aに供給される水蒸気等の熱媒体D1によって間接加熱されるようになっている。また、上側の2本の撹拌手段4の各回転軸4aと、下側の1本の撹拌手段5の回転軸5aは、互いに平行となるようにケーシング3内に横架され、これらの各回転軸4a、5aと各回転軸4a、5aに取り付けられた各撹拌羽根4b、5bが中空に形成されて、これらの内部にも熱媒体D1が供給され、撹拌される被乾燥物Aが間接加熱される。
前記下側の撹拌手段5の撹拌羽根5bは十字形状とされ、ケーシング3の底部に沈降する湿潤して比重の大きい被乾燥物Aを掻き揚げる。また、上側の2本の撹拌手段4の回転軸4aは内向きに回転駆動され、扇形形状の撹拌羽根4bの回転後面側に設けられた直角に張り出す張り出し部4cによって、掻き揚げられた被乾燥物Aが回転軸4aの周りに撹拌される。
図1に示したように、前記ケーシング3の吸引口3bには、吸引管9が上下にスライド可能に挿入されている。したがって、この吸引管9をスライドさせてその下端の高さ位置を調節することにより、ケーシング3内の被乾燥物Aの上層から吸引される粒状乾燥物B1のサイズや量を変更することができる。この粒状乾燥物B1は、機械撹拌式乾燥機2内での滞留時間が長いため乾燥度が安定しているとともに、吸引作用を受けて上昇する小サイズのものとなっている。
また、前記吸引管9から吸引される高温気体Cには、ケーシング3の被乾燥物Aから蒸発した100℃程度の高温水蒸気が含まれるが、気流式乾燥機7に送られる水蒸気を含む高温気体Cの流速はブロワ6によって調節されるので、気流式乾燥機7内の上昇速度、すなわち、滞留時間を調節することができる。したがって、粒状乾燥物B1を、バラツキが少なく目標の乾燥度に乾燥することができる。なお、気流式乾燥機7は、外周に設けられたジャケット7aに供給される排ガス等の高温の熱媒体D2によって、内部を通過する粒状乾燥物B1と水蒸気を含む高温気体Cを180℃程度に間接加熱するようになっており、粒状乾燥物B1がさらに乾燥されるようになっている。
以下に、上述した乾燥装置で被乾燥物Aを乾燥する手順を説明する。まず、機械撹拌式乾燥機2内に、予め乾燥された粒状の乾燥汚泥を充填しておく。そして、供給機1により被乾燥物Aを排出口1bへ移送するとともに、サイクロン8から粒状乾燥物B1を排出口1bへ落下させ、粒状乾燥物B1の一部を被乾燥物Aの表面に付着させて、ケーシング3に供給する。また、サイクロン8で分離された高温気体Cの大半を、供給機1の内部を通してケーシング3に循環供給する。
前記ケーシング3に供給された被乾燥物Aは大サイズで湿っているので、徐々にケーシング3の下側に沈降し、その際に各撹拌手段4、5による解砕、乾燥、混合作用を受ける。十分に解砕されていない被乾燥物Aはケーシング3の底部に沈降し、ここで下側の撹拌手段5による解砕作用を受けて細かくなる。そして、新たな供給物(被乾燥物Aと粒状乾燥物B1)と入れ替わりに上昇し、上側の撹拌手段4による乾燥作用を受けて、乾燥した粒状乾燥物B1だけが、ケーシング3の内の被乾燥物Aの上層まで上昇する。
前記上層まで上昇した粒状乾燥物B1は、被乾燥物Aから蒸発した水蒸気を含む高温気体Cとともに吸引管9に吸引されて気流式乾燥機7に搬送され、ジャケット7aに供給される高温の熱媒体D2による間接加熱によって、水分をほとんど含まない状態まで乾燥される。この気流式乾燥機7は、機械撹拌式乾燥機2よりも大きな熱量を与えることができるように設計されており、機械撹拌式乾燥機2として小型のものを用いることができ、気流式乾燥機7を含む乾燥装置全体を比較的小型のものとすることができる。また、吸引管9に吸引される粒状乾燥物B1は、大きな粒子を含んでいないので、バラツキの少ない乾燥を行うことができる。
前記気流式乾燥機7で水分をほとんど含まない状態まで乾燥された粒状乾燥物B1は、サイクロン8で高温気体Cと分離されて再びケーシング3に供給され、分離された高温気体Cは、余剰の高温気体C1を除く大半がケーシング3に循環供給される。ケーシング3に再供給された乾燥した粒状乾燥物B1は、ケーシング3内で目標とする20%程度の含水分率に調整され、吸引口3bと反対側に設けられた排出管3cからオーバーフローして、機械撹拌式乾燥機2から製品B2として排出される。
図3は、第2の実施形態を示す。この乾燥装置は、基本的な構成は、第1の実施形態のものと同じであり、前記供給機1の外周に、前記余剰の高温気体C1が供給されるジャケット1cが設けられ、内部を移送される被乾燥物Aが間接加熱される点と、前記ケーシング3の吸引口3bの吸引管9とブロワ6との間にも、外周のジャケット10aに供給される水蒸気等の熱媒体D1によって間接加熱される、別の気流式乾燥機10が配設されている点とが異なる。その他の部分は、第1の実施形態のものと同じであり、気流式乾燥機7、10で乾燥されてケーシング3に再供給された粒状乾燥物B1は、ケーシング3内で目標とする含水分率に調整されて、機械撹拌式乾燥機2から製品B2として排出される。
図4は、第3の実施形態を示す。この乾燥装置も、基本的な構成は、第1の実施形態のものと同じであり、前記製品B2を排出する機械撹拌式乾燥機2の排出管3cがなく、前記サイクロン8で分離された粒状乾燥物B1の一部が、製品B2として排出されるように成っている点が異なる。この実施形態では、第1および第2の実施形態と異なり、粒状乾燥物B1が気流式乾燥機7で目標とする含水分率に調整されて、サイクロン8から製品B2として排出される。その他の部分は、第1の実施形態のものと同じである。
上述した実施形態では、処理される被乾燥物を湿潤した汚泥としたが、本発明に係る乾燥装置は、汚泥以外の湿潤した被乾燥物も、高く安定した乾燥度で大量に処理することができる。なお、高温気体は、熱機器からの排ガス等を併用することもできるが、被乾燥物自身から蒸発する水蒸気を用いるのが望ましい。
第1の実施形態の乾燥装置を示す縦断面図 aは図1の機械撹拌式乾燥機を拡大して示す縦断面図、bはaのIIb−IIb線に沿った断面図 第2の実施形態の乾燥装置を示す縦断面図 第3の実施形態の乾燥装置を示す縦断面図
符号の説明
A 被乾燥物
B1 粒状乾燥物
B2 製品
C、C1 高温気体
D1、D2 熱媒体
1 供給機
1a スクリュ
1b 排出口
1c ジャケット
2 機械撹拌式乾燥機
2a ジャケット
3 ケーシング
3a 投入口
3b 吸引口
3c 排出管
4、5 撹拌手段
4a、5a 回転軸
4b 5b 撹拌羽根
4c 張り出し部
6 ブロワ
7 気流式乾燥機
7a ジャケット
8 サイクロン
9 吸引管
10 気流式乾燥機
10a ジャケット

Claims (2)

  1. ケーシング内に投入される湿潤した被乾燥物を間接加熱しながら撹拌乾燥する機械撹拌式乾燥機と、この機械撹拌式乾燥機のケーシングの上部に設けた吸引口から、前記被乾燥物から蒸発する水蒸気を含む高温気体を吸引する吸引手段と、この吸引手段で前記高温気体と一緒に吸引される前記ケーシング内の上層の粒状乾燥物を、高温気体の気流で搬送しながら加熱乾燥する気流式乾燥機と、この気流式乾燥機で加熱乾燥された粒状乾燥物を前記高温気体と分離する固気分離手段とを備え、この固気分離手段で分離された粒状乾燥物を前記機械撹拌式乾燥機のケーシングに再投入し、この粒状乾燥物を分離された高温気体を前記ケーシングに循環供給するようにした乾燥装置。
  2. 前記ケーシングの上部に設けた吸引口に、吸引口の高さ調節が可能な吸引管を設けた請求項1に記載の乾燥装置。
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