JP2010539433A - 乾燥粉砕装置及び処理プラント - Google Patents

Abstract

乾燥粉砕装置は、筐体と回転部を具えている。筐体は、第１端部に空気又はガス注入口と生成物注入口とを備え、第２端部に生成物排出口とを有している。回転部は、回転部のハブ部分から放射状に延出する複数のブレードであって、筐体内で回転するとともに、筐体内に導入された任意の生成物を粉砕して粉状化するように構成された複数のブレードを具える。生成物注入口は、流入する任意の生成物を回転部のブレードの上に直接導くように構成されている。また、本明細書において特定されるような、実質的に少なくとも一つの乾燥粉砕装置を組み込んだ汚水処理プラントが含まれ、本明細書に記載されるような、実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法と実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法を組み込んだ汚水処理プロセスとを具える。
【選択図】図２

Description

本発明は、乾燥粉砕装置、方法、処理プラント及びプロセスに関し、特に、それに限定されるものではないが、汚水（ｓｅｗａｇｅ）の乾燥、粉砕及び／又は処理で用いる乾燥装置、方法、処理プラント及プロセスに関するものである。

汚水処理プラントにおける汚水は、大量の水を含み、汚水を効果的に処理するために、通常、処理プロセスの間、あるステージで汚水から固形物を分離する必要がある。

脱水装置、例えば、ベルトプレスは、合理的かつ効率的に機能するものであるが、それらは一般に、汚泥の含水量を、約８０パーセントの水と２０パーセントの汚水固形物に減少させることができるだけである。水は汚水固形物と非常に混じり合っているので、汚水から固形物を完全に分離するのが難しいことが、汚水の特徴である。

水を分離するこの水準は、いくつかの用途、例えば、埋め立て処分される汚泥の脱水に適合している可能性があるが、それは、他の用途には十分ではない。例えば、汚水乾燥物を燃焼することにより汚水固形物をエネルギー源として用いる汚水処理プラントにおいて、更に、含水量を減らす必要がある。

更に、汚水の乾燥は、例えば、天日乾燥などにより、いくつかの方法で行うことができるが、大きな汚水処理プラントにおいては、多量の汚水によって、そのような方法が実行不可能となる。また、任意の乾燥プロセス中、汚水固形物から除去される任意の湿った空気が含まれるので、廃棄の前に湿った空気を処理することが重要である。その理由は、そのような乾燥プロセス中、生成される湿った空気は、通常、悪臭あるいは他の汚染物質を含むからである。

汚水の効率的な燃焼のために、汚水を乾燥させるだけでなく、微粒子に粉砕することも必要である。さらに効率的な働きは、多くの場合、浮遊状態の燃料の燃焼によって達成され、非常に小さい粒径が、そのような燃焼方法のために要求される。湿った、又は、脱水された汚水は、すぐに結合し易いという性質を有する。脱水された汚水は、非常に粘着性があり、結合して凝集体又は球状体に結合し易いことが分かっており、これらの凝集体は、従来考案された粉砕乾燥装置で処理することが難しい。本発明の発明者は、しばらくの間、汚水を含む様々な生成物の粉砕及び乾燥に関わってきた。これまでにされた粉砕乾燥装置における、凝集化又は球状化する汚水の問題は、本発明を生み出す必要性につながる。

この明細書においては、知識の文書、記録又は事項が参照されるか又は検討されているが、反対のことが明示的に示されない限り、それら参照又は検討は、知識の文書、記録又は事項若しくはそれらに組合せが優先日において、公的に入手可能で、公衆に知られた、周知の一般知識の一部であるか、又はこの明細書に関係している任意の課題を解決するための試みに関連していることが知られていることを認めるものではない。

従って、本発明の目的は、上述の問題を解決する少なくともいくらかの助けとなり、又は有用な選択を公衆に少なくとも与える 乾燥粉砕装置、方法、処理プラント、プロセス及び乾燥装置を提供することである。

従って、第一の態様において、本発明は、筐体及び回転部を有する乾燥粉砕装置であって、第１端部に空気又はガス注入口と生成物注入口とを具え、第２端部に生成物排口を具え筐体、回転部のハブ部分から放射状に延出する複数のブレードであって、筐体内で回転するとともに、筐体内に導入された任意の生成物を粉砕して粉状化するように構成された複数のブレードを具える回転部と流入する任意の生成物を回転部のブレードに直接導くように構成されている生成物注入口からなる。

好ましくは、生成物注入口は、流入する任意の生成物をブレードの先端に直接導くように構成されている。

好ましくは、回転部は、流入する任意の生成物をスライスし、切り刻み、液体に侵して柔らかくするように構成された第１ステージと、前記スライスされ、切り刻まれ、液体に浸して軟らかくされた生成物を微細に粉状化するように構成された第２ステージとを具える。

好ましくは、装置は、更に、筐体の外径からほぼ内方向に突出し、回転部の任意の回転ブレード又は羽根の軌道間に位置する固定ブレード又は羽根を具える。

好ましくは、回転部の第１ステージのブレードの少なくとも一部は、各ブレードの幅が、回転部の回転方向にほぼ揃えられるように構成されている。

好ましくは、回転部の第２ステージのブレードの少なくとも一部は、各ブレードの幅が、回転部の回転軸にほぼ揃えられるように構成されている。

好ましくは、回転部のブレードが、回転部のハブ部分に対して固定されている。

好ましくは、空気注入口又はガス注入口が、回転部の第１端部に向けて空気又はガスを取り入れるように構成されている。

好ましくは、生成物出口が、回転部の回転軸に隣接するか、回転軸の周囲に位置している。

好ましくは、筐体の少なくとも一部は、円筒形であり、回転部のブレードの先端は、円筒形に形成された部分の内径に隣接して移動するように構成されている。

好ましくは、筐体の内径の表面の少なくとも一部が、溝を提供されている。

好ましくは、溝は、回転部の回転軸に対して、実質的に螺旋状に整列されている。

好ましくは、回転部の第２ステージは、筐体の内径の表面と協働して摩擦粉砕機を形成する。

随意に、装置は、更に、生成物出口に向かう生成物のより大きく、湿気のある粒子の発達を妨げるように構成される分類器を具えるようにしてもよい。

好ましくは、分類器は、遠心分離機を具える。

第２の態様において、本発明は、実質的に本明細書に特定されるような少なくとも一つの乾燥粉砕装置を組み込む汚水処理プラントにある。

好ましくは、プラントは、更に、乾燥粉砕装置に入る前に少なくとも部分的に汚水を脱水できる汚泥脱水装置を具える。

第３の態様において、本発明は、
チャンバ内に脱水された汚水を取り込むステップと、
チャンバ内の脱水された汚水をスライスし、又は切り刻むステップと、
加熱空気をチャンバ内に取り込み、スライスされ、又は切り刻まれた汚水をスライスされ、切り刻まれた直後に加熱空気に曝すステップと、
スライスされ、切り刻まれた汚水を、同じチャンバ内に位置する摩擦粉砕機に直接引き渡すステップと、
生成物のより細かくされ、より乾燥され、粉砕された粒子を、チャンバを通って誘導される空気流とともにチャンバから出すステップとを具える、実質的に脱水された汚水の乾燥及び粉砕の方法にある。

好ましくは、チャンバを通る空気流の速度は、好ましい粒径又は粒子の含水量を達成させるために調節可能である。

好ましくは、粉砕機の回転速度は、好ましい粒径又は粒子含水量を達成させるために調節可能である。

好ましくは、チャンバから出る粒子の平均サイズは、直径１．５ミリメートル未満である。

更に、好ましくは、チャンバから出る粒子の平均サイズは、直径０．５ミリメートル未満である。

なおかつ、更に、好ましくは、チャンバから出る粒子の少なくとも８０パーセントは、直径０．０８ミリメートル未満である。

好ましくは、チャンバから出る粒子の含水量は、２０質量パーセント未満である。

更に、好ましくは、チャンバから出る粒子の含水量は、１５質量パーセント未満である。

なおかつ、更に、好ましくは、チャンバから出る粒子の含水量は、５質量パーセントと１２質量パーセントとの間である。

第４の態様において、本発明は、本明細書に記載されているような実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法を組み込む汚水処理プロセスにある。

本発明に関連する技術分野の当業者に対して、本発明の構造上の多くの変更と様々な実施例と用途が、添付の特許請求の範囲に定義される発明の範囲から逸脱することなく、示唆されるであろう。本明細書における開示と記述は、単に例示的なものであり、いかなる意味においても限定を目的とするものではない。

本発明の更なる特徴は、ほんの一例として与えられ、添付の図面に関する以下の説明から明らかになる。
図１は、汚水処理プラントの概略図である。 図２は、処理プラントの乾燥粉砕装置の平面図であり、その装置は、その装置の内部を示すことを除外する筐体の部分で示される。 図３は、更に、離れた筐体の一部をともなった乾燥粉砕装置の側面図である。 図４は、装置の端面図である。

図１を参照すると、汚水を処理するためのプラント（１０）が、概略的な形式で示されている。このプラント（１０）とそのプラントの運転方法を、以下に説明する。

そのプロセスは、最初にプラント（１０）で用いる加熱空気の流れを生成することから始まる。この加熱空気の流れは、殺菌チャンバ（１３）内に位置している第１バーナ（１１）を使用して補助燃料を燃焼させるか、あるいは、予め汚水乾燥物の供給物を燃焼させることによって作り出すことができる。殺菌チャンバ（１３）において生成される高温排気ガスの少なくとも一部は、ミキサ（１５）に供給されて、新鮮な空気の供給と混ぜ合わされ、それにより、乾燥粉砕装置（１７）における使用に好ましい温度の加熱空気を生成する。

好ましくは、この加熱空気は、５００℃乃至７００℃の範囲内の温度であり、汚水の乾燥粉砕装置（１７）に供給される。理想的には、この加熱空気の温度は、５８０℃乃至６２０℃の間である。乾燥粉砕装置（１７）は、汚水を乾燥させ、粉砕し、粉末状態の汚水乾燥物を生成するために使用される。

汚泥は、例えば、ベルトプレスを用いて乾燥粉砕装置（１７）に入る前にある程度、脱水されなければならない。更に、プラント（１０）は、汚泥脱水装置を具える。ベルトプレスによって脱水された汚水は、むしろ塊の多いものである可能性があり、乾燥粉砕装置（１７）内に安定した流れが導入されるようにそれを振動させ、又は撹拌し、切り刻み又はオーガで送ってその塊を壊すことが必要である可能性がある。乾燥粉砕装置（１７）内の運転温度が、好ましい温度範囲内で維持することができるように制御された方法で、汚水を乾燥粉砕装置（１７）に導き入れることが、重要である。

乾燥粉砕装置（１７）に入る汚水の不均一な流量は、乾燥粉砕装置（１７）の内部と、乾燥粉砕装置（１７）から出る空気流との両方に温度変動を引き起こす可能性がある。温度は、汚水の質量流量の変化により、あるいは、目詰まり又は他の要因によって引き起こされる乾燥粉砕装置（１７）内の能力の変化により変動する可能性がある。乾燥粉砕装置（１７）から出る空気の温度の変動は、下流のセパレータシステム、特に、バックタイプセパレータ（ａ ｂａｇ ｔｙｐｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）に悪影響を与える可能性がある。

好ましくは、乾燥粉砕装置（１７）は、流入する汚水を分解して流入加圧空気に曝すための回転ブレードなどを具える。そのプロセス又はプラントの効率は、ある程度、乾燥粉砕装置（１７）によって生成される汚水乾燥物の粒径に依存する。これは、多くの固形燃料のように、汚水が、浮遊状態で燃焼する場合、より効率的に燃焼することとなるからである。微粒子として浮遊状態で燃焼する固形燃料は、より速く燃焼して、より高速にエネルギを放出する傾向があり、多くの場合、生成される灰も少なくなる。

汚水乾燥物粒子の含水量は、２０質量パーセント未満とすべきであり、好ましくは、１５パーセント未満である。そのプロセスの最適な効率性のために、汚水乾燥物粒子の含水量は、理想的には、５質量パーセントと１２質量パーセントとの間にすべきである。

乾燥粉砕装置（１７）から出る汚水乾燥物と、ここで湿気を多く含む空気は、第１セパレータ（１９）を通って分離される。第１セパレータ（１９）は、例えば、バッグフィルタ、サイクロンセパレータ又はグリットアレスタのような多くの形態を採ることができる。

汚水乾燥物の少なくとも一部は、殺菌チャンバ（１３）の第２バーナ（２１）に引き渡されて、燃焼される。また、汚水乾燥物の一部が、殺菌チャンバ（１３）内で燃焼されるので、殺菌チャンバ（１３）は、燃焼チャンバ又は焼却炉と呼ぶこともできるが、しかしながら、その主要な目的は、汚水を乾燥させるために使われる空気を殺菌又は脱臭することである。

好ましくは、汚水乾燥物は、殺菌チャンバ（１３）内で浮遊状態で燃焼される。浮遊状態で汚水乾燥物を燃焼することによって、そのプロセスの著しい効率化が、実現する。汚水乾燥物を、浮遊状態で燃焼させることを可能とするためには、汚水乾燥物の粒径を非常に小さく、すなわち少なくとも直径０．５ミリメートル（ｍｍ）未満とすべきである。粒子が直径０．２ミリメートル（ｍｍ）未満であれば更によく、最適な効率のためには、粒子の少なくとも８０パーセントを、直径０．０８ミリメートル未満とすべきである。

浮遊状態での燃焼は、汚水乾燥物の燃焼からの非常に大きな割合の熱放出をもたらす。なお、火床方法を使用して生成物を燃焼すときに、生成物の約７０パーセントしか燃焼されないのが普通であり、一方、浮遊状態で生成物を燃焼すときは、約８０パーセント又はそれ以上の生成物が燃焼されるのが、一般的である。これは、汚水が浮遊状態で燃えるとき、生成される灰が含む炭素は少なくなり、低容量となることを意味する。また、燃焼が、浮遊状態で実行されるとき、燃焼プロセスからの放出物がより害が少ないものとなるのが、一般的である。また、浮遊状態で燃焼するとき、燃焼プロセスにおいて使われる空気流を変化させることによってより燃焼温度をより直接的に制御することができるため、燃焼温度の制御をより容易なものとすることができる。また、浮遊状態での燃焼は、燃焼チャンバに有害となりえるクリンカの生成を大幅に減少又は排除することができる。

一旦、汚水乾燥物が、燃焼し始めると、第１バーナ（１１）の出力を低下又は完全に停止させることができる。これは、補助燃料の使用の必要性を除去又は減少させ、ほとんどの場合、補助燃料はプロセスを開始させることのみが目的とされる。殺菌チャンバ（１３）からの高温排気ガスの一部は、引き続き取り除かれてミキサ（１５）に供給され、それにより、乾燥粉砕装置（１７）用の加熱空気が生成される。

また、湿気を多く含む空気は、殺菌チャンバ（１３）に供給されて、殺菌チャンバ（１３）内で起こる燃焼によって加熱される。この湿気を多く含む空気を約７６０℃乃至８７０℃まで加熱するとき、又は、理想的には、８００℃と８５０℃との間まで約０．４秒から１．３秒までの時間加熱することにより、ある程度、この空気を殺菌し及び／又は脱臭することができる。湿気を多く含む空気は、汚水を乾燥させるために使われるので、少なくともある程度、脱臭及び／又は浄化することなく、大気中に直接、放出するのは適当ではない。ガスを保持する理想的な温度及び要求される時間に関して専門家の意見は異なるが、最適な温度範囲は８００℃と８５０℃との間であり、最適時間は、０．５秒と１．０秒との間であることが、発明者によって現在検討されている。

大部分の汚水が、湿気を多く含む空気の温度を７６０℃乃至８７０℃に上昇させるのに十分すぎるエネルギを含んでいることが計算されている。つまり、有用な大量の余剰汚水乾燥物が、他の目的、例えば、発電のために、このプロセスから抽出することができることが予期される。補助燃料の供給は、スタートアップ中に、必要とされるだけなので、このプロセスは、正味エネルギ出力を非常に容易に生じさせることができる。

汚水処理プラントからの汚水は、一般的に、泥状であり、そのプロセスは、上述したように最初の脱水ステップを含むことができる。脱水は、ベルト乾燥器（２３）を用いて行うことができ、必要に応じて、脱水された汚水の備蓄を、プロセス（１０）への導入に備えて適切なホッパー（２５）に保存することができる。例えば遠心分離機別など別の脱水装置を、この目的のために使用することができる。

第１セパレータ（１９）によって、分離された汚水乾燥物は、その幾らかが第２バーナー（２１）に引き渡される前に、回転バルブ（２６）を介して汚水乾燥物貯蔵所（２７）に引き渡されて、収納される。汚水乾燥物は、理想的には、粉末形状であるため、それはオーガ（２９）を使用して貯蔵所から取り出して、空気流内で流動状態で第２バーナー（２１）に運ぶことができる。そのプロセスが、効率的に効率的に稼働している場合には、汚水乾燥物が全て、殺菌チャンバ（１３）用に必要とされるとは限らず、有用な割合を、エネルギー源として使用するために、システムから取り出すことができる。

上述のように、殺菌チャンバ（１３）内で生成される高温排気ガスの一部は、汚水を乾燥する加熱空気を生成するために使用される。排気ガスの残りは、大気に放出することができるが、大気に放出する前に、これらの排気ガスからの熱を、熱交換器（３１）のより抽出して、湿気を多く含むを空気が殺菌チャンバ（１３）に供給される前に、その熱により、湿気を多く含むを空気を加熱することができる。これは、湿気を多く含む空気が、任意の必要な脱臭及び／又は浄化要件を満たすために殺菌チャンバ（１３）内で好ましい温度に確実に達することを補助するとともに、要求された温度で殺菌チャンバ（１３）を保つために必要な燃料要求を最小にすることを助ける。

また、排気ガスは、第２セパレータ（３３）を通過させて、ガスの中に含まれる任意の灰を取り除くこともできる。第１セパレータ（１９）及び第２セパレータ（３３）はともに、バック式のフィルタエレメントを使用することができる。市販のバックフィルタエレメントは、極端に高価なものではないが、約２００℃に定格される。

好ましくは、湿気を多く含む空気は、約１００℃乃至１４０℃で乾燥粉砕装置を離れるが、第１セパレータ（１９）は、その温度に耐えることができる。この湿気を多く含む空気が、熱交換器（３１）を通過するとき、その目的は、温度を４２０℃乃至５３０℃まで上昇させることであり、又理想的には、４５０℃と５００℃との間に上昇させることである。同様に、熱交換器（３１）を通過する高温排気ガスは、その温度をそれらが殺菌チャンバ（１３）に到達する８００℃から、それらが第２セパレータ（３３）を通過する前の、約１５０℃乃至１２０℃に低下させることが好ましい。

概略図は、このプロセスを通じて空気とガスの移動を助けるために用いられる多数のファン（３５）を示している。５つのファンが示されるが、これらのファンの全てが必要とされるわけではなく、又はそれ以上必要とされる場合もある。ファンの必要条件は、本明細書に記載されているプロセスを実行するために製造されるプラントの実際の構成に依存することとなる。

図２乃至図４を参照すると、乾燥粉砕装置（１７）が、より詳細に示され、記載されている。乾燥粉砕装置（１７）は、乾燥及び粉砕が行われるチャンバを規定する筐体（４１）を具える。筐体は、第１端部（４７）に空気又はガス注入口（４３）及び生成物注入口（４５）有し、第２端部（５１）に生成物出口（４９）を有する。乾燥粉砕装置（１７）は、湿気のある、又は脱水された汚水の形態の生成物を粉状化して、乾燥するように設計されている。

また、乾燥粉砕装置（１７）は、回転部（５３）を具え、この回転部（５３）は、そのハブ部分（５７）から放射状に延出する複数のブレード（５５）を有する。回転部（５３）は、筐体（４１）内で回転し、筐体（４１）内導入される任意の生成物を破砕し、粉状化するように構成されている。筐体（４１）と回転部（５３）はともに、メインフレーム（５９）によって支持することができ、回転部（５３）は、シャフト（図示せず）で支持して、モータ、例えば電気モータによって駆動することができる。

回転部（５３）は、流入する任意の生成物をスライスし、切り刻み、液体に侵して柔らかくするように構成された第１ステージ（６１）と、スライスされ、切り刻まれ、液体に侵して柔らかくされた生成物を微細に粉状化するように構成された第２ステージ（６３）とを具える。生成物注入口（４５）は、任意の流入生成物を直接、回転部（５３）の第１ステージ（６１）のブレード（５５）の先端に導くように構成されている。

更に、装置（１７）は、筐体（４１）の外径からほぼ内方向に突出し、回転部（５３）の任意の回転ブレード又は羽根（５５）の軌道間に位置する固定ブレード又は羽根（図示せず）を具える。

第１ステージ（６１）のブレードの少なくとも一部は、各ブレードの幅が、回転部の回転方向にほぼ揃えられるように構成されている。この構成によって、第１ステージ（６１）のブレードは、流入生成物を切り刻み、スライスすることができる。

第２ステージ（６３）のブレード又はサーキュレータ（５５）の少なくとも一部は、各ブレードの幅が、回転部（５３）の回転軸（６５）にほぼ揃えられるように構成されている。この構成によって、ブレード又は第２ステージ（６３）の循環装置（５５）は、切り刻まれ、又はスライスされた生成物を循環させて、粉状化することができる。

この例では、回転部（５３）のブレード（５５）は、回転部のハブ部分（５７）に対して固定される。この構成の利点は、それ自体がより大きな球状体又は凝集に再構成しようとする傾向のある汚水の凝集体又は球状体が流入するのを許容するために、ブレードが簡単に回転することができないことである。

筐体（４１）の少なくとも一部は、円筒形であり、回転部（５３）のブレード（５５）の先端は、円筒形に形成された部分の内径（６７）に隣接して移動するように構成されている。好ましくは、筐体（４１）の内径（６７）の表面の少なくとも一部が、溝（図示せず）を具えている。そして、好ましくは、溝は、回転部（５３）の回転軸（６５）に対して実質的に螺旋状に整列されている。

好ましくは、内径（６７）上で実質的に螺旋状に形成された溝は、空気と生成物の渦巻く流れが装置（１７）を通って移動して回転部（５３）により回転されるために、その渦巻く流れに対してある程度位置合わせされる。そのような調整は、捕捉された生成物を溝から取り除き、それらを実質的に清浄に保つことを助けることができる。

回転部（５３）の第２ステージ（６３）は、筐体（４１）の内径（６７）の表面と協働して摩擦粉砕機を形成する。生成物は、筐体（４１）の内径（６７）内の溝によって少なくとも部分的に保たれる他の生成物のを超えてある生成物を押圧するため、第２ステージ（６３）のブレード（５５）の動きによってそれ自体擦り付けることができる。使用の際、好ましくは、ブレード（５５）の先端速度は、２５メートル毎秒から３５メートル毎秒の範囲内である。

空気注入口又はガス注入口（４３）が、回転部（５３）の第１端部（４７）に向けて空気又はガスを取り入れるように構成されるとともに、生成物出口（４５）が、回転部（５３）の第２端部（５１）に向けて配置されて、回転部（５３）の回転軸（６５）に隣接するか、回転軸（６５）の周囲に位置することが、図面から分かる。これにより、装置（１７）を通る空気流を形成することができる。筐体（４１）内の遠心作用が、粉砕領域、すなわち、筐体（４１）の内径（６７）の表面近傍内により重い湿った粒子を保持する傾向があることから、生成物のより乾燥した、より軽い粒子のみが、生成物出口（４５）を介して装置から離れ易くなる。

生成物が乾燥され、粉状化されるレベルは、装置（１７）を通る空気流、ひいては平均流速を変えることによって、及び回転部（５３）のブレード（５５）の回転速度を調節することによって、ある程度調節することができる。より高い空気流の速度とより低い回転速度により、より重い又はより大きい、及びより湿気のある粒子は、生成物出口への経路を見つけることができるが、より低い空気流速度及びより高い回転速度は、長期間、筐体（４１）内で、これらの粒子を保持する傾向を有することとなる。

汚水が装置（１７）内で、粉砕されて粉状化されるとき、汚水の表面積は、大幅に増加して場合により４０，０００倍にも達する。汚水粒子は著しく増加した表面積を有し、加熱空気にさらされるため、急速に乾燥することとなる。５８０℃から６２０℃の範囲の加熱空気の供給は、この目的に適しており、流入する汚水を瞬く間に乾燥させることが予期できる。

装置（１７）は、更に、例えば遠心分離器を使用して生成物出口（４５）に向かう生成物のより大きく、湿気のある粒子の発達を妨げるように構成される分類器を選択的に、具えるようにしてもよい。

実質的に脱水された生成物を乾燥及び粉砕する方法は、
筐体（４１）のチャンバ内に脱水された生成物を取り込むステップと、
チャンバ内で脱水された生成物をスライスし、又は切り刻むステップと、
加熱空気をチャンバ内に取り込み、スライスされ、切り刻まれた生成物をスライスされ、切り刻まれた直後に加熱空気に曝すステップと、
スライスされ、切り刻まれた生成物を、同じチャンバ内に位置する摩擦粉砕機に直接引き渡すステップと、
生成物のより細かく、より乾燥され、粉砕された粒子を、チャンバを通って誘導される空気流とともにチャンバから出すステップとを有するものとして述べることができる。

好ましくは、チャンバから出る生成物の粒子の少なくとも８０パーセントが、直径０．０８ミリメートル未満であり、又はチャンバから出る粒子の平均サイズが直径０．５ミリメートル未満である。どんな場合でも、チャンバから出る粒子の平均サイズが、直径１．５ミリメートル未満とすべきである。粒子が細かくなる程、より効率的に、それら粒子を、殺菌チャンバ（１３）内で燃焼すことができる。

好ましくは、チャンバから出る粒子の含水量は、５質量パーセントと１２質量パーセントとの間であり、又は少なくとも１５質量パーセント又は２０質量パーセント未満である。

本明細書に記載される実質的に脱水された生成物を乾燥させ、粉砕する方法は、生成物処理プロセスの一部を形成することができる。

本発明に関連する技術分野の当業者に対して、本発明の構造上の多くの変更と様々な実施例と用途が、添付の特許請求の範囲に定義される発明の範囲から逸脱することなく、示唆されるであろう。本明細書における開示と記述は、単に例示的なものであり、いかなる意味においても限定を目的とするものではない。

粉砕及び乾燥装置（１７）を、主に汚水の形態で生成物を乾燥することに関して記載したが、当該装置が、他の生成物、例えば食品加工工場からの廃棄物を乾燥する用途を有することが想定される。

図示の実施例では、第２ステージ（６３）のブレード（５５）が、平らなブレードとして示されている。ブレード（５５）は代替的な形状を用いることが可能であり、例えば、ブレード（５５）は、ピン又はハンマーの形態をとることができる。

この明細書を通して、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」と、その変化した「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」と「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」のような用語は、他の付加物、構成要素、完全体又はステップを排除することを意図してはいない。

従って、本発明の少なくとも好ましい形態が、汚水の含水量を著しく減らし、比較的細かく粒子を粉砕するために用いられる乾燥装置を提供する。重要なことに、装置は、詰まりが生じにくく、高い水準で確実に動作する。その理由の一つは、汚水が、粉砕される前に、すぐにスライスされ、切り刻まれ、又は液体に侵して柔らかくされるためであり、汚水が再構成する機会を提供することはない。汚水は非常に粘着性があり、これまでは、脱水された汚水が再構成することが、大きな問題であることが分かった。

汚水を乾燥させ、粉砕する問題を解決したため、乾燥装置及び方法は、より大きな汚水処理プラント又はプロセスに適している。

Claims (31)

1. 筐体及び回転部を有する乾燥粉砕装置であって、
   前記筐体が、第１端部に空気又はガス注入口と生成物注入口とを備える一方、第２端部に生成物排口を具え、
   前記回転部が、当該回転部のハブ部分から放射状に延出する複数のブレードであって、前記筐体内で回転するとともに、前記筐体内に導入された任意の生成物を粉砕して粉状化するように構成された複数のブレードを具え、
   前記生成物注入口が、流入する任意の生成物を前記回転部のブレードに直接導くように構成されていることを特徴とする装置。
2. 請求項１に記載の乾燥粉砕装置において、前記生成物注入口が、流入する任意の生成物を前記ブレードの前記先端に直接導くように構成されていることを特徴とする装置。
3. 請求項２に記載の乾燥粉砕装置において、前記回転部が、流入する任意の生成物をスライスし、切り刻み、又は液体に浸して軟らかくするように構成された第１ステージと、前記スライスされ、切り刻まれ、液体に浸して軟らかくされた生成物を微細に粉状化するように構成された第２ステージとを具えることを特徴とする装置。
4. 請求項３に記載の乾燥粉砕装置において、更に、前記装置は、前記筐体の外径からほぼ内方向に突出し、前記回転部の任意の回転ブレード又は羽根の前記軌道間に位置する固定ブレード又は羽根を具えることを特徴とする装置。
5. 請求項４に記載の乾燥粉砕装置において、前記回転部の前記第１ステージの前記ブレードの少なくとも一部は、各ブレードの幅が、前記回転部の回転方向にほぼ揃えられるように構成されていることを特徴とする装置。
6. 請求項５に記載の乾燥粉砕装置において、前記回転部の前記第２ステージの前記ブレードの少なくとも一部は、各ブレードの幅が、前記回転部の回転軸にほぼ揃えられるように構成されていることを特徴とする装置。
7. 請求項６に記載の乾燥粉砕装置において、前記回転部の前記ブレードは、前記回転部の前記ハブ部分に対して固定されることを特徴とする装置。
8. 請求項７に記載の乾燥粉砕装置において、前記空気注入口又は前記ガス注入口が、前記回転部の第１端部に向けて空気又はガスを取り入れるように構成されることを特徴とする装置。
9. 請求項８に記載の乾燥粉砕装置において、前記生成物出口が、前記回転部の前記回転軸に隣接するか、前記回転軸の周囲に位置することを特徴とする装置。
10. 請求項９に記載の乾燥粉砕装置において、前記筐体の少なくとも一部は、円筒形であり、前記回転部の前記ブレードの前記先端は、前記円筒形に形成された部分の内径に隣接して移動するように構成されていることを特徴とする装置。
11. 請求項１０に記載の乾燥粉砕装置において、前記筐体の前記内径の前記表面の少なくとも一部に、溝が設けられていることを特徴とする装置。
12. 請求項１１に記載の乾燥粉砕装置において、前記溝が、前記回転部の前記回転軸に対して実質的に螺旋状に整列されていることを特徴とする装置。
13. 請求項１２に記載の乾燥粉砕装置において、前記回転部の前記第２ステージは、前記筐体の前記内径の前記表面と協働して摩擦粉砕機を形成することを特徴とする装置。
14. 請求項１３に記載の乾燥粉砕装置において、前記装置は、更に、前記生成物出口に向かう生成物のより大きく、湿気のある粒子の前記発達を妨げるように構成される分類器を選択的に具えることを特徴とする装置。
15. 請求項１４に記載の乾燥粉砕装置において、前記分類器が、遠心分離器を具えることを特徴とする装置。
16. 本出願で実質的に特定される少なくとも一つの乾燥粉砕装置を組み込むことを特徴とする汚水処理プラント。
17. 請求項１６に記載の汚水処理プラントにおいて、更に、前記プラントが、前記乾燥粉砕装置に前記汚水が入る前に、少なくとも部分的に汚水を脱水することができる汚泥脱水装置を具えることを特徴とする装置。
18. 実質的に脱水された汚水を乾燥させて粉状化する方法であって、
    前記脱水された汚水をチャンバ内に導入するステップと、
    前記チャンバ内で前記脱水された汚水をスライスし、又は切り刻むステップと、
    前記チャンバ内に加熱空気を導入するとともに、前記脱水された汚水がスライスされ、又は切り刻まれた直後に、それらを前記加熱空気に曝すステップと、
    同じ前記チャンバ内に位置する摩擦粉砕機内直接、にスライスされ、又は切り刻まれた汚水を入れるステップと、
    より細かい又は乾燥した前記生成物の粉状化粒子が、前記チャンバを通って誘導される空気流に沿って、前記チャンバから排出されるようにするステップとを具えることを特徴とする方法。
19. 請求項１８に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバを通る前記空気流の速度が、好ましい粒径又は粒子の含水量を達成するように調節可能であることを特徴とする方法。
20. 請求項１９に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記粉砕機の回転速度が、好ましい粒径又は粒子の含水量を達成するように調節可能であることを特徴とする方法。
21. 請求項２０に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の前記平均サイズが、直径１．５ミリメートル未満であることを特徴とする方法。
22. 請求項２１に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の前記平均サイズが、直径０．５ミリメートル未満であることを特徴とする方法。
23. 請求項２２に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の少なくとも８０パーセントが、直径０．０８ミリメートル未満であることを特徴とする方法。
24. 請求項２３に記載の主張される実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の前記含水量が、２０質量パーセント未満であることを特徴とする方法。
25. 請求項２４に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の前記含水量が、１５質量パーセント未満であることを特徴とする方法。
26. 請求項２５に記載の実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法において、前記チャンバから出る前記粒子の前記含水量が、５質量パーセントと１２質量パーセントとの間であることを特徴とする方法。
27. 本出願で記載されているような実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法を組み込んでいることを特徴とする汚水処理プロセス。
28. 添付の図面を参照して、実質的に本出願に記載されているような乾燥粉砕装置。
29. 前記添付の図面を参照して、実質的に本出願に記載されているように少なくとも一つの実質的な乾燥粉砕装置を組み込んでいることを特徴とする汚水処理プラント。
30. 前記添付の図面を参照して、本出願に記載されているように実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕することを特徴とする方法。
31. 前記添付の図面を参照して、本出願に記載されているように実質的に脱水された汚水を乾燥及び粉砕する方法を取り入れる汚水処理プロセス。
    

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