JP5893964B2 - Sludge drying system - Google Patents

Sludge drying system Download PDF

Info

Publication number
JP5893964B2
JP5893964B2 JP2012045857A JP2012045857A JP5893964B2 JP 5893964 B2 JP5893964 B2 JP 5893964B2 JP 2012045857 A JP2012045857 A JP 2012045857A JP 2012045857 A JP2012045857 A JP 2012045857A JP 5893964 B2 JP5893964 B2 JP 5893964B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
drying
sludge
energy
sludge drying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012045857A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013180243A (en
Inventor
正將 井上
正將 井上
弘毅 佐藤
弘毅 佐藤
Original Assignee
メタウォーター株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by メタウォーター株式会社 filed Critical メタウォーター株式会社
Priority to JP2012045857A priority Critical patent/JP5893964B2/en
Publication of JP2013180243A publication Critical patent/JP2013180243A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5893964B2 publication Critical patent/JP5893964B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies

Description

本発明は、脱水汚泥を乾燥する汚泥の乾燥システムに関する。   The present invention relates to a sludge drying system for drying dehydrated sludge.
下水汚泥等の脱水汚泥は、水分を80%程度含むため、焼却、乾燥、炭化等、汚泥の熱処理時の水分蒸発に多大なエネルギが必要である。汚泥熱処理時の省エネルギの観点から、そのエネルギを有効に回収し、再利用することが期待されている。   Since dewatered sludge such as sewage sludge contains about 80% of water, enormous energy is required for water evaporation during heat treatment of sludge such as incineration, drying and carbonization. From the viewpoint of energy saving at the time of sludge heat treatment, it is expected that the energy is effectively recovered and reused.
このような汚泥の乾燥システムに関し、例えば、特許文献1には、乾燥機の後段に設けたガス化炉の排ガス(ガス化ガス)から回収された水を蒸発させて圧縮機で加圧し、この蒸気を乾燥機の熱源として再利用する構成が開示されている。   With regard to such a sludge drying system, for example, in Patent Document 1, water recovered from the exhaust gas (gasification gas) of a gasification furnace provided at the subsequent stage of the dryer is evaporated and pressurized with a compressor. A configuration for reusing steam as a heat source for a dryer is disclosed.
特開2004−75740号公報JP 2004-75740 A
通常、脱水汚泥の水分蒸発に費やしたエネルギは、発生排ガスのスクラバで蒸発水分が凝縮する際、温排水として回収される。一般的なスクラバでは、温排水温度は50℃程度であり、再利用に適したものではない。また、スクラバで75℃程度の温排水を得る取組みも行われているが、原理的に、回収できる蒸気の熱エネルギは、当該温排水温度におけるガス中の飽和湿度超過分のみに限られ、蒸気の熱エネルギを有効に回収するには至っていないのが現状である。   Usually, the energy spent for water evaporation of the dewatered sludge is recovered as hot wastewater when the evaporated water is condensed in the generated exhaust gas scrubber. In a general scrubber, the temperature of the warm drainage is about 50 ° C. and is not suitable for reuse. In addition, efforts have been made to obtain hot wastewater of about 75 ° C. with a scrubber, but in principle, the heat energy of steam that can be recovered is limited to the excess of saturated humidity in the gas at the temperature of the hot wastewater. At present, it has not been possible to effectively recover the heat energy.
本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、乾燥プロセスで発生する蒸気を有効に回収・利用し、システム全体の省エネルギ化を図ることができる汚泥の乾燥システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems of the prior art, and provides a sludge drying system that can effectively recover and use steam generated in the drying process to save energy in the entire system. The purpose is to do.
本発明に係る汚泥の乾燥システムは、搬入される脱水汚泥を加熱により乾燥させる乾燥容器と、前記乾燥容器からの排ガスを加熱し、再び該乾燥容器へと循環させる循環管路とを備える汚泥の乾燥システムであって、前記循環管路における排ガス中に含まれる蒸気の有するエネルギを回収するエネルギ回収装置を備え、前記排ガスの絶対湿度が、2(kg−HO/kg−DA)以上に維持されていることを特徴とする。 The sludge drying system according to the present invention comprises a drying container for drying dewatered sludge that is carried in by heating, and a circulation pipe that heats the exhaust gas from the drying container and circulates it again to the drying container. The drying system includes an energy recovery device that recovers energy of steam contained in the exhaust gas in the circulation pipe, and the exhaust gas has an absolute humidity of 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more. It is maintained.
このような構成によれば、排ガスの絶対湿度が2(kg−HO/kg−DA)以上で維持されているため、排ガス中の蒸気の有するエネルギ(熱エネルギ)を、コンデンサやスクラバ等のエネルギ回収装置で有効に回収することができ、その回収したエネルギをシステム各部の駆動電力や駆動力として再利用することができるため、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。 According to such a configuration, since the absolute humidity of the exhaust gas is maintained at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more, the energy (thermal energy) of the vapor in the exhaust gas is converted into a capacitor, a scrubber, etc. The energy recovery device can effectively recover the energy and the recovered energy can be reused as the driving power and driving force of each part of the system, so that the energy saving of the entire system can be achieved.
この場合、前記乾燥容器及び前記循環管路に、その内部への外気の進入を防止する気密構造、例えば、乾燥容器にシール構造を適用して外気の進入を防止する構造とすることにより、排ガスの絶対湿度を容易に2(kg−HO/kg−DA)以上で維持することが可能となる。 In this case, exhaust gas can be produced by adopting an airtight structure for preventing the outside air from entering the drying vessel and the circulation pipe, for example, a structure for preventing the entry of outside air by applying a seal structure to the drying vessel. Can be easily maintained at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more.
また、前記循環管路を循環する排ガスを加熱する加熱装置が、前記循環管路を流れる排ガスを該循環管路の外側から間接的に加熱する間接加熱方式であると、乾燥容器及び循環管路の内部への外気の進入を一層確実に防止することができる。   Further, when the heating device for heating the exhaust gas circulating through the circulation pipe is an indirect heating method in which the exhaust gas flowing through the circulation pipe is indirectly heated from the outside of the circulation pipe, the drying container and the circulation pipe It is possible to more reliably prevent the outside air from entering the interior.
前記エネルギ回収装置で回収したエネルギを利用するエネルギ利用装置を備えると、コンデンサ等のエネルギ回収装置で回収したエネルギを、バイナリー発電機等のエネルギ利用装置で利用し、システム各部の駆動電力や駆動力として有効に再利用することができる。   When an energy utilization device that uses the energy recovered by the energy recovery device is provided, the energy recovered by the energy recovery device such as a capacitor is used by the energy utilization device such as a binary generator, and the driving power and driving force of each part of the system Can be reused effectively.
前記エネルギ回収装置は、前記蒸気を熱搬送媒体との間で熱交換させることで凝縮する凝縮装置であり、前記エネルギ利用装置は、前記エネルギ回収装置で前記蒸気の凝縮によって加熱された熱搬送媒体と、該熱搬送媒体よりも低沸点の熱媒体とを熱交換させて該熱媒体を蒸発させることでタービンを回転させ、該タービンの回転によって発電するバイナリー発電機、又は該タービンの回転によって動力を発生する動力発生機であってもよい。   The energy recovery device is a condensing device that condenses the steam by exchanging heat with the heat transfer medium, and the energy utilization device is a heat transfer medium heated by condensation of the vapor in the energy recovery device. And a binary generator that rotates the turbine by exchanging heat with the heat medium having a boiling point lower than that of the heat transfer medium and evaporating the heat medium, or power generated by the rotation of the turbine. It may be a power generator that generates
前記排ガスの流通方向で前記乾燥容器と前記エネルギ回収装置との間に、該排ガスを除塵処理する集塵機を設けると、エネルギ装置に排ガス中のダストが付着し、エネルギの回収効率が低下することを抑制できる。   If a dust collector that removes the exhaust gas is provided between the drying container and the energy recovery device in the flow direction of the exhaust gas, dust in the exhaust gas adheres to the energy device, and energy recovery efficiency decreases. Can be suppressed.
本発明によれば、排ガスの絶対湿度が2(kg−HO/kg−DA)以上で維持されることにより、排ガス中の蒸気の有するエネルギを、コンデンサやスクラバ等のエネルギ回収装置で有効に回収することができ、その回収したエネルギをシステム各部の駆動電力や駆動力として再利用することができるため、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。 According to the present invention, the absolute humidity of the exhaust gas is maintained at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more, so that the energy of the vapor in the exhaust gas is effective in an energy recovery device such as a condenser or a scrubber. Since the recovered energy can be reused as driving power and driving force for each part of the system, energy saving of the entire system can be achieved.
図1は、本発明の一実施形態に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a sludge drying system according to an embodiment of the present invention. 図2は、過熱蒸気乾燥機の構造の一例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of the structure of the superheated steam dryer. 図3は、コンデンサの構造の一例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram illustrating an example of the structure of the capacitor. 図4は、バイナリー発電機の構造の一例を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of the structure of the binary generator. 図5は、スクラバの構造の一例を示す構成図であり、図5(A)は、スプレー塔方式のスクラバの構成図であり、図5(B)は、充填塔方式のスクラバの構成図であり、図5(C)は、棚段塔方式のスクラバの構成図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of the structure of a scrubber, FIG. 5 (A) is a block diagram of a spray tower type scrubber, and FIG. 5 (B) is a block diagram of a packed tower type scrubber. FIG. 5C is a configuration diagram of a plate tower type scrubber. 図6は、ガスの飽和湿度と温度との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between gas saturation humidity and temperature. 図7は、空気中の蒸気割合と水の蒸発速度との関係のグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the vapor ratio in the air and the evaporation rate of water. 図8は、図1に示す乾燥システムの第1変形例に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。FIG. 8 is an overall configuration diagram of a sludge drying system according to a first modification of the drying system shown in FIG. 1. 図9は、図1に示す乾燥システムの第2変形例に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。FIG. 9 is an overall configuration diagram of a sludge drying system according to a second modification of the drying system shown in FIG. 1. 図10は、図1に示す乾燥システムの第3変形例に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram of a sludge drying system according to a third modification of the drying system shown in FIG. 1.
以下、本発明に係る汚泥の乾燥システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a sludge drying system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る汚泥の乾燥システム10の全体構成図である。本実施形態に係る汚泥の乾燥システム10(以下、単に「乾燥システム10」ともいう)は、下水汚泥等の脱水汚泥を乾燥機12で乾燥すると共に、この乾燥機12からの排ガス中に含まれる蒸気の持つエネルギを回収して再利用する省エネルギ型の乾燥システムである。   FIG. 1 is an overall configuration diagram of a sludge drying system 10 according to an embodiment of the present invention. The sludge drying system 10 according to the present embodiment (hereinafter also simply referred to as “drying system 10”) dries dehydrated sludge such as sewage sludge with the dryer 12 and is contained in the exhaust gas from the dryer 12. This is an energy-saving drying system that recovers and reuses the energy of steam.
図1に示すように、乾燥システム10は、乾燥機(過熱蒸気乾燥機)12を有し、主に脱水汚泥の乾燥処理を行う乾燥ライン10aと、乾燥機12から排出される排ガス(乾燥排ガス)の処理を行うと共に、この排ガス中に含まれる蒸気(汚泥乾燥蒸気)の持つエネルギ(潜熱及び顕熱)を回収・再利用するエネルギ回収ライン10bとから構成されている。   As shown in FIG. 1, a drying system 10 includes a dryer (superheated steam dryer) 12, a drying line 10 a that mainly performs a drying treatment of dehydrated sludge, and exhaust gas (dry exhaust gas) discharged from the dryer 12. And an energy recovery line 10b that recovers and reuses the energy (latent heat and sensible heat) of the steam (sludge drying steam) contained in the exhaust gas.
先ず、乾燥ライン10aの構成を説明する。   First, the configuration of the drying line 10a will be described.
乾燥ライン10aは、下水汚泥等を図示しない脱水装置により、例えば水分量が78%程度となるまで脱水した脱水汚泥を貯留する脱水ケーキ貯留槽14と、脱水ケーキ貯留槽14から搬送される脱水汚泥を循環利用する乾燥排ガス(過熱蒸気)による直接加熱により、例えば水分量が20%程度になるまで乾燥させる乾燥機12と、乾燥機12から排出される排ガス中に含まれる微粒子等を捕集して除塵する集塵機16と、集塵機16を出た乾燥排ガスを熱交換器(加熱装置)18によって間接的に加熱し、この乾燥排ガスを乾燥機12の熱源として供給する循環管路20とを備える。   The drying line 10a includes a dewatered cake storage tank 14 for storing dewatered sludge that has been dehydrated by, for example, a water content of about 78% by a dehydrator (not shown), and a dehydrated sludge transported from the dewatered cake storage tank 14. By directly heating with a dry exhaust gas (superheated steam) that circulates and uses, for example, a dryer 12 that is dried until the amount of water reaches about 20%, and particulates contained in the exhaust gas discharged from the dryer 12 are collected. And a circulation pipe 20 that indirectly heats the dried exhaust gas discharged from the dust collector 16 by a heat exchanger (heating device) 18 and supplies the dried exhaust gas as a heat source of the dryer 12.
図2は、乾燥機12の構造の一例を示す構成図である。図1及び図2に示すように、乾燥機12は、工場等の床面上に固定される軸受基部22a、22bと、軸受基部22a、22bと一対の軸受23a、23bによって軸方向を中心として回転可能に軸支される円筒状の回転シェル(乾燥容器)24とを備える。乾燥機12では、脱水ケーキ貯留槽14から搬送された脱水汚泥を回転シェル24の内部空間へと投入する汚泥投入器26の下流側先端が、軸受基部22aを通して回転シェル24内に突出するように連結されている。汚泥投入器26は、例えばモーノポンプである。つまり、当該乾燥機12では、モーノポンプ(汚泥投入器26)から回転シェル24内へと脱水汚泥が直接投入される。   FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an example of the structure of the dryer 12. As shown in FIGS. 1 and 2, the dryer 12 has a bearing base 22a, 22b fixed on a floor surface of a factory or the like, a bearing base 22a, 22b, and a pair of bearings 23a, 23b with the axial direction as the center. And a cylindrical rotating shell (drying container) 24 that is rotatably supported. In the dryer 12, the downstream end of the sludge feeder 26 that feeds the dewatered sludge conveyed from the dewatered cake storage tank 14 into the internal space of the rotary shell 24 protrudes into the rotary shell 24 through the bearing base 22 a. It is connected. The sludge feeder 26 is, for example, a Mono pump. That is, in the dryer 12, dewatered sludge is directly charged from the MONO pump (sludge feeder 26) into the rotary shell 24.
循環管路20から供給される循環利用する乾燥排ガスを回転シェル24内に投入するために、汚泥投入器26が連結される側の軸受基部22aの上面には、熱交換器18の下流側の配管20aが連結される入口ポート28aが設けられる。一方、回転シェル24内で乾燥排ガスによる乾燥作用によって脱水汚泥から蒸発した蒸気や臭気を含む排ガスは、他方の軸受基部22bの上面に設けられた出口ポート28bから配管20bへと流通され、集塵機16を通過した後、配管20cへと流通され、循環ファン30の駆動作用下に熱交換器18へと導入されて、再び配管20aへと循環される。   In order to inject the dry exhaust gas to be circulated supplied from the circulation pipe 20 into the rotary shell 24, the upper surface of the bearing base 22 a on the side to which the sludge injector 26 is connected is arranged on the downstream side of the heat exchanger 18. An inlet port 28a to which the pipe 20a is connected is provided. On the other hand, the exhaust gas containing vapor and odor evaporated from the dehydrated sludge by the drying action of the dry exhaust gas in the rotary shell 24 is circulated from the outlet port 28b provided on the upper surface of the other bearing base portion 22b to the pipe 20b, and the dust collector 16 Is passed through the pipe 20c, introduced into the heat exchanger 18 under the driving action of the circulation fan 30, and circulated again into the pipe 20a.
従って、乾燥機12では、汚泥投入器26から回転シェル24内に投入された脱水汚泥は、該回転シェル24内で攪拌機構32によって攪拌されつつ搬送され、入口ポート28aから回転シェル24内に投入される乾燥排ガス(例えば、550℃程度)によって加熱乾燥される。脱水汚泥から蒸発した蒸気である汚泥乾燥蒸気を含む乾燥排ガス(例えば、170℃程度)は、出口ポート28bから循環管路20へと流通する一方、乾燥された脱水汚泥である乾燥汚泥は、軸受基部22bの下面に設けられた排出ポート28cから外部に排出される。このように、本実施形態では、乾燥機12として、内熱式のロータリー乾燥機を用いている。   Accordingly, in the dryer 12, the dewatered sludge that has been thrown into the rotary shell 24 from the sludge thrower 26 is conveyed while being stirred by the stirring mechanism 32 in the rotary shell 24, and thrown into the rotary shell 24 from the inlet port 28 a. The dried exhaust gas is heated and dried (for example, about 550 ° C.). The dry exhaust gas (for example, about 170 ° C.) containing the sludge drying steam that is the vapor evaporated from the dewatered sludge flows from the outlet port 28b to the circulation line 20, while the dried sludge that is the dried dewatered sludge is a bearing. It is discharged to the outside from a discharge port 28c provided on the lower surface of the base 22b. Thus, in the present embodiment, an internal heat type rotary dryer is used as the dryer 12.
集塵機16は、乾燥機12の出口ポート28bから配管20bを介して導入される排ガス中に含まれる微粒子等を除塵して、乾燥汚泥として排出する一方、除塵がなされた排ガスを配管20cへと流通させる装置である。本実施形態では、後述するように、エネルギ回収ライン10bにおいて乾燥排ガス中に含まれる蒸気である汚泥乾燥蒸気のエネルギ(熱エネルギ)を回収し再利用するため、当該集塵機16は、乾燥排ガス中に含まれる蒸気の持つエネルギを保持した状態で乾燥汚泥等の微粒子を除塵する装置を用いるものとする。そこで、集塵機16には、サイクロン式の集塵機や、バグフィルタを用いることが好ましく、従来公知のものを用いることができる。   The dust collector 16 removes particulates and the like contained in the exhaust gas introduced from the outlet port 28b of the dryer 12 through the pipe 20b and discharges it as dry sludge, while circulating the exhaust gas from which dust has been removed to the pipe 20c. It is a device to let you. In the present embodiment, as will be described later, in order to recover and reuse the energy (thermal energy) of the sludge dry steam that is the steam contained in the dry exhaust gas in the energy recovery line 10b, the dust collector 16 is included in the dry exhaust gas. A device that removes fine particles such as dried sludge while maintaining the energy of the contained vapor is used. Therefore, it is preferable to use a cyclone type dust collector or a bag filter as the dust collector 16, and a conventionally known one can be used.
熱交換器18は、後述する燃焼炉34から排出される高温の燃焼排ガスにより、例えば170℃程度で配管20cを流通してきた汚泥乾燥蒸気を加熱し、例えば550℃程度まで過熱して配管20aへと流通させるための加熱装置である。配管20cから配管20aへと流れる乾燥排ガスは、該配管の外側から燃焼排ガスにより間接的に加熱され、昇温される。つまり、熱交換器18は、間接加熱方式の加熱装置となっている。熱交換器18は、燃焼炉34から排出される燃焼排ガスを用いず、他の設備の排ガスやボイラ等の熱を用いた構成としてもよい。   The heat exchanger 18 heats the sludge dry steam that has circulated through the pipe 20c at, for example, about 170 ° C. with high-temperature combustion exhaust gas discharged from a combustion furnace 34, which will be described later, and superheats it to, for example, about 550 ° C. to the pipe 20a. It is a heating device for circulating. The dry exhaust gas flowing from the pipe 20c to the pipe 20a is indirectly heated by the combustion exhaust gas from the outside of the pipe and heated. That is, the heat exchanger 18 is an indirect heating type heating device. The heat exchanger 18 may be configured not to use the combustion exhaust gas discharged from the combustion furnace 34 but to use the heat of the exhaust gas of other equipment, a boiler, or the like.
このような乾燥ライン10aにおいて、乾燥機12の回転シェル24と循環管路20とで構成される排ガスの回路は、その内部に外気が進入することを防止し、排ガス中の絶対湿度を高めることができるような気密構造とされた閉回路となっている。   In such a drying line 10a, the exhaust gas circuit composed of the rotating shell 24 and the circulation pipe 20 of the dryer 12 prevents the outside air from entering the interior, and increases the absolute humidity in the exhaust gas. It is a closed circuit with an airtight structure that can be used.
次に、エネルギ回収ライン10bの構成を説明する。   Next, the configuration of the energy recovery line 10b will be described.
エネルギ回収ライン10bは、乾燥機12から集塵機16を経た乾燥排ガス中の蒸気を凝縮することで、該蒸気の持つエネルギ(潜熱及び顕熱)を回収するコンデンサ(凝縮器、エネルギ回収装置)38と、コンデンサ38で回収したエネルギを利用するバイナリー発電機(エネルギ利用装置)40と、コンデンサ38で凝縮されなかったガス(不凝縮性ガス)を都市ガス等の燃料42と共に燃焼することで脱臭処理する燃焼炉34と、燃焼炉34から熱交換器18を経た燃焼排ガスの持つ熱を利用して燃焼炉34での燃料42の燃焼空気を予熱する予熱器(熱交換器)44とを備える。   The energy recovery line 10b includes a condenser (condenser, energy recovery device) 38 that recovers the energy (latent heat and sensible heat) of the steam by condensing the steam in the dry exhaust gas that has passed through the dust collector 16 from the dryer 12. Deodorizing treatment is performed by burning a binary generator (energy utilization device) 40 that uses energy recovered by the condenser 38 and a gas (non-condensable gas) that has not been condensed by the condenser 38 together with fuel 42 such as city gas. A combustion furnace 34 and a preheater (heat exchanger) 44 that preheats the combustion air of the fuel 42 in the combustion furnace 34 using the heat of the combustion exhaust gas from the combustion furnace 34 through the heat exchanger 18 are provided.
図3は、コンデンサ38の構造の一例を示す構成図である。図1及び図3に示すように、コンデンサ38は、内部に温水管路46が設けられた筒体48を備える。コンデンサ38は、配管20cから分岐した配管50が連結される入口ポート52aから筒体48内に流入される乾燥排ガス中の蒸気を、温水管路46を流通する温水と熱交換させることで凝縮させる凝縮器であり、従来公知のものを用いることができる。   FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of the structure of the capacitor 38. As shown in FIGS. 1 and 3, the capacitor 38 includes a cylindrical body 48 in which a hot water conduit 46 is provided. The condenser 38 condenses the steam in the dry exhaust gas flowing into the cylinder 48 from the inlet port 52a to which the pipe 50 branched from the pipe 20c is connected by heat exchange with the hot water flowing through the hot water pipe 46. It is a condenser and a conventionally well-known thing can be used.
すなわち、コンデンサ38は、入口ポート52aから筒体48内に流入した乾燥排ガス中の蒸気を、温水入口ポート54aから温水管路46を経て温水出口ポート54bへと流れる温水によって凝縮することで、当該蒸気の持つエネルギを温水によって回収するエネルギ回収装置であり、発生した凝縮水は排出口56からドレンされる一方、凝縮しない残りのガス(不凝縮性ガス)は、出口ポート52bから配管58へと排出される。このように、コンデンサ38では、当該蒸気が凝縮するまでの温度低下分の顕熱と、当該蒸気が凝縮する際の潜熱とが同時に回収される。   That is, the condenser 38 condenses the vapor in the dry exhaust gas flowing into the cylinder 48 from the inlet port 52a by the hot water flowing from the hot water inlet port 54a through the hot water conduit 46 to the hot water outlet port 54b. This is an energy recovery device that recovers the energy of steam with hot water, and the generated condensed water is drained from the discharge port 56, while the remaining non-condensable gas (non-condensable gas) flows from the outlet port 52b to the pipe 58. Discharged. In this manner, the condenser 38 simultaneously recovers the sensible heat for the temperature drop until the steam is condensed and the latent heat when the steam is condensed.
図4は、バイナリー発電機40の構造の一例を示す構成図である。バイナリー発電機40は、フロンやアンモニア、炭化水素等の低沸点の熱媒体(作動媒体)の蒸気を利用して発電する発電機であり、従来公知のものを用いることができる。   FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of the structure of the binary generator 40. The binary power generator 40 is a power generator that generates power using steam of a low-boiling-point heat medium (working medium) such as chlorofluorocarbon, ammonia, or hydrocarbon, and a conventionally known one can be used.
図1及び図4に示すように、バイナリー発電機40は、作動媒体を蒸発させる蒸発器60と、蒸発器60で蒸発した作動媒体によって回転されるタービン62と、タービン62を経て膨張した作動媒体を冷却して凝縮させる凝縮器70と、作動媒体を閉回路65内で流通させるポンプ66とを備え、タービン62に連結された発電機68によって発電することができる。凝縮器70で閉回路65内を流れる作動媒体を凝縮させるための冷却回路67には、冷却媒体が流通され、この冷却媒体は、ポンプ69により、凝縮器70からクーリングタワー(冷却塔)64へと循環される。この場合、発電機68で発電された電気は、例えば、乾燥機12や循環ファン30等、当該乾燥システム10を構成する各装置の駆動電力として利用されることで、システム全体の省エネルギ化が図られている。   As shown in FIGS. 1 and 4, the binary generator 40 includes an evaporator 60 that evaporates the working medium, a turbine 62 that is rotated by the working medium evaporated by the evaporator 60, and a working medium that has expanded through the turbine 62. A condenser 70 that cools and condenses the refrigerant and a pump 66 that circulates the working medium in the closed circuit 65, and can be generated by a generator 68 that is connected to the turbine 62. A cooling medium 67 circulates in the cooling circuit 67 for condensing the working medium flowing in the closed circuit 65 by the condenser 70, and this cooling medium is sent from the condenser 70 to the cooling tower (cooling tower) 64 by the pump 69. Circulated. In this case, the electricity generated by the generator 68 is used as driving power for each device constituting the drying system 10 such as the dryer 12 and the circulation fan 30, for example. It is illustrated.
蒸発器60には、コンデンサ38の温水出口ポート54bからの配管72bと、温水入口ポート54aへの配管72aとが連結されている。つまり、蒸発器60は、コンデンサ38で乾燥排ガス中の蒸気のエネルギを回収した温水により、該温水よりも低沸点の作動媒体を加熱し蒸発させるものであり、作動媒体の沸点は、コンデンサ38で乾燥排ガス中の蒸気からエネルギを回収した温水(例えば、75℃〜95℃程度)よりも低い必要がある。   A pipe 72b from the hot water outlet port 54b of the condenser 38 and a pipe 72a to the hot water inlet port 54a are connected to the evaporator 60. That is, the evaporator 60 heats and evaporates the working medium having a boiling point lower than that of the hot water with the hot water obtained by collecting the energy of the steam in the dry exhaust gas by the condenser 38. The temperature needs to be lower than warm water (for example, about 75 ° C. to 95 ° C.) in which energy is recovered from steam in the dry exhaust gas.
燃焼炉34は、汚泥の乾燥に必要な熱量を都市ガス等の燃料によって確保すると共に、ファン74の駆動作用下に配管58から流通するコンデンサ38から排出されたガス(不凝縮性ガス、乾燥空気)を燃料42と共に燃焼することで、該ガス中の臭気を熱分解して脱臭する燃焼設備である。燃焼炉34からの燃焼排ガスは、熱交換器18を流れて乾燥排ガスを過熱した後、予熱器44を経て大気中へと放出される。予熱器44は、ファン76の駆動作用下に、燃焼炉34からの燃焼排ガスの持つ熱を利用して燃焼炉34での燃焼空気を予熱する予熱回路78を構成するものであるが、システムの構成によっては省略してもよい。   The combustion furnace 34 secures an amount of heat necessary for drying sludge with a fuel such as city gas, and also discharges gas (non-condensable gas, dry air) from a condenser 38 circulated from a pipe 58 under the driving action of a fan 74. ) Is burned together with the fuel 42 to thermally decompose the odor in the gas and deodorize it. The combustion exhaust gas from the combustion furnace 34 flows through the heat exchanger 18 and superheats the dry exhaust gas, and then is released into the atmosphere through the preheater 44. The preheater 44 constitutes a preheating circuit 78 that preheats the combustion air in the combustion furnace 34 using the heat of the combustion exhaust gas from the combustion furnace 34 under the driving action of the fan 76. Depending on the configuration, it may be omitted.
ここで、熱交換器18は、循環管路20内を流れる乾燥排ガスを、該循環管路20の配管外側から燃焼排ガスによって間接的に加熱する間接加熱方式であり、これにより、熱交換器18において循環管路20内に外気が進入することを防止する気密構造を構成している。つまり、燃焼炉34は、熱交換器18と共に、循環管路20を流れる乾燥排ガスを間接的に加熱する加熱装置を構成する。   Here, the heat exchanger 18 is an indirect heating method in which the dried exhaust gas flowing in the circulation pipe 20 is indirectly heated from the outside of the circulation pipe 20 by the combustion exhaust gas. The airtight structure which prevents that external air approachs into the circulation pipe line 20 is comprised. That is, the combustion furnace 34 constitutes a heating device that indirectly heats the dried exhaust gas flowing through the circulation pipe 20 together with the heat exchanger 18.
このようなエネルギ回収ライン10bにおいて、汚泥乾燥蒸気の持つエネルギを回収するエネルギ回収装置としては、上記のコンデンサ38以外のもの、例えば、排ガス中に水ポンプから送り出される温水を噴霧等するスクラバを用いることもできる(図5参照)。スクラバは、従来公知のものでよく、例えば、スプレー塔方式のスクラバ80a(図5(A)参照)、充填塔方式のスクラバ80b(図5(B)参照)、棚段塔方式のスクラバ80c(図5(C)参照)等を適用できる。   In such an energy recovery line 10b, as an energy recovery device for recovering the energy of the sludge drying steam, a device other than the capacitor 38, for example, a scrubber that sprays hot water sent from a water pump into exhaust gas is used. (See FIG. 5). The scrubber may be a conventionally known scrubber, for example, a spray tower type scrubber 80a (see FIG. 5A), a packed tower type scrubber 80b (see FIG. 5B), a plate tower type scrubber 80c (see FIG. 5B). For example, refer to FIG.
例えば、スクラバ80aでは、図5(A)に示すように、温水を、水ポンプ82によってスプレー塔84の内部空間に複数設置された噴霧部84aで噴霧すると共に、乾燥排ガスを蒸気入口84bからスプレー塔84内へと導入することにより、噴霧された温水によって乾燥排ガス中の蒸気を凝縮し、そのエネルギを回収する。このエネルギを回収した温水は、水ポンプ82によってスプレー塔84外へと循環され、熱交換器85において、バイナリー発電機40の蒸発器60からポンプ83の駆動作用下に配管72aを流れてきた温水と熱交換された後、再び噴霧部84aに供給され、不要な排水は排水口から排出される。   For example, in the scrubber 80a, as shown in FIG. 5 (A), hot water is sprayed by a plurality of spray sections 84a installed in the internal space of the spray tower 84 by the water pump 82, and dry exhaust gas is sprayed from the steam inlet 84b. By introducing into the tower 84, the vapor | steam in dry waste gas is condensed with the sprayed warm water, and the energy is collect | recovered. The hot water that has recovered this energy is circulated out of the spray tower 84 by the water pump 82, and in the heat exchanger 85, the hot water that has flowed through the pipe 72 a from the evaporator 60 of the binary generator 40 under the driving action of the pump 83. After the heat exchange, the waste water is again supplied to the spray section 84a, and unnecessary waste water is discharged from the drain port.
スクラバ80bは、図5(B)に示すように、充填塔86内に充填材86aを充填しておくことにより、蒸気と温水との接触効率を高めた構成である。また、スクラバ80cは、図5(C)に示すように、棚段塔88内に数段の棚段88aを設けたことにより、蒸気と温水との接触効率を高めた構成である。これらスクラバ80b、80cについても、スクラバ80aと略同様な方法によって乾燥排ガス中の蒸気を凝縮し、そのエネルギを回収することができることは勿論である。   As shown in FIG. 5B, the scrubber 80b has a configuration in which the contact efficiency between steam and hot water is increased by filling the packed column 86 with a filler 86a. Further, as shown in FIG. 5C, the scrubber 80 c has a configuration in which contact efficiency between steam and hot water is increased by providing several stages of shelf stages 88 a in the tower column 88. Of course, these scrubbers 80b and 80c can also condense the vapor in the dry exhaust gas and recover the energy by a method substantially similar to that of the scrubber 80a.
本実施形態に係る乾燥システム10は、基本的には、上記のような乾燥ライン10a及びエネルギ回収ライン10bによって構成されており、乾燥機12からの乾燥排ガスが循環管路20を循環しつつ、脱水汚泥から発生する新たな蒸気は、配管20cから分岐した配管50を介してエネルギ回収ライン10b側へと供給され、そのエネルギが有効に回収され再利用されることになる。   The drying system 10 according to the present embodiment is basically configured by the drying line 10a and the energy recovery line 10b as described above, and the dry exhaust gas from the dryer 12 circulates through the circulation line 20, New steam generated from the dewatered sludge is supplied to the energy recovery line 10b via the pipe 50 branched from the pipe 20c, and the energy is effectively recovered and reused.
ところで、当該乾燥システム10では、乾燥機12で脱水汚泥から発生する蒸気の持つエネルギをコンデンサ38やスクラバ80a〜80cで回収する構成を用いているが、当該蒸気の持つエネルギ(特に、潜熱)を有効に回収し、バイナリー発電機40での発電効率を実用可能な範囲に保持するためには、乾燥機12の回転シェル24と循環管路20とで構成される排ガスの閉回路内に外気が進入しないように構成し、乾燥機12から排出される乾燥排ガス中の蒸気の絶対湿度を所定値以上に管理しておく必要がある。   By the way, in the said drying system 10, although the structure which collect | recovers the energy which the vapor | steam which generate | occur | produces from dehydrated sludge with the dryer 12 is used with the condenser 38 and the scrubbers 80a-80c, the energy (especially latent heat) which the said vapor | steam has is used. In order to effectively recover and maintain the power generation efficiency of the binary generator 40 within a practical range, outside air is in the exhaust gas closed circuit constituted by the rotating shell 24 and the circulation pipe 20 of the dryer 12. It is configured not to enter, and it is necessary to manage the absolute humidity of the vapor in the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 to a predetermined value or more.
そこで、次に、図6のグラフを参照しながら、汚泥乾燥蒸気の持つ潜熱をコンデンサ38やスクラバ80a〜80c等のエネルギ回収装置で有効に回収できる絶対湿度の値について説明する。   Then, next, the absolute humidity value at which the latent heat of the sludge drying steam can be effectively recovered by the energy recovery device such as the condenser 38 or the scrubbers 80a to 80c will be described with reference to the graph of FIG.
図6は、ガスの飽和湿度(kg−HO/kg−DA)と温度(℃)との関係を示すグラフであり、つまり、ガスが所定の温度において、右上がりの曲線より高い絶対湿度を有していれば、その曲線(飽和湿度)までの範囲の蒸気がドレン化することを示しており、ドレン化する際に蒸気が潜熱を放出するため、その部分の潜熱回収ができることを示している。例えば、ガスの絶対湿度が10(kg−HO/kg−DA)とすると、当該ガスが90℃に冷却された際には、矢印C2aで示す範囲で潜熱回収が可能となっており、矢印C2bで示す範囲の潜熱はドレン化しないので回収することができないことを示す。また、グラフの右隣には、汚泥乾燥蒸気の絶対湿度の参考値0.5、2、10(kg−HO/kg−DA)の棒グラフを併記している。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the saturated humidity (kg-H 2 O / kg-DA) of gas and the temperature (° C.), that is, the absolute humidity at which the gas is higher than the upward curve at a predetermined temperature. If it has, it indicates that the steam in the range up to the curve (saturated humidity) drains, and when draining, the steam releases latent heat, indicating that the latent heat of that part can be recovered. ing. For example, if the absolute humidity of the gas is 10 (kg-H 2 O / kg-DA), when the gas is cooled to 90 ° C., latent heat recovery is possible within the range indicated by the arrow C2a. The latent heat in the range indicated by the arrow C2b is not drained and cannot be recovered. Further, on the right side of the graph, bar graphs of reference values 0.5, 2, and 10 (kg-H 2 O / kg-DA) of absolute humidity of the sludge dry steam are also shown.
先ず、従来の乾燥機では、乾燥プロセスにおけるガス中の絶対湿度は、0.3〜0.5(kg−HO/kg−DA)程度である。そこで、図6中での参考値0.5の棒グラフを参照すると、乾燥機12から排出される乾燥排ガスの絶対湿度が、0.5(kg−HO/kg−DA)の場合には、80℃程度まで減温しても蒸気を凝縮することができず(図6中の破線A参照)、つまり、乾燥機12から排出される乾燥排ガスを凝縮するための温水は、80℃以下に設定する必要があり、80℃以下としても回収できる潜熱は極めて小さいことがわかる。 First, in the conventional dryer, the absolute humidity in the gas in the drying process is about 0.3 to 0.5 (kg-H 2 O / kg-DA). Therefore, referring to a bar graph with a reference value of 0.5 in FIG. 6, when the absolute humidity of the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 is 0.5 (kg-H 2 O / kg-DA). The steam cannot be condensed even if the temperature is reduced to about 80 ° C. (see the broken line A in FIG. 6), that is, the hot water for condensing the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 is 80 ° C. or less. It can be seen that the latent heat that can be recovered is very small even at 80 ° C. or lower.
そこで、本実施形態では、乾燥機12から排出されるガス中の絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上の範囲で管理するものとする。先ず、図6中での参考値2の棒グラフを参照すると、乾燥機12から排出される乾燥排ガスの絶対湿度が、2(kg−HO/kg−DA)の場合には、92℃程度まで減温すると蒸気を凝縮することができるようになり(図6中の破線B参照)、90℃では、全体の30%程度の潜熱を回収することができ(図6中の矢印B1参照)、75℃では、全体の81%程度の潜熱を回収することができる(図6中の矢印B2参照)。例えば、75℃の場合、絶対湿度2(kg−HO/kg−DA)から飽和湿度0.38(kg−HO/kg−DA)を引き算した、1.62(=2−1.38)(kg−HO/kg−DA)分の水分が凝縮するため、81%(=1.62/2×100)の水分潜熱を回収することが可能となっている。 Therefore, in this embodiment, the absolute humidity in the gas discharged from the dryer 12 is managed in a range of 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more. First, referring to the bar graph of reference value 2 in FIG. 6, when the absolute humidity of the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 is 2 (kg-H 2 O / kg-DA), it is about 92 ° C. When the temperature is decreased to about 90%, the steam can be condensed (see the broken line B in FIG. 6), and at 90 ° C., about 30% of the latent heat can be recovered (see the arrow B1 in FIG. 6). At 75 ° C., about 81% of the latent heat can be recovered (see arrow B2 in FIG. 6). For example, in the case of 75 ° C., 1.62 (= 2-1) obtained by subtracting the saturation humidity 0.38 (kg-H 2 O / kg-DA) from the absolute humidity 2 (kg-H 2 O / kg-DA). .38) Since moisture of (kg-H 2 O / kg-DA) is condensed, 81% (= 1.62 / 2 × 100) of latent heat of moisture can be recovered.
次に、図6中での参考値10の棒グラフを参照すると、乾燥機12から排出される乾燥排ガスの絶対湿度が、10(kg−HO/kg−DA)の場合には、96℃程度まで減温すると蒸気を凝縮することができるようになり(図6中の破線C参照)、例えば、95℃では、全体の70%程度の潜熱を回収することができ(図6中の矢印C1参照)、90℃では、全体の85%程度の潜熱を回収することができ(図6中の矢印C2a参照)、75℃では、全体の96%程度の潜熱を回収することができる(図6中の矢印C3参照)。 Next, referring to the bar graph of the reference value 10 in FIG. 6, when the absolute humidity of the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 is 10 (kg-H 2 O / kg-DA), 96 ° C. When the temperature is reduced to the extent, it becomes possible to condense the vapor (see the broken line C in FIG. 6), and for example, at 95 ° C., about 70% of the latent heat can be recovered (arrow in FIG. 6). C1), about 90% of the latent heat can be recovered at 90 ° C. (see arrow C2a in FIG. 6), and about 96% of the total latent heat can be recovered at 75 ° C. (see FIG. 6). (See arrow C3 in FIG. 6).
本実施形態では、乾燥機12から排出する乾燥排ガス中の絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上の範囲で管理し、コンデンサ38やスクラバ80a〜80c等のエネルギ回収装置で、例えば75℃の温水によるエネルギ回収を行うことで、当該乾燥排ガス中の蒸気の持つ潜熱全体のエネルギのうちの81〜96%を回収することができる。このため、脱水汚泥から発生する蒸気の持つ潜熱を高い効率で回収し、同時に回収した顕熱と共に、バイナリー発電機40の熱源とすることができる。また、乾燥機12から排出する乾燥排ガスの絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上とすることにより、コンデンサ38やスクラバ80a〜80c等のエネルギ回収装置で90℃の温水によるエネルギ回収を行うことも可能となる。換言すれば、乾燥機12の場合、排ガス中の絶対湿度が2(kg−HO/kg−DA)以上と高い値となるため、同じ温度であればエネルギ回収割合を向上することができる。また、同じエネルギ回収割合であればより高い温度の排水を得ることができ、この高温の排水をバイナリー発電機40に供給することができ、バイナリー発電機40での発電効率を向上させることができる。 In the present embodiment, the absolute humidity in the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 is managed in the range of 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more, and energy recovery devices such as the condenser 38 and the scrubbers 80a to 80c are used. For example, by performing energy recovery using warm water at 75 ° C., 81 to 96% of the energy of the entire latent heat of the steam in the dry exhaust gas can be recovered. For this reason, the latent heat which the vapor | steam which generate | occur | produces from a dewatering sludge can be collect | recovered with high efficiency, and it can be used as a heat source of the binary generator 40 with the collect | recovered sensible heat simultaneously. In addition, by setting the absolute humidity of the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 to 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more, the energy recovery device such as the condenser 38 or the scrubbers 80a to 80c is used with hot water of 90 ° C. It is also possible to perform energy recovery. In other words, in the case of the dryer 12, the absolute humidity in the exhaust gas is a high value of 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or higher, so that the energy recovery rate can be improved at the same temperature. . Further, if the energy recovery ratio is the same, higher temperature wastewater can be obtained, and this high temperature wastewater can be supplied to the binary generator 40, and the power generation efficiency of the binary generator 40 can be improved. .
このように、乾燥機12から排出する乾燥排ガスの絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上に管理するために、上記のように、熱交換器18を間接加熱方式とし、排ガス加熱時の空気混入を防止している。さらに、乾燥機12の回転シェル24から循環管路20へと連なる排ガスのルートを気密構造とし、外気のリークを可及的に低減することが有効である。そこで、乾燥機12について、例えば、回転シェル24のドラムシール部分をカーボンパッキン構造や蒸気パージシール構造とし、また、脱水汚泥をモーノポンプである汚泥投入器26からの直接投入構造とし、さらに、乾燥汚泥排出部である排出ポート28cや集塵機16からの乾燥汚泥の排出経路に二重ダンパ90を設けたシール構造とすることも有効である。 Thus, in order to manage the absolute humidity of the dry exhaust gas discharged from the dryer 12 to 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more, as described above, the heat exchanger 18 is an indirect heating method, Air mixing during heating of exhaust gas is prevented. Further, it is effective to make the exhaust gas route from the rotary shell 24 of the dryer 12 to the circulation line 20 have an airtight structure so as to reduce the leakage of outside air as much as possible. Therefore, for the dryer 12, for example, the drum seal portion of the rotary shell 24 has a carbon packing structure or a steam purge seal structure, and the dewatered sludge has a direct input structure from the sludge input device 26, which is a Mono pump, and further has a dry sludge. It is also effective to adopt a seal structure in which a double damper 90 is provided in the discharge path of the dried sludge from the discharge port 28c that is a discharge unit or the dust collector 16.
次に、図7に、空気中の蒸気割合と水の蒸発速度との関係のグラフを示す(発行所:財団法人 省エネルギーセンター、省エネルギー技術実践シリーズ 改訂/乾燥装置:1995年10月12日改訂版第1刷発行、35頁から引用)。一般的に、低温空気中では、水蒸気の混合割合が増加するほど、つまり湿度が高くなるほど、水の蒸発速度は減少するが、この関係は、図7に示すように、170℃付近で逆転し、それ以上の温度では、空気中の水蒸気の混合割合が増加するほど水の蒸発速度が増加することになる。   Next, Fig. 7 shows a graph of the relationship between the proportion of steam in the air and the evaporation rate of water (Publisher: Energy Conservation Center, Energy Conservation Technology Practice Series Revision / Drying Device: Revised October 12, 1995) Issued from the first print, page 35). In general, in low-temperature air, the evaporation rate of water decreases as the mixing ratio of water vapor increases, that is, the humidity increases. However, this relationship is reversed at around 170 ° C. as shown in FIG. At higher temperatures, the evaporation rate of water increases as the mixing ratio of water vapor in the air increases.
従って、本実施形態に係る乾燥システム10では、乾燥容器である回転シェル24と循環管路20の内部での排ガスの絶対湿度が2(kg−HO/kg−DA)以上に維持されるように気密管理し、例えば550℃程度と高温な過熱蒸気を用いて汚泥を乾燥することにより、回転シェル24内での脱水汚泥の蒸発速度(乾燥速度)を大幅に向上させつつ、そのエネルギをコンデンサ38等で効率よく回収することが可能となっている。 Therefore, in the drying system 10 according to the present embodiment, the absolute humidity of the exhaust gas inside the rotary shell 24 and the circulation pipe 20 as a drying container is maintained at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more. In this way, the sludge is dried using, for example, a superheated steam having a high temperature of about 550 ° C., so that the evaporation rate (drying rate) of the dewatered sludge in the rotating shell 24 is greatly improved while the energy is reduced. It can be efficiently collected by the capacitor 38 or the like.
以上のように、本実施形態に係る汚泥の乾燥システム10では、搬入される脱水汚泥を加熱により乾燥させる乾燥容器である回転シェル24と、回転シェル24からの排ガスを加熱し、再び該回転シェル24へと循環させる循環管路20とを備え、さらに、循環管路20における排ガス中に含まれる蒸気の有するエネルギを回収するコンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)を備え、排ガスの絶対湿度が、2(kg−HO/kg−DA)以上に維持される。 As described above, in the sludge drying system 10 according to the present embodiment, the rotary shell 24 that is a drying container for drying the dewatered sludge that is carried in by heating, the exhaust gas from the rotary shell 24 is heated, and the rotary shell is again formed. 24, and a condenser 38 (or scrubbers 80a to 80c) for recovering the energy of the steam contained in the exhaust gas in the circulation pipe 20, and the absolute humidity of the exhaust gas is 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or more.
このように、乾燥排ガスの絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上で管理することにより、該乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱、つまり従来技術では有効に回収・再利用できなかった脱水汚泥の水分蒸発に費やすエネルギを、コンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)で有効に回収することができ、バイナリー発電機40での発電電力を乾燥機12や循環ファン30等、システム各部に供給し利用することで、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。例えば、従来の乾燥システムでは、システム全体での消費電力が180(kW/h)であったが、当該乾燥システム10では、システム全体での消費電力が160(kW/h)であると同時に、バイナリー発電機40での発電電力が80(kW/h)となり、結果、実際の必要電力は80(kW/h)となり、従来のシステムに対して50%の電力削減率を得ることができた。 In this way, by managing the absolute humidity of the dry exhaust gas at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or higher, the latent heat of the steam in the dry exhaust gas, that is, it can be effectively recovered and reused in the prior art. The energy consumed for the water evaporation of the dehydrated sludge that has not been recovered can be effectively recovered by the condenser 38 (or the scrubbers 80a to 80c). The energy saving of the whole system can be achieved by supplying to and using. For example, in the conventional drying system, the power consumption of the entire system is 180 (kW / h). In the drying system 10, the power consumption of the entire system is 160 (kW / h). The power generated by the binary generator 40 is 80 (kW / h), and as a result, the actual required power is 80 (kW / h), and a power reduction rate of 50% can be obtained compared to the conventional system. .
しかも、回転シェル24と循環管路20からなる排ガスの閉回路を気密構造とし、外部からの空気の混入を防止したことにより、乾燥排ガスの絶対湿度を2(kg−HO/kg−DA)以上に容易に維持することができ、回転シェル24内での蒸気割合を高めることができるので、脱水汚泥の蒸発速度(乾燥速度)を大幅に向上させて、システム全体での乾燥効率を一層高めることができ、一層の省エネルギ化が可能となっている。 In addition, the closed circuit of the exhaust gas composed of the rotary shell 24 and the circulation pipe 20 has an airtight structure, and the air from the outside is prevented from being mixed, so that the absolute humidity of the dry exhaust gas is 2 (kg-H 2 O / kg-DA). ) It can be easily maintained as described above, and the steam ratio in the rotary shell 24 can be increased. Therefore, the evaporation rate (drying rate) of the dewatered sludge is greatly improved, and the drying efficiency of the entire system is further increased. It can be increased and further energy saving is possible.
なお、バイナリー発電機40は、タービン62の回転により発電機68で発電する構成のものであるが、コンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)で回収したエネルギを利用するエネルギ利用装置としては、発電機以外の動力発生機を用いることもできる。例えば、バイナリー発電機40と略同様に、タービン62を備え、このタービン62の回転を発電ではなく、循環ファン30等の駆動源として電力変換することなく直接的に動力として用いることも有効である。   The binary power generator 40 is configured to generate power with the power generator 68 by the rotation of the turbine 62. As an energy utilization device that uses the energy recovered by the condenser 38 (or the scrubbers 80a to 80c), a power generator may be used. Other power generators can also be used. For example, as with the binary generator 40, it is also effective to include a turbine 62 and use the rotation of the turbine 62 directly as motive power instead of power generation as a drive source for the circulation fan 30 or the like. .
当該乾燥システム10では、乾燥機12からの排ガスの流通方向で、当該乾燥機12と、エネルギ回収装置であるコンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)との間に、乾燥機12からの排ガスを除塵処理する集塵機16を設けている。このような集塵機16を設けることにより、乾燥排ガスは、そのエネルギが保持された状態で除塵されるため、下流側のコンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)や熱交換器18等でのダスト付着や、効率低下が抑制され、エネルギを一層有効に回収することができる。   In the drying system 10, the exhaust gas from the dryer 12 is removed between the dryer 12 and the condenser 38 (or the scrubbers 80 a to 80 c) as energy recovery devices in the flow direction of the exhaust gas from the dryer 12. A dust collector 16 for processing is provided. By providing such a dust collector 16, the dried exhaust gas is dedusted in a state in which the energy is retained, so that dust adhering to the downstream condenser 38 (or scrubbers 80 a to 80 c), the heat exchanger 18, etc. Thus, efficiency reduction is suppressed, and energy can be recovered more effectively.
ところで、上記の乾燥システム10では、エネルギ回収ライン10bにおいて、コンデンサ38(又はスクラバ80a〜80c)からの排ガス(不凝縮性ガス)の処理ラインとして、燃焼炉34を設けた構成を例示したが、この燃焼炉34に代えて、各種の燃焼設備、例えば焼却設備や炭化設備、ガス化設備等を設け、乾燥システム10をこれら焼却設備や炭化設備、ガス化設備と組み合わせた複合的な汚泥処理システムとして構成してもよい。   By the way, in said drying system 10, although the energy recovery line 10b illustrated the structure which provided the combustion furnace 34 as a processing line of the waste gas (non-condensable gas) from the capacitor | condenser 38 (or scrubbers 80a-80c), Instead of the combustion furnace 34, various combustion facilities such as incineration facilities, carbonization facilities, gasification facilities, etc. are provided, and a combined sludge treatment system in which the drying system 10 is combined with these incineration facilities, carbonization facilities, gasification facilities You may comprise as.
図8は、乾燥システム10の第1変形例に係る汚泥の乾燥システム100の全体構成図である。なお、図8において、図1〜図6に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、以下の図9、図10についても同様とする。   FIG. 8 is an overall configuration diagram of a sludge drying system 100 according to a first modification of the drying system 10. In FIG. 8, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 6 indicate the same or similar configurations, and thus the detailed description is omitted as they exhibit the same or similar functions and effects. The same applies to FIGS. 9 and 10 below.
図8に示すように、乾燥システム100は、燃焼炉34に代えて、ガス化炉102と、ガス化炉102から高温サイクロン103を介した排ガスを焼却する焼却炉104とを有したエネルギ回収ライン10cを備える。ガス化炉102は、乾燥機12の排出ポート28cから外部に排出される乾燥汚泥が搬送機構106によって搬送され、この乾燥汚泥を燃焼処理するもの(例えば、循環流動炉)である。ガス化炉102から排出される排ガスは、高温サイクロン103によって灰等が除塵された後、焼却炉104で焼却され、その燃焼排ガスが熱交換器18に送られる。   As shown in FIG. 8, the drying system 100 replaces the combustion furnace 34 with an energy recovery line having a gasification furnace 102 and an incinerator 104 that incinerates exhaust gas from the gasification furnace 102 via the high-temperature cyclone 103. 10c. The gasification furnace 102 is one in which dry sludge discharged to the outside from the discharge port 28c of the dryer 12 is transported by the transport mechanism 106, and this dry sludge is burned (for example, a circulating fluidized furnace). The exhaust gas discharged from the gasification furnace 102 is incinerated in the incinerator 104 after the ash and the like are removed by the high-temperature cyclone 103, and the combustion exhaust gas is sent to the heat exchanger 18.
図9は、乾燥システム10の第2変形例に係る汚泥の乾燥システム110の全体構成図である。図9に示すように、乾燥システム110は、燃焼炉34に代えて、焼却炉112を有したエネルギ回収ライン10dを備える。焼却炉112は、搬送機構106によって搬送された乾燥汚泥を焼却処理するものであり、その燃焼排ガスが熱交換器18に送られる。   FIG. 9 is an overall configuration diagram of a sludge drying system 110 according to a second modification of the drying system 10. As shown in FIG. 9, the drying system 110 includes an energy recovery line 10 d having an incinerator 112 instead of the combustion furnace 34. The incinerator 112 incinerates the dried sludge transported by the transport mechanism 106, and the combustion exhaust gas is sent to the heat exchanger 18.
図10は、乾燥システム10の第3変形例に係る汚泥の乾燥システム120の全体構成図である。図10に示すように、乾燥システム120は、燃焼炉34に代えて、熱風炉122と、炭化炉124と、再燃炉126とを有したエネルギ回収ライン10eを備える。炭化炉124は、搬送機構106によって搬送された乾燥汚泥を炭化処理するものであり、その熱源は熱風炉122によって循環利用され、その排ガスが再燃炉126で燃焼処理された後、熱交換器18に送られる。   FIG. 10 is an overall configuration diagram of a sludge drying system 120 according to a third modification of the drying system 10. As shown in FIG. 10, the drying system 120 includes an energy recovery line 10 e having a hot air furnace 122, a carbonization furnace 124, and a reburning furnace 126 instead of the combustion furnace 34. The carbonization furnace 124 carbonizes the dried sludge transported by the transport mechanism 106, and its heat source is circulated and used by the hot air furnace 122, and the exhaust gas is combusted in the recombustion furnace 126, and then the heat exchanger 18. Sent to.
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be freely changed without departing from the gist of the present invention.
例えば、脱水汚泥の処理量が多い場合や、脱水汚泥の含水率が低い場合、汚泥発熱量が高い場合等、いわゆる熱余りとなる場合には、熱交換器18の後段にボイラー(図示せず)を設置し、スチームタービンやバイナリー発電機等の発電機をさらに設置し、ここでも発電を行うシステムとしてもよい。   For example, when the amount of dewatered sludge is large, when the water content of the dewatered sludge is low, or when the amount of heat generated from the sludge is high, a boiler (not shown) is placed in the rear stage of the heat exchanger 18. ), And a generator such as a steam turbine or a binary generator may be further installed to generate power.
10、100、110、120 汚泥の乾燥システム
10a 乾燥ライン
10b〜10e エネルギ回収ライン
12 過熱蒸気乾燥機
16 集塵機
18 熱交換器
20 循環管路
30 循環ファン
38 コンデンサ
40 バイナリー発電機
62 タービン
64 クーリングタワー
68 発電機
80a〜80c スクラバ
10, 100, 110, 120 Sludge drying system 10a Drying line 10b to 10e Energy recovery line 12 Superheated steam dryer 16 Dust collector 18 Heat exchanger 20 Circulation line 30 Circulating fan 38 Condenser 40 Binary generator 62 Turbine 64 Cooling tower 68 Power generation 80a-80c scrubber

Claims (7)

  1. 搬入される脱水汚泥を、内部に供給される流入排ガスによる加熱により乾燥させる乾燥容器と、
    前記乾燥容器から排出される流出排ガスを加熱し、前記流入排ガスとして再び該乾燥容器へと循環させる循環管路と、
    を備える汚泥の乾燥システムであって、
    前記循環管路における排ガス中に含まれる蒸気の有するエネルギを回収するエネルギ回収装置を備え、
    前記流出排ガスの絶対湿度が、2(kg−HO/kg−DA)以上に維持されており、前記流出排ガスの温度が、170℃以上であることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    A drying container that dries the dewatered sludge carried in by heating with the inflowing exhaust gas supplied to the inside ;
    A circulation line for heating the effluent exhaust gas discharged from the drying container and circulating the effluent exhaust gas again to the drying container as the inflow exhaust gas ;
    A sludge drying system comprising:
    An energy recovery device for recovering the energy of the steam contained in the exhaust gas in the circulation line;
    The absolute humidity of the effluent exhaust gas is maintained at 2 (kg-H 2 O / kg-DA) or higher, and the temperature of the effluent exhaust gas is 170 ° C or higher .
  2. 前記エネルギ回収装置は、前記蒸気を熱搬送媒体との間で熱交換させることで凝縮する凝縮装置であり、前記熱搬送媒体の前記熱交換前の温度が、75℃以上90℃以下である、請求項1に記載の汚泥の乾燥システム。The energy recovery device is a condensing device that condenses the steam by heat exchange with a heat transfer medium, and the temperature of the heat transfer medium before the heat exchange is 75 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. The sludge drying system according to claim 1.
  3. 請求項1又は請求項2に記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
    前記乾燥容器及び前記循環管路に、その内部への外気の進入を防止する気密構造を設けたことを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    In the sludge drying system according to claim 1 or 2 ,
    A sludge drying system, wherein the drying container and the circulation pipe are provided with an airtight structure for preventing outside air from entering the inside.
  4. 請求項記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
    前記循環管路を循環する排ガスを加熱する加熱装置が、前記循環管路を流れる排ガスを該循環管路の外側から間接的に加熱する間接加熱方式であることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    In the sludge drying system according to claim 3 ,
    The sludge drying system, wherein the heating device for heating the exhaust gas circulating through the circulation pipe is an indirect heating system in which the exhaust gas flowing through the circulation pipe is indirectly heated from the outside of the circulation pipeline.
  5. 請求項1〜のいずれか1項に記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
    前記エネルギ回収装置で回収したエネルギを利用するエネルギ利用装置を備えることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    In the sludge drying system according to any one of claims 1 to 4 ,
    A sludge drying system comprising an energy utilization device that utilizes energy recovered by the energy recovery device.
  6. 請求項記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
    前記エネルギ回収装置は、前記蒸気を熱搬送媒体との間で熱交換させることで凝縮する凝縮装置であり、
    前記エネルギ利用装置は、前記エネルギ回収装置で前記蒸気の凝縮によって加熱された熱搬送媒体と、該熱搬送媒体よりも低沸点の熱媒体とを熱交換させて該熱媒体を蒸発させることでタービンを回転させ、該タービンの回転によって発電するバイナリー発電機、又は該タービンの回転によって動力を発生する動力発生機であることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    In the sludge drying system according to claim 5 ,
    The energy recovery device is a condensing device that condenses by exchanging heat between the steam and a heat transfer medium,
    The energy utilization device is configured to cause heat exchange between a heat transfer medium heated by the condensation of the steam by the energy recovery device and a heat transfer medium having a boiling point lower than that of the heat transfer medium to evaporate the heat transfer medium. A sludge drying system, characterized in that it is a binary generator that generates electric power by rotating the turbine and a power generator that generates power by rotating the turbine.
  7. 請求項記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
    前記排ガスの流通方向で前記乾燥容器と前記エネルギ回収装置との間に、該排ガスを除塵処理する集塵機を設けたことを特徴とする汚泥の乾燥システム。
    In the sludge drying system according to claim 6 ,
    A sludge drying system, wherein a dust collector for removing dust from the exhaust gas is provided between the drying container and the energy recovery device in the flow direction of the exhaust gas.
JP2012045857A 2012-03-01 2012-03-01 Sludge drying system Active JP5893964B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012045857A JP5893964B2 (en) 2012-03-01 2012-03-01 Sludge drying system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012045857A JP5893964B2 (en) 2012-03-01 2012-03-01 Sludge drying system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013180243A JP2013180243A (en) 2013-09-12
JP5893964B2 true JP5893964B2 (en) 2016-03-23

Family

ID=49271294

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012045857A Active JP5893964B2 (en) 2012-03-01 2012-03-01 Sludge drying system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5893964B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014013813A1 (en) * 2014-09-23 2016-03-24 Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag Process and arrangement for wastewater treatment
CN105859095A (en) * 2016-05-04 2016-08-17 宁波华德瑞环保科技有限公司 Sunlight room capable of treating sludge and process for treating same by aid of sunlight room

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6387582A (en) * 1986-09-30 1988-04-18 Nippon Furnace Kogyo Kk Solid-matter adhesion preventive method of direct contact drying plant
EP0591299B1 (en) * 1991-06-25 1995-03-29 BAUMANN-SCHILP, Lucia Process and device for sludge dewatering
JP2002031480A (en) * 2000-07-21 2002-01-31 Yunimakku:Kk Method and apparatus for sealing type drying
JP2003041495A (en) * 2001-07-27 2003-02-13 Tokushu Paper Mfg Co Ltd Sheet material and method and apparatus for drying the same
JP2011214808A (en) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Drying device, drying facility and drying method
JP2011214559A (en) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Low grade coal drying system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013180243A (en) 2013-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5893974B2 (en) Sludge drying system
JP4155898B2 (en) High moisture waste incineration facility equipped with gas turbine
JP4466996B2 (en) Sludge incineration equipment and sludge incineration method
JP2007510533A (en) Organic matter processing method and processing apparatus
JP2006218383A (en) High water content organic waste treatment system
KR101879471B1 (en) Coal-fired power generation plant and coal-fired power generation method
JP5881751B2 (en) Boiler unit extraction steam sludge drying system with heat compensation
WO2010137591A1 (en) Drying unit and method for drying solid fuel containing water
JP2005098552A5 (en)
JP2012215316A (en) Fluidized bed drying device, fluid bed drying facility and wet raw material drying method
JP2008201964A (en) Process and system for producing solid fuel
JP2005321131A (en) Sludge incinerating system
JP2014509559A5 (en)
CA2655281A1 (en) Process and plant for treatment of wet material
CN208011678U (en) The afterheat utilizing system of waste incineration
JP2012202607A5 (en)
JP5135369B2 (en) Sludge drying method
JP4160973B2 (en) Sludge concentration system
JP5361401B2 (en) Sludge drying apparatus and sludge drying method
JP5893964B2 (en) Sludge drying system
JP2012061412A (en) Waste treatment system
JP6522085B1 (en) Heat recovery power generation equipment from flue gas and control method thereof
JP2013117359A (en) Drying equipment
JP5893969B2 (en) Sludge drying system
JP2012157835A (en) Dry gasifier for swage sludge

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141121

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151027

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160209

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5893964

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250