JP5591269B2 - Heat treatment equipment and method - Google Patents
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Description
本発明は、間接加熱乾燥機で発生する乾燥排ガスの熱量を経済的に回収して、前記乾燥機の熱源として利用する加熱処理設備及び方法に関し、水分及び有機物を含む被処理物を乾燥した後に加熱処理して焼却したり、可燃性ガスや炭化物を回収する設備に適用可能なものである。 The present invention relates to a heat treatment facility and method for economically recovering the amount of heat of a dry exhaust gas generated in an indirect heat dryer and using it as a heat source for the dryer, after drying an object to be treated containing moisture and organic matter. It can be applied to facilities that incinerate by heat treatment or collect flammable gases and carbides.
昨今、バイオマス、石炭、オイルシェール、オイルサンド等を熱分解して可燃性ガスや炭化物を生産するプロセスが各種開発されている。そして、これらの物質を熱分解工程に供給される前に予備乾燥すると、より経済的に加熱処理することができる。 In recent years, various processes have been developed for pyrolyzing biomass, coal, oil shale, oil sand and the like to produce combustible gas and carbide. And if these substances are pre-dried before being supplied to the thermal decomposition step, the heat treatment can be carried out more economically.
ここで、予備乾燥するための乾燥機としては、蒸気等の熱媒を加熱源とし、被処理物と熱媒を直接接触させることなく被処理物を乾燥させる間接加熱型乾燥機、燃料を燃焼させ、生じた熱風を直接被処理物と接触させる直接加熱型乾燥機、及び間接加熱と直接加熱を併用した乾燥機が知られている。 Here, as a dryer for pre-drying, a heating medium such as steam is used as a heating source, an indirect heating type dryer that dries the object to be processed without directly contacting the object to be processed with the heat medium, and burns fuel. In addition, there are known a direct heating type dryer in which the generated hot air is brought into direct contact with an object to be processed, and a dryer in which indirect heating and direct heating are used in combination.
従来、これら乾燥機で用いられた乾燥排ガスは、塵埃や有害物質を除去した後に排出され、乾燥排ガスの熱量(主に蒸気の潜熱)は有効に回収されていなかった。尚、乾燥排ガスから熱回収して温水を得て、この温水を加熱源として減圧下において間接加熱で乾燥する方法(特許文献1)は知られているものの、この方法では加熱源の温度が低く経済的な乾燥が困難であった。 Conventionally, the dry exhaust gas used in these dryers is discharged after removing dust and harmful substances, and the amount of heat of the dry exhaust gas (mainly latent heat of steam) has not been effectively recovered. In addition, although the method (patent document 1) which heat-recovers from dry exhaust gas and obtains warm water and uses this warm water as a heating source to dry by indirect heating under reduced pressure is known, in this method, the temperature of the heating source is low. Economic drying was difficult.
そこで本発明者は、特願2010−238228号において、乾燥機で発生する乾燥排ガスの熱量を経済的に回収して、乾燥機の熱源として有効に利用することができる態様を提案し、その有効性は確認済みである。 In view of this, the present inventor proposed in Japanese Patent Application No. 2010-238228 an aspect in which the amount of heat of the dry exhaust gas generated in the dryer can be economically recovered and effectively used as a heat source for the dryer. Sex has been confirmed.
乾燥排ガスから熱回収して温水を得、温水を加熱源として蒸発缶によって蒸気を得る場合、温水の温度は通常100℃以下であることから、蒸発缶を負圧下で操作し、温水よりも低い温度で蒸発させる必要がある。この蒸気を乾燥の熱源として利用しようとする場合、温度が100℃以下であるため効率の良い乾燥ができないため、蒸気を圧縮する等して温度を上げる必要がある。 When heat is recovered from the dried exhaust gas to obtain warm water, and steam is obtained by the evaporator using the warm water as a heating source, the temperature of the warm water is usually 100 ° C. or lower, so the evaporator is operated under negative pressure and is lower than the warm water It must be evaporated at temperature. When this steam is used as a heat source for drying, since the temperature is 100 ° C. or lower, efficient drying cannot be performed. Therefore, it is necessary to increase the temperature by compressing the steam.
しかし、機械式昇圧機で負圧下から昇圧しようとしても、昇圧機の構造上エアの漏れ込みなどにより、乾燥機の熱源として使用する蒸気としては適当ではなかった。たとえば、5%の漏れこみ空気により、交換熱量が約30%低下する。 However, even when trying to increase the pressure from a negative pressure with a mechanical booster, due to the leakage of air due to the structure of the booster, it was not suitable as a steam to be used as a heat source for the dryer. For example, 5% leakage air reduces the heat of exchange by about 30%.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その主たる課題は、乾燥機で発生する乾燥排ガスの熱量を経済的に回収して、乾燥機の熱源として利用する加熱処理設備及び方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main problem is to provide a heat treatment facility and method for economically recovering the amount of heat of the dry exhaust gas generated in the dryer and using it as a heat source for the dryer. There is to do.
他の課題は、熱回収により生成された蒸気が負圧であっても乾燥機の熱源として好適な蒸気を製造することにある。 Another problem is to produce steam that is suitable as a heat source for a dryer even when the steam generated by heat recovery has a negative pressure.
請求項1に係る加熱処理設備は、水分及び有機物を含む被処理物を乾燥する、蒸気を加熱源とする間接加熱型乾燥機と、乾燥機により乾燥した被処理物を加熱する加熱処理設備とを含む加熱処理設備において、
前記間接加熱型乾燥機で発生する乾燥排ガスの保有熱を回収して第1の蒸気を発生させる第1蒸気発生手段と、
前記加熱処理設備にて発生する可燃性ガスまたは燃焼排ガスの少なくとも一方を熱源とする第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生手段と、
第2蒸気発生手段で発生させた第2の蒸気を駆動源として、前記第1の蒸気を昇圧する第1昇圧手段と、
前第1昇圧手段により昇圧させた蒸気を機械的に圧縮する機械圧縮手段と、
前記機械圧縮手段よる圧縮蒸気を、前記間接加熱型乾燥機で被処理物を乾燥させる加熱源として供給する機械圧縮蒸気供給手段とを備えた、
ことを特徴とする加熱処理である。
The heat treatment facility according to claim 1 is an indirect heating type dryer using steam as a heat source for drying a material to be treated containing moisture and organic matter, and a heat treatment facility for heating the material to be treated dried by the dryer. In heat treatment equipment including
First steam generating means for recovering the retained heat of the dry exhaust gas generated by the indirect heating dryer and generating first steam;
Second steam generating means for generating second steam using at least one of combustible gas or combustion exhaust gas generated in the heat treatment facility as a heat source;
First boosting means for boosting the first steam using the second steam generated by the second steam generating means as a drive source;
Mechanical compression means for mechanically compressing the steam boosted by the first first pressure boosting means;
Mechanical compressed steam supply means for supplying the compressed steam by the mechanical compression means as a heating source for drying an object to be processed by the indirect heating dryer.
It is the heat processing characterized by this.
本発明における間接加熱型乾燥機とは、乾燥機には、蒸気等の熱媒を加熱源とする間接加熱型乾燥機、化石燃料を燃焼させて生成した熱風を加熱源とする直接加熱型乾燥機、及び間接加熱と直接加熱を併用した乾燥機があるが、化石燃料を燃焼させて生成した熱風を加熱源とする直接加熱型乾燥機を除くものをいう。 The indirect heating dryer in the present invention includes an indirect heating dryer using a heat medium such as steam as a heating source, and a direct heating drying using hot air generated by burning fossil fuel as a heating source. There are dryers and dryers that use both indirect heating and direct heating, but excluding direct heating dryers that use hot air generated by burning fossil fuel as a heating source.
本発明における間接加熱型乾燥機としては、ディスク型乾燥機(インクラインドディスクドライヤ)、スチームチューブドライヤ、間接加熱管付き流動乾燥機などがある。 Examples of the indirect heating type dryer in the present invention include a disc type dryer (inclined disc dryer), a steam tube dryer, and a fluidized dryer with an indirect heating tube.
本発明における加熱処理とは、乾燥した被処理物を加熱する処理であればよく、炭化やガス化などの熱分解、焼却など燃焼を含む。 The heat treatment in the present invention may be a treatment for heating a dried object to be processed, and includes combustion such as thermal decomposition such as carbonization and gasification, and incineration.
本発明の概要構成を図3に図示し(図3の形態に限定されない)、理解の容易化を図ったので参照されたい。 The general configuration of the present invention is shown in FIG. 3 (not limited to the embodiment shown in FIG. 3), so that it can be easily understood.
(作用効果)
蒸気温度(圧力)が高いほど乾燥機はコンパクトにでき経済的である。一方高温(高圧)蒸気を得るにはランニングコストがかかる。従って最適な蒸気温度(圧力)が存在する。本発明によれば、熱回収により生成された蒸気が負圧であっても乾燥機の熱源として好適な蒸気を製造することができる。
(Function and effect)
The higher the steam temperature (pressure), the more economical the dryer can be made. On the other hand, running costs are required to obtain high temperature (high pressure) steam. There is therefore an optimum steam temperature (pressure). ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the vapor | steam produced | generated by heat recovery is a negative pressure, a vapor | steam suitable as a heat source of a dryer can be manufactured.
請求項2に係る加熱処理設備は、前記第1蒸気発生手段が、真空蒸発缶であって、前記第1昇圧手段が、エゼクターであり、第2蒸気発生手段で発生させた第2の蒸気を駆動蒸気として、前記第1蒸気発生手段により発生させた第1の蒸気を吸引して昇圧するとともに、前記吸引により真空蒸発缶内を大気圧以下とする構成である請求項1記載の加熱処理設備である。 In the heat treatment facility according to claim 2, the first steam generating means is a vacuum evaporator, the first pressure raising means is an ejector, and the second steam generated by the second steam generating means is generated. 2. The heat treatment equipment according to claim 1, wherein the first steam generated by the first steam generating means is sucked and boosted as driving steam, and the inside of the vacuum evaporator is reduced to an atmospheric pressure or less by the suction. It is.
前記第1蒸気発生手段が、真空蒸発缶とし、第1昇圧手段としてエゼクターとすることで、エゼクターによる吸引力によって真空蒸発缶内を大気圧以下とすることで蒸発缶内で蒸気を発生することが可能となり、さらに、発生した蒸気がエゼクターにより昇圧を確実に行なわせることができる。 When the first vapor generating means is a vacuum evaporator and the first pressure increasing means is an ejector, the inside of the vacuum evaporator is reduced to atmospheric pressure or less by the suction force of the ejector, thereby generating steam in the evaporator. Further, the generated steam can be surely boosted by the ejector.
請求項3に係る発明は、前記間接加熱型乾燥機での蒸気の凝縮液を第1蒸気発生手段及び第2蒸気発生手段の少なくとも一方に蒸気源として返送する請求項1または2記載の加熱処理設備である。 The invention according to claim 3 is the heat treatment according to claim 1 or 2, wherein the condensate of the steam in the indirect heating dryer is returned to at least one of the first steam generating means and the second steam generating means as a steam source. Equipment.
蒸気源として返送するので、蒸気量の増大を図ることができる。 Since it returns as a steam source, the amount of steam can be increased.
請求項4に係る加熱処理方法は、水分及び有機物を含む被処理物を乾燥する、蒸気を加熱源とする間接加熱型乾燥機と、乾燥機により乾燥した被処理物を加熱する加熱処理設備とを使用する加熱処理方法において、
前記間接加熱型乾燥機で発生する乾燥排ガスの保有熱を回収して第1の蒸気を発生させる第1蒸気発生工程と、
前記加熱処理設備にて発生する可燃性ガスまたは燃焼排ガスの少なくとも一方を熱源とする第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生工程と、
第2蒸気発生工程で発生させた第2の蒸気を駆動源として、前記第1の蒸気を昇圧する第1昇圧工程と、
前第1昇圧工程により昇圧させた蒸気を機械的に圧縮する機械圧縮工程と、
前記機械圧縮工程よる圧縮蒸気を、前記間接加熱型乾燥機で被処理物を乾燥させる加熱源として供給する機械圧縮蒸気供給工程とを備えた、
ことを特徴とする加熱処理方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an indirect heating type dryer using steam as a heat source for drying an object to be processed containing moisture and organic matter, and a heat treatment facility for heating the object to be processed dried by the dryer. In the heat treatment method using
A first steam generation step of recovering the retained heat of the dry exhaust gas generated in the indirect heating dryer to generate the first steam;
A second steam generating step for generating a second steam using at least one of a combustible gas or combustion exhaust gas generated in the heat treatment facility as a heat source;
A first boosting step of boosting the first steam using the second steam generated in the second steam generation step as a drive source;
A mechanical compression step of mechanically compressing the steam that has been boosted in the previous first pressurization step;
A mechanical compressed steam supply step of supplying the compressed steam from the mechanical compression step as a heating source for drying an object to be processed by the indirect heating dryer.
It is the heat processing method characterized by the above-mentioned.
請求項1と実質的に同一の作用効果を奏する。 There exists an effect substantially the same as Claim 1.
以上に示したように本発明によれば、乾燥機で発生する乾燥排ガスの熱量を経済的に回収して、乾燥機の熱源として利用する加熱処理設備を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide heat treatment equipment that economically recovers the amount of heat of dry exhaust gas generated in a dryer and uses it as a heat source of the dryer.
また、本発明によれば、水分及び有機物を含む被処理物を乾燥した後に、加熱設備で被処理物を加熱する際において、乾燥排ガスから経済的に熱回収して有効に乾燥用の熱源とすることができるようになった。 In addition, according to the present invention, after drying an object to be processed containing moisture and organic matter, when the object to be processed is heated with a heating facility, an effective drying heat source is obtained by economically recovering heat from the dried exhaust gas. I was able to do that.
例えば、処理量が下水汚泥100t/日の場合、従来の燃料の燃焼による熱風乾燥設備付炭化設備と比較して、本発明によれば、下水汚泥の処理単価は1,700円/t低減され、換算CO2の排出量は2,600t/年に削減されるようになる。 For example, when the processing amount is 100 t / day of sewage sludge, the treatment unit price of sewage sludge is reduced by 1,700 yen / t according to the present invention, compared with the conventional carbonization equipment with hot air drying equipment by combustion of fuel. The amount of CO2 emission is reduced to 2,600 t / year.
さらに、本発明によれば、熱回収により生成された蒸気が負圧であっても乾燥機の熱源として好適な蒸気を製造することができる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to produce steam suitable as a heat source for a dryer even if the steam generated by heat recovery is negative pressure.
本発明に係る加熱処理設備の一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。まず、本実施の形態を説明するに先立って、理解を深めるために本発明の実施の形態に適用される間接加熱型乾燥機であるスチームチューブドライヤ(STD)の例について、図1に基づき予め説明する。 An embodiment of a heat treatment facility according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, prior to the description of the present embodiment, an example of a steam tube dryer (STD) that is an indirect heating dryer applied to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. explain.
図1に示すこのスチームチューブドライヤ3は、軸心周りに回転自在とされる回転筒30内において、両端板間に軸心と並行に複数の加熱管31が配管されていて、回転継手50に取付けられた熱媒体入口管51を通して、これらの加熱管31に熱媒体としての加熱蒸気が供給され、各加熱管31に流通された後、熱媒体出口管52を介してこの加熱蒸気Kのドレンが排出されるようになっている。
This steam tube dryer 3 shown in FIG. 1 has a plurality of
そして、被処理物を回転筒30内に装入するためにスクリュー等を有した図示しない装入装置がこのスチームチューブドライヤ3には備えられている。この装入装置の挿入口53より回転筒30内にその一端側から投入された被処理物である例えば水分を含有した有機物などを、加熱蒸気Kにより加熱した加熱管31と接触させて乾燥させるようなる。これとともに回転筒30が下り勾配をもって設置されていることで、排出口54方向に順次円滑に移動させて、回転筒30の他端側からこの被処理物を連続的に排出させるようになっている。
The steam tube dryer 3 is provided with a charging device (not shown) having a screw or the like for charging the workpiece into the
図1に示されるように、回転筒30は基台36の上に設置され、回転筒30の軸心と並行に相互に間隔を置いて配された2組の支承ローラ35によって、タイヤ34を介して支承されている。回転筒30の下り勾配および直径に合わせて2組の支承ローラ35間の幅およびそれらの長手方向傾斜角度が選択される。
As shown in FIG. 1, the rotating
一方、回転筒30を回転させるために、回転筒30の周囲には、従動ギア40が設けられており、これに駆動ギア43が噛合し、原動機41の回転力が減速機42を介して伝達され、回転筒30の軸心回りに回転するようになっている。さらに、回転筒30の内部には、キャリアガス入口61からキャリアガスが導入され、これらキャリアガスは被処理物である有機物に含有される水分が蒸発した蒸気を同伴してキャリアガス排出口62より排出される。
On the other hand, in order to rotate the
なお、上記スチームチューブドライヤ3の全体構成は一例であり、本発明は上記構成により限定されるものではない。 In addition, the whole structure of the said steam tube dryer 3 is an example, and this invention is not limited by the said structure.
図2は、本実施の形態に係わる下水汚泥の乾燥・炭化設備を示す概略図である。
なお、本実施例中で記載される圧力は、絶対圧基準である。
FIG. 2 is a schematic view showing a sewage sludge drying / carbonizing facility according to the present embodiment.
In addition, the pressure described in a present Example is an absolute pressure reference | standard.
図2に示すように、スチームチューブドライヤ3の装入側にパドル式や多軸式などの混合機2が配置されていて、この混合機2において、汚泥供給ポンプ1からのたとえば水分75〜85%の下水汚泥と戻し用コンベア8を介して戻る乾燥品と混合され、水分が約30%程度にされる。混合品はスチームチューブドライヤ3において水分が約10%程度の乾燥品Sとして乾燥される。
スチームチューブドライヤ3から排出された乾燥排ガスGが、乾燥排ガス湿式スクラバー9に送り込まれるようになっており、この乾燥排ガス湿式スクラバー9で回収した熱を、蒸発缶加熱器10において熱交換して、蒸発缶11の加熱源としている。
As shown in FIG. 2, a paddle type or multi-shaft type mixer 2 is disposed on the charging side of the steam tube dryer 3, and in this mixer 2, for example, moisture 75 to 85 from the sludge supply pump 1. % Of the sewage sludge and the dried product returned through the return conveyor 8 to make the water content about 30%. The mixed product is dried in the steam tube dryer 3 as a dry product S having a water content of about 10%.
The dry exhaust gas G discharged from the steam tube dryer 3 is sent to the dry exhaust gas
この蒸発缶11(乾燥排ガス湿式スクラバー9及び蒸発缶加熱器10とともに第1蒸気発生手段を構成する)において第1の蒸気を発生させ、この第1の蒸気を第1昇圧手段としてのエゼクター12により昇圧する。この蒸発缶11は、真空蒸発缶であることが好ましい。蒸発缶11内の圧力は、エゼクター12を駆動した際に生じる吸引力によって大気圧以下となる。エゼクター12により昇圧された蒸気を、第2昇圧手段としての圧縮機13により、さらに圧縮し、圧縮蒸気をスチームチューブドライヤ3に径路22を介して送り込み、加熱用の加熱蒸気として用いられる。一部はトレースとして別用途又は破棄される。スチームチューブドライヤ3で加熱後のドレンは、径路23を介して蒸発缶11及びボイラ19の少なくとも一方に送り込まれる。
In the evaporator 11 (which constitutes the first steam generating means together with the dry exhaust gas
この例では、乾燥排ガス湿式スクラバー9と蒸発缶加熱器10と蒸発缶11とで第1蒸気発生手段を構成したが、乾燥排ガス湿式スクラバー9とヒートポンプで第1蒸気発生手段を構成することもできる。
In this example, the first exhaust gas
一方、スチームチューブドライヤ3での乾燥品Sは、その排出側の下部の乾燥品移送コンベア4に乗せて排出された後、篩5で篩分けされ、小粒子の乾燥品S1は戻し用ホッパー7に集められる。大粒子の乾燥品S2は乾燥品ホッパー14に送られるほか、一部は破砕機6において粉砕された後に戻し用ホッパー7に集められる。
On the other hand, the dry product S in the steam tube dryer 3 is discharged on the dry product transfer conveyor 4 on the lower side of the discharge side, and is then sieved by the sieve 5, and the small particle dry product S1 is returned to the return hopper 7. To be collected. In addition to being sent to the dried
戻し用ホッパー7から、小粒子の乾燥品S1が切り出され、戻し用コンベア8に乗せて、混合機2に送られ、下水汚泥と混合された後に、スチームチューブドライヤ3に戻るようになっている。 A small particle dried product S1 is cut out from the return hopper 7, placed on the return conveyor 8, sent to the mixer 2, mixed with sewage sludge, and then returned to the steam tube dryer 3. .
他方、乾品ホッパー14の下部からは、大粒子の乾燥品S2が乾品移送コンベア15に乗せて、加熱設備である炭化炉16に投入できるようになっており、炭化炉16において(加熱)炭化処理されるようになる。
On the other hand, from the lower part of the
炭化炉16には、炭化炉用熱風発生炉17において燃料を燃焼させることで生じる熱風が送り込まれる。炭化炉16からは可燃性ガスNが排出され、燃料要素としてアフターバーナー18に送り込まれ、空気と燃料とともにこの可燃性ガスNが燃焼される。また、ボイラ19で発生した蒸気は、第1昇圧手段としてのエゼクター12に送られ、蒸気ボイラ19での発生蒸気を駆動源として、蒸発缶11にて発生した蒸気を昇圧する。蒸気ボイラ19の排ガスは熱交換器20を介して排ガス処理器21で処理されて、外部に排出される。熱交換器20では、乾燥排ガス湿式スクラバー9からの排ガスを加熱して、スチームチューブドライヤ3に送入するように構成している。
The
次に、加熱処理設備における具体的な工程を説明する。 Next, specific steps in the heat treatment facility will be described.
汚泥供給ポンプ1にたとえば水分75%〜85%の下水汚泥が供給され、この下水汚泥は混合機2に送られて乾燥品S1と混合され、水分約30%程度の被処理物S0とされる。この水分及び有機物を含む被処理物S0は、間接加熱型乾燥機であるスチームチューブドライヤ3に供給され、この混合品S0の水分がたとえば約10%にまで乾燥され、乾燥品Sとされる。 For example, sewage sludge with a water content of 75% to 85% is supplied to the sludge supply pump 1, and this sewage sludge is sent to the mixer 2 and mixed with the dried product S <b> 1 to obtain a workpiece S <b> 0 having a water content of about 30%. . The object to be processed S0 containing moisture and organic matter is supplied to a steam tube dryer 3 which is an indirect heating dryer, and the moisture of the mixed product S0 is dried to about 10%, for example, to obtain a dried product S.
この際、このスチームチューブドライヤ3から、露点が望ましくは80℃〜100℃(約85℃程度が最適)の乾燥排ガスGが排出されるが、この乾燥排ガスGは、たとえば複数段から構成される乾燥排ガス湿式スクラバー9に送られ冷却・除湿される。そして、乾燥排ガス湿式スクラバー9の最下段の出口のガス温度が高いほど、蒸発缶11にて高圧蒸気が経済的に回収できるものの、ガス温度が高い場合には、乾燥排ガス湿式スクラバー9で回収する熱量は低下する。この際、乾燥排ガス湿式スクラバー9の最下段の出口でのガス温度が60℃〜80℃になるように運転するのが好適である。
At this time, the dry exhaust gas G having a dew point of desirably 80 ° C. to 100 ° C. (about 85 ° C. is optimum) is discharged from the steam tube dryer 3. The dry exhaust gas G is composed of, for example, a plurality of stages. It is sent to a dry exhaust gas
スチームチューブドライヤ3で用いられたキャリアガスが、乾燥排ガスGとしてこのスチームチューブドライヤ3から排出されるが、乾燥排ガスGを乾燥排ガス湿式スクラバー9で処理して、スクラバー循環水に乾燥排ガスGの熱を移行させることで、熱回収する。そして、この乾燥排ガス湿式スクラバー9の最終段の出口温度は、特に制限は無いが30〜40℃程度が好適である。湿式スクラバー9から排出されたキャリアガスは循環ブロワなどの送風手段を経て、その一部がアフターバ−ナ−9に供給され、その他は加熱されたのち、循環利用される。
The carrier gas used in the steam tube dryer 3 is discharged from the steam tube dryer 3 as a dry exhaust gas G. The dry exhaust gas G is processed by the dry exhaust gas
乾燥排ガス湿式スクラバー9の最下段で回収した熱は、蒸発缶加熱器10において蒸発缶11内の液を加熱し、蒸気を発生させる。蒸発缶11は、エゼクター12の駆動に伴い内部圧力が大気圧以下とされる。蒸発缶11で発生させる蒸気圧力は、0.015〜0.05MPa程度となり、乾燥排ガス湿式スクラバー9の最下段の出口でのガス温度の飽和蒸気圧力以下である。この圧力では乾燥効率が低く、この蒸気を加熱源とする乾燥機の大型化が避けられないため、蒸発缶11で発生させた低圧蒸気をエゼクター12に送り込み昇圧する。
The heat recovered at the lowest stage of the dry exhaust gas
他方、このスチームチューブドライヤ3で乾燥処理された乾燥品Sは、移送コンベア4で篩5に送られて、大粒子と小粒子とに篩分けられる。篩分けされた大粒子の一部は、破砕機6で破砕された後、戻し用ホッパー7に送られる。また、篩分けされた小粒子は、戻し用ホッパー7に直接送られる。戻し用ホッパー7で切り出された乾燥品S1は、戻し用コンベア8で混合機2に送られた後、下水汚泥(被処理物)と混合される。 On the other hand, the dried product S dried by the steam tube dryer 3 is sent to the sieve 5 by the transfer conveyor 4 and sieved into large particles and small particles. Part of the sieved large particles is crushed by the crusher 6 and then sent to the return hopper 7. Further, the sieved small particles are sent directly to the return hopper 7. The dried product S1 cut out by the return hopper 7 is sent to the mixer 2 by the return conveyor 8 and then mixed with sewage sludge (object to be treated).
これらと別に篩分けの大粒子の残りは、乾品ホッパー14に送られ、切り出された後、乾品移送コンベア15により、たとえば外熱キルン型の炭化炉16に送られ、この炭化炉16において250℃〜600℃で熱分解されて炭化物と可燃性ガスNになる。この際、熱分解は吸熱反応なので、炭化炉用熱風発生炉17において燃料を燃焼させて生じた熱風で間接加熱される。そして、炭化炉16から排出された炭化物は図示しない冷却機で冷却された後、搬出される一方、可燃性ガスNはアフターバーナー18で燃焼される。
Separately, the remainder of the sieving large particles is sent to the
次に、アフターバーナー18で燃焼材料である可燃性ガスNが燃焼されて生じた排ガスは、ダクトなどの供給経路を通じてボイラ19へ供給される。排ガスの保有する熱により、ボイラ19で0.8Mpa以上望むらくは、1.6MPa以上の蒸気を発生させる。この際にボイラ19から排出される排ガスにより、乾燥排ガス湿式スクラバー9の排出ガスを径路24を介して搬送し、熱交換器20で加熱して、この乾燥排ガス湿式スクラバー9の排出ガスをスチームチューブドライヤ3でキャリアガスとして用いるようにする。この後、ボイラ19からの排ガスは排ガス処理器21で処理された後、大気に放出される。
Next, the exhaust gas generated by burning the combustible gas N as the combustion material in the afterburner 18 is supplied to the boiler 19 through a supply path such as a duct. The boiler 19 generates steam of 1.6 MPa or more if desired by the boiler 19 with 0.8 Mpa or more. At this time, exhaust gas discharged from the boiler 19 conveys the exhaust gas of the dry exhaust gas
一方、蒸発缶11で発生させた低圧の第1の蒸気を更に昇圧する。つまり、ボイラ19で発生させた高圧の第2の蒸気を径路25を介してエゼクター12に送り、高圧の第2の蒸気を駆動源として、蒸発缶11で発生させた低圧の第1の蒸気を吸引し、昇圧する。
On the other hand, the pressure of the low-pressure first steam generated in the evaporator 11 is further increased. That is, the high-pressure second steam generated in the boiler 19 is sent to the
この昇圧蒸気は、機械圧縮機13により圧縮した後、最終的に、好適には0.2MPa〜0.8MPaの昇圧蒸気をスチームチューブドライヤ3に供給して、このスチームチューブドライヤ3で混合品S0を乾燥品Sとするべく乾燥する。
After the pressurized steam is compressed by the
本実施の形態における各工程の変形例としては、以下のものが考えられる。 The following can be considered as a modification of each step in the present embodiment.
まず、上記実施の形態おいては、乾燥排ガスGから熱回収して蒸気を得るが、この際の乾燥排ガスGから熱回収する方法として、本実施の形態では乾燥排ガスGを乾燥排ガス湿式スクラバー9等で処理してスクラバー循環水に乾燥排ガスGの熱を移行させて循環水として熱回収する方法を用いたが、乾燥排ガスGから熱交換器等により直接熱回収する方法を用いても良い。
First, in the above embodiment, heat is recovered from the dry exhaust gas G to obtain steam. As a method for recovering heat from the dry exhaust gas G at this time, in this embodiment, the dry exhaust gas G is converted into the dry exhaust gas
さらに、乾燥排ガスGの回収熱から蒸気を得る方法として、回収熱を熱源とする水の蒸発缶11で0.015〜0.05MPaの蒸気を発生させる方法を本実施の形態において用いたが、回収熱を蒸気発生型ヒートポンプに供給して0.1〜0.25MPa程度の蒸気を得る方法を用いても良い。但し、ヒートポンプで0.2MPa以上の蒸気を得ることは成績係数(COP)が低下して経済的でない。 Furthermore, as a method of obtaining steam from the recovered heat of the dry exhaust gas G, a method of generating 0.015-0.05 MPa of steam in the water evaporator 11 using the recovered heat as a heat source was used in the present embodiment. A method of supplying recovered heat to a steam generation type heat pump to obtain steam of about 0.1 to 0.25 MPa may be used. However, obtaining steam of 0.2 MPa or more with a heat pump is not economical because the coefficient of performance (COP) decreases.
乾燥排ガスからの回収熱の温度の上限値は乾燥排ガスGの露点とほぼ等しいので、蒸発缶11で発生させる蒸気圧力は、乾燥排ガスGの露点温度の飽和水蒸気圧以下になるが、より高い圧力の蒸気を蒸発させるためには、乾燥排ガスGの露点は高いほど良い。但し、乾燥排ガスGの露点を高くした場合、間接加熱型乾燥機において恒率乾燥で品温が乾燥排ガスGの露点とほぼ等しくなるので、加熱源との温度差が小さくなり、間接加熱型乾燥機の乾燥能力が低下する。従って、最適な乾燥排ガスGの露点が存在することになる。ここで、乾燥排ガスGの露点は、間接加熱型乾燥機で蒸発する水分量にもよるが、80℃〜100℃が好適である。 Since the upper limit value of the temperature of heat recovered from the dry exhaust gas is substantially equal to the dew point of the dry exhaust gas G, the vapor pressure generated in the evaporator 11 is equal to or lower than the saturated water vapor pressure of the dew point temperature of the dry exhaust gas G, but a higher pressure. The higher the dew point of the dry exhaust gas G, the better. However, when the dew point of the dry exhaust gas G is increased, the temperature of the product becomes almost equal to the dew point of the dry exhaust gas G by constant rate drying in the indirect heating type dryer. The drying capacity of the machine is reduced. Accordingly, there is an optimum dew point of the dry exhaust gas G. Here, the dew point of the dry exhaust gas G is preferably 80 ° C. to 100 ° C., although it depends on the amount of water evaporated by the indirect heating dryer.
昇圧蒸気を圧縮機13で圧縮し昇圧する。この際、圧縮機13の種類は特に制限は無いが、ミスト対策の必要がないスクリュー式圧縮機が好適である。この場合における圧縮機13での圧縮比(吐出圧力と吸込み圧力の比)は、2〜10の範囲が経済的である。ルーツブロワや多段ブロワなども使用できる。
The pressurized steam is compressed by the
乾燥品Sの加熱処理は、炭化処理に限定されるものではなく、たとえばガス化処理や、焼却処理などを採用することが可能である。 The heat treatment of the dried product S is not limited to the carbonization treatment, and for example, a gasification treatment, an incineration treatment, or the like can be employed.
ボイラ19は、公知の廃熱ボイラであり、アフターバーナーから生じた燃焼排ガスNで高圧蒸気を発生させる。アフターバーナーの燃焼材料とされる燃料は特に制限は無いが、熱分解生成物の可燃性ガスN、炭化物、その他の燃料のうち何れでも良い。なお、ボイラ19へ供給される燃焼排ガスNは、該燃料を燃焼させた排ガスを直接用いても良いし、ガスタービン、ガスエンジン等で燃焼させた排ガスを用いても良い。 The boiler 19 is a known waste heat boiler, and generates high-pressure steam from the combustion exhaust gas N generated from the afterburner. The fuel used as the combustion material for the afterburner is not particularly limited, and any of a pyrolysis product combustible gas N, carbide, and other fuels may be used. Note that as the combustion exhaust gas N supplied to the boiler 19, exhaust gas obtained by burning the fuel may be used directly, or exhaust gas burned by a gas turbine, a gas engine, or the like may be used.
ところで、被乾燥品が焼却処理されるなど高温の排ガスが排出される処理が行われる場合には、排出された高温の排ガスを直接廃熱ボイラへ供給することができる。 By the way, when a process for discharging high-temperature exhaust gas such as incineration of a product to be dried is performed, the discharged high-temperature exhaust gas can be directly supplied to the waste heat boiler.
ボイラ19で発生させた高圧蒸気により圧縮機を駆動して、圧縮された蒸気を更に昇圧する。昇圧する方法としては、蒸気タービン駆動の圧縮機でも良いが、実施の形態として示すように、エゼクター12方式が安価で経済的である。
The compressor is driven by high-pressure steam generated in the boiler 19 to further pressurize the compressed steam. As a method for increasing the pressure, a steam turbine driven compressor may be used, but as shown in the embodiment, the
蒸発缶11は直列に複数設置するいわゆる多重効用缶方式を採用してもいよい。 The evaporator 11 may adopt a so-called multiple effect can system in which a plurality of evaporators 11 are installed in series.
本発明は、樹脂、食品、有機物などの乾燥をはじめとして、木質バイオマスや有機廃棄物などの乾燥などに適用できる。 The present invention can be applied to drying of woody biomass, organic waste, etc., as well as drying of resins, foods, organic substances and the like.
3 スチームチューブドライヤ(間接加熱型乾燥機)
9 乾燥排ガス湿式スクラバー
10 蒸発缶加熱器
11 蒸発缶
12 エゼクター
13 圧縮機
16 炭化炉(加熱処理設備)
18 アフターバーナー
19 ボイラ
3 Steam tube dryer (indirect heating dryer)
9 Dry exhaust gas
18 Afterburner 19 Boiler
Claims (4)
前記間接加熱型乾燥機で発生する乾燥排ガスの保有熱を回収して第1の蒸気を発生させる第1蒸気発生手段と、
前記加熱処理設備にて発生する可燃性ガスまたは燃焼排ガスの少なくとも一方を熱源とする第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生手段と、
第2蒸気発生手段で発生させた第2の蒸気を駆動源として、前記第1の蒸気を昇圧する第1昇圧手段と、
前第1昇圧手段により昇圧させた蒸気を機械的に圧縮する機械圧縮手段と、
前記機械圧縮手段よる圧縮蒸気を、前記間接加熱型乾燥機で被処理物を乾燥させる加熱源として供給する機械圧縮蒸気供給手段とを備えた、
ことを特徴とする加熱処理設備。 In a heat treatment facility including an indirect heating type dryer using steam as a heat source for drying a treatment object containing moisture and organic matter, and a heat treatment facility for heating the treatment object dried by the dryer,
First steam generating means for recovering the retained heat of the dry exhaust gas generated by the indirect heating dryer and generating first steam;
Second steam generating means for generating second steam using at least one of combustible gas or combustion exhaust gas generated in the heat treatment facility as a heat source;
First boosting means for boosting the first steam using the second steam generated by the second steam generating means as a drive source;
Mechanical compression means for mechanically compressing the steam boosted by the first first pressure boosting means;
Mechanical compressed steam supply means for supplying the compressed steam by the mechanical compression means as a heating source for drying an object to be processed by the indirect heating dryer.
Heat treatment equipment characterized by that.
前記間接加熱型乾燥機で発生する乾燥排ガスの保有熱を回収して第1の蒸気を発生させる第1蒸気発生工程と、
前記加熱処理設備にて発生する可燃性ガスまたは燃焼排ガスの少なくとも一方を熱源とする第2の蒸気を発生させる第2蒸気発生工程と、
第2蒸気発生工程で発生させた第2の蒸気を駆動源として、前記第1の蒸気を昇圧する第1昇圧工程と、
前第1昇圧工程により昇圧させた蒸気を機械的に圧縮する機械圧縮工程と、
前記機械圧縮工程よる圧縮蒸気を、前記間接加熱型乾燥機で被処理物を乾燥させる加熱源として供給する機械圧縮蒸気供給工程とを備えた、
ことを特徴とする加熱処理方法。 In a heat treatment method using an indirect heating type dryer using steam as a heat source for drying a treatment object containing moisture and organic matter, and a heat treatment facility for heating the treatment object dried by the dryer,
A first steam generation step of recovering the retained heat of the dry exhaust gas generated in the indirect heating dryer to generate the first steam;
A second steam generating step for generating a second steam using at least one of a combustible gas or combustion exhaust gas generated in the heat treatment facility as a heat source;
A first boosting step of boosting the first steam using the second steam generated in the second steam generation step as a drive source;
A mechanical compression step of mechanically compressing the steam that has been boosted in the previous first pressurization step;
A mechanical compressed steam supply step of supplying the compressed steam from the mechanical compression step as a heating source for drying an object to be processed by the indirect heating dryer.
The heat processing method characterized by the above-mentioned.
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