JPWO2014073203A1 - System for drying a fluid processing object and method for producing a dry product using the system - Google Patents
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Abstract
処理システム(1)は、流動性の処理対象物(4)を一時的に受け入れて予熱する第1のタンク(361)と、第1のタンク(361)により予熱された処理対象物(4)を受け入れて加熱乾燥処理する第2のタンク(410)と、第2のタンク(410)から排出される水蒸気を含む排気(6)の熱を利用して第1のタンク(361)を加熱する熱回収ユニット(500)とを有する。さらに、この処理システム(1)は、第2のタンク(410)内で羽根(431)を回転させて撹拌する撹拌ユニットを有し、第2のタンク(410)は、水蒸気を含む排気(6)を排出する排気口(460)であって、第2のタンク(410)内の開口が羽根(431)の回転方向を向いた排気口(460)を含む。The processing system (1) includes a first tank (361) that temporarily receives and preheats a fluid processing target (4), and a processing target (4) preheated by the first tank (361). The first tank (361) is heated using the heat of the second tank (410) that receives and heat-drys and the exhaust (6) containing water vapor discharged from the second tank (410). And a heat recovery unit (500). Furthermore, this processing system (1) has an agitation unit for rotating and stirring the blade (431) in the second tank (410), and the second tank (410) is an exhaust (6) containing water vapor. ) And an exhaust port (460) in which the opening in the second tank (410) faces the rotation direction of the blade (431).
Description
本発明は、流動性の処理対象物を乾燥処理するシステムに関するものである。 The present invention relates to a system for drying a fluid processing object.
日本国特開2005−337631号公報には、乾燥室内面に付着した被乾燥物を隈なく掻き取ると共に被乾燥物の粉砕を促進して乾燥効率が向上した乾燥装置が開示されている。この乾燥装置は、縦型円筒状又は円錐台形状をなし、被乾燥物の投入口及び排出口を有する乾燥室と、乾燥室内を加熱する加熱手段と、乾燥室の中心に立設された回転軸と、回転軸を回転駆動する回転駆動機構と、回転軸に、間隔を置いて上下多段に設けられた複数の腕と、これらの腕に取り付けられ、回転方向に下向きに傾斜する上面及び回転軸の回転により乾燥室の内周面に付着した被乾燥物を掻き落す掻き落し縁部を有する複数の撹拌羽根とを備えている。全ての撹拌羽根の各掻き落し縁部により乾燥室の内周面に付着した被乾燥物を掻き落す上下方向の各範囲が、乾燥室の内周面の上下方向に亘って連続している。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-337631 discloses a drying apparatus that improves the drying efficiency by scraping the material to be dried adhering to the inside of the drying chamber thoroughly and promoting the pulverization of the material to be dried. This drying apparatus has a vertical cylindrical shape or a truncated cone shape, and has a drying chamber having an inlet and a discharge port for an object to be dried, a heating means for heating the drying chamber, and a rotation standing at the center of the drying chamber. A shaft, a rotational drive mechanism that rotationally drives the rotational shaft, a plurality of arms that are provided at upper and lower stages at intervals on the rotational shaft, an upper surface that is attached to these arms and that is inclined downward in the rotational direction, and rotation And a plurality of stirring blades having scraping edges for scraping off the material to be dried attached to the inner peripheral surface of the drying chamber by rotation of the shaft. Each range of the up-down direction which scrapes the to-be-dried material adhering to the inner peripheral surface of a drying chamber by each scraping edge part of all the stirring blades is continuing over the up-down direction of the inner peripheral surface of a drying chamber.
流動性の処理対象物を加熱乾燥するシステムにおいて、乾燥に要する時間および費用をさらに削減することが要望されている。 There is a need to further reduce the time and cost of drying in a system that heats and drys flowable objects.
本発明の一態様は、流動性の処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第1のタンクと、第1のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第2のタンクと、第2のタンクから排出される排気の熱を利用して第1のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有するシステムである。 One embodiment of the present invention includes a first tank that temporarily receives and preheats a fluid processing object, and a second tank that receives and heat-drys the processing object preheated by the first tank. And a heat recovery unit that heats the first tank using the heat of the exhaust discharged from the second tank.
第2のタンクにおける流動性の処理対象物を乾燥する過程では、第2のタンクから水蒸気を含む排気が排出され、この排気は集塵機などを通して外界に廃棄される。このシステムにおいては、第2のタンクの上流に、第2のタンクで乾燥する処理対象物を一時的に受け入れる第1のタンクを設け、第2のタンクの排気の熱(排熱)を利用して第1のタンクを加熱し、第1のタンクで予熱された処理対象物を第2のタンクに供給する。第2のタンクの排熱を利用して第2のタンクの上流の第1のタンクに一時的に貯留される処理対象物を加熱(予熱)することにより、乾燥に要する費用を削減できる。 In the process of drying the fluid processing object in the second tank, exhaust gas containing water vapor is discharged from the second tank, and this exhaust gas is discarded to the outside through a dust collector or the like. In this system, a first tank for temporarily receiving an object to be dried in the second tank is provided upstream of the second tank, and the heat (exhaust heat) of the exhaust from the second tank is used. The first tank is heated, and the processing object preheated in the first tank is supplied to the second tank. By heating (preheating) the processing object temporarily stored in the first tank upstream of the second tank using the exhaust heat of the second tank, the cost required for drying can be reduced.
また、第1のタンクおいて予熱された処理対象物を第2のタンクに供給することにより、乾燥に要する時間を短縮できる。さらに、第1のタンクにおいて処理対象物を予熱することにより処理対象物の流動性を向上できる。このため、第1のタンクから第2のタンクに供給する際の処理対象物のハンドリングが容易となり、配管やスクリューフィーダなどの低コストのシステムで処理対象物を第2のタンクに移送できる。 Further, the time required for drying can be shortened by supplying the processing object preheated in the first tank to the second tank. Furthermore, the fluidity | liquidity of a process target object can be improved by preheating a process target object in a 1st tank. For this reason, handling of the processing object when supplying it from the first tank to the second tank is facilitated, and the processing object can be transferred to the second tank by a low-cost system such as piping or a screw feeder.
第1のタンクは、第2のタンクの1バッチ分の容量を備えた計量タンクであることが望ましい。第2のタンクを用いた加熱乾燥処理がバッチジョブの場合、1バッチ分の容量の計量タンクを予熱することにより、第2のタンクの排熱により、次のバッチ分の処理対象物を集中して加熱できる。したがって、排熱の利用効率を向上できる。また、処理対象物を高温で長時間保持すると腐敗等の問題が発生しやすいが、1バッチ分の処理対象物を加熱することによりそのような問題の発生も抑制できる。 The first tank is preferably a metering tank having a capacity of one batch of the second tank. When the heating and drying process using the second tank is a batch job, the processing tank for the next batch is concentrated by preheating the measuring tank for the capacity of one batch and exhausting heat from the second tank. Can be heated. Therefore, the utilization efficiency of exhaust heat can be improved. Further, when the object to be processed is held at a high temperature for a long time, problems such as corruption are likely to occur, but the occurrence of such a problem can be suppressed by heating the object to be processed for one batch.
第2のタンクの排気は水蒸気とともにさまざまな成分を含む。したがって、熱回収ユニットは、第1のタンクを予熱する温水を、第2のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含むことが望ましい。第1のタンクを予熱する配管システムなどにおける腐食や目詰まりといった問題の発生を抑制できる。 The second tank exhaust contains various components along with water vapor. Therefore, it is desirable that the heat recovery unit includes a heat exchange unit that generates hot water for preheating the first tank by using heat of exhaust gas from the second tank. Generation | occurrence | production of problems, such as corrosion and clogging, in the piping system etc. which preheat a 1st tank can be suppressed.
このシステムは、第2のタンク内で羽根を回転させて撹拌する撹拌ユニットを有し、第2のタンクは、排気を出力する排気口であって、第2のタンク内の開口が羽根の回転方向を向いた排気口を含むことが望ましい。排気口の開口は、撹拌ユニットの回転により第2のタンク内で生成される流動方向の下流側に向くので、流動する処理対象物が乾燥することにより生ずる固形物、粉末、塵などが排気口に入りにくい。排気口から回収される排気に含まれる粉末などの固形物の量を低減でき、熱回収ユニットの設計が容易になる。 This system has an agitation unit for rotating and stirring the blades in the second tank. The second tank is an exhaust port for outputting exhaust gas, and the opening in the second tank is the rotation of the blades. It is desirable to include a vent that points in the direction. Since the opening of the exhaust port faces the downstream side of the flow direction generated in the second tank by the rotation of the stirring unit, solids, powder, dust, etc. generated by drying of the flowing processing object are exhausted. Hard to enter. The amount of solids such as powder contained in the exhaust recovered from the exhaust port can be reduced, and the design of the heat recovery unit becomes easy.
このシステムは、排気口の第2のタンク内の開口の近傍に蒸気を断続的に吹き出す注入ユニットをさらに有することが好ましい。第2のタンクの加熱には、典型的には蒸気、特に、飽和または飽和に近いか、あるいは過飽和の状態である生蒸気が用いられる。その場合、システムは、第2のタンクを外側から蒸気加熱する加熱用の蒸気を供給する蒸気供給ユニットをさらに有し、注入ユニットは加熱用の蒸気の一部を吹き出すことが望ましい。蒸気を排気口の開口の近傍に放出することにより、開口近傍の湿度を一時的に上げ、乾燥または乾燥途中の粉末(塵)がガスとともに排出されるのを抑止できる。 The system preferably further comprises an injection unit for intermittently blowing off steam in the vicinity of the opening in the second tank of the exhaust port. Steam is typically used to heat the second tank, particularly live steam that is saturated, nearly saturated, or supersaturated. In that case, it is desirable that the system further includes a steam supply unit that supplies heating steam for steam heating the second tank from the outside, and the injection unit blows off a part of the heating steam. By releasing the steam in the vicinity of the opening of the exhaust port, the humidity in the vicinity of the opening can be temporarily raised to prevent the powder (dust) during drying or drying from being discharged together with the gas.
撹拌ユニットの一例は、第2のタンクの中心を通る回転軸と、回転軸から水平方向に突出した複数の第1のアームと、複数の第1のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第2のアームと、第2のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、第2のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含むものである。第2のアームは、撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた2本のサブアームを含んでいてもよい。第2のアームおよび撹拌羽根は、処理対象物を撹拌することにより徐々に削れたり、また、処理対象物の状態によっては稀に変形したりすることがある。そのような場合に、第2のアームおよび撹拌羽根を容易に交換できる。 An example of the agitation unit includes a rotation shaft that passes through the center of the second tank, a plurality of first arms that protrude horizontally from the rotation shaft, and a first arm that is detachably attached to each of the plurality of first arms. 2 and a stirring blade attached to the tip of the second arm, which includes an arc-shaped stirring blade along the inner wall of the second tank. The second arm may include two sub-arms attached so as to form a triangle with the stirring blade. The second arm and the stirring blade may be gradually scraped by stirring the processing object, or may be rarely deformed depending on the state of the processing object. In such a case, the second arm and the stirring blade can be easily replaced.
撹拌ユニットの第2のタンクの中心を通る回転軸は、第2のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、第2のタンクの上方から吊られた状態で駆動ユニットにより回転駆動されるようにすることが望ましい。回転軸を第2のタンクの下側に対してスライドできる状態で支持することにより、回転軸にかかる負荷が大きい場合でも安定して回転させることができ、さらに、第2のタンクの熱膨張に対応できる。 The rotating shaft passing through the center of the second tank of the agitation unit is supported so as to be vertically slidable with respect to the lower side of the second tank, and is suspended from above the second tank by the drive unit. It is desirable to be driven to rotate. By supporting the rotating shaft in a slidable state with respect to the lower side of the second tank, the rotating shaft can be stably rotated even when the load applied to the rotating shaft is large, and further, the thermal expansion of the second tank can be achieved. Yes.
このシステムは、廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の処理対象物を第1のタンクに供給する分別ユニットをさらに有していてもよい。食品等の廃棄物を分別し、乾燥する処理までを、1つのシステムとして処理できる。 The system may further include a separation unit that separates foreign matters including the packaging material from the waste and supplies the fluid processing target to the first tank. Processing up to separating and drying waste such as food can be processed as one system.
本発明の他の態様の1つは、流動性の処理対象物を乾燥するシステムを用いて乾燥物を製造する方法である。このシステムは、処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第1のタンクと、第1のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第2のタンクと、第2のタンクから排出される水蒸気を含む排気の排熱を回収する熱回収ユニットとを含み、この方法は、以下のステップを含む。
1.第2のタンクにより処理対象物を乾燥するとともに、熱回収ユニットにより回収された排熱により第1のタンクを加熱すること。
2.第2のタンク内で処理対象物を加熱乾燥させることにより製造された乾燥物を第2のタンクから排出すること。
3.予熱された処理対象物を第1のタンクから第2のタンクに移動すること。Another aspect of the present invention is a method for producing a dried product using a system for drying a fluid processing object. The system includes a first tank that temporarily receives and preheats a processing object, a second tank that receives a processing object preheated by the first tank and heat-drys the tank, and a second tank. And a heat recovery unit for recovering exhaust heat of exhaust gas including the discharged water vapor, and the method includes the following steps.
1. The object to be processed is dried by the second tank, and the first tank is heated by the exhaust heat recovered by the heat recovery unit.
2. Discharging the dried product produced by heating and drying the object to be processed in the second tank from the second tank;
3. Moving the preheated processing object from the first tank to the second tank;
図1は廃棄物処理システムの概略構成を示すブロック図である。この廃棄物処理システム(処理システム)1は、食品廃棄物、たとえば、袋詰めされた家庭ごみ、食品工場から排出された生ゴミなどの原材料(廃棄物)2を、堆肥や飼料等に再生成して利用できる分別物4と、再利用が難しい樹脂製の袋およびプラスチックトレイなどの異物3とに分けて、分別物4を再生成物5として出力するシステムである。食品残渣などの再利用可能な物質は、最初に、粉砕され、水を加えるなどして流動性を持たせた状態の物(分別物、流動物)4に分別(分離)され、後に、乾燥させて堆肥や飼料等の再生成物(乾燥物)5に変換される。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a waste treatment system. This waste treatment system (treatment system) 1 regenerates food waste, for example, raw materials (waste) 2 such as household garbage packed in bags and garbage from a food factory into compost, feed, etc. In this system, the
原材料2の一例はおから等の比較的均質な食品残渣であり、分別した後に乾燥させると、良質で均質な肥料または飼料として再利用できる。家庭のゴミ、レストランのゴミ、ホテルのゴミなどであっても、混在している食品残渣やその他の再生可能な有機物質を、異物3と分別して乾燥処理することにより、肥料などとして再利用できる。 An example of the
処理システム1は、原材料(廃棄物)2を受け入れて粉砕撹拌し、再利用が難しい包材などの異物3を分別する分別装置(分別ユニット、分離装置、選別装置、破壊分離装置)100と、分別装置100から排出される流動性の分別物4を圧送する圧送装置(定量圧送ユニット、チューブポンプ)200と、分別物4を貯留する貯留ユニット300と、分別物4を処理対象物として乾燥させる乾燥装置400と、乾燥装置400において一回(1ジョブ)で乾燥させる量の分別物4を一時的に貯留して予熱する計量ユニット350と、乾燥装置400から排出される排気の熱を回収して計量ユニット350の予熱に用いる熱回収ユニット500と、これらの装置およびユニットを制御する制御装置(制御ユニット)800とを含む。 The
制御ユニット800は、分別装置100を制御する機能(ユニット)810と、計量ユニット350を制御する機能(ユニット)830と、乾燥装置400を制御する機能(ユニット)840とを含む。制御ユニット800は、さらに、分別装置100、計量ユニット350、乾燥装置400の温度、圧力などを検出する機能を含んでいてもよい。典型的な制御ユニット800は、CPUおよびメモリなどのハードウェア資源を含むコンピュータであり、以下に説明する制御方法はプログラム(プログラム製品)として提供できる。 The
乾燥装置400から出力される乾燥物(再生成物)5は、不図示のストッカに蓄えられ、飼料あるいは肥料などの製品として出荷される。乾燥物5に油分が多い場合は、油絞り機、粉砕機を用いて再度処理した後に製品として出荷される。 The dried product (regenerated product) 5 output from the
分別装置100は、コンベア等により搬送されてくる食品廃棄物2を異物3と分別物(処理対象物)4とに分離する。分別装置100は、投入口110から投入された食品廃棄物2を撹拌する回転羽根120を有し、回転羽根120により付与される遠心力により食品廃棄物2を異物3と分別物4とに分離する。異物3は排出口130から異物コンテナ710に排出される。分別物4は、さらに、回転羽根120で粉砕され、自らの水分、または、必要に応じて水が注入されることにより流動物状態(スラリー状)となる。流動物状態の分別物4は、多孔部材(フィルター、スクリーン)150でフィルタリングされた後にスクリューコンベア(スクリューフィーダ)180により圧送装置200に送られる。 The
圧送装置200は、適当な空気源720から得られる圧縮空気(圧搾空気)721を利用して、分別物4を貯留ユニット300の貯留タンク311に圧送する。 The
貯留タンク311の下流に配置された乾燥装置400では、乾燥処理がバッチ処理で行われる。貯留タンク311は、分別装置100が連続的に処理した分別物(処理対象物)4を受け入れ、乾燥装置400に断続的に分別物4を供給するバッファとしての機能を含む。貯留タンク311は、乾燥装置400が一回(1バッチ)で処理する分別物4の量の数回分から数10回分の容量を備えている。貯留ユニット300は、貯留タンク311内の分別物4を撹拌する撹拌装置312と、撹拌装置312を駆動するモータ313とを含む。貯留タンク311に貯蔵された分別物4の粘度を適当な範囲に収めるために貯留ユニット300は、貯留タンク311を蒸気または電気などにより加温するシステムを備えていてもよい。 In the
貯留タンク311と乾燥装置400との間に配置される計量ユニット350は、第1のタンク(計量タンク)361と、タンク内の分別物4を撹拌する撹拌装置362と、撹拌装置362を駆動するモータ363とを含む。計量タンク361は、貯留タンク311とバルブ330および供給配管340を介して接続されている。計量タンク361はステンレススチール製の円筒状またはロート状のタンクであり、乾燥装置400が一回でバッチ処理する量の分別物(処理対象物)4を蓄えるだけの容量を持つ。 The measuring
第1のタンク361は、外壁(シェル、周壁)364が二重構造となったジャケット構造を含む。シェル364は上部から下部へと温水9が循環する温水経路365を含み、計量タンク361に一時的に貯留された分別物4を温水9により加温する。計量タンク361においては分別物4が、適度な流動性を持つように、50〜80℃程度、さらに好ましくは60〜75℃程度に保持されることが望ましい。計量ユニット350は、さらに、水供給装置370を含み、計量タンク361内の分別物4の流動性(粘度)を調整するための水を水道などの適当な水源730から供給する。 The
乾燥装置400は、計量ユニット350の計量タンク361から供給された所定の量の分別物4を処理対象物として受け入れて乾燥処理する。乾燥装置400は、円筒状のベッセル(ハウジング、第2のタンク)410と、ベッセル410の分別物4を撹拌する撹拌ユニット430とを有する。ベッセル410は、その上部に、供給管381を介して計量ユニット350から分別物4を受け入れる供給口420を有し、供給バルブ380を含む供給管381を介して計量タンク361と接続されている。 The drying
ベッセル410の内部に取り付けられた撹拌ユニット430は、ベッセル410の中心に沿って鉛直方向に配置されたシャフト432と、ベッセル410の上部に配置された駆動ユニット480と、ベッセル410内に設置された羽根(羽根ユニット)431とを含む。駆動ユニット480によりシャフト432を介して羽根ユニット(撹拌羽根)431を回転し、ベッセル410内の分別物4を撹拌する。 The
ベッセル410の周壁412と底板414とは2重構造(ジャケット構造)を含む。ボイラなどの蒸気供給源780から供給される蒸気51をジャケット構造に通すことにより、周壁412および底板414が加熱される。蒸気51は、過熱蒸気であってもよく飽和蒸気でもあってもよい。蒸気温度は、100℃以上が好ましく、110〜160℃程度の範囲が好ましく、120〜150℃程度の範囲がさらに好ましい。羽根ユニット431は分別物4が周壁412に当たるように撹拌し、分別物4を蒸気51により加熱された周壁412に当てて粉砕するとともに積極的に加熱乾燥させる。ベッセル410は、ボイラ780とは、蒸気供給管451およびドレン返送管452により接続されている。ボイラ780から供給された蒸気51は、ベッセル410の内部とは隔離されたジャケット構造内を通過し、汚染されない。 The
ベッセル410は、その下部に乾燥物5を排出する排出口470を有する。排出口470には、乾燥物5をストッカなどの後工程に搬送するための搬送ユニット600が接続されている。この例では、搬送ユニット600はスクリューコンベア610を含む。 The
ベッセル410は、その上部に、ベッセル内で分別物4を乾燥することにより発生する水蒸気6を排出する排気口460を有する。排気口460には排出管501が接続されており、ベッセル410で発生した排気6は熱回収ユニット500に供給される。排気6の主な成分は、処理対象物である分別物4を乾燥する際に発生する水蒸気であるが、分別物4に含まれる揮発物も含まれる。以降において、排気6を水蒸気として参照することがある。ベッセル410は、その上部に、ボイラ780から供給される蒸気(生蒸気)51を排気口460および/または排気口460のベッセル410内の開口部に吹出すための蒸気注入ユニット440を有する。 The
熱回収ユニット500は、乾燥装置400から回収された排気(水蒸気)6の熱を利用して温水9を生成する熱交換ユニット520と、熱交換ユニット520の上流に設置された集塵機510と、熱交換ユニット520で熱回収された蒸気または熱水を冷却して放出するための冷却器750とを含む。熱回収ユニット500から排出される排水は浄化装置760を通して外界に排出され、熱回収後の気体成分(排気)は脱臭装置770を通して外界に排出される。 The
熱交換ユニット520で生成された温水9は、温水供給管530により計量ユニット350に送られ、計量タンク361を加熱するために用いられる。計量タンク361は周壁364が二重構造(ジャケット構造)になっており、周壁364の温水経路(ジャケット)365に温水9を流すことにより計量タンク361を加熱(加温)する。計量タンク361を加熱した排水(ドレン)は返送管531を介していったん温水タンク540に蓄えられ、ポンプ550により熱交換ユニット520に供給される。 The hot water 9 generated by the
図2に、乾燥装置(乾燥ユニット)400のベッセル410の構成を縦方向(鉛直方向)の断面図により示している。また、図3に、ベッセル410の構成を横方向(水平方向)の断面図により示している。ベッセル(第2のタンク)410は、地盤あるいは他の構造体に対してベッセル410を支持する脚柱490と、上下に延びる円筒状の周壁(側壁)412と、上側を封止する上板(上壁)413と、底を形成する下板(底板、底壁)414とを含み、実質的に密閉されたタンクである。 FIG. 2 shows a configuration of the
ベッセル410の周壁412および下板(底板)414の外側に、それぞれ蒸気を循環する蒸気経路453および454を形成する外壁(外郭)415および416が設けられている。それぞれの蒸気経路453および454にはボイラ780から蒸気51が供給されるノズル455および457と、ドレン52を排出するノズル456および458が接続されている。ベッセル410の内部411に供給された分別物4は、ベッセル410に取り付けられた撹拌ユニット430により撹拌されるとともに、蒸気51により加熱された周壁412および底壁414により加熱されることにより乾燥処理される。 Outer walls (outer walls) 415 and 416 forming
撹拌ユニット430は、ベッセル410の中心軸に沿って配置されたシャフト432と、シャフト432を駆動する駆動ユニット480と、シャフト432によりベッセル410の内部411で回転駆動される複数の羽根ユニット431とを含む。駆動ユニット480は、ベッセル410の上板413の上に搭載されており、モータ482と、モータ482の動力をシャフト432に伝達するギアユニット481と、ベッセル410に対しシャフト432を回転可能に支持する軸受ユニット485とを含む。シャフト432の上下方向の荷重(スラスト)はギアユニット481で支持される。すなわち、シャフト432はギアユニット481で上方から吊られた状態で回転する。シャフト432の荷重はスラスト軸受けなどの別の方法によりベッセル410の上方で受けて、ベッセル410の熱膨張により吊り上げられるようにしてもよい。 The
シャフト432は、シール486を介して上板413を貫通し、さらに、ベッセル410の内部411のほぼ全体にわたり上下に延び、シャフト432の下端432aはベッセル410の底板414の直上まで達しているが底板414には触れていない。底板414にはベッセル410の中心軸に沿って上方に伸びた支持ロッド439が取り付けられている。支持ロッド439は中空のシャフト432の下端432aを貫通してシャフト432の内部に挿入され、シャフト内部からシャフト432が支持ロッド439に対し上下にスライド可能な状態でシャフト432を支持している。 The
したがって、シャフト432は、上端が軸受ユニット485に水平方向に動かないように支持され、下端が支持ロッド439により水平方向に動かないように支持され、ベッセル410の中心軸に沿って水平方向に回転する。また、シャフト432は、下端が支持ロッド439に対し上下にスライドする。このため、シャフト432は、上端が駆動ユニット480により吊られた状態で回転する。ベッセル410が蒸気により加熱されて上下方向に熱膨張すると、シャフト432は駆動ユニット480により上方に引っ張られるが、シャフト432の下端は支持ロッド439によってスライドし、支持ロッド439からは外れない。シャフト432はベッセル410が熱膨張しても、上下の端がベッセル410の中心軸の位置に支持され、駆動ユニット480により安定して回転する。 Accordingly, the
このため、乾燥中の分別物4の負荷が羽根ユニット431に加わっても、羽根ユニット431が左右に振れることがなく、羽根ユニット431を側壁412に接近した状態で旋回できる。このため、側壁412にこびり付いた乾燥中の分別物4を羽根ユニット431で掻き上げて(掻き落として)、側壁412が分別物4によりコーティングされ、熱伝達率が低下し、乾燥効率が低下することを抑制できる。したがって、側壁412を介して効率よく分別物4を加熱できる。 For this reason, even if the load of the
シャフト432には、複数の羽根ユニット431が、シャフト432に対し上下方向に螺旋状になるように取り付けられており、シャフト432が回転すると羽根ユニット431も同時に回転する。本例では、上方から見て時計方向11に回転しているが、反時計方向に回転するように設計してもよい。それぞれの羽根ユニット431は、シャフト432から周壁412に向かって径方向(水平方向)に延びるようにシャフト432に取り付けられた第1のアーム434と、第1のアーム434の先に複数に枝分かれするように延びた第2のアーム435と、第2のアーム435の先端に取り付けられた板状のスクレーパ(掻き上げ羽根)436とを含む。 A plurality of
スクレーパ436は、外側の縁がベッセル410の周壁(側壁)412に沿った弧状の板状部材であり、たとえば、ステンレススチール製である。スクレーパ436は、アーム434および435を介してシャフト432に対し、進行方向(時計方向)11に対して前端よりも後端が上になるように傾いて取り付けられている。シャフト432が一回転すると、シャフト432に取り付けられた複数のスクレーパ436によりベッセル410の周壁412の上方を除いたほぼ全域が一掃され、周壁412に付着している乾燥中の分別物4を掻き落とす(掻き上げる)ことができる。それぞれのスクレーパ436は、たとえば、水平方向に対し10〜15°の角度をなすように取り付けられ、あるスクレーパ436がスウィープするエリアが、上下のスクレーパ436がスウィープするエリアと一部重複するようにスクレーパ436の角度および長さが設定される。 The
スクレーパ436の後端の上方には、上方に突き出た突起(爪)437が取り付けられている。たとえば、突起437は、回転方向(進行方向)11に対して前方の高さが高い台形状の板体であり、乾燥して塊状(団子状)になった乾燥中の分別物4を破砕するのに有効である。このシステム1により処理される対象物により、突起437はなくてもよく、また、スクレーパ436の後端だけではなく、中間あるいは前端に複数個の突起を設けてもよい。 A projection (claw) 437 protruding upward is attached above the rear end of the
スクレーパ436を支持する第2のアーム435は第1のアーム434との接続部435aから枝分かれした複数のサブアーム435bを含む。本例のアーム435はY字状に枝分かれした2本のサブアーム435bを含み、これらのサブアーム435bによりスクレーパ436を前後複数の位置で支持する。したがって、スクレーパ436の位置および姿勢を安定させることができ、スクレーパ436を周壁412に接近させて効率よく分別物4を掻き落とすことができる。スクレーパ436は分別物4と接触するのですり減って消耗したり、損傷したりする可能性がある。したがって、第2のアーム435に対して着脱できるように取り付けられていることが望ましい。たとえば、第2のアーム435にボルトあるいはナットによりスクレーパ436を取り付けることができ、ボルトあるいはナットはスクレーパ436の上面に設けてもよく、下面に設けてもよい。スクレーパ436の下面の方が分別物4と接触する機会が少ないので、ボルトまたはナットの消耗を抑制しやすい。 The
この例では、さらに、第1のアーム434に対し第2のアーム435もボルトまたはナットにより着脱できるように取り付けられており、第2のアーム435が消耗したり、損傷したときに交換できるようになっている。第1のアーム434は、120度ピッチでシャフト432に取り付けられている。第1のアーム434を取り付ける間隔は、等間隔であれば120度に限定されない。また、複数の第1のアーム434は、それぞれの複数のスクレーパ436が下側から順番に分別物4を掻き上げて、ベッセル410の上方に分別物4を掻き上げるようにらせん状にシャフト432に取り付けられている。 In this example, the
ベッセル410内の典型的な分別物4の動きは、複数のスクレーパ436により周壁412の内側に沿って加熱されながらベッセル410の上方に達し、シャフト432に沿って底壁414に向かって落下するものである。シャフト432に沿って分別物4が落下する際に、枝分かれした第2のアーム435に衝突するので、粉砕される。したがって、ベッセル410の内部で分別物4は、加熱されながら撹拌および破壊され、比較的細かい粒子状または粉状になる。その際、分別物4が含む水分が水蒸気6としてベッセル410から排出される。 The movement of the
ベッセル410は分別物4を受け入れる供給口420と、水蒸気を含むガス(排気)を排出する排気口460とを含む。供給口420および排気口460は、それぞれ上板413を貫通するように設けられたノズル(管台)421および461を含む。排気管461のベッセル410の内部に向いた開口462は撹拌ユニット430の回転方向、すなわち、時計方向11に向いて開いている。排気口460の開口462の向きを制御するためにベッセル410の上壁413の内側で排気管461を曲げてもよく、上壁413の内側に時計方向11に向いて開口462が開いたボックス状の構造物を設けてもよい。 The
ベッセル410の内部411においては、分別物4が加熱されることにより水蒸気6が発生するとともに、分別物4が乾燥した乾燥物5がスクレーパ436により巻き上げられて粉塵となる。排気口460の開口462をスクレーパ436の進行方向と同じ方向に向けることにより、スクレーパ436とともに回転しながらベッセル410の上部に掻き上げられる粉状の乾燥物5が排気口460に侵入するのを抑制でき、排気口460から水蒸気6を主な成分とする流状体(ガス)を排出できる。 In the
さらに、ベッセル410の排気口460には、蒸気51をベッセル410の内部411に向かって吹き出す蒸気注入ユニット440が設けられている。この例では、排気管461の一部に蒸気注入用のノズル441が設けられており、排気管461の内部に、ベッセル410の内部411に向かって蒸気51を吹き出せるようになっている。定期的に排気管461の内部に蒸気を吹き出すことにより、排気管461に蓄積された乾燥物5を加湿された状態で剥離してベッセル410の内部411に戻すことができる。このため、排気管461が乾燥物5で詰まったり、乾燥物5が蒸気排出管501を介して熱回収ユニット500に搬送されるのを抑制できる。また、乾燥物5の除去に空気ではなく蒸気51を用いることにより、乾燥物5が乾いた状態で巻き上がり、蒸気排出管501の側に入り込むのを抑制できる。したがって、注入する蒸気51はできるだけ乾き度の少ない飽和あるいは過飽和の蒸気(生蒸気)であることが望ましい。 Further, a
ベッセル410の周壁412の底壁414の直上には、乾燥物5を排出する排出口470が設けられている。排出口470の一例はノズル(管台)であり、乾燥中の分別物4や乾燥物5の堆積を抑制するようにベッセル410の内部に向かって下方に傾けたものであってもよい。排出口470にはスクリューフィーダ(スクリューコンベア)610が接続されており、乾燥中は排出口470を適当な開閉機構、たとえば、ゲートまたはバルブにより閉じておいてもよく、スクリューフィーダ610を排出方向とは逆方向に回転させておいてもよい。 A
図4に、処理システム1により乾燥物5を製造する過程をフローチャートにより示している。ステップ901において、分別装置100を用いた分別処理910と、乾燥装置400を用いた乾燥処理940と、計量ユニット350を用いて分別物4を予熱する処理930とを並列に行う。分別処理910の対象となる廃棄物2がない場合は、分別処理910は行わない。同様に、乾燥処理940の対象となる分別物4がない場合は、乾燥処理940および予熱処理930は行われない。 FIG. 4 is a flowchart showing a process of manufacturing the dried
分別処理910においては、制御ユニット800の分別装置を制御する機能810が回転羽根120を駆動し、流動性の分別物4が分別装置100に貯まるとスクリューフィーダ180が分別物4を圧送装置200に送り、圧送装置200は分別物4を貯留タンク311に送っていったん貯留する。 In the
乾燥処理940においては、制御ユニット800の乾燥装置を制御する機能840が乾燥装置400の撹拌ユニット430の駆動ユニット480を駆動し、複数の羽根ユニット431を、蒸気により加熱されたベッセル410の中で回転する。これによりベッセル410に受け入れられた流動性(スラッジ状)の分別物4が加熱乾燥されるとともに粉砕され、乾燥物5が生成される。乾燥処理940においては、制御ユニット800が、ベッセル410の排気口460に設けられた蒸気注入ユニット440のソレノイドバルブ442を定期的に操作して、排気口460およびその近傍に蒸気51を注入し、排気口460が乾燥物5で詰まったり、乾燥物5が熱回収ユニット500の側にキャリーオーバーするのを抑制する。 In the
予熱処理930においては、制御ユニット800の計量ユニットを制御する機能830が計量ユニット350の撹拌装置362を用いて計量タンク361に受け入れた分別物4を撹拌する。計量タンク361は、熱回収ユニット500から供給された温水9により加熱されており、計量タンク361に受け入れた1バッチ分の分別物4が予熱される。熱回収ユニット500においては、乾燥装置400のベッセル410から排出される水蒸気6の熱(排熱)を用いて温水9を生成する。計量タンク361における分別物4の予熱には乾燥装置400の排熱が用いられるのでランニングコストを削減できる。予熱した分別物4を乾燥装置400に供給することにより乾燥装置400の処理費用および時間を低減できる。このため、低コストで乾燥物5を生成できる。 In the
計量タンク361においては、乾燥装置400の1回の乾燥処理分(1バッチ分)の分別物4を予熱する。したがって、計量タンク361においては、次の乾燥処理の分別物4に限定して予熱されるので分別物4の計量タンク361の出口温度を高く設定できる。このため、乾燥装置400から排出される水蒸気6がそれほど多くない場合であっても、効率よく分別物4を予熱でき、また搬送のための流動性も確保できる。分別物4を長期間にわたり予熱していると、分別物4が発酵したり、腐敗する可能性があるが、このシステム1においては、計量タンク361により1バッチ分の限られた量の分別物4を乾燥処理の直前に予熱するので、そのような問題の発生も未然に防止できる。 In the
また、計量タンク361で分別物4を予熱することにより分別物4の流動性を高めることができ、計量タンク361からベッセル410への分別物4の搬送が容易になる。このため、簡単な配管やコンベアにより計量タンク361からベッセル410へ流動性の分別物4を供給できる。 In addition, by preheating the
ステップ902において乾燥装置400における乾燥処理が終了すると、ステップ903で搬送ユニット600のスクリューフィーダ610を動かしてベッセル410から乾燥物5を排出する。ステップ904において、供給バルブ380を操作し、計量タンク361において予熱されていた分別物4を次の乾燥処理の処理対象物としてベッセル410に受け入れる。ステップ905において撹拌ユニット430を駆動し、乾燥処理を再開する。計量タンク361から分別物4が排出されると、ステップ906において、バルブ330を操作し、貯留タンク311から次の乾燥処理のための分別物4を計量タンク361に受け入れ、予熱を開始する。 When the drying process in the
なお、上記においては、分別装置100、圧送装置200、乾燥装置400などを含む処理システム1を例に本発明を説明しているが、処理システム1は他の処理システムにおいて分別済みの分別物4を貯留タンク311に受け入れ、計量ユニット350で予熱し、乾燥装置400で乾燥物5を生成するシステムであってもよい。また、処理システム1は、乾燥装置400により再生された物(再生物、乾燥物)5およびその用途により、上記の装置に加え、脱脂装置などを含んでいてもよい。 In the above description, the present invention has been described by taking the
Claims (10)
前記第1のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第2のタンクと、
前記第2のタンクから排出される排気の熱を利用して前記第1のタンクを加熱する熱回収ユニットとを有するシステム。A first tank that temporarily receives and preheats the fluid treatment object;
A second tank for receiving a processing object preheated by the first tank and performing a heat drying process;
And a heat recovery unit that heats the first tank using heat of the exhaust discharged from the second tank.
前記熱回収ユニットは、前記第1のタンクを予熱する温水を、前記第2のタンクの排気の熱を利用して生成する熱交換ユニットを含む、システム。In Claim 1 or 2, the exhaust of said 2nd tank contains water vapor,
The heat recovery unit includes a heat exchange unit that generates hot water for preheating the first tank using heat of exhaust gas from the second tank.
前記第2のタンクは、前記第2のタンクの排気を排出する排気口であって、前記第2のタンク内の開口が前記羽根の回転方向を向いた排気口を含む、システム。In any one of Claim 1 thru | or 3, It has a stirring unit which rotates a blade | wing in the said 2nd tank, and stirs it,
The second tank is an exhaust port for exhausting exhaust gas from the second tank, and an opening in the second tank includes an exhaust port facing a rotation direction of the blades.
前記撹拌ユニットは、前記第2のタンクの中心を通る回転軸と、
前記回転軸から水平方向に突出した複数の第1のアームと、
前記複数の第1のアームのそれぞれに着脱可能に取り付けられた第2のアームと、
前記第2のアームの先端に取り付けられた撹拌羽根であって、前記第2のタンクの内壁に沿った弧状の撹拌羽根とを含み、
前記第2のアームは、前記撹拌羽根と三角形をなすように取り付けられた2本のサブアームを含む、システム。In any of claims 4 to 6,
The stirring unit includes a rotation shaft passing through the center of the second tank;
A plurality of first arms protruding in a horizontal direction from the rotating shaft;
A second arm detachably attached to each of the plurality of first arms;
A stirring blade attached to the tip of the second arm, the stirring blade including an arcuate shape along the inner wall of the second tank;
The second arm includes two sub-arms attached to form a triangle with the stirring blade.
前記撹拌ユニットは、前記第2のタンクの中心を通る回転軸と、
前記回転軸を回転する駆動ユニットとを有し、
前記回転軸は前記第2のタンクの下側に対して上下にスライド可能な状態で支持され、前記第2のタンクの上方から吊られた状態で回転する、システム。In any of claims 4 to 6,
The stirring unit includes a rotation shaft passing through the center of the second tank;
A drive unit that rotates the rotating shaft;
The rotation shaft is supported so as to be slidable up and down with respect to the lower side of the second tank, and rotates in a state of being suspended from above the second tank.
廃棄物から包材を含む異物を分別して流動性の前記処理対象物を前記第1のタンクに供給する分別ユニットをさらに有する、システム。In any of claims 1 to 8,
The system further comprising a separation unit that separates foreign matters including a packaging material from waste and supplies the fluid processing object to the first tank.
前記システムは、前記処理対象物を一時的に受け入れて予熱する第1のタンクと、
前記第1のタンクにより予熱された処理対象物を受け入れて加熱乾燥処理する第2のタンクと、
前記第2のタンクから排出される水蒸気を含む排気の熱を回収する熱回収ユニットとを含み、
当該方法は、
前記第2のタンクにより処理対象物を乾燥するとともに、前記熱回収ユニットにより回収された排熱により前記第1のタンクを加熱することと、
前記第2のタンク内で処理対象物を加熱乾燥させることにより製造された前記乾燥物を前記第2のタンクから排出することと、
予熱された処理対象物を前記第1のタンクから前記第2のタンクに移動することとを有する、方法。A method for producing a dried product using a system for drying a fluid processing target,
The system includes a first tank that temporarily receives and preheats the processing object;
A second tank for receiving a processing object preheated by the first tank and performing a heat drying process;
A heat recovery unit that recovers heat of exhaust gas including water vapor discharged from the second tank,
The method is
Drying the object to be processed by the second tank, and heating the first tank by the exhaust heat recovered by the heat recovery unit;
Discharging the dried product produced by heating and drying the processing object in the second tank from the second tank;
Moving the preheated treatment object from the first tank to the second tank.
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