JP2016093798A - Drum dryer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被乾燥液を蒸発乾固するドラムドライヤに関し、特に、被乾燥液として、塩化物に代表される塩や無機酸又は有機酸等の強い腐食性を有する液を蒸発乾固するのに好適なドラムドライヤに関する。 The present invention relates to a drum dryer for evaporating and drying a liquid to be dried. In particular, as a liquid to be dried, a liquid having strong corrosive properties such as a salt represented by a chloride, an inorganic acid or an organic acid is evaporated to dryness. It is related with the drum dryer suitable for.
例えば浸出水排水として最終処分場等から排出される塩化物に富む排水を処理する技術として、排水を逆浸透膜装置又は電気透析装置で予備濃縮した後、真空濃縮装置で塩の飽和濃度付近まで濃縮した濃厚塩水溶液(濃厚塩水)をドラムドライヤで蒸発乾固することにより、濃厚塩水溶液を固形化する技術が知られている。 For example, as a technique for treating drainage rich in chloride discharged from the final disposal site as leachate drainage, after preconcentrating the wastewater with a reverse osmosis membrane device or electrodialysis device, the vacuum concentration device is used to reach the saturation concentration of the salt. A technique for solidifying a concentrated salt aqueous solution by evaporating and drying the concentrated concentrated salt aqueous solution (concentrated salt water) with a drum dryer is known.
上記の技術などで用いられるドラムドライヤは、その運転時の操作圧力により常圧式と真空式に分類され、またドラムの個数及びその回転方向によりツインドラム型、ダブルドラム型、シングルドラム型に分類される。さらに、ドラム表面への給液方法によりディップ式、スプレー式、スプラッシュ式、上部ロール式(単段、多段)、サイドロール式、下部ロール式等に分類される。 Drum dryers used in the above technologies are classified into normal pressure type and vacuum type depending on the operating pressure during operation, and are classified into twin drum type, double drum type, and single drum type according to the number of drums and their rotation direction. The Furthermore, it is classified into a dip type, a spray type, a splash type, an upper roll type (single stage, multistage), a side roll type, a lower roll type, etc., depending on the liquid supply method to the drum surface.
これらのドラムドライヤは、いずれも横断面円形状のドラム、スクレーパ等を具備しており、回転している加熱状態のドラムの表面に被乾燥液(例:塩水溶液)を接触させて蒸発乾固するとともに、ドラムの表面に付着した被乾燥液の乾固物(例:濃厚塩水溶液の乾固物)をドラムの回転に伴ってドラムの表面からスクレーパで掻き取るように構成されている(例えば、引用文献1〜5)。 Each of these drum dryers is provided with a drum having a circular cross section, a scraper, etc., and a liquid to be dried (eg, a salt solution) is brought into contact with the surface of a rotating heated drum to evaporate to dryness. At the same time, it is configured to scrape off the dried product of the liquid to be dried (eg, the dried product of concentrated salt solution) from the surface of the drum with a scraper as the drum rotates (for example, Cited references 1-5).
従来のドラムドライヤでは、ドラムは、板状普通鋼(例:SS材、SM材)におけるドラム表面側となる片面にその全面に亘ってニッケルめっき層及びハードクロムめっき層が順次形成されてなるめっき層被覆普通鋼で形成されているか、あるいは板状ステンレス鋼におけるドラム表面側となる片面にその全面に亘ってハードクロムめっき層が形成されてなるハードクロムめっき層被覆ステンレス鋼で形成されているか、あるいはドラム全体が板状ニッケル基合金で形成されていた。 In the conventional drum dryer, the drum is a plating in which a nickel plating layer and a hard chrome plating layer are sequentially formed over the entire surface on one side of the plate surface of the plate-shaped plain steel (eg, SS material, SM material). Is formed of layer-coated plain steel, or is formed of hard chromium plating layer-coated stainless steel in which a hard chromium plating layer is formed over the entire surface on one side of the drum surface side in plate-like stainless steel, Or the whole drum was formed with the plate-shaped nickel base alloy.
上記のドラムには次のような欠点・問題があった。 The above drum has the following drawbacks and problems.
めっき層被覆普通鋼やハードクロムめっき層被覆ステンレス鋼で形成されたドラムの場合、ドラムの表面側にハードクロムめっき層が存在しているので、表面の硬度が高く、スクレーパとの接触による表面の傷付きがあまり生じないという利点があるが、その反面、被乾燥液が酸性である場合にハードクロムめっき層が短期間で腐食するという欠点があった。さらに、ドラムドライヤの運転を停止した際にドラムの表面に被乾燥液の乾固物が残留付着していると、ドラムの表面の温度低下に伴い乾固物中に含まれる塩化物が吸湿して溶解し、その結果、やはりハードクロムめっき層が短期間で腐食するという欠点があった。このように、わずかでも腐食が生じるとドラムの表面に窪みが生じて正常な運転ができなくなり、再めっきを施す必要がある。 In the case of a drum made of plain steel or hard chrome plating layer coated stainless steel, the hard chrome plating layer exists on the surface side of the drum, so the surface hardness is high and the surface of the surface due to contact with the scraper is high. Although there is an advantage that scratches do not occur so much, there is a drawback that the hard chromium plating layer corrodes in a short period when the liquid to be dried is acidic. Furthermore, if the dried product of the liquid to be dried remains on the surface of the drum when the operation of the drum dryer is stopped, chloride contained in the dried product absorbs moisture as the temperature of the drum surface decreases. As a result, the hard chrome plating layer was also corroded in a short period of time. Thus, if even a slight corrosion occurs, a dimple is generated on the surface of the drum and normal operation cannot be performed, and it is necessary to perform re-plating.
さらに、ハードクロムめっき層被覆ステンレス鋼で形成されたドラムの場合には、ステンレス鋼の熱伝導率は普通鋼の熱伝導率に対して約3分の1以下なので、被乾燥液に対するドラム表面の単位面積当たりの処理能力が低下するし、スクレーパで掻き取られた乾固物の水分量が高くなるという問題があった。さらに、ステンレス鋼の熱膨張率が普通鋼の熱膨張率よりも大きいため、ドラムドライヤの運転中にドラムに生じる熱歪みが大きく、ドラムドライヤが例えば大型のダブルドラム型又はツインドラム型である場合には両ドラムの表面間の隙間調整が困難であるという問題があった。 Furthermore, in the case of a drum made of stainless steel coated with a hard chrome plating layer, the thermal conductivity of stainless steel is less than about one-third that of ordinary steel, so There was a problem that the processing capacity per unit area was lowered and the moisture content of the dried product scraped by the scraper was increased. Furthermore, since the thermal expansion coefficient of stainless steel is larger than that of ordinary steel, the thermal distortion generated in the drum during operation of the drum dryer is large, and the drum dryer is, for example, a large double drum type or twin drum type. Has a problem that it is difficult to adjust the gap between the surfaces of both drums.
また、全体がニッケル基合金で形成されたドラムの場合、ニッケル基合金の熱伝導率が普通鋼の熱伝導率よりも更に小さいため、被乾燥液に対するドラム表面の単位面積当たりの処理能力が低下するという問題があった。しかも、ニッケル基合金は非常に高価なので、ドラムの製造コストが高くなるという問題もあった。 In addition, in the case of a drum made entirely of a nickel base alloy, the thermal conductivity of the nickel base alloy is even smaller than that of plain steel, so the processing capacity per unit area of the drum surface for the liquid to be dried is reduced. There was a problem to do. Moreover, since the nickel-based alloy is very expensive, there is a problem that the manufacturing cost of the drum becomes high.
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、熱膨張率が比較的小さく、更に被乾燥液に対する処理能力が高く、且つ耐食性が高いドラムを具備するドラムドライヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is to provide a drum dryer having a drum having a relatively low coefficient of thermal expansion, a high processing capacity for a liquid to be dried, and a high corrosion resistance. There is to do.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] 横断面円形状の回転可能なドラムと、スクレーパとを具備し、
前記ドラムは、回転している加熱状態の前記ドラムの表面に被乾燥液を接触させて蒸発乾固するものであり、
前記スクレーパは、前記ドラムの表面に付着した前記被乾燥液の乾固物を前記ドラムの回転に伴って前記ドラムの表面から掻き取るものである、ドラムドライヤにおいて、
前記ドラムの材料として、母材としての普通鋼に合わせ材が貼り合わされたクラッド鋼が用いられるとともに、前記合わせ材が前記ドラムの表面側に配置されており、
前記合わせ材として、ステンレス鋼及びニッケル基合金のうち少なくとも一つが用いられている、ドラムドライヤ。
[1] A rotatable drum having a circular cross section and a scraper,
The drum is to evaporate and dry by bringing the liquid to be dried into contact with the surface of the rotating heated drum.
In the drum dryer, the scraper scrapes off the dried solid matter of the liquid to be dried attached to the surface of the drum from the surface of the drum as the drum rotates.
As the material of the drum, clad steel in which a mating material is bonded to ordinary steel as a base material is used, and the mating material is arranged on the surface side of the drum,
A drum dryer in which at least one of stainless steel and a nickel-based alloy is used as the bonding material.
[2] 前記ドラムは、前記被乾燥液として塩水溶液を蒸発乾固するものであり、
前記スクレーパは、前記被乾燥液の乾固物として前記塩水溶液の乾固物を掻き取るものである前項1記載のドラムドライヤ。
[2] The drum evaporates and drys an aqueous salt solution as the liquid to be dried.
2. The drum dryer according to
[3] 前記合わせ材として、耐食ステンレス鋼、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼、二相系ステンレス鋼及びニッケル基合金のうち少なくとも一つが用いられている前項1又は2記載のドラムドライヤ。
[3] The drum dryer according to
[4] 前記スクレーパは、前記ドラムの表面に接触した状態で前記被乾燥液の乾固物を掻き取るものであり、
前記スクレーパの少なくとも前記ドラム表面との接触部は、前記ドラムの表面の硬度よりも低い硬度の材料で形成されている前項1〜3のいずれかに記載のドラムドライヤ。
[4] The scraper scrapes off the dried solid of the liquid to be dried in contact with the surface of the drum.
4. The drum dryer according to any one of
[5] 前記スクレーパは、前記ドラムの表面に接触しない近接状態で前記被乾燥液の乾固物を掻き取るものであり、
前記スクレーパの少なくとも前記ドラム表面との近接部にステライト盛りが施されているか、あるいは前記スクレーパの少なくとも前記近接部がショア硬さ65HS以上の焼入れステンレス鋼又はショア硬さ65HS以上のSK材で形成されている、前項1〜3のいずれかに記載のドラムドライヤ。
[5] The scraper scrapes off the dried solid of the liquid to be dried in a proximity state that does not contact the surface of the drum.
Stellite is provided at least in the proximity of the scraper to the drum surface, or at least the proximity of the scraper is formed of hardened stainless steel having a Shore hardness of 65 HS or higher or SK material having a Shore hardness of 65 HS or higher. The drum dryer according to any one of the preceding
[6] 前記合わせ材の表面にハードクロムめっき層が形成されている前項1〜5のいずれかに記載のドラムドライヤ。
[6] The drum dryer according to any one of
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
前項[1]では、ドラムの材料として、母材としての普通鋼に合わせ材が貼り合わされたクラッド鋼が用いられることにより、合わせ材による熱伝導率の低下と熱膨張率の増加を極力抑制することができる。これにより、全体が普通鋼で形成されたドラムと比較して、被乾燥液に対するドラム表面の単位面積当たりの処理能力を高い状態に維持することができるし、ドラムドライヤの運転中にドラムに生じる熱歪みを小さな状態に維持することができる。 In the preceding item [1], as the material of the drum, clad steel obtained by bonding a mating material to ordinary steel as a base material is used, thereby suppressing a decrease in thermal conductivity and an increase in thermal expansion coefficient due to the mating material as much as possible. be able to. As a result, the processing capacity per unit area of the drum surface for the liquid to be dried can be maintained at a high level as compared with a drum formed entirely of ordinary steel, and is generated in the drum during operation of the drum dryer. Thermal strain can be kept small.
さらに、合わせ材としてステンレス鋼及びニッケル基合金のうち少なくとも一つが用いられることにより、ドラムの表面の耐食性を向上させることができる。 Furthermore, the corrosion resistance of the surface of the drum can be improved by using at least one of stainless steel and a nickel-based alloy as the bonding material.
前項[2]では、被乾燥液が塩水溶液というドラムの表面の腐食が生じ易い液である場合でも、塩水溶液によるドラム表面の腐食を抑制することができる。これにより、塩水溶液を長期間に亘って良好に処理することができる。 In the above item [2], even when the liquid to be dried is a salt aqueous solution that easily corrodes the surface of the drum, corrosion of the drum surface by the salt aqueous solution can be suppressed. Thereby, salt solution can be processed satisfactorily over a long period of time.
前項[3]では、ドラムの表面の耐食性を確実に向上させることができる。 In the preceding item [3], the corrosion resistance of the surface of the drum can be reliably improved.
前項[4]では、スクレーパの少なくともドラム表面との接触部がドラムの表面の硬度よりも低い硬度の材料で形成されていることにより、スクレーパがドラムの表面に接触した状態で被乾燥液の乾固物を掻き取るものである場合でも、スクレーパとの接触によるドラム表面の傷付きを抑制することができる。 In the above item [4], since at least the contact portion of the scraper with the surface of the drum is formed of a material having a hardness lower than the hardness of the surface of the drum, the liquid to be dried is dried while the scraper is in contact with the surface of the drum. Even in the case of scraping off a solid material, it is possible to suppress damage to the drum surface due to contact with the scraper.
前項[5]では、スクレーパの少なくともドラム表面との近接部にステライト盛りが施されていることにより、スクレーパの近接部の硬度を高めることができる。これにより、スクレーパの耐用寿命を長くすることができる。 In the preceding item [5], the hardness of the scraper adjacent portion can be increased by providing the scraper at least on the portion of the scraper adjacent to the drum surface. Thereby, the useful life of a scraper can be lengthened.
しかも、スクレーパはドラムの表面に接触しない近接状態で被乾燥液の乾固物を掻き取るものであることから、スクレーパの近接部の硬度が高められている場合でも、乾固物の掻き取り時にスクレーパがドラムの表面に接触しないのでスクレーパによるドラム表面の傷付きを阻止することができ、これによりドラムの表面を長期間に亘って良好な状態に維持することができる。 Moreover, since the scraper scrapes off the dried solids of the liquid to be dried in a close proximity without contacting the surface of the drum, even when the hardness of the adjacent portion of the scraper is increased, Since the scraper does not come into contact with the surface of the drum, it is possible to prevent the surface of the drum from being damaged by the scraper, and thereby the surface of the drum can be maintained in a good state for a long period of time.
前項[6]では、合わせ材の表面にハードクロムめっき層が形成されていることにより、ドラムの表面の硬度を高めることができる。 In the preceding item [6], the hardness of the surface of the drum can be increased by forming the hard chromium plating layer on the surface of the laminated material.
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Next, several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の第1実施形態に係るドラムドライヤは、図1に示すようにツインドラム型ドラムドライヤ1である。
The drum dryer according to the first embodiment of the present invention is a twin drum
本第1実施形態のツインドラム型ドラムドライヤ1は、浸出水排水の予備濃縮液である濃厚塩水溶液40を被乾燥液として蒸発乾固するために用いられるものであり、中心軸上に配置された回転軸3を中心に回転可能な二つのドラム2、2と、各ドラム2に一つずつ配設されたスクレーパ(例:スクレーパナイフ)5となどを具備している。両ドラム2、2は、上部カバー11及び下部カバー12からなるドラムドライヤカバーの内側に配置されている。なお、濃厚塩水溶液40のTDS(全溶解性固形物濃度)は10〜30質量%である。
The twin drum
両ドラム2、2は互いに同一構成であって互いに同形及び同寸である。
Both the
各ドラム2は円筒状であり、したがって各ドラム2の横断面形状は円形状に形成されている。さらに、各ドラム2の軸方向両端にそれぞれ円形状鏡板(図示せず)が設けられており、各ドラム2の軸方向両端開口がそれぞれ鏡板で閉塞されている。
Each
各ドラム2は、回転している加熱状態のドラム2の外周面からなる表面2bに濃厚塩水溶液40を接触させて乾燥乾固するものである。両ドラム2、2の回転軸3、3は水平に且つ互いに平行状に配置されている。さらに、両ドラム2、2の表面2b、2b同士が互いに近接して配置されるとともに、両ドラム2、2の表面2b、2b同士の近接部の上側間にはドラム2の両端部にそれぞれエンドボード(図示せず)が設けられることにより液溜まり部4が形成されている。そして、ドラムドライヤ1の運転時において、両ドラム2、2は、両ドラム2、2の表面2b、2bが液溜まり部4側(即ち上側)にて両ドラム2、2の内側から外側へ向かうように互いに逆方向(その回転方向50、50)に回転駆動するように構成されている。さらに、両ドラム2、2の表面2b、2bの周速度は互いに等しく設定される。
Each
両ドラム2、2の表面2b、2b間の隙間は限定されるものではないが、両ドラム2、2の表面2b、2b同士の接触によりドラム2の表面2bが傷付かないようするため、隙間は0.05mm以上に設定されることが特に望ましい。また、隙間が大きすぎることによる隙間からの濃厚塩水溶液40の漏出を抑制するため、隙間は2.0mm以下に設定されることが特に望ましい。
The gap between the
両スクレーパ5、5は互いに同一構成であって同形及び同寸である。
Both
各スクレーパ5は、対応するドラム2の表面2bに膜状に付着した濃厚塩水溶液40の乾固物(被乾燥液の乾固物)41をドラム2の回転に伴ってドラム2の表面2bから掻き取る(詳述すると削ぎ取る)ものである。
Each
本第1実施形態のドラムドライヤ1では、同図に示すように、浸出水排水が濃縮装置(例:真空濃縮装置)20によって高濃度に濃縮されてなる濃厚塩水溶液40は、定量ポンプ21によってフィードパイプ9を通じて液溜まり部4にその上方から供給される。各ドラム2はその内部にボイラ(図示せず)から蒸気が供給されることでその表面が加熱されており、更に、両ドラム2、2は上述したように互いに逆方向に回転駆動している。
In the
液溜まり部4に供給された濃厚塩水溶液40は、各ドラム2の表面2bに接触することでその水分が蒸発して乾固され、そして各ドラム2の表面2bに濃厚塩水溶液40の乾固物41が膜状に付着するとともに各ドラム2の回転に伴ってこの乾固物41が対応するスクレーパ5でドラム2の表面2bから掻き取られて(削ぎ取られて)、シュート13を通じて乾固物容器や乾固物袋(例:フレキシブルコンテナバッグ)15内に落下収容される。
The concentrated salt
また、濃厚塩水溶液40の蒸発により発生した排ガス43は、上部カバー11の上端部に設けられた排ガスダクト10を通じてスクラバー(図示せず)へ送られる。
Further, the
なお図1において、「14」はボトムパン、「16」は点検口用蓋板である。 In FIG. 1, “14” is a bottom pan, and “16” is an inspection port cover plate.
ドラム2は、母材としての普通鋼に合わせ材が貼り合わされてなるクラッド鋼がドラム2の材料として用いられて製作されたものであり、詳述すると板状クラッド鋼の円筒状屈曲成形品からなるものである。
The
すなわち、図2に示すように、ドラム2は、母材30としての板状の普通鋼にその片面の略全面に亘って板状の合わせ材31が貼り合わされてなる板状クラッド鋼が、合わせ材31が外側に配置されるように円筒状に屈曲されることにより、形成されている。したがって、合わせ材31はドラム2の表面2b側に配置されている。さらに、図1に示したドラムドライヤ1では、合わせ材31がドラム2の表面に露出しており、即ちドラム2の表面2bが合わせ材31で形成されている。
That is, as shown in FIG. 2, the
ドラム2において、円筒形状に屈曲された板状クラッド鋼の屈曲方向の両端部同士は溶接等により接合されており、これにより円筒形状が保持されている。また、ドラム2の表面2bは所定の表面性状になるように研磨加工されている。
In the
このように、ドラム2の材料として、母材30としての普通鋼に合わせ材31が貼り合わされたクラッド鋼が用いられることにより、合わせ材31による熱伝導率の低下と熱膨張率の増加を極力抑制することができる。これにより、全体が普通鋼で形成されたドラムと比較して、濃厚塩水溶液40(被乾燥液)に対するドラム表面2bの単位面積当たりの処理能力を高い状態に維持することができるし、ドラムドライヤ1の運転中にドラム2に生じる熱歪みを小さな状態に維持することができる。さらに、全体がニッケル基合金で形成されたドラムと比べて、ドラム2を安価に製造可能である。
In this way, as the material of the
クラッド鋼としては、圧延クラッド鋼、爆着クラッド鋼などが用いられ、母材30と合わせ材31との貼り合わせ方法に限定されるものではない。また、クラッド鋼において、母材30としての普通鋼は限定されるものではなく、JIS記号でSS材(一般構造用圧延鋼材)、SM材(溶接構造用圧延鋼材)等が好適に用いられる。
As the clad steel, rolled clad steel, explosive clad steel or the like is used, and the clad steel is not limited to the bonding method of the
母材30の厚さは限定されるものではなく、ドラムドライヤ1におけるドラム2温度、ドラム2内の蒸気圧力、ドラム2の表面2bの周速度(回転数)などの運転条件に応じてドラム2のサイズ毎に設定されるものであり、一般的には概ね6〜45mmに設定される。
The thickness of the
合わせ材31としては、ステンレス鋼及びニッケル基合金のうち少なくとも一つが用いられる。これにより、被乾燥液として特に塩水溶液40に対するドラム2の表面2bの耐食性を向上させることができる。
As the
特に、合わせ材31として、一般的な耐食ステンレス鋼(例:SUS316、SUS316L)、高耐食オーステナイト系ステンレス鋼(例:SUS836L、S31727、NAS354N)、二相系ステンレス鋼(例:SUS329J4L、SUS329J3L)及びニッケル基合金のうち少なくとも一つを用いることが、耐食性を確実に向上させ得る点などで望ましい。
In particular, as the
ニッケル基合金としては、特に、Ni−Cr−Mo系のニッケル基合金(例:ハステロイC、インコロイ625、MA22)であることが耐食性を確実に向上させ得る点などで望ましい。 The nickel-based alloy is particularly preferably a Ni-Cr-Mo-based nickel-based alloy (eg, Hastelloy C, Incoloy 625, MA22) from the viewpoint that corrosion resistance can be improved with certainty.
合わせ材31の厚さは限定されるものではない。しかるに、合わせ材31の厚さの下限はドラム2の製作(ドラム2の表面研磨)後において0.5mmであることが耐食性を確実に向上させ得る点などで特に望ましい。また、合わせ材31の厚さの上限は5mmであることが、合わせ材31による熱伝導率の低下及と熱膨張率の増加を確実に抑制し得る点などで特に望ましい。
The thickness of the
スクレーパ5は、その先端部5aがエアシリンダ7により所定の押付け力でドラム2の表面2bに押接した状態に又はドラム2の表面2bに接触しない近接状態に配置される。
The
スクレーパ5の先端部5aがドラム2の表面2bに接触しない近接状態に配置される場合において、スクレーパ5の先端部5aとドラム2の表面2bとの間の隙間は0.05〜0.5mmに設定されるのが望ましい。
In the case where the
なお図1において、「6」はスクレーパ5を保持したスクレーパホルダである。また、「8」はスクレーパビームであり、当該スクレーパビーム8にエアシリンダ7が配置されている。
In FIG. 1, “6” is a scraper holder that holds the
スクレーパ5の先端部5aがドラム2の表面2bに押接した状態に配置される場合には、スクレーパ5の少なくとも先端部5aはドラム2の表面2bを形成する材料の硬度よりも低い硬度の材料で形成されることが望ましい。こうすることにより、スクレーパ5の先端部5aがドラム2の表面2bに押接した状態で乾固物41を掻き取るものである場合でも、スクレーパ先端部5aとの押接(接触)によるドラム表面2bの傷付きを抑制することができる。例えば、ドラム2の表面2bがステンレス鋼で形成されている場合には、スクレーパ5の少なくとも先端部5aは当該ステンレス鋼よりも低い硬度のステンレス鋼等の金属で形成される。
When the
なお本実施形態では、硬度とはショア硬さHSを意味している。 In the present embodiment, the hardness means the Shore hardness HS.
一方、スクレーパ5の先端部5aがドラム2の表面2bに接触しない近接状態に配置される場合には、スクレーパ先端部5aとの接触によるドラム表面2bの傷付きは発生しないので、スクレーパ5の少なくとも先端部5aを形成する材料の硬度は限定されるものではないが、ドラム2の表面2bを形成する材料の硬度よりも高い硬度の材料でスクレーパ5の少なくとも先端部5aが形成されていることが特に望ましい。こうすることにより、スクレーパ5の先端部5aの硬度を高めることができ、これにより、スクレーパ5の耐用寿命を長くすることができる。
On the other hand, when the
具体的には、スクレーパ5として、ステンレス鋼等の金属製のスクレーパ5の先端部5aに溶接や溶射等によるステライト盛りが局部的に施されたものを使用することが特に望ましく、これにより、スクレーパ5の先端部5aの硬度を確実に高めることができてスクレーパ5の耐用寿命を確実に長くしできるし、更に、スクレーパ5全体にステライト盛りが施されているものに比べて安価にスクレーパ5の先端部5aの強度を高めることができる。
Specifically, it is particularly desirable to use a
また、スクレーパ5の少なくとも先端部5aを硬度65以上の焼入れステンレス鋼又は硬度65以上のSK材で形成することも、スクレーパ5の耐用寿命を長くし得る点で望ましい。
In addition, it is desirable that at least the
なお、ステライトは、コバルトを主成分とする高硬度合金であり、詳述するとCo−Cr−W系のコバルト基合金である。 Note that stellite is a high-hardness alloy mainly composed of cobalt, and more specifically, a Co—Cr—W-based cobalt-based alloy.
また本発明では、ドラム2は、図3に示すように、上述したクラッド鋼における合わせ材31の表面にその略全面に亘ってハードクロムめっき層32が形成されてなるハードクロムめっき層被覆クラッド鋼がドラムの材料として用いられて製作されたものであっても良い。同図では、ハードクロムめっき層32はドラム2の表面2bに露出しており、即ちドラム2の表面2bはハードクロムめっき層32で形成されている。
Further, in the present invention, as shown in FIG. 3, the
同図に示したハードクロムめっき層被覆クラッド鋼で製作されたドラムは、ハードクロムめっき層32によってドラム2の表面2bの硬度が高められている。ハードクロムめっき層32の厚さは限定されるものではないが、特に50〜200μmであることが望ましい。
The hardness of the
また本発明は、濃厚塩水溶液(被乾燥液)40とその乾固物41の特性に応じて、上述したドラム2の材料、スクレーパ5の材料及びスクレーパ5の配置構造を適宜選択することが可能である。
Further, according to the present invention, the material of the
また本発明は、その技術的思想が上記第1実施形態で示したツインドラム型ドラムドライヤ1に適用されることに限定されるものではなく、その他に、ダブルドラム型ドラムドライヤ(図示せず)や図4に示したシングルドラム型ドラムドライヤ101に適用されても良い。
Further, the present invention is not limited to the technical idea applied to the twin drum
ダブルドラム型ドラムドライヤとは、横断面円形状の回転可能な二つのドラムを具備するとともに、両ドラムの回転方向が上記第1実施形態で示したツインドラム型ドラムドライヤ1における両ドラム2、2の回転方向50、50とは逆方向になっている。すなわち、ダブルドラム型ドラムドライヤでは、両ドラムは、両ドラムの表面が液溜まり部側(即ち上側)にて両ドラムの外側から内側へ向かうように互いに逆方向に回転駆動するように構成されている。さらに、両ドラムの表面の周速度は互いに等しく設定される。
The double drum type drum dryer includes two rotatable drums having a circular cross section, and the two
図4には、本発明の第2実施形態に係るシングルドラム型ドラムドライヤ101として特にスプラッシュフィード方式のものが示されている。同図では、上記第1実施形態のドラムドライヤ1と同等の構成要素に100を加算した符号が付されている。
FIG. 4 shows, in particular, a splash feed type as the single drum
本第2実施形態のドラムドライヤ101では、被乾燥液としての塩水溶液140は、スプラッシュパン118内に供給される。そして、塩水溶液140は、パン118内に配置された回転しているスプラッシュロール117の表面に付着するとともに、当該ロール117の回転によりドラム102の表面102bに跳ね掛けられて供給される。このようなシングルドラム型ドラムドライヤ101に上記第1実施形態で示した本発明の技術的思想が適用される。
In the
さらに本発明では、その技術的思想が適用されるシングルドラム型等のドラムドライヤにおけるドラム表面への給液方式は、図4に示したスプラッシュフィード方式に限定されるものではなく、その他に、ディップフィード方式、下部ロール転写方式、上部ロールフィード方式、サイドロールフィード方式、マルチロールフィード方式等であっても良い。 Further, in the present invention, the liquid supply method to the drum surface in a drum dryer such as a single drum type to which the technical idea is applied is not limited to the splash feed method shown in FIG. A feed method, a lower roll transfer method, an upper roll feed method, a side roll feed method, a multi-roll feed method, or the like may be used.
さらに本発明では、その技術的思想が適用されるドラムドライヤは常圧式であっても良いし真空式であっても良い。 Furthermore, in the present invention, the drum dryer to which the technical idea is applied may be a normal pressure type or a vacuum type.
以上で本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能であることは言うまでもない。 Although several embodiments of the present invention have been described above, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the gist of the present invention. .
次に本発明の具体的実施例及び比較例を以下に示す。だたし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Next, specific examples and comparative examples of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to the following examples.
<実施例>
図1に示した上記第1実施形態のツインドラム型ドラムドライヤ1を準備した。ドラムドライヤ1に備えられた二つのドラム2、2は互いに同一構成であって互いに同形及び同寸である。各ドラム2の外径は40cm、その長さは50cmであり、したがって両ドラム2、2の合計表面積は約1.3m2である。
<Example>
A twin drum
本実施例では、ドラム2は、板状クラッド鋼の円筒状屈曲成形品からなるものである。この板状クラッド鋼において、母材30は普通鋼SS材であり、合わせ材31は二相系ステンレス鋼SUS329J4Lであり、ドラム2の表面2bは合わせ材31で形成されている。また、ドラム2において、母材30の厚さは16mm、合わせ材31の厚さは3mm、したがってドラム2の肉厚は19mmである。
In this embodiment, the
<比較例1>
比較例1のツインドラム型ドラムドライヤでは、ドラムは、板状普通鋼SS材の円筒状屈曲成形品からなるものであり、普通鋼におけるドラム表面側となる片面にはその全面に亘ってニッケルめっき層(その厚さ:50μm)及びハードクロムめっき層(その厚さ:100μm)が順次形成されており、ドラムの表面はハードクロムめっき層で形成されている。また、ドラムの肉厚は上記実施例のドラム2の肉厚と同じである。
<Comparative Example 1>
In the twin drum type drum dryer of Comparative Example 1, the drum is made of a cylindrical bent molded product of plate-shaped ordinary steel SS material, and nickel plating is applied to the entire surface of one surface on the drum surface side of ordinary steel. A layer (its thickness: 50 μm) and a hard chrome plating layer (its thickness: 100 μm) are sequentially formed, and the surface of the drum is formed of a hard chrome plating layer. The thickness of the drum is the same as the thickness of the
比較例1のツインドラム型ドラムドライヤにおけるその他の構成は上記実施例と同じである。 The other structure in the twin drum type drum dryer of the comparative example 1 is the same as the said Example.
<比較例2>
比較例2のツインドラム型ドラムドライヤでは、ドラムは、板状ステンレス鋼SUS316の円筒状屈曲成形品からなるものであり、ステンレス鋼におけるドラム表面側となる片面にはその全面に亘ってハードクロムめっき層(その厚さ:100μm)が形成されており、ドラムの表面はハードクロムめっき層で形成されている。ドラムの肉厚は上記実施例のドラム2の肉厚と同じである。
<Comparative Example 2>
In the twin drum type drum dryer of Comparative Example 2, the drum is made of a cylindrical bent product of plate-like stainless steel SUS316, and one surface of the stainless steel on the drum surface side is hard chrome plated over the entire surface. A layer (thickness: 100 μm) is formed, and the surface of the drum is formed of a hard chrome plating layer. The thickness of the drum is the same as the thickness of the
比較例2のツインドラム型ドラムドライヤにおけるその他の構成は上記実施例と同じである。 The other structure in the twin drum type drum dryer of the comparative example 2 is the same as the said Example.
<評価試験>
実施例1、比較例1及び2のそれぞれのドラムドライヤを用いて同一の被乾燥液を同一の運転条件で蒸発乾固した。そして、それぞれの被処理液の乾固物(固形物)の含水率を調べた。その結果を表1に示す。
<Evaluation test>
Using the drum dryers of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the same liquid to be dried was evaporated to dryness under the same operating conditions. And the moisture content of the dry solid (solid substance) of each to-be-processed liquid was investigated. The results are shown in Table 1.
使用した被乾燥液は濃厚塩水溶液であり、そのTDSは20質量%であり、乾固物(固形物)の主成分はNaClとCaCl2であった。被乾燥液の供給量はいずれも45kgf/hであった。 The to-be-dried liquid used was a concentrated salt aqueous solution, the TDS was 20% by mass, and the main components of the dried product (solid product) were NaCl and CaCl 2 . The supply amount of the liquid to be dried was 45 kgf / h in all cases.
また、実施例1、比較例1及び2のそれぞれのドラムドライヤにおいて、運転当初の両ドラムの表面間の隙間は0.3mmであった。これらのドラムドライヤのうち比較例2のドラムドライヤについては、運転の途中で両ドラムの表面間の隙間が各ドラムの熱歪みにより大きくなってしまい当該隙間から被乾燥液が漏出して正常な運転ができなくなったため、運転の途中から隙間をなくして(即ち両ドラムの表面同士を接触させて)運転を行った。 Further, in each of the drum dryers of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the gap between the surfaces of both drums at the beginning of the operation was 0.3 mm. Among these drum dryers, the drum dryer of Comparative Example 2 is operated normally because the gap between the surfaces of both drums becomes large due to thermal distortion of each drum during the operation and the liquid to be dried leaks from the gap. Therefore, the operation was performed with the gaps removed from the middle of the operation (that is, the surfaces of both drums were in contact with each other).
表1に示すように、実施例のドラムドライヤは、乾固物の含水率が6質量%であり、この乾燥処理能力は比較例1のドラムドライヤに略匹敵していた。 As shown in Table 1, the drum dryer of the example had a moisture content of 6% by mass of the dried solid, and this drying treatment capacity was substantially comparable to the drum dryer of Comparative Example 1.
しかも、実施例のドラムドライヤでは、ドラムの形成材料であるクラッド鋼における合わせ材として二相系ステンレス鋼SUS329J4Lが用いられているので、塩水溶液に対するドラムの表面の耐食性が比較例1のドラムドライヤのドラムよりも高くなっていた。 Moreover, in the drum dryer of the example, since the duplex stainless steel SUS329J4L is used as the laminated material in the clad steel which is a material for forming the drum, the corrosion resistance of the drum surface against the salt solution is the same as that of the drum dryer of Comparative Example 1. It was higher than the drum.
本発明は、塩水溶液等の被乾燥液を蒸発乾固するために用いられるドラムドライヤに利用可能である。 The present invention is applicable to a drum dryer used for evaporating and drying a liquid to be dried such as an aqueous salt solution.
1、101:ドラムドライヤ
2、102:ドラム
2b、102b:ドラムの表面
4:液溜まり部
5、105:スクレーパ
5a、105a:スクレーパの先端部(スクレーパのドラム表面との接触部又は近接部)
30:母材
31:合わせ材
32:ハードクロムめっき層
40、140:塩水溶液(被乾燥液)
41、141:塩水溶液の乾固物(被乾燥液の乾固物)
DESCRIPTION OF
30: Base material 31: Matching material 32: Hard
41, 141: dried product of salt aqueous solution (dried product of liquid to be dried)
Claims (6)
前記ドラムは、回転している加熱状態の前記ドラムの表面に被乾燥液を接触させて蒸発乾固するものであり、
前記スクレーパは、前記ドラムの表面に付着した前記被乾燥液の乾固物を前記ドラムの回転に伴って前記ドラムの表面から掻き取るものである、ドラムドライヤにおいて、
前記ドラムの材料として、母材としての普通鋼に合わせ材が貼り合わされたクラッド鋼が用いられるとともに、前記合わせ材が前記ドラムの表面側に配置されており、
前記合わせ材として、ステンレス鋼及びニッケル基合金のうち少なくとも一つが用いられている、ドラムドライヤ。 Comprising a rotatable drum having a circular cross section and a scraper;
The drum is to evaporate and dry by bringing the liquid to be dried into contact with the surface of the rotating heated drum.
In the drum dryer, the scraper scrapes off the dried solid matter of the liquid to be dried attached to the surface of the drum from the surface of the drum as the drum rotates.
As the material of the drum, clad steel in which a mating material is bonded to ordinary steel as a base material is used, and the mating material is arranged on the surface side of the drum,
A drum dryer in which at least one of stainless steel and a nickel-based alloy is used as the bonding material.
前記スクレーパは、前記被乾燥液の乾固物として前記塩水溶液の乾固物を掻き取るものである請求項1記載のドラムドライヤ。 The drum is for evaporating and drying an aqueous salt solution as the liquid to be dried.
The drum dryer according to claim 1, wherein the scraper scrapes off the dried solid solution of the salt aqueous solution as a dried solid product of the liquid to be dried.
前記スクレーパの少なくとも前記ドラム表面との接触部は、前記ドラムの表面の硬度よりも低い硬度の材料で形成されている請求項1〜3のいずれかに記載のドラムドライヤ。 The scraper scrapes off the dried product of the liquid to be dried in contact with the surface of the drum,
The drum dryer according to any one of claims 1 to 3, wherein at least a contact portion of the scraper with the surface of the drum is formed of a material having a hardness lower than the hardness of the surface of the drum.
前記スクレーパの少なくとも前記ドラム表面との近接部にステライト盛りが施されているか、あるいは前記スクレーパの少なくとも前記近接部がショア硬さ65HS以上の焼入れステンレス鋼又はショア硬さ65HS以上のSK材で形成されている、請求項1〜3のいずれかに記載のドラムドライヤ。 The scraper scrapes off the dried solid of the liquid to be dried in a proximity state that does not contact the surface of the drum,
Stellite is provided at least in the proximity of the scraper to the drum surface, or at least the proximity of the scraper is formed of hardened stainless steel having a Shore hardness of 65 HS or higher or SK material having a Shore hardness of 65 HS or higher. The drum dryer according to any one of claims 1 to 3.
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