JP2011220544A - 湿潤材料乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばバイオマス原料等の水分が多い湿潤材料を効率的に乾燥させることができる簡易な構成の湿潤材料乾燥装置を提供する。
【解決手段】湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給する湿潤材料供給装置１３と、前記流動床装置１２の流動床１４Ａ内に配設され、内部に加熱媒体１５を供給し、外部からの流動化ガスＧにより、前記流動床装置１２内の流動材１７と共に前記湿潤材料１１が流動物として流動されつつ前記湿潤材料１１を乾燥する加熱装置１９と、前記流動床装置１２内で流動材１７と乾燥材料２２とを分離させ、分離した流動材１７を内部循環してなる分離手段２１と、を具備する。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、例えば湿潤材料であるバイオマスを効率よく乾燥させることができる湿潤材料乾燥装置に関する。

例えば水分を含有する石炭等の湿潤材料を乾燥するには、従来流動層乾燥装置を用いている（特許文献１乃至３参照）。
従来の流動層乾燥装置は、流動層を形成する装置本体内に湿潤材料である例えば石炭を供給し、流動及び加熱用ガスとして例えば加熱空気を供給している。

特開２０００−１９７８５４号公報 特開２００３−１３０５４５号公報 特開２００８−１２８５２４号公報

しかしながら、湿潤材料の大きさが数ｍｍ以上となると、流動化ガス流速を大きくとる必要があり、従来の熱風乾燥式の流動層乾燥装置の場合、大量の乾燥熱ガスを使用するので、そのエネルギーコストが増大すると共に加熱用の熱風発生装置及び送風装置が大がかりとなる、という問題がある。

また、湿潤材料として、水分が多いバイオマス原料、特に棒状のバイオマス原料（わら、木くず滓等）である棒状湿潤材料を乾燥させる場合には、流動ガスとして、加熱空気を用いるだけでは、棒状湿潤材料の流動化がなされない、という問題もある。

本発明は、前記問題に鑑み、例えばバイオマス原料等の水分が多い湿潤材料を効率的に乾燥させることができる簡易な構成の湿潤材料乾燥装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、湿潤材料を流動床装置内に供給する湿潤材料供給装置と、前記流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置と、前記流動床装置内で流動材と乾燥材料とを分離させ、分離した流動材を内部循環してなる分離手段と、を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記分離手段は、流動床装置内部に設けられ、流動床を仕切ると共に、その下方側で流動床側と連通する仕切り板と、該仕切り板の上部側に設けられ、流動床からオーバーフローする流動材と乾燥材料とを分離する分離手段と、分離手段により流動材を分離させて、分離した流動材を再度流動床側に循環する移動床を形成する流動材循環室を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記分離手段の目開きが０．５〜１．５ｍｍの篩であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第４の発明は、第３の発明において、前記篩が、目開きが３ｍｍ〜１０ｍｍの第１の篩と、目開きが０．５〜１．５ｍｍの第２の篩とからなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記流動材循環室の底部が傾斜してなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記湿潤材料供給装置から供給する湿潤材料を、流動床装置の上部側又は下部側のいずれかより供給してなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第７の発明は、第１乃至６のいずれか一つの発明において、前記流動床の層高を所定高さに維持する層高制御手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第８の発明は、第１乃至７のいずれか一つの発明において、前記流動材循環室の傾斜部又は仕切り板の連通部に設けられ、流動材を強制循環させるアシストガスを供給する供給ノズルを有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第９の発明は、第６の発明において、前記湿潤材料供給装置から供給する湿潤材料を、流動床装置の上部側より供給する際、前記湿潤材料の分散を図る分散手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１０の発明は、第１乃至９のいずれか一つの発明において、前記流動床下部から流動材を抜出す抜出し手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１１の発明は、第１乃至１０のいずれか一つの発明において、流動化ガスを導入する風箱を二分割し、流動化ガスのガス流速を、湿潤材料供給側の流動床の流動化ガスの供給量を、移動床側に隣接する流動床側のガス供給量より大きくしてなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１２の発明は、第１１の発明において、前記流動床の流動物の流れを抑制する抑制板を設けてなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１３の発明は、第１１又は１２の発明において、前記流動床下部内に設けられ、移動床からの流動材を湿潤材料供給側へ移動させる移動手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１４の発明は、第１の発明において、前記分離手段は、流動床装置の頂部側近傍に設けられ、流動床から流動材を抜出すフィーダと、該フィーダの周囲に設けられ、流動材と乾燥材料とを分離する分離手段と、を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１５の発明は、第１乃至１４のいずれか一つの発明において、前記流動材が平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１６の発明は、第１乃至１５のいずれか一つの発明において、前記湿潤材料が棒状のバイオマス原料であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１７の発明は、第１乃至１６のいずれか一つの発明において、湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

第１８の発明は、第１乃至１７のいずれか一つの発明において、前記加熱装置の加熱が高温水蒸気であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。

本発明によれば、流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置により湿潤材料を乾燥するので、湿潤材料を効率的に流動化させつつ乾燥することが可能となる。

図１−１は、実施例１に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図１−２は、図１−１のＸ−Ｘ矢視図である。 図２は、実施例２に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図３は、実施例３に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図４は、実施例４に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図５−１は、実施例５に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図５−２は、実施例５に係る他の湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図６は、実施例６に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図７は、実施例７に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図８は、実施例８に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図９−１は、実施例９に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図９−２は、図９−１のＸ−Ｘ矢視図である。 図１０−１は、実施例１０に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図１０−２は、図１０−１のＸ−Ｘ矢視図である。 図１１は、実施例１１に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。 図１２は、実施例１１に係る他の湿潤材料乾燥装置の概略図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図１−１は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図であり、図１−２は、図１−１のＸ−Ｘ矢視図である。
図１に示すように、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０Ａは、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給する湿潤材料供給装置１３と、前記流動床装置１２の流動床１４Ａ内に配設され、内部に加熱媒体１５を供給し、外部からの流動化ガスＧにより、前記流動床装置１２内の流動材１７と共に前記湿潤材料１１が流動物として流動されつつ前記湿潤材料１１を乾燥する加熱装置１９と、前記流動床装置１２内で流動材１７と乾燥材料２２とを分離させ、分離した流動材１７を内部循環してなる分離手段２１と、を具備するものである。
なお、図１中、符号２４は流動化目皿、２４ａはガス供給孔、２５は乾燥排ガス、２６は凝縮水を各々図示する。

本実施例における前記分離手段２１は、流動床装置１２内部に設けられ、流動床１４Ａを仕切ると共に、その下方側で流動床１４Ａ側と連通する仕切り板２０と、該仕切り板２０の上部側に設けられ、流動床１４Ａからオーバーフローする流動材１７と乾燥材料２２とを分離する分離手段２１と、分離手段２１により流動材１７を分離させて、分離した流動材１７を再度流動床１４Ａ側に循環する移動床１４Ｂを形成する流動材循環室２３を具備するものである。

本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０Ａによれば、内部を仕切り板２０により流動床１４Ａ部分と移動床１４Ｂ部分に分離し、流動床１４Ａ部分では下部に流動化目皿２４を配置し、流動化ガスＧを通気している。
この流動化ガスＧは空気、窒素、蒸気等で、乾燥温度で乾燥製品と急激な化学反応を発生しない種類であればよい。

流動床１４Ａ部分は流動化により空隙率が増加し、見かけ密度が低下しているので、流動床１４Ａ上面と移動床１４Ｂ上面にレベル差が発生する。
本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０Ａは、上記レベル差部分に、流動材１７と乾燥材料２２との分離機構である篩等の分離手段２１を設けている。

よって、湿潤材料供給装置１３から湿潤材料１１を流動床装置１２内に投入すると、流動床１４Ａ側の体積が増加するので、体積増加分は仕切り板２０の上端から移動床１４Ｂ側にオーバーフローすることとなる。
このオーバーフローしたものは、分離手段２１である篩により乾燥材料２２と流動材１７とに篩分けられ、移動床１４Ｂ上部に落下する。

この分離手段２１には、流動材１７の目詰まりを防止する装置として、例えば加振機や回転式詰まり除去装置や逆洗装置を設けるようにすることが望ましい。

移動床１４Ｂ上部に落下した流動材１７により、移動床１４Ｂ側のヘッドが高くなるので、仕切り板２０下部の連通部から流動材１７が流動床１４Ａ側に供給される。
流動材循環室２３の側壁下部に傾斜部２３ａを設けているので、移動床１４Ｂから流動床１４Ａへの流動材１７の移動を安定して行うことができる。

このように、本発明は、流動床１４Ａと移動床１４Ｂとのヘッド差を利用して、分離手段２１の設置スペースを確保し、また流動材１７の装置内部に係る循環によりコンパクトな装置構成が可能となる。

本実施例では、前記分離手段２１として篩を用いた場合には、その目開きを０．５〜１．５ｍｍ程度のものとしている。
ここで、篩の目開きを０．５〜１．５ｍｍ程度としているのは、乾燥後の乾燥材料２２から所定粒径の流動材１７を効率よく分離させるに好ましい範囲としている。
本実施例では、流動材と乾燥材料の分離の分離手段として篩を用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば比重分離、遠心分離、静電分離等の各種分離方法を適用しても良い。

ここで、流動材１７は、例えばケイ砂、石灰石、ガラスビーズ等の難反応性で平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材とするのが好ましい。

また、本実施例においては、前記流動材循環室２３の底部に向かって側壁の一部に傾斜部２３ａを形成している。この傾斜部２３ａの傾斜角度は流動材１７の粒子の安息角（例えば、ケイ砂の場合は３２°）以上とするのが、移動床１４Ｂから流動床１４Ａ側への移行が良好となるので、好ましい。

このような湿潤材料乾燥装置１０Ａによれば、流動床装置１２内に、湿潤材料１１を湿潤材料供給装置１３から供給し、別途投入された流動材１７と流動床１４Ａを形成している。
この流動床１４Ａには、外部から流動化ガスＧが風箱１６を介して、内部に供給され、流動材１７を流動化させて湿潤材料１１の流動化を促進させるようにしている。
よって、良好な流動状態とするために、湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加するようにすればよい。なお、流動材１７の添加量は、湿潤材料１１の湿潤の度合いと形状により左右されるので、適宜変更するようにすればよい。

ここで、本発明で湿潤材料１１とは、例えばもみ殻、藁、木片、木材チップ等の水分含有量が多いバイオマス原料や、水分含量が多い褐炭や亜瀝青炭や泥炭の化石燃料等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、棒状の湿潤材料の場合は、例えば数ｍｍ×１０〜５０ｍｍのバイオマス原料が一部でも混合した原料である。

また、湿潤材料１１の水分含有量は、水分が３０％以上の高水分含有量のものである。

流動床１４Ａ内部に配設される加熱装置１９である伝熱管内には、外部から高温蒸気（例えば１５０℃過熱蒸気）を加熱媒体１５として用い、高温蒸気の潜熱を利用して湿潤材料１１を乾燥させるようにしている。乾燥に利用された高温蒸気は、例えば１５０℃の凝縮水２６として、外部に排出されている。なお、符号１９ａは高温蒸気供給ヘッダ、１９ｂは凝縮水排出ヘッダを図示する。
すなわち、加熱装置（伝熱管）１９内面では、高温蒸気が凝縮して液体（水分）になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、湿潤材料１１の乾燥の加熱に有効利用することができる。加熱媒体１５は相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱管の替わりに電気ヒータを設置しても良い。

流動床１４Ａを流動化させる流動化ガスＧは、装置内部で結露しない物性のガスを使用することが好ましい。尚、発火しにくい湿潤材料を乾燥させる場合には、空気の使用が好ましい。また、発火し易い湿潤材料１１を乾燥させる場合には、例えば窒素、二酸化炭素又はこれらのガスを含む低酸素濃度の空気の使用が好ましい。

流動床装置１２内の流動床１４Ａの上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから排出される乾燥排ガス２５は、湿潤材料１１が乾燥し微粉化したものが含まれているので、別途集塵装置等により固体成分を分離し、乾燥材料２２に混合するようにすればよい。

所定時間流動床１４Ａ内で多量の流動材１７により撹拌混合された湿潤材料１１は流動床１４Ａを形成し、流動化ガスＧの供給により撹拌され、加熱装置１９により乾燥されて乾燥材料２２となり、流動物の一部は分離手段２１である篩により、流動材１７と乾燥材料２２とに分級され、両者が分離される。

篩によって分離された流動材１７は流動材循環室２３にて落下し、移動床１４Ｂを形成し、安息角以上の傾斜部２３ａの傾斜により、流動化目皿２４側の流動床１４Ａ側に送られ、再利用される。

一方、乾燥材料２２は、乾燥バイオマス原料として、例えばボイラ、ガス化炉、発酵装置等の原料として利用に供される。

この湿潤材料乾燥装置１０Ａを用いて、湿潤材料１１を乾燥するには、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給して、ケイ砂等の流動材１７を投入し、流動床１４Ａを形成する。次いで、風箱１６から供給される流動化ガスＧを流動化目皿２４のガス供給孔２４ａを介して流動床１４Ａ内に供給し、内部を流動化させつつ、配設された加熱装置１９である伝熱管からの加熱により湿潤材料１１を乾燥させる。
その後、所定時間乾燥に供された湿潤材料１１はその水分が除去されて、乾燥材料２２となり、流動物として仕切り板２０を超え、篩による分離手段２１にて、流動材１７と乾燥材料２２とが分離され、乾燥材料２２が乾燥製品となる。

このように、本発明によれば、流動材１７として湿潤材料１１よりも最小流動化速度が小さいケイ砂等の物質を混合することにより、低い流動化ガス流速で流動化を行うことが可能となり、伝熱効率を向上することが出来、乾燥効率が向上する。また流動床装置１２の内部にて分離手段２１により、流動材１７を分離するので、外部に流動物（流動材１７と乾燥材料２２との混合物）を排出した後に分離する場合に較べて、熱損失がないので、乾燥エネルギーの流出を防止でき、エネルギー効率の良好な湿潤材料の乾燥を行うことができる。

この結果、従来のように、流動化ガスのみで、乾燥を行う場合のような、湿潤材料の流動の不具合を解消すると共に、大がかりな加熱装置を必要とせず、少ないエネルギーのみで湿潤材料の良好な乾燥が可能となる。

本発明による実施例２に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図２は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。なお、実施例１に係る湿潤材料乾燥装置の構成部材と同様の構成部材には同一符号を付してその説明は省略する（以下の実施例においても同様）。
図２に示すように、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｂは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに分離手段２１である篩を二種類の目開きの異なるものを用いている。
ここで、目開きが粗い篩２１Ａは、目開きを３ｍｍ〜１０ｍｍとしており、目開きが細かい篩２１Ｂは、目開きを０．５〜１．５ｍｍとしている。

篩の目開きをそれぞれ異なるものとするようにしているので、１つ目の粗い篩２１Ａで、比較的大きい乾燥材料２２を分離し、２つ目の細かい篩２１Ｂで比較的小さい乾燥材料２２を分離する事により、２つ目の細かい篩２１Ｂの分離負荷を軽減し、目詰まりを防止するようにしている。

本発明による実施例３に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図３は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図１に示すように、実施例１に係る湿潤材料乾燥装置１０Ａは、湿潤材料供給装置１３から供給する湿潤材料１１を、流動床装置１２の上部側より供給している。
これに対して、図３に示す本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｃは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに前記湿潤材料供給装置１３から供給する湿潤材料１１を、流動床装置１２の下部側より供給している。
湿潤材料供給装置１３は、流動床１４Ａの密度と比較して、著しく軽い原料を乾燥するような場合等は、流動床１４Ａに混合・加熱されにくいので、流動床１４Ａの底部側に湿潤材料１１を供給することでこれを抑制するようにしている。

本発明による実施例４に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図４は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図４に示すように、実施例４に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｄは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに前記流動床１４Ａの層高を所定高さに維持する層高制御手段である流動材追加手段４１及び流動材抜出し手段４２を有している。

湿潤材料乾燥運転に伴い、流動床１４Ａの高さが変化した場合は、流動材追加手段４１及び流動材抜出し手段４２により、流動床１４Ａの層高を調整するようにしている。この層高制御には、例えば差圧計やレベル計等を用いて、その計測データを図示しない制御装置で制御・指示するようにしている。これにより、適切な乾燥状態を常に維持することが可能となる。

本発明による実施例５に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図５−１、図５−２は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図５−１に示すように、実施例５に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｅ−１は、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに前記流動材循環室２３の傾斜部２３ａに、分離落下した流動材１７を強制循環させるアシストガス４３ａを供給する供給ノズル４３Ａを設けている。
この供給ノズル４３Ａは、移動床１４Ｂ下部の、移動床１４Ｂから流動床１４Ａ側への粒子移動をスムーズに行う為に、設置している。

また、図５−２に示すように、実施例５に係る他の湿潤材料乾燥装置１０Ｅ−２は、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに湿潤材料１１を乾燥させる流動床１４Ａ部と乾燥した原料を分離した後の移動床１４Ｂ部の仕切り板２０の下方隙間部に，アシストガス４３ａを供給する供給ノズル４３Ｂを設けている。

実施例１における移動床１４Ｂから流動床１４Ａへの流動材１７の流れ込みは、重力流れで決定し、その量を制御していない。
これに対し、本実施例のように、供給ノズル４３Ａ、４３Ｂを設けることにより、アシストガスを噴出することとなり、重力流れ以上の流動材１７を循環することができる。
よって、自然循環以上の循環量を確保できれば、湿潤材料１１の処理量も増加することができ、乾燥効率の向上を図ることができる。

また、供給ノズル４３Ａ、４３Ｂを両方設置し、アシストガス４３ａの供給を同時に行うようにして、粒子の移動をさらに良好にさせてもよい。

本発明による実施例６に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図６は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図６に示すように、実施例６に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｆは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに前記湿潤材料供給装置１３から供給する湿潤材料１１を、流動床１４Ａの上部側に供給する際、投入された湿潤材料１１の分散を図る分散手段４４を有している。
湿潤材料供給装置１３から供給される湿潤材料１１が塊状で供給される場合等は、流動床１４Ａの上部に分散手段（例えばスプレッダ等）を設置し、原料の分散を良くするようにしている。分離手段４４から落下しない塊状物は図示しない払出し手段で再度、湿潤材料供給装置１３に送られている。

本発明による実施例７に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図７は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図７に示すように、実施例７に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｇは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに前記流動床１４Ａ下部から流動材１７を抜出す抜出し手段である流動材抜出し管６１を設けている。

湿潤材料１１には、異物の除去が完全ではないので、異物６２の混入がある。乾燥処理を長期間に亙って行うと、湿潤材料１１と一緒に持ち込まれた異物６２が、流動床１４Ａ内に堆積する可能性が高くなり、その量が増加すると流動不良等が発生するおそれがある。
このため、本実施例のような流動材抜出し管６１を設けることで、それらを防止するようにしている。
抜出し手段としては、例えばスクリューフィーダやロータリーフィーダ等の機械装置やＬバルブ等のいわゆるニューマチックバルブ等を用いるようにしても良い。図７の流動材抜出し管６１はＬバルブを示している。
この結果、本実施例によれば、流動材抜出し管６１を設けているので、異物６２を流動材１７と共に、流動床装置１２の系統外へ効率的に排出することができ、長期間に亙って安定した運転が可能となる。

本発明による実施例８に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図８は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図８に示すように、実施例８に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｈは、実施例１の湿潤材料乾燥装置１０Ａにおいて、さらに流動化ガスＧを導入する風箱１６を湿潤材料供給側と移動床１４Ｂ側とに仕切り部１６ａで二分割し、流動化ガスＧのガス流速を、湿潤材料供給側の流動床１４Ａへの流動化ガスＧの供給量を、移動床１４Ｂ側に隣接する流動床１４Ａ側へのガス供給量より大きくしている。

ガス供給量を異なるようにしているので、流動床１４Ａからのオーバーフロー部分において、オーバーフローする乾燥材料２２に対する流動材１７の割合を小さくする事により、分離手段２１のサイズを小さくすることが可能となる。

すなわち、流動化ガスＧの吹き上げ速度が最小流動化速度に近い方が、オーバーフローする流動材１７の割合を小さくできるが、流動床１４Ａにおける湿潤材料１１と流動材１７との混合伝熱が悪化し、乾燥速度が小さくなると言う不具合を生じる。
そこで、湿潤材料供給装置１３側における投入側の流動床１４Ａの流動化ガスＧ₁のガス流速を高く（流速大）、オーバーフローする移動床１４Ｂ側の流動床１４Ａの流動化ガスＧ₂速度を低く設定することにより、良好な混合伝熱を維持することと、オーバーフローする流動材量を小さくすることとの両立を図ることができる。

ここで、湿潤材料投入部分の流動化ガス（流動化ガスＧ₁）流速とオーバーフロー部の流動化ガス（流動化ガスＧ₂）流速の比は、例えば１．５〜２（数値のご確認をお願いいたします。）であることが好ましい。

本発明による実施例９に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図９−１は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。図９−２は図９−１のＸ−Ｘ矢視図である。
図９−１及び９−２に示すように、実施例９に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｉは、実施例８の湿潤材料乾燥装置１０Ｈにおいて、さらに前記流動床１４Ａを内の流動物の流れを抑制する抑制板５１Ａ、５１Ｂを設けている。

湿潤材料供給装置１３から投入され湿潤材料１１がオーバーフロー部にショートカットすると、乾燥材料２２に水分濃度が高い物が含まれることとなるので、湿潤材料１１のショートカットを防止するために流動物の流れを抑制する抑制板５１Ａ、５１Ｂを設けて、供給された湿潤材料１１は両者を通過して、乾燥を経た後にオーバーフロー部側へ移動するようにしている。

本発明による実施例１０に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図１０−１は、実施例１０に係る湿潤材料乾燥装置の概略図であり、図１０−２は、図１０−１のＸ−Ｘ矢視図である。
図１０−１、１０−２に示すように、実施例１０に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｊは、実施例９の湿潤材料乾燥装置１０Ｉにおいて、さらに前記流動床１４Ａ下部内に設けられ、移動床１４Ｂからの流動材１７を湿潤材料供給側へ移動させる移動手段であるスクリューフィーダ５５を設けている。

実施例９において、湿潤材料投入部分の流動化ガス（流動化ガスＧ₁）の流速を高く、オーバーフロー部の流動化ガス（流動化ガスＧ₂）の流速を低くした場合、原料投入側で流動材１７の量が相対的に少なくなる可能性が考えられる。そのため、分離手段２１にて分離した流動材１７をスクリューフィーダ５５により原料投入側まで強制的に戻すことで、流動材量を適正となるように調整することができる。

本発明による実施例１１に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図１１は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図１１に示すように、実施例１１に係る湿潤材料乾燥装置１０Ｋは、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給する湿潤材料供給装置１３と、前記流動床装置１２の流動床１４Ａ内に配設され、内部に加熱媒体１５を供給し、外部からの流動化ガスＧにより、前記流動床装置１２内の流動材１７と共に前記湿潤材料１１が流動物として流動されつつ前記湿潤材料１１を乾燥する加熱装置１９と、前記流動床装置１２内で流動材１７と乾燥材料２２とを分離させ、分離した流動材１７を内部循環してなる分離手段と、を具備すると共に、前記分離手段は、流動床装置１２の頂部側近傍に設けられ、流動床１４Ａから流動材１７を抜出すフィーダ３１と、該フィーダ３１の周囲に設けられ、流動材１７と乾燥材料２２とを分離する筒状の篩３２と、を具備するものである。

すなわち、本実施例においては、流動床１４Ａの上部から流動材１７と乾燥材料２２を分離機能付きのフィーダ３１と筒状篩３２とからなる抜出し手段３３で抜き出すようにしている。この抜出し手段３３のフィーダ３１の周囲には筒状篩３２を設けているので、フィーダ３１により上部側に抜き出される際に、乾燥材料２２より粒径が小さい流動材１７を分離・落下させ、流動床１４Ａ側に戻すようにしている。

本実施例によれば、流動材１７が、流動床装置１２の外部に出ることが無く、熱損失を小さくできるので、効率的な乾燥を行うことができる。
抜出し手段３３としては、ねじ式のフィーダ３１の周囲にメッシュ状の篩を設けるようにしたものを例示することができるが、本発明はこれに限定されるものではない。

ここで、筒状篩３２の開口は乾燥材料２２より小さくし、流動材１７より大きくすることとするのが好ましい。
また、この筒状篩３２もフィーダ３１の回転に合わせて回転するようにすると、その目詰まりを防止することができるので好ましい。

また、図１２の実施例１１に係る他の湿潤材料乾燥装置１０Ｌのように、筒状篩３２の長さが短くて分離不十分の場合には、流動床装置１２から延設する管台１２ａの長さを増加して、フィーダ３１及び筒状篩３２の長さを調整するようにすれば良い。筒状篩３２から分離された流動材１７は管台１２ａ内部に沿って落下し、流動床１４Ａに戻される。

本実施例のように、流動床１４Ａの上部に、篩い機能付きの粉体移送装置である抜出し手段３３を設置し、乾燥装置内部で乾燥製品と流動材を分離する事により、熱損失を小さく出来、効率的な乾燥が可能となる。
これにより、流動床乾燥方式で乾燥製品と流動材の分離および分離流動材を効率的に流動床に戻すことができる。

以上の実施例１乃至１１の構成は、それら単独での装置構成とすることはいうまでもないが、これらを適宜組み合わせた湿潤材料乾燥装置として、所望の作用・効果を奏するようにしてもよい。

以上のように、本発明に係る湿潤材料乾燥装置によれば、例えば棒状のバイオマス原料等の湿潤材料を効率よく乾燥させることができる。

１０Ａ〜１０Ｌ 湿潤材料乾燥装置
１１ 湿潤材料
１２ 流動床装置
１３ 湿潤材料供給装置
１４Ａ 流動床
１４Ｂ 移動床
１５ 加熱媒体
１６ 風箱
１７ 流動材
１９ 加熱装置（伝熱管）
２０ 仕切り板
２１ 分離手段
２１Ａ 粗い篩
２１Ｂ 細かい篩
２２ 乾燥材料
２３ 流動材循環室
Ｆ フリーボード部
Ｇ 流動化ガス

Claims (18)

1. 湿潤材料を流動床装置内に供給する湿潤材料供給装置と、
   前記流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置と、
   前記流動床装置内で流動材と乾燥材料とを分離させ、分離した流動材を内部循環してなる分離手段と、を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
2. 請求項１において、
   前記分離手段は、流動床装置内部に設けられ、流動床を仕切ると共に、その下方側で流動床側と連通する仕切り板と、
   該仕切り板の上部側に設けられ、流動床からオーバーフローする流動材と乾燥材料とを分離する分離手段と、
   分離手段により流動材を分離させて、分離した流動材を再度流動床側に循環する移動床を形成する流動材循環室を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記分離手段の目開きが０．５〜１．５ｍｍの篩であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
4. 請求項３において、
   前記篩が、目開きが３ｍｍ〜１０ｍｍの第１の篩と、目開きが０．５〜１．５ｍｍの第２の篩とからなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   前記流動材循環室の底部が傾斜してなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
   前記湿潤材料供給装置から供給する湿潤材料を、流動床装置の上部側又は下部側のいずれかより供給してなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つにおいて、
   前記流動床の層高を所定高さに維持する層高制御手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一つにおいて、
   前記流動材循環室の傾斜部又は仕切り板の連通部に設けられ、流動材を強制循環させるアシストガスを供給する供給ノズルを有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
9. 請求項６において、
   前記湿潤材料供給装置から供給する湿潤材料を、流動床装置の上部側より供給する際、
   前記湿潤材料の分散を図る分散手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つにおいて、
    前記流動床下部から流動材を抜出す抜出し手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一つにおいて、
    流動化ガスを導入する風箱を二分割し、流動化ガスのガス流速を、湿潤材料供給側の流動床の流動化ガスの供給量を、移動床側に隣接する流動床側のガス供給量より大きくしてなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
12. 請求項１１において、
    前記流動床の流動物の流れを抑制する抑制板を設けてなることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
13. 請求項１１又は１２において、
    前記流動床下部内に設けられ、移動床からの流動材を湿潤材料供給側へ移動させる移動手段を有することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
14. 請求項１において、
    前記分離手段は、流動床装置の頂部側近傍に設けられ、流動床から流動材を抜出すフィーダと、
    該フィーダの周囲に設けられ、流動材と乾燥材料とを分離する分離手段と、を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか一つにおいて、
    前記流動材が平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか一つにおいて、
    前記湿潤材料が棒状のバイオマス原料であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
17. 請求項１乃至１６のいずれか一つにおいて、
    湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
18. 請求項１乃至１７のいずれか一つにおいて、
    前記加熱装置の加熱が高温水蒸気であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。

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