JPS58136972A - 含水物の乾燥方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、し原汚泥、下水汚泥など水処理産業廁秦物処
理で生ずる含水物や、食品工業又は薬品工業などで得ら
れる各種の含水物を加熱乾燥して乾燥固形物とする乾燥
方法に関するものである。

一般に含水物を事後処理するには含水率を低減して取扱
いやすいようにすることが普通で、この低含水物とする
のに例えば下水汚泥の例でみると、従来では、下水汚泥
をベルトプレス、フィルタプレスなどの機械脱水機で脱
水して水分６０〜８５−程度の脱水ケーキとし、この脱
水外−キ櫨乾燥機付流動床炉、又は乾燥部と焼却郁を持
った向流式ロータリキルン、多段炉等の装置によって乾
燥焼却処理されていた。

すなわち、投入される飄濶ケーキが、ケーキが焼却され
る際発生する高温ガスと直接接触されて乾燥されるとい
うものであり、又肥料化などのため乾燥物上焼却しない
で、乾燥物としてと９だす場合は、重油などの燃料を用
いた熱風発生炉から発生する熱風によって湿潤ケーキを
乾燥する方法が採用されていた。

これら従来の方法に共通する大きな問題点ハ、乾燥工程
から耐え離い悪臭が排出される！ ため、乾燥工程排ガス上重油などの燃料を多量に消費す
る直火燃焼炉などの脱臭工程にて脱臭処理する必要があ
り、従って、ブ讐セスが複雑になるばかりか、装置建設
費、運転経費が高額なものとなる。また、水分１１１ｉ
ｐを蒸発させるのに約８００Ｋｃａｌ　　（熱効率８ｏ
−として）の多量の熱量上必要とするので、焼却せずに
乾燥物として　と９だしたい場合には乾燥用熱源として
著しく多量の　重油などの補助燃料を必要とし、省資源
、省エネルギー化には不向きであり、しかも乾燥物を焼
却する場合においても、下水汚泥の場合は水分的６゜−
程度でないと、脱水ケーキを自燃させることができない
が、この程度の水分のケーキを得るには、高分子ｌＩ集
剤のみを脱水助剤とする脱水方法ではｔＳ難であり、脱
水助剤として塩化第２鉄と消石灰の無機凝集剤を多量に
併用添加して（有価資源の多消費となる）、フィルタプ
レス脱水機で脱水しなければならない。ところが脱水ケ
ーキ中の無機分が多量になるため、脱水ケーキの燃料的
性状が悪く、しかも焼却灰の発生量も多い。またケーキ
中のカルシウム分によって焼却時に６価りｐムが生成し
環境汚染という大きな欠点もある。

本発明はこのような従来法の諸欠点を根本的に解決する
省エネルギー的手法のものであり、乾燥工程からの悪臭
ガスの発生がなく、脱水ケーキを乾燥物としてと９だす
場合でも補助燃料の消費量がゼｐか又は非常に少なく脱
水ケーキを焼却する場合でも、水分８０％程度の高水分
ケーキでも春易に外部からのエネルギーの供給なしに処
理が効率よく可能になる有用で経済的な乾燥方法を提供
しようとするものである。

本発明は下水汚泥など含水物を少なくとも１つの密閉可
能な間接加熱乾燥機に供給地理する工程と、該乾燥機内
の水蒸気の少なくとも一部を昇温せしめて、乾燥機内の
水分蒸発部に循環せしめる工程と、前記乾燥機の水蒸気
又はこれを昇温したものの一部を圧縮機にて圧縮し、乾
燥機の間接加熱部に供給する工程とをもつことを特徴と
する含水物の乾燥方法である。

以下、本発明の一実施例を含水物として下水汚泥などの
含水有機物を例にとって図面を参照しながら説明する。

下水汚泥１は無薬注櫃這心濃縮機などの汚泥濃縮工ｌｉ
２にて、濃縮され、濃縮汚泥３と分離水４に分離される
。（なお遠心濃縮機は無薬注型が最も好ましいが、薬剤
の添加ｔさまたげるものではないし、濃縮工程２はかな
らず設ける必要はなく、含水物の状態により適用するか
しないか判断する。） 濃縮汚泥３又は濃縮汚泥３をフィルタプレスなどの脱水
機によって脱水した脱水ケーキ３′は、間接加熱部例え
ば回転ドラム６のある密閉可能な乾燥槽から成る間接加
熱乾燥機５（例えば密閉盤ドラムドライヤーが好適なの
で以下ドラムドライヤーを例にとって記述を進める）内
に供給され、鋏回転ドラム６の外面に接触し薄層帯状に
付着賦形して移動し、その移動過程で、回転ドラム６が
、ドラム内部に供給されたスチームなどの加熱熱媒によ
って加熱されているので前記汚泥３を間接加熱し、汚泥
３、又は３′の水分が蒸発するようになっている。そし
てこの汚泥３．３′がドラム表面に接触し、ドラムの回
転につれて乾燥され、乾燥同形物７としてスクレーパ８
によッテ回転トラム６より剥離除去され、乾燥物ホッパ
ー９に流入し、管（スクリューコンベヤーなど）１０か
ら機外に排出される。

なお、前記「含水（とは水分を含むものであればいかな
るものでもよく、また１燥固形制とは供給汚泥よりも水
分が減少した固形物の総称を意味し、さらに「水蒸気」
とは純粋な水蒸気（例えば飽和蒸気、過熱蒸気）のみを
意味するだけでなく、空気、Ｎ２などの不凝縮性ガスが
水蒸気中に混入したものも含む意味に用いである。

しかして、前記乾燥機５内の水分蒸発部Ａ内の水蒸気を
配管１１から、水蒸気加熱９１２に流入させ、加熱水蒸
気化の少なくとも一部を返送配管１４から乾燥機５の水
分蒸発部に循環せしめる。一方、加熱水蒸気Ｕの一部又
は加熱ｓ１２を経由しないでバイパスさせた水蒸気１６
を軸流、ターボ、熱圧縮器など蒸気圧縮機１６に流入さ
せ、圧縮昇温せしめることによってエン　タルピー　を
高めたのち、昇温蒸気１７として間接加熱部たる回転ド
ラム６の内部に供給せしめ、汚泥３，３′の加熱源とし
て利用する。

ま象た前記乾燥機５（回転ドラム６をも含む）で生ずる
凝縮水１８は、まだ利用可能の熱を保有しているので、
これｔそのまま、又はヒートポンプ１９によって昇温せ
しめて、濃縮汚泥３の予熱に利用し乾燥工程を効果的に
行なえるようになっている。

１紀蒸気圧縮機１６の駆動動力は、乾燥同形物７が有機
物を主体とする場合は、乾燥同形物７をボイラー又は熱
分解炉又は焼却炉Ｂに供給して焼却処理しここで発生す
るスチーム、乾留ガス、オイル、タール、チャーなとの
回収エネルギーＣによって、例えば、スチームタービン
、ガスタービン、ガスエンジンを駆動し、これによって
、蒸気圧縮機１６　ｔ−駆動するが、乾燥物が無機物で
あったり、有機物であってもこれをコンポスト化、肥料
化するために、焼却ｔさける場合は、゛買電電力による
か又は、下水汚泥などの有機物　のメタン発酵槽（図示
せず）から発生するメタンガスによって、ガスエンジン
、ガスタービンを駆動し、（発電機と結合させる場合が
多い）、これによって蒸気圧縮機１６の駆動動力にする
。

なお、第１図の具体例においては、乾燥機、蒸気圧縮機
、回転ドラムが各々１つの楊合七示したが、第２図例の
ように複数以上用いて直列又は並列にシステム化して有
効に処理することも容易である。

また、前記蒸気加熱器１２の加熱源は、回収エネルギー
Ｃを利用するのが最も好適であるが、任意のものを使用
できることは当然である。

前記間接加熱型乾燥＠５．５’は、伝導加熱体を配備し
たもので、含水物上伝導加熱体と接触せしめて、水分上
蒸発するものならいかなるタイプのものでもよく、例え
ば実態例では汚泥乾燥用の伝導加熱体として回転円筒体
（ドラム）１適用したが、回転円板体であるスクリュー
コンベア、ベルトスンベアナトノコンペア類も使用でき
る。さらには、中空状回転ドラム（ドラム周面に伝導加
熱機構側設けたもの）を使用し、泥状物を少なくともド
ラム内に供給して蒸発乾燥ぜしめ、ドラムの回転力及び
攪拌機構（送りと剥離作用を有するもの）によって、あ
るいはドラムを傾斜さすることによって乾燥物を移送す
るようにしてもよい、いずれにしても、加熱面と泥状物
が接触できるようなものであればよく、かつ伝導加熱と
泥状物の搬送を兼ねた装置であることが好ましい。

なお、蒸発乾燥機５から発生する水蒸気ゆこれらの少な
くとも一部を圧縮機１６により圧縮して、昇圧水蒸気を
これら蒸発乾燥機５に返送して使用するのも有効である
が、この場合、圧縮水蒸気は低圧側の蒸発乾燥機５に供
給する方が、ＦＥＩＩＩ＠１６の所Ｗ！動力が軽減され
る利点がある。＊た、関綾加熱部のある蒸発乾燥機を複
数用いた場合３槽以上としてもよいことは勿論であり、
同一槽内に直列又は並列に前記のような回転ドラ＾６を
配備してもよい。

また、操作条件によっては各部で余剰スチームが得られ
る場合があり、この場合は余剰スチームＤ、又はＥをフ
ロンなどの低沸点作動流体の加熱源として利用し、ガス
タービンを駆動するか又は直接スチームタービンによっ
て発電することが可能となる。

図中２０は不凝縮性ガス抜き管、２１はデス−パーヒー
タ、２２はスタートアップ用スチーム、２３は予熱器、
２４は開閉弁である。

以上のような本発明方法によれば、従来ブーセスの諸欠
点を適確に解決することが可能となる。即ち悪臭ガスの
発生を防止しつつ乾燥処理するもので乾燥機からの悪臭
ガスの排出がなく、脱臭工程を設ける必要がないし、脱
臭設備、脱臭用維持管理費が不要となり、しかも蒸発水
分のもつ潜熱を再び含水物の乾燥用加熱源として再利用
できるので、極めて多大の省エネルギー効果を得ること
ができると共に、・下水汚泥など高濃度ｌＩ形物をもつ
含水物の乾燥操作に蒸気圧縮を用いて含水物の省エネル
ギー的乾燥に広く適用でき、用途も広範囲となりしかも
、蒸発水蒸気を加熱して乾燥機の水分蒸発室に循環する
ことと蒸気圧縮乾燥との有機的結合によって、被乾燥物
と加熱源の伝熱温度差を著しく小さくでき、蒸気圧縮機
の圧縮比が小さなものでよく、圧縮機の所要動力が少な
くなる利点もあり、また蒸発水蒸気の温度が高いので、
少量の熱量を加えることによって、容易に過熱水蒸気に
することができ、これを循環することによって乾燥速度
が陶土する。さらに下水汚泥などの有機性汚泥に全く脱
水助剤を添加することなく、且つ機械脱水機を用いるこ
となくダイレクトに省エネルギー的乾燥が可能となるの
で、難脱水性汚泥として著名な、金―活性汚泥、バイオ
マスのメタン発酵残さなとも極めて容易に処理できるほ
か、このように有機性汚泥の無薬注脱水が可能となるの
で、乾燥物中の無機分が極めて少なく、従って発熱量も
高く焼却、熱分解が容易であって、また肥料化にあたっ
ても無機分が少なく有効肥効成分が多いので極めて有利
となるし省資源的で省エネルギー的蒸発乾燥操作が安定
して行なえメンテナンスも極めて容易であり、徹底した
エネルギー回収が可能で安価な処理経費で能率的な乾燥
処理が実現できるなどの利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法の実施例の７０−シート、第２Ｗ
Ｊは他の実施例のフシ−シートである。 ｌ・・・・・・下水汚泥、　２・・・・・・汚泥濃縮工
１１＃３・・・・・・濃縮汚泥、３′・・・・・・脱水
ケーキ。 ４・・・・・・分離水、　５・・・・・・間接加熱乾燥
機。 ６・・・・・・回転ドラム、　７・・・・・・乾燥ｌｌ
ｌ形物。 ８・・・・・・スクレーパ　、　９・・・・乾燥物ホッ
パー。 １０・・・・・・管、１１・・・・配管、１２・・・・
水蒸気加熱響。 １３・・・・・・加熱水蒸気、１４・・・・・・返送配
管。 １６・・・・・・水蒸気、１６・・・・・・蒸気圧縮機
。 １７・・・・・・昇温蒸気、１８・・・・・・凝縮水。 １９　、、、、、、ヒートポンプ。 Ａ・・・・・・水分蒸発部−Ｂ・・・・・・焼却炉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　含水物を少なくとも一つの間接加熱部のある乾燥
   機に供給して水分を蒸発せしめ、該乾燥機にて発生する
   水蒸気の少なくとも一部を乾燥機より導出して加熱器に
   て昇温せしめ、その少なくとも一部七前記乾燥機の水分
   蒸発部に循環せしめると共に、前記水蒸気又はこれを加
   熱器にて昇温せしめたもの上圧縮機にて圧縮したのち、
   前記乾燥機の間接加熱部に導いて核部の含水物を乾燥処
   理することを特徴とする含水物の乾燥方法。 ２、　前記間接加熱部が、加熱源より加熱されるもので
   あって前記乾燥機内に供給される含水物を連続した薄層
   帯状に貯泥部より賦形移送して含水物を処理するもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の乾燥方法。 ３、　前記間接加熱部が、含水物を付着して移動させつ
   つ水分を蒸発させ乾燥同形物としたのち間接加熱部より
   剥離排除して処理するものである特許請求の範ＩＩＪＩ
   ＩＩ１項又は第２項記載の乾燥方法。 ４、　前記乾燥機に供給する含水物が、該乾燥機で生ず
   る凝縮水の排水上そのまま又は昇温したもので熱交換さ
   れて予熱されたのち供給処理されるものである特許請求
   の範囲１１１１項、第２ＸＪｉ又は第３項記載の乾燥方
   法。 ５、　前記間接加熱部が、核部で生成した乾燥固形物を
   焼却処理して生ずる排熱の一部で加熱されて含水物を蒸
   発処理するものである特許請求の範囲第１ＸＪＩ、第２
   項、第３項又は第４項記載の乾燥方法。 ６、　前記乾燥工程が、複数段備えられた間接加熱部に
   並列的に含水物を供給して同時に蒸発乾燥するものであ
   って、夫々で生成される乾燥固形物をともに焼却処理さ
   れ、且つ水蒸気を直列に各間接加熱部に供給して加熱処
   理するものである特許請求の範囲第３項、第４項又は第
   ５項記載の乾燥方法。