JP3799500B2

JP3799500B2 - ドラムドライヤ

Info

Publication number: JP3799500B2
Application number: JP2003163293A
Authority: JP
Inventors: 隆三山下; 明夫原田; 真克茂田; 浩二平岡
Original assignee: 岡山県西部衛生施設組合; ヤマシン技研株式会社
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2004361057A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃液などの被処理物を加熱して乾燥固化させるドラムドライヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、外周面が一定温度以上に加熱されるドラム１００の上部外周面に被処理物である廃液ｗをその供給ライン１０１を通じて供給し、該ドラム１００を低速で回転させながら該ドラム１００の外周面にその廃液を連続的に付着させ、該外周面の熱によって乾燥固化させた後、その処理結果物をスクレーパ１０２で掻き取るように構成されたドラムドライヤは存在している。
図中１０３はスクレーパ１０１で掻き取られた薄厚の処理結果物を他所へ搬送するための搬送装置である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−３１３１５５号公報（段落番号０００２、図５（Ｂ））
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来のドラムドライヤは含水率の比較的大きい液状の被処理物を連続的に乾燥させる上では適しているが、屎尿処理の過程で生成される含水率凡そ８０〜８５％程度の脱水汚泥の乾燥に使用すると、脱水汚泥の流動性が劣ることなどに起因してこれを均質に乾燥させることができないのである。
本発明は斯かる問題点を解消せんとするもので、即ち、含水率凡そ８０〜８５％程度の脱水汚泥類を連続的且つ均質に乾燥することを可能としたドラムドライヤを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は蒸気を供給して特定温度に保持されながら特定方向へ回動するドラム、該ドラム上方外周面の頂上箇所を境とした上流側へ、第一ロールと第二ロール間に挟まれた被処理物の溜り部を形成し、ここで第一ロールは前記ドラムと密接して回動され、これに対し第二ロールは被処理物溜り部内の被処理物を下流側のドラム外周面に均平な層状に付着させるものとなすほか、この押え付けられた被処理物の層をさらに押え付けて一層の薄厚の均平な層状になすための第三ロールを、上記第二ロールの近傍に位置させるものとなし、該第三ロールは加熱し第一ロール及び第二ロールは冷却する構成になされていることを特徴とする。
【０００６】
このさい、上記第一ロール及び第二ロールのそれぞれ外周面には付着した被処理物を掻き落とすためのスクレーパを取付けるのであり、且つ第三ロールの周速は前記ドラムの周速より幾分小さくなるようにするのである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るドラムドライヤを備えた脱水汚泥などの乾燥処理システムを示す概要図、図２は前記ドラムドライヤの要部を示す側面図、図３は第三ロールへの脱水汚泥の付着状況を説明するための図である。
【０００８】
図１において、１は本発明に係るドラムドライヤ、２は蒸気供給手段、３は被処理物供給手段、４は冷却水供給手段、５は結果物取出し手段、６は換気手段である。
【０００９】
先ずドラムドライヤ１について説明する。
図示しない装置フレームに左右向き回転中心軸７を介してドラム８を回転可能に装設すると共に、該ドラム８を電動モータなどの図示しない駆動装置により特定方向ｆ１へ連続的に任意な回転速度で駆動可能としている。
ドラム８は左右向き回転中心軸７と同心の直円筒状外周面８ａを有していて該外周面８ａの左右端面を側面板８ｂで覆って内部を密閉状空間となされている。そしてドラム８の内部は蒸気通路となされており、該蒸気通路に蒸気を流通されることにより、前記外周面８ａは該蒸気の熱を伝達されて加熱される。
【００１０】
ドラム８の外周面８ａ上には、前記特定方向ｆ１の上流側から順に第一ロール９、第二ロール１０及び第三ロール１１がそれぞれの対応する左右向きの回転中心軸９ａ、１０ａ、１１ａ回りへ回転可能に装設されている。これらのロール９、１０、１１は何れもドラム８の直径の数分の一程度の直径を有するものとなされると共にそれぞれの回転中心軸９ａ、１０ａ、１１ａと同心の直円筒状外周面９ｂ、１０ｂ、１１ｂを有し、該外周面９ｂ、１０ｂ、１１ｂの左右方向長さをドラム８のそれと同一となされ、且つ、それぞれがドラム８の外周面８ａに適当大きさの付勢力で近接離反可能に押し付けられている。
【００１１】
第一ロール９及び第二ロール１０はドラム８の上半分範囲に設けられており、これらのロール９、１０間個所は左右各側部に液密状の図示しない囲い手段を形成されて被処理物溜まり部１２となされている。第一ロール９は被処理物溜まり部１２内の被処理物（含水率が凡そ８０〜８５％程度の脱水汚泥など）ｗが前記特定方向ｆ１の上流側へ漏れ落ちないようにするためのもので、外周面９ｂをドラム８の外周面８ａに密着されると共に回転中心軸９ａ回りへ回転自在に支持されている。第二ロール１０は被処理物溜まり部１２内に滞留した被処理物ｗをドラム８の回転中に該ドラム８の外周面８ａに均平な層状に付着させるように作用するもので、第一ロール９、第二ロール１０の特定方向ｆ１前側に設けられると共に電動モータ１３と連動連結されていて任意な方向へ任意な設定速度で回転されるものとなされている。第三ロール１１は、第二ロール１０により押さえ付けられてドラム８の外周面８ａに付着された状態となっている被処理物ｗの層をさらに押さえ付けて一層薄厚の均平な層状になすためのもので、第二ロール１０と第一ロール９の間で第二ロール１０の比較的近傍に位置されると共に回転中心軸１１ａ回りへモーター１３ａと連動連結されている任意な方向へ任意な設定速度で回転されるように支持されている。ここで、第三ロール１１が第二ロール１０の比較的近傍に位置されることは、第三ロール１１から特定方向ｆ１へを向けてドラム８の外周面８ａ上に位置されたスクレーパ１４に至るまでの距離を大きくなして、ドラム８の回転速度が一定大きさに維持されている状態の下で、被処理物ｗの乾燥時間を長くなす上で寄与する。
【００１２】
第一ロール９及び第二ロール１０は何れも内部に冷却流体通路を形成され、該通路に冷却流体を流通されることにより、それぞれの外周面が冷却されるものとなされている。このように各ロール９、１０が冷却されると、各ロール９、１０の外周面９ｂ、１０ｂは被処理物ｗの付着し易い状態となるのであるが、一旦付着してしまった後の被処理物ｗは冷却した方がむしろ剥離させ易いこと及び、第一ロール９及び第二ロール１０への被処理物ｗの付着は完全には回避し難いことから、該実施例では、これらロール９、１０を積極的に冷却するものとして、各ロール９、１０の外周面９ｂ、１０ｂに付着した被処理物ｗをこれら各ロール９、１０の外周面９ｂ、１０ｂ上に設けたスクレーパ１５、１６で剥離させて除去することとしている。一方、第三ロール１１は内部に蒸気通路を形成され、該通路に蒸気を流通させることにより外周面１１ｂを加熱して被処理物ｗの付着し難い状態としている。該ロール１１は、ドラム８の熱で既に幾分乾燥されてドラム８の外周面８ｂに強く付着した状態の被処理物ｗを押さえ付けるため、外周面１１ｂに被処理物ｗが付着することは生じ難いのであり、したがって該ロール１１の外周面１１ｂに被処理物ｗが付着した場合にこれを剥離させるために必要となるスクレーパは設けなくてもよいものであるが、これを設けることも差し支えない。
【００１３】
そして第三ロール１１から特定方向へ向かって第一ロール９に至る範囲のドラム８の外周面８ａ上に前記スクレーパ１４が設けられているが、該スクレーパ１４は第一ロール９の近傍に設けるのがよいのであり、このようにすれば第三ロール１１を経た後のドラム８外周面８ａ上の被処理物ｗの乾燥に寄与する移動距離が長く確保され、ドラム８の熱が効率的に利用されるものとなる。以上がドラムドライヤの説明である。
【００１４】
蒸気供給手段２は、ドラム８内に形成された蒸気通路の入口や、第三ロール１１内に形成された蒸気通路の入口に接続され、例えば０．４ＭＰａ程度の蒸気を任意な必要流量で供給するものとなされている。この際、ドラム８への供給系統１７と第三ロール１１への供給系統１８とのそれぞれに蒸気減圧弁１９、２０が設けられている。またドラム８内の蒸気通路や第三ロール１１内の蒸気通路のそれぞれの出口には図示しない排気蒸気系統が接続される。
【００１５】
被処理物供給手段３は、被処理物投入ホッパ２１を具備した被処理物搬送スクリューコンベア２２と、該コンベア２２で搬送された被処理物ｗを被処理物溜まり部１２へ向けて送り出すための被処理物押出しポンプ２３と、該ポンプ２３で送り出された被処理物ｗを被処理物溜まり部１２の上方へ案内するための被処理物移送管２４と、該移送管２４により案内移動された被処理物ｗをドラム８の左右方向へ拡げてドラム８の外周面８ａ上の全巾に成る可く均等に落下させるための被処理物均等落下手段２５とを備えている。該被処理物均等落下手段２５は単に管部材の先部を扁平状にしてその先端開口を左右方向へ細長くしたものであってもよいし、或いは動力回転される繰出しロールなどを設けて積極的に被処理物ｗを左右方向へ拡げて送り出すようにしたものなどであってもよい。そして被処理物溜まり部１２には被処理物ｗの溜まり量を検出するためのセンサ２６を設け、該センサ２６の検出信号に基づいて前記被処理物押出しポンプ２３の送出速度を制御するものとした制御装置２７が形成され、該制御装置２７の制御作動により、被処理物溜まり部１２内における特定位置の被処理物ｗの溜まり量が任意に設定された特定値に保持されるようになされている。
【００１６】
冷却流体供給手段４は工業用水供給ライン２８を第一ロール９及び第二ロール１０内の流体通路のそれぞれの入口に開閉弁２９、３０を介して接続させたものとなされている。なお、各ロール９、１０の流体通路の出口には該流体通路から流出される水を特定場所に導くための図示しない排水ラインが接続される。
【００１７】
また結果物取出し手段５は、スクレーパ１４の真下に搬送始端を位置された被処理物取出しベルトコンベア３１と、該ベルトコンベア３１の搬送終端の下方に配置された収集容器３２とで形成されている。
さらに排気手段６はドラムドライヤ１の上側に配設された排気フード３３と、これに接続された図示しない排気ラインなどで形成される。
【００１８】
次に上記被処理物処理システムを使用して、汚水処理の過程で生成される含水率が凡そ８０〜８５％程度の脱水汚泥を被処理物ｗとして乾燥処理する場合の使用例について説明する。
【００１９】
蒸気供給手段２からドラム８内及び第三ロール１１内の図示しない蒸気通路内に水蒸気を流入させることにより、ドラム８の外周面８ａを１４０℃〜１５５℃程度に、そして第三ロール１１の外周面１１ｂをドラム８の温度よりも凡そ５℃〜１０℃程度高く保持させる。この際、温度調整は蒸気減圧弁１９、２０の絞り加減を調整するなどして行われる。
【００２０】
また冷却水供給手段４から第一ロール９及び第二ロール１０の図示しない流体通路内に工業用水を流入させて、各ロール９、１０の外周面９ｂ、１０ｂを５０℃以下に保持させる。
【００２１】
一方では脱水汚泥ｗを被処理物投入ホッパ２１内に収容させて、各部を作動状態とする。これによりドラム８が任意に設定された特定速度、即ち例えば周速毎分凡そ８ｍ〜１２ｍ程度で回転され、第一ロール９及び第二ロール１０が電動モーター１３に駆動されると共に、第三ロール１１が電動モータ１３ａに駆動されて、ドラム８と対向した側の外周面１１ｂ部分がドラム８と同じ側へ移動するように図２中右回りへ回転されるのであり、この際、該ロール１１の周速度はドラム８のそれよりも僅かに小さくなる大きさに設定される。
【００２２】
また被処理物搬送スクリューコンベア２２が脱水汚泥ｗを被処理物押出しポンプ２３の受入れ部２３ａに搬送し、また被処理物押出しポンプ２３は受入れ部２３ａに受け入れた脱水汚泥ｗを被処理物搬送管２４内に押し出すのであり、このように押し出された脱水汚泥ｗは被処理物均等排出手段２５を経て被処理物溜まり部１２内のドラム８の外周面８ａ上に特にその左右方向で過度の偏りの生じないように落下される。このように落下された脱水汚泥ｗは液密状の被処理物溜まり部１２に収容される。
【００２３】
被処理物溜まり部１２内に溜まった脱水汚泥ｗのうちドラム８の外周面８ａに接した境界層のものはドラム８に加熱されて該外周面８ａに薄層状に付着した状態となり、時間の経過と共にさらになおも外周面８ａから熱を付与されて多数の気泡の発生した状態となる。
【００２４】
前記境界層上の脱水汚泥ｗは、回転するドラム８の外周面８ａと同体状に特定方向ｆ１へ移動され、やがてドラム８の周速よりもやや遅い周速で回転される第三ロール１１に達し、該ロール１１の外周面１１ｂでドラム８の外周面８ａ上に押さえ付けられ、ドラム８上の左右方向任意位置の層厚さを均等化されつつ比較的厚い層となされて、ドラム８の外周面８ａと同体状に被処理物溜まり部１２内から特定方向ｆ１へ送り移動される。
【００２５】
ここで、第三ロール１１の周速がドラム８のそれより少し遅いことは、該ロール１１が脱水汚泥ｗをドラム８の外周面８ａに押さえ付けたとき、この押さえ付けた脱水汚泥ｗが該ロール１１に付着するのを抑制する一方で、該脱水汚泥ｗがドラム８の外周面８ａに付着するのを促進させるように作用するのであり、該作用は図３に示すように該ロール１１の周速がドラムのそれに較べて大き過ぎても小さ過ぎても低下する傾向となる。また、第三ロール１１で押さえ付けられた脱水汚泥ｗが比較的厚くなるのは、被処理物溜まり部１２内の脱水汚泥ｗがドラム８の外周面８ａと第三ロール１１の外周面１１ｂとでこれらの間に巻き込まれるからであり、このときの脱水汚泥ｗの層厚さは、ドラム８と第三ロール１１との間隙を変化させることにより或いは第三ロール１１をドラム８側へ押圧するための付勢力の大きさを加減することにより、大小に変化させることができる。
【００２６】
このような各部の作動中、第一ロール９及び第二ロール１０は被処理物溜まり部１２内の脱水汚泥ｗに接しており、しかもその外周面９ｂ、１０ｂが５０℃以下に保持されているため、これらロール９、１０は脱水汚泥ｗが付着し易い状態となっており、したがって各ロール９、１０が回転することによりそれぞれの外周面９ｂ、１０ｂが脱水汚泥ｗに接触したとき、各外周面９ｂ、１０ｂに脱水汚泥ｗが付着して該外周面９ｂ、１０ｂと同体状に移動される。このように移動された脱水汚泥ｗがその対応するスクレーパ１５、１６に到達すると、該脱水汚泥ｗは各ロール９、１０の外周面９ｂ、１０ｂの温度が比較的低いために該外周面９ｂ、１０ｂから比較的容易に剥離されて円滑に除去される。
【００２７】
そして、第一ロール９から除去された脱水汚泥ｗ片は被処理物溜まり部１２内に落下するのであり、また第二ロール１０から除去された脱水汚泥ｗ片は該ロール１０の特定方向ｆ１前側で該ロール１０に押さえ付けられた後の脱水汚泥ｗ１の上面に落下され、以後、該脱水汚泥ｗ１と一緒に特定方向ｆ１へ移動される。
【００２８】
被処理物溜まり部１２内の脱水汚泥ｗは時間の経過に伴って漸次に特定方向ｆ１の外方へ送り出されて減少するが、ここでの脱水汚泥ｗの溜まり量はセンサ２６により常時検出されており、該センサ２６の検出信号に基づいて制御装置２７が被処理物押出しポンプ２３の作動速度を適当に制御するため、被処理物溜まり部１２内の脱水汚泥ｗの溜まり量は人為的な調整操作を要することなく予め設定された特定値に保持されるのである。
【００２９】
第三ロール１１の外周面１１ｂは、ドラム８の外周面８ａに付着した脱水汚泥ｗ１をさらにドラム８の外周面８ａに押圧しつつ回転し、第二ロール１０で既に押圧され且つドラム８で加熱されて気泡を内包した状態の比較的厚層の脱水汚泥ｗ１をさらにドラム８の外周面８ａに押さえ付けて扁平化させ高密度化させる。この際、該ロール１１は加熱されており且つ該ロール１１の押圧する脱水汚泥ｗ１は既に幾分乾燥されているため、たとえその外周面１１ｂが脱水汚泥ｗ１に接していてもこれが外周面１１ｂに付着する現象は抑制されるのである。
【００３０】
なお、該ロール１１の外周面１１ａに付着した脱水汚泥ｗを除去するためのスクレーパを設けることは差し支えないのであり、該スクレーパの存在は何らかの条件変化で外周面１１ｂに脱水汚泥ｗ１が付着してもこれを掻き落とすことができる上で有意義であり、この際、該スクレーパで掻き落とされた脱水汚泥ｗ１片は第三ロール１１で押圧される前の脱水汚泥ｗ１上に落下させるのがよい。このようにしておけば落下した脱水汚泥ｗ１片は第三ロール１１を通過するときに脱水汚泥ｗ１の上表面に圧着されることにより脱水汚泥ｗ１と同体状となされ散乱することはない。
【００３１】
第三ロール１１に押さえ付けられて薄層化された脱水汚泥層ｗ２がさらに特定方向ｆ１前側へ送り移動されると、脱水汚泥層ｗ２は大気中でドラム８と同体状に回転しながらドラム８の外周面８ａからこれの内方を流れる蒸気の熱を効果的に伝達されて均等な水分蒸発を促進され、スクレーパ１４近傍に達したとき、例えばその含水率は凡そ３０〜６０％程度になされる。なお、このように乾燥された脱水汚泥層ｗ１の最終的な含水率はドラム８の回転速度や蒸気供給手段２から供給する蒸気の温度を変化させることにより任意に変化される。
【００３２】
そして脱水汚泥層ｗ２がスクレーパ１４に到達したとき、スクレーパ１４は薄膜状となった脱水汚泥層ｗ２をドラム８の外周面８ａから剥離させるように掻き取るのであり、このように掻き取られた処理結果物ｗ３は細片に砕けて被処理物取出しベルトコンベア３１の搬送始端に落下し、この後、該ベルトコンベア３１で搬送されて収集容器３２内に集積される。なお、該処理結果物ｗ３は固形燃料や肥料として二次的に利用されたり或いは助熱材として焼却処分される。
【００３３】
【発明の効果】
上記した本発明によれば、次のような効果が得られる。
即ち、請求項１に記載したものによれば、屎尿処理の過程で生成される含水率凡そ８０〜８５％程度の脱水汚泥ｗであっても該脱水汚泥ｗの全体を均等に含水率凡そ３０〜６０％程度に乾燥させる処理を連続的且つ効率的に行わせることができるのである。とりわけ、第三ロール１１が加熱されることは、脱水汚泥ｗなどの付着し難い状態となすことができるのであり、しかも第三ロール１１の熱を脱水汚泥ｗなどに伝達させることによりそれの乾燥を促進させることができて、脱水汚泥ｗなどを効率的に乾燥させることができる。
【００３４】
また、請求項２記載のものによれば、第一ロール９及び第二ロール１０のそれぞれの外周面９ａ、１０ｂに脱水汚泥ｗなどが付着しても、これを支障なく掻き落として第一ロール９及び第二ロール１０の機能を長時間に亘って維持させることができ、脱水汚泥ｗなどを効率的に乾燥させることができる。
【００３５】
なお、請求項３記載のものによれば、広い性状範囲の脱水汚泥ｗなどが第三ロール１１に付着するのを効果的に抑制することができる上にドラム８の外周面８ａへの脱水汚泥ｗなどの付着を促進させることができ、脱水汚泥ｗなどを効率的に乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドラムドライヤを備えた脱水汚泥などの乾燥処理システムを示す概要図である。
【図２】前記ドラムドライヤの要部を示す側面図である。
【図３】第三ロールへの脱水汚泥の付着状況を説明するための図である。
【図４】従来のドラムドライヤを示す側面図である。
【符号の説明】
１ドラムドライヤ
７回転中心軸
８ドラム
８ａ外周面
９第一ロール
１０第二ロール
１１第三ロール
１２被処理物溜まり部
１５スクレーパ
１６スクレーパ
ｆ１特定方向

Claims

蒸気を供給して特定温度に保持されながら特定方向へ回動するドラム、該ドラム上方外周面の頂上箇所を境とした上流側へ、第一ロールと第二ロール間に挟まれた被処理物の溜り部を形成し、ここで第一ロールは前記ドラムと密接して回動され、これに対し第二ロールは被処理物溜り部内の被処理物を下流側のドラム外周面に均平な層状に付着させるものとなすほか、この押え付けられた被処理物の層をさらに押え付けて一層の薄厚の均平な層状になすための第三ロールを、上記第二ロールの近傍に位置させるものとなし、該第三ロールは加熱し第一ロール及び第二ロールは冷却する構成になされていることを特徴としたドラムドライヤ。
前記第一ロール及び第二ロールのそれぞれ外周面に付着した被処理物を掻き落とすためのスクレーパを設けたことを特徴とする請求項１記載のドラムドライヤ。
第三ロールの周速を前記ドラムの周速より幾分小さくなされていることを特徴とする請求項１又は２記載のドラムドライヤ。