JPS58153501A - 遠心薄膜乾燥機の制御方法および装置 - Google Patents

遠心薄膜乾燥機の制御方法および装置

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JPS58153501A
JPS58153501A JP57033927A JP3392782A JPS58153501A JP S58153501 A JPS58153501 A JP S58153501A JP 57033927 A JP57033927 A JP 57033927A JP 3392782 A JP3392782 A JP 3392782A JP S58153501 A JPS58153501 A JP S58153501A
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slurry
heat transfer
dryer
transfer surface
drying
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JP57033927A
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Mitsuo Kinoshita
木下 光夫
Tetsuo Ito
哲男 伊藤
Koji Mikawa
広治 三河
Koichi Chino
耕一 千野
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Hitachi Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/223In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/0082Regulation; Control

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】 本発明は遠心薄膜乾燥機の制御方法および装置に関する
遠心薄膜乾燥機は固形分【含むステVt蒸発乾燥して固
形分と水分とに分離するもので、効果的な水分除去方法
であること、および固形分が粉体奇 として得られその後の取1扱いが容易であることから、
廃液等の処理装置に広く用いられている。
この遠心薄膜乾燥機の制御は、従来特公昭55−335
59号に記載される方法によってなされて来た。この方
法に、遠心薄膜乾燥機内の乾燥領域および蒸発領域に設
けた複数OWi度検出手段力為らそれぞれmt1^号k
jkり出し、これらの温度信号Kj&5%/−hで乾燥
機内各部O温度が所望の値となるように供給するスラリ
0IIt量1g節するものである。
しかしながら、この方法では、後に述べるように、II
i、味機内sKおけるスラリの乾燥状態が、充分に把握
できない為、処理効率の向上を目指した制御も不充分で
あり、鍮件によっては高含水率の粉末を生成する恐れも
あった。
本発明の目的は、乾燥機内部におけるスラリの乾燥状態
【把握し、内部の乾燥状態に応じたきめ細かな運転によ
って処理効率【高く維持する制御方法および装置【提供
することにある。更に改良された本発明にあって框、ス
ラリを低含水率【粉末に乾燥し、しかも乾燥機O摩耗を
小さくすることDできる1114m方法および装置を提
供することにあλ。
不発明の纂1の特徴は、遠心薄膜乾燥機の複数筒所の温
度より求めた伝熱面m度分布と伝熱面加熱蒸気の1ii
iEとより、固形分を含むスラリの乾燥終了位置を演算
し、この結果に基づき注入するスラリの流tt1i1節
することにより、粉末化の流量に関する限界に対して常
にある余裕を待ったきめの細かい運転が実現できるよう
Kしたことである。
なお上記目的を達成する一手段としてrユ、スラリのa
tr調節する方法以外に、乾燥機内部の圧力【制御して
伝熱向上のスラリの沸点tg節する。または伝熱面加熱
蒸気の@[kl1節することなどにより、伝熱面からス
ラリへの熱流東を調節する方法があり、前記流量調節と
同様な効果がある。
本発明の#I2の特徴は、乾燥機で生成された粉末状固
形分の含水率、またFi帥紀固形分のム、L筐九は乾燥
機内部の粉末化特性計算結果に基づき、翼の回転数【調
節する仁とにより、粉末化の回転数に関する限界に対し
て常に依裕を持った運転が実現できるようにしたことで
ある。ここで固形分O温度は、含水率にほぼ反比例して
いる。
不発#4は、高含水率O粉末が生成されたときは、礼譲
−出口の粉末の温度が低下すること、及びその原因が処
理流量過大であると書は、伝熱一温度、と伝熱向加熱蒸
気温匿より、求めたスラ、)J O乾燥終了位置が伝熱
面の最下端付近であるが、原因が回転数過少であると龜
は乾燥終了位置が正常であること1c実験的にagt、
、高含水率粉末の生成を防止するため、1ず乾燥終了位
置が目標位置になるよう錫塩流量など111節し、次に
例えば粉末温度が基準源以上となるよう回転数tt14
節するようにした−のである。
なお、乾燥終了位置が正常にもかかわらず、回転数過少
によjIIIiII含水率の粉末が生成されるのは、ス
ラリの礒縮過楊で七の粘1m−bXJl!常に高くなっ
て伝熱向や興に付着し、付着増大した為含水率のスラリ
か伝熱面【fIL下せずに直接落下してしまうためと考
えられる。したがって、乾燥−内部のスラリの粘度など
の粉末化特性tri算し、この結果に1づ自回転数1m
節しても、粉末化の異′1lft防止で亀る。
以下、本発明tlll+に基づいて史に詳細に説明する
第1図において、遠心薄膜乾燥機lは蒸気ジャケット6
に覆われた伝熱面5を有し、内部に可動翼4を複数個取
付けた回転軸3が設けられている。
従って、モータ2によって回転軸3t−回転させながら
、廃液等の固形分を含むスラリtタンク7からポンプ8
により遠心薄膜乾燥ff1lに供給すると5スラリは遠
心力により円筒状の伝熱面5に押付けられ薄膜状となる
。薄膜となったスラリは、加熱ジャケット6内の加熱蒸
気により加熱され、伝熱面5よtfi下しながら蒸発濃
縮されて、乾燥粉末化する。
発明者の検討によれば、遠心薄膜乾燥機の運転範囲は第
2図の如きものであることが明らかになっている。図に
おいて、領域Aはスラリの注入流量下が大きすぎるため
廃棄物が伝熱面5の下端になっても乾燥しきれず、轡含
水率の粉末が生成する領域である。領域Bに 回転数が
低い九め廃棄物の濃縮、あるいは粉末化が正常に行われ
ず、その結果廃棄物を低含水率の粉末に乾燥しきれない
運転領域である。なおこのとき伝熱面温[は、下端付近
でけ加熱蒸気0温度とほぼ等しく一見正常な粉末化が行
われているように見える。したがって廃棄物を低含水率
の粉末に乾燥するためには、流蓋限界練Fe1m1tよ
゛シ低く、かつ回転数限界線Ne1m1tよりも高い領
域Cに運転条件を維持する必要がある。処理効率向上の
ためには流量下は大きい程良く、また伝熱面5ヤ町動翼
4の摩耗低減のためには回転数Nは小さい程よい、した
がって、通常運転条件を例えば第2図のPK設足するこ
とが好しい。しかし、粉末化の限界線pe im i 
tとNe1m1tは、廃棄物の組成、あるいは乾燥機内
部の状態変化などKよシ移動する。従って、本発明は、
こうした変化に対して、通常運転条件【最適値に設定で
きるようKした制御方法および装置である点にその特徴
がある。
以下、本発明の実施例について説明する。
譲1図において、遠心薄膜乾燥機1の伝熱面に設置した
複数箇所の熱電対温[112〜16と加熱蒸気1m![
酎17の信号を乾燥終了位置演算器27に入力する。こ
こで複数個の伝熱面部[1内挿すると例えば第3図のよ
うな伝熱面温度分布が求まる。処理液の蒸発濃縮過程で
は、伝熱面が冷えるためilKが低いが、乾燥が終了す
ると伝熱面の1itriiとんと低下せず加熱蒸気温度
とほぼ等しくなる。すなわち伝熱面−寂が加熱蒸気温度
の付近で飽和し九位置が、処理液の乾燥終了位置である
。このようKして乾燥終了位置演算器27でに、伝熱面
と加熱蒸気温度より乾燥終了位1lIYt求める。この
結果tflL量設定値設定値演算に入力し、流量調節器
11とポンプ8を用いることにより、処理液の乾燥終了
位置【目標位置と一致するよう制御する。したがって、
流量Fk限界@peimit以下の最適値に@節するこ
とができる。なお処理効率を敵大化するため、乾燥終了
位置は、伝熱面の上端rO%、下端t”100%とした
場合、約90%とする。
一方、遠心薄膜乾燥機10出口に設置した熱電対温置針
26では、生成した粉末のim寂を計測する。第4図に
示すように粉末龜匿ニ、粉末含水率と反比例の関係にあ
る。したがって粉末含水率をある基準値以下に維持する
ためには、粉末温度が制限値以上となるようにすればよ
い、前述のように乾燥終了位置を目標値に維持すること
によシ流量Ft限界線Feムmit以Fに保持すること
ができるから、この状態でもし粉末il&が低下してき
て制限値以下になれ#i、回転数Nが限界@Ne1m1
t以下になり九ことt意味する。したがって、処理液の
乾燥終了位置と粉末温りk回転数設定値演算器29に入
力し、回転数調節計30とモータ2を用いて回転数tg
節すれは、回転数pt限界線11Jeimit以上に保
つことができる0以上述べた方法によシ流量と回転数の
運転条件に’lK低含水率の粉末を生成できる条件に維
持することができる。
なお、第5図は、乾燥終了位置が降下した場合、及び乾
燥終了位置が正常時に粉末温度が低下した場合において
、不発@O動作【簡単に説明した図である。乾燥終了位
置と粉末温度が共に異常の場合は、乾燥終了位置の方か
ら修正する。
なお、注入するスラリの流量を調節するかわ〕に、乾燥
−の内部の圧力を制御してスラリの沸点tg節したり、
あるいは加熱蒸気の温1[kd14節しても、上記実施
例と同様な効果を奏すことができる。また、粉末温度の
かわりに粉末含水率を用いても本発明は有効である。さ
らに、粉末m度や粉末含水率のかわシに、乾燥機内部の
粉末化特性(例えば濃縮過程におけるスラリの粘1j)
klt算した結果を用いても本発明は有効である。
第6図は、本発明の他の実施ガになる装置構成を示すも
のである。図において、第1図と同じ装置になるものは
同一符号を付して説明を省略する。
温度パターン検出部50に、第1図の乾燥終了位置演算
器に相当するもので、第3図に示すような伝熱面に沿っ
た温度分布を計測jる。特に、一度分布の飽和開始点は
乾燥終了位置に相当し、乾燥が正常に進行しているか否
かの判断基準となる。
・1 内部状態推定部51Fi、質量収支に基づく乾燥・粉体
化プロセスのモデルを内蔵しており、帥紀温直分布の他
、スラリ流量下とモータ2の回転数Nt大入力して、内
部の濃度、液膜流量などに関する状態変数【推定する。
設定値変更部52では、この推定結果に基づ龜、プロセ
ス状態に適応するようにtlL蓋および回転数の見直し
t行い、それぞれ設定1flt変従する。この装置は第
1図の装置に比して内部状態の把握がよシ完全であり、
この為内部プロセスが万一変化してもこれに適応した制
御・ができ、長時間にわ九る安定した運転が可能になる
。更に、乾燥機出口に水分計【設置しなくても、所望の
含水率の粉体化が進行しているか否かの判断規準を得る
ことも可能である。
本発明によれば、固形分を含むスラリr常時重含水率の
粉末に乾燥できるという効果がある。−また、このとき
スラリの処理効4に蛾大に、乾燥−の翼や伝熱面の摩耗
を最小にして寿命を延長できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明する図、第2図は処理
液を低含水率の粉末に乾燥するための運転範囲を説明す
る図、縞3図に伝熱面温度分布と乾燥終了位置の関係を
説明する図、第4図は粉末温度と粉末含水率の関係を説
明する図、第5図は本発明一実施例の動作を説明する図
、第6図は本発明の具なる実施例に説明する図である。 1・・・遠心薄膜乾燥−15・・・伝熱面、4・・・翼
、12〜16・・・伝熱面温度針、17・・・加熱蒸気
温度針、26・・・粉末温度針、27・・・乾燥終了位
置演算器、28・・・流量設定値演算器、29・・・回
転数設定m演V;lt2] ¥72  図 回転数 N→ 第 3 図 イf、 y7niL嵐(’こ) v、4(2] Y t 図 ヨ [

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、加熱された円筒状伝熱面に固形分を含むスラリ【供
    給し、前記伝熱面内で翼を回転させながら紡記スラリt
    −加熱して乾燥粉体化する遠心薄膜乾燥−において、前
    記伝熱面の軸方向に沿って複数箇所の温[を測定し、前
    記測定値より前記スラリの乾燥終了位置を判定し、この
    判定結果に基づき@U記乾*@に供給するスラリの流量
    、前記乾燥機西部の圧力、および前記伝熱面の加熱蓋の
    少なくとも一つtS節することt特徴とする遠心薄膜乾
    燥機V)制御方法。 2 加熱された円筒状伝熱面に固形分を含むスラリ【供
    給し、1記伝熱面内で翼【回転させながら#記スラリを
    加熱して乾**体化する遠心薄膜乾燥機において、1紀
    伝熱面の複数箇所の温度および前記伝熱面を加熱する加
    熱媒体のathtw:測定し、これらの測定11よ)前
    記スラリの乾燥終了位置を判定し、仁の判鑞結果に基づ
    1!前記乾譲磯に供給するスラリの流量、前記乾燥機内
    部の圧力、および前記加熱媒体の温度の少なくとも一つ
    tlilli1節することに特徴とする遠心薄膜乾燥機
    の制御方法。 a 加熱された円筒状伝熱Il[lK固形分を含むスラ
    リを供給し、前記伝熱面内で翼を回転させながら前記ス
    ラリを加熱して乾燥粉体化する遠心薄膜乾燥機において
    、前記乾燥機で生成した粉末の含水率ま7tは温1、あ
    るいは前記乾燥機内部の粉末化特性計算結果に基づき、
    紡記真の回転数を調節すること【特徴とする遠心薄膜乾
    燥機の制御方法。 4、加熱された円筒状伝熱面に固形分を含むスラリvt
    供給し、帥紀伝熱面内でxi回転させながら前記スラリ
    【加熱して乾燥粉体化する遠心薄膜乾燥fiにおいて、
    前記スラリの乾燥終了位置を検出し、この検出結果に基
    づき前記乾燥−に供給するスラリの流量、前記乾燥機内
    部の圧力、およびMu記伝熱面の加熱蓋の少なくとも一
    つr調節すると共に、前記乾燥機で生成した粉末状固形
    分の含水率または温度、あるいは前記乾燥機内部の粉末
    化特性計算結果に基づき、鹸記翼の回転数1g節するC
    とt特徴とする遠心薄膜乾fIIk1mの制御方法。 5、加熱された円筒状伝熱向に固形分を含むスラリ【供
    給し、前記伝熱面内で翼を回転させながらflit紀ス
    ラIJ を加熱して乾燥粉体化する遠心薄膜乾燥機にお
    いて、前記伝熱面に配した複数個のmf検出器と、偏度
    検出器よりQ)信号に基づき前記伝熱面に沿った温度分
    布【計測し温度分布の飽和開始点を演算する乾燥終了位
    置演算器と、この乾燥終了位置演算器の出力に基づいて
    供給すべきスラリの量kt11算する流量設定器と、前
    記流量設定器の信号に&づいてポンプ1m++御する流
    量調節器とよりなる遠心薄膜乾燥−〇制御装置。 & 加熱された円筒状伝熱向に固形分【含むスラリ【供
    給し、前記伝熱面内でlXk回転させながら前記スラリ
    【加熱して乾燥粉体化する遠心薄膜乾燥機において、前
    記伝熱面に配した複数個の偏度検出器と、龜直検出器よ
    pの信号に基づ1!i前記伝熱−に沿った!度分布を計
    測する一匿パターン検出部と、質菖収支に基づ〈乾燥・
    粉体化プロセスのモデルを内蔵し、前記温度分布および
    、スラリ流量ならびにモータ回転数倉入力として、“乾
    燥機内部の製置、液膜流量に関する状態変数r推足する
    内部状態抽定部と、この推足結果に基づき、プルセス状
    IIIVC適応するようにスラリ流量、モータ回転数の
    見直しを行う設定値変更部と、前記設定値変更部から出
    力に基づいてポンプおよびモータtそれぞれ制御する流
    量調節器および回転数調節器よシなることに特徴とする
    遠心薄膜乾燥機の制御1装置。
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