JPH0133754B2 - - Google Patents

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JPH0133754B2
JPH0133754B2 JP59106538A JP10653884A JPH0133754B2 JP H0133754 B2 JPH0133754 B2 JP H0133754B2 JP 59106538 A JP59106538 A JP 59106538A JP 10653884 A JP10653884 A JP 10653884A JP H0133754 B2 JPH0133754 B2 JP H0133754B2
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JP
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hot air
dried
drying
stirring
moisture
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JP59106538A
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JPS6141874A (ja
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Takashi Usui
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Ebara Corp
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Ebara Infilco Co Ltd
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  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、泥漿、糊泥状材料、粉粒状材料等の
熱風乾燥装置の運転を合理的に制御する方法に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来、泥漿、糊泥状材料、粉粒状材料等(以下
「被乾燥材料」という)を対象とした乾燥装置に
は多くの種類があるが、乾燥製品に対する形状や
品質に関する要求により機種が決定される場合を
除くと、装置の小型化という意味では内部に撹拌
羽根を有する撹拌乾燥装置が最もすぐれており、
また撹拌は凝集性の強い材料に特に有効である。
撹拌乾燥装置の主要なものとしては、本体内に
熱風を送給し、撹拌羽根によつて被乾燥材料を解
砕しつつ熱風との接触表面積の増大を図る撹拌熱
風乾燥装置と、熱源として蒸気を用い、本体に蒸
気の流通する加熱用ジヤケツトを形成し、さらに
内部に蒸気の流通する中空撹拌羽根を備えた間接
加熱式撹拌乾燥装置がある。しかしながら、後者
の間接加熱式撹拌乾燥装置の運転制御は、出口側
の蒸気温度又は圧力の制御と伝熱壁を兼ねる撹拌
羽根の回転数の調整によるもので、きわめて厄介
であり、また装置的にも複雑であり、材料の質的
変動に弱く、ボイラ能力によつて利用できる熱源
の範囲が限定されるところから、前者の撹拌熱風
乾燥装置が多用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
撹拌熱風乾燥装置の運転制御は、乾燥排ガス温
度を一定とするものであるが、材料の性状変化、
冷風のリークなどの外乱によつて生じる乾燥排ガ
スの変動は、重油やガスなどを熱源とする熱風発
生炉の燃料量の調節によつてある設定値に保た
れ、材料の供給量や熱風量が経験的に求められた
範囲で操作される。この場合、材料の性状や熱風
の条件などが比較的一定であるようなときには特
に問題はないが、材料の性状、特に水分に変動が
あり、他のプロセスから副次的に発生する廃熱を
乾燥熱源とするような場合には、乾燥装置の性能
はこれらの変動に対して従属的になり、速やかな
対応は困難となる。例えば廃水処理工程で発生す
る汚泥のように、脱水後の水分に変動があり、乾
燥工程から排出された乾燥物を焼却し、この燃焼
ガスを熱源としているようなシステムがそれであ
る。さらに、比較的低温の熱源を用いる場合に
は、これを使用可能な温度範囲まで高める補助燃
焼装置が必要となり、省エネルギ的見地からみる
とはなはだ不合理である。
このように、撹拌熱風乾燥装置の運転制御は、
経験的に求められた条件で材料の供給などが行わ
れるが、これはある範囲で変動の小さい熱風条件
や材料の質を前提としており、熱風や材料の質的
変動に弱く、また利用できる熱風の温度範囲も狭
く、低温熱風の利用は困難である。
本発明は、撹拌熱風乾燥装置における運転制御
上の前記欠点を解消し、熱風条件、材料の質的、
量的変動に常に対処し得るきわめて合理的な応用
範囲の広い制御方法を提供しようとするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、内部に撹拌装置を備えた竪型筒状本
体の底部とその上部の排出口の間に常に被乾燥材
料が滞留するように構成した撹拌熱風乾燥装置に
おいて、入口熱風温度t1〔℃〕と出口排ガス温度
t2〔℃〕を測定してR=(t1−t2)なる演算を行わ
しめ、又はさらに熱風の質量速度M〔Kg/h〕を
求めてR=M×(t1−t2)なる演算を行わしめ、
被乾燥材料の供給量を前記Rに比例するように制
御することを特徴とする乾燥装置の制御方法であ
る。
〔作用〕
本発明は、内部に撹拌装置を備えた竪型筒状本
体の底部とその上部の排出口の間に常に被乾燥材
料が滞留するように構成した撹拌熱風乾燥装置に
おいて、常に熱的にバランスするように(大きな
条件変動があつても)制御すべく、熱風の流入量
に合わせて被乾燥材料の供給量を制御するもので
ある。この場合、乾燥の理論からして被乾燥材料
は恒率乾燥域に保たれており、この状態を数式を
もつて表すと、 W=h(t1−tw)/λw …(1) ここで、 W:蒸発水量〔Kg−H2O/m2・h〕 h:伝熱係数〔kcal/m2・h・℃〕 t1:入口熱風温度〔℃〕 tw:t1に対する湿球温度(≒排ガス温度t2
〔℃〕 λw:湿球温度における蒸発潜熱〔kcal/Kg〕 となり、伝熱係数hに影響を与える因子はガスの
物性や熱風と粒子の接触状況(粒子回りのガス流
れ状態や粒径)などであるが、工学的に導かれた
様々な実験式によれば、hは熱風の質量速度にほ
ぼ比例的な関係をもつが、温度による影響はあま
りない。
また、λwもほとんど一定値と考えてよいから、
(1)式は、 W∝M×(t1−tw)=M×(t1−t2) …(2) ここで、 M:熱風の質量速度〔Kg/h〕 となる。
また、通常の操作で送風機能力の大幅な調整が
ない場合には、Mはほぼ一定と考えてよいから(2)
式はさらに、 W∝(t1−tw)=(t1−t2) …(3) と表わすことができる。
これら(2)式と(3)式の意味するところは、熱風条
件のみを計測すれば供給すべき被乾燥材料の量が
決定できるということである。この場合、それぞ
れの比例定数はその装置に関する定数としてあら
かじめ実験的に求めておくとよい。そして、その
比例定数とM×(t1−t2)又は(t1−t2)との積に
相当する被乾燥材料の供給量となるように供給装
置を制御するものであるが、従来用いられている
制御装置によつて容易に実施することができる。
なお、供給装置としては応答性や定量性のすぐ
れたものがよく、ベルトコンベアなどよりもスネ
ークポンプの方が好ましい。
このような操作をすることによつて、装置回り
の水に関する物質収支のバランスは、熱風温度の
変動があつても常にとれることになる。
なお、前記(2)式のMについては、現在直接計測
できる流量計がなく、体積流量のみ計測できる。
しかし、温度の測定により、通常利用する熱風の
密度は既知であるから演算によつて求めることが
できる。また、流量範囲があまり大きく変動しな
ければ、Mはほぼ一定であるからこれを省き、
(t1−t2)のみの演算をすればよい。
なお、撹拌熱風乾燥装置としては、例えば内部
に撹拌羽根を備えた横型筒状本体が回転し、さら
に内部の撹拌羽根も回転して材料を打撃解砕しつ
つ熱風と直接接触させる型式のものや、筒状本体
は固定で内部の撹拌羽根のみが回転し材料を打撃
解砕して熱風と直接接触させ、乾燥物の一部を戻
して入口部の高水分材料と混合して物性改善をす
る型式のものがある。しかしこれらの機種では、
被乾燥材料の平均水分や製品水分を或る範囲、例
えば水分を25〜65%に維持することが困難であ
る。すなわち、これらの機種では、いずれも被乾
燥材料の流れが押し出し流れであり、装置の入口
側には粘着性の強い高水分材料が集中し、この部
分の乾燥能率の悪さが装置全体に大きな影響を与
え、さらに被乾燥材料の乾燥状況を知るための手
段として材料の平均水分を直接のみならず間接的
にでも検出することがきわめて難しいため、出口
製品の水分は結果的に10〜20%となる。このよう
な低水分の製品を得ることが目的であればよい
が、微粉の混入やダストの発生を好まない場合、
発酵や焼却の前処理としてある程度の水分が必要
な場合、あるいはあまり乾燥し過ぎることが熱経
済に不都合な場合、製品を粒状にしたい場合など
には不適当である。このように、あまり乾燥し過
ぎないように乾燥を制御することが必要な場合も
多く、一般に製品水分を25〜65%に保つことが好
ましい場合も多い。
製品水分を25〜65%に保つということは、乾燥
理論からいうと乾燥特性を恒率乾燥に維持するの
に効果があり、また造粒理論からいうと粉塵の発
生やもち状の団塊の発生もなく、適当な大きさの
小粒子に分散しやすく、これもやはり乾燥表面を
増すという効果がある。この25〜65%という水分
は被乾燥材料の種類によつて異なり、一概に規定
できないが、ほぼその材料の塑性限界水分に近
い。
このように製品水分をある範囲内に維持するよ
うに本発明を適用し得る装置としては、内部に回
転撹拌羽根を備えた竪型筒状本体を有し、底部と
その上部に設けられた排出口の間に常に被乾燥材
料を滞留させるように構成した撹拌熱風乾燥装置
を使用する。かかる装置は、被乾燥材料の層の上
下及び半径方向の混合が良好に行われ、被乾燥材
料の均質化に都合よく、また層高を所定高さ以上
に保つことによつて供給材料の量的、質的変動や
熱風条件の変動に対しても緩衝能力が大きくな
り、これまた材料の均質化に効果があるからであ
る。この材料の均質化は、湿り過ぎや乾き過ぎを
防ぎ、材料の平均水分や製品の水分を25〜65%の
範囲に維持することを容易にする効果がある。
(実施例) さらに、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明すると、竪型筒状の本体1内には回転撹拌
羽根2が配備され、下部に熱風供給装置3に連な
る熱風導入管4が開口し、さらに被乾燥材料供給
装置5に連なる供給管6が開口している。本体1
の上部には排ガスダクト7が連なり、底板から本
体1の直径の約1/3以上の高さには製品排出シユ
ート8が開口し、気密ダンパ9を介して外部に導
かれている。さらに熱風導入管4には入口熱風用
温度計10と流量計11とが設けられ、また排ガ
スダクト7には出口排ガス用温度計12が設けら
れ、これら入口熱風用温度計10、流量計11、
出口排ガス用温度計12は演算制御装置13に連
絡され、この演算制御装置13は被乾燥材料供給
装置5に連絡されてその供給量を制御するように
なつている。
図中、14はギヤボツクス15を介して回転撹
拌羽根2を回転させる駆動装置、16はトルク検
出機、17は支持架台を示す。
しかして、熱風は熱風供給装置3から熱風導入
管4を経て本体1内下部に導入され、回転撹拌羽
根2によつて解砕されている被乾燥材料供給装置
5から供給管6を経て供給された被乾燥材料と直
接接触したのち上部の排ガスダクト7から排出さ
れ、被乾燥材料は或る時間滞留して乾燥製品とな
り、製品排出シユート8から気密ダンパ9を経て
外部に取り出される。この被乾燥材料の供給は、
本体1のどの位置から供給してもよいが、供給さ
れたのちに速やかに混合され均質化される位置が
好ましい。
かかる操作において、入口熱風用温度計10に
よつて本体1へ導入される入口熱風温度t1〔℃〕
を検出し、出口排ガス用温度計12によつて排ガ
スダクト7から排出される排ガス温度t2〔℃〕を
検出し、演算制御装置13にて(t1−t2)、又は
さらに流量計11によつて熱風の質量速度M
〔Kg/h〕を加味してM(t1−t2)を演算しつつ、
熱風の流入量に合わせて被乾燥材料供給装置5の
供給量が制御され、内部材料が水分25〜65%に維
持されるように運転される。
なお、25〜65%の水分状態に保たれているか否
かを検出するには、具体的に次のような方法があ
る。すなわち、内部滞留材料の層高は水分とある
相関性があり、急激な水分の増加の圧密によつて
層高が低下し、水分の低下によつて熱風や回転撹
拌羽根2によつて層高が排出シユート8の開口部
の高さにまで戻るから、この状況を現在工業的に
実用化されている各種レベル計、例えば超音波レ
ベル計、静電容量式レベル計、光電管式レベル計
などで検出すればよい。
また、材料水分は、非接触型の2色赤外線水分
計などで直接計測することもできる。
滞留材料水分はまた、その全重量によつても変
化を間接的に知ることができる。すなわち、水分
の増加は重量の増加となるからである。さらにま
た、水分の増加は材料間の摩擦力の増加によつて
トルクの増加という結果にもなるから、回転撹拌
羽根2の撹拌軸トルクをトルク検出機16によつ
て検出し、水分状況を知ることができる。
このような竪型筒状の撹拌熱風乾燥装置によれ
ば、内部滞留材料の水分状況すなわち乾燥状況を
知ることが容易であるから、滞留材料の平均水分
や製品水分を25〜65%の範囲に維持することが容
易になる。
ところで実際の操作においては、計測や演算の
誤差により、わずかずつずれが生じ、やがては材
料層全体が乾き過ぎ、あるいは湿り過ぎとなるお
それもある。例えば乾き過ぎを防ぐためには、実
際に蒸発されるより若干多目の水を供給するよう
に被乾燥材料の供給量を決定し(比例常数を若干
多目にする)、ある時点で前記レベル計などによ
つて水分を検出し、元の状態に復帰するまで供給
を停止あるいは供給量を減少せしめ、再び当初の
手順にしたがつて供給を開始するといつた操作
が、制御系としては最も安定している。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明は、内部に撹拌装置を
備えた竪型筒状本体の底部とその上部の排出口の
間に常に被乾燥材料が滞留するように構成した撹
拌熱風乾燥装置を使用し、出入口ガスの温度差の
み又はこれに加えて風量を制御要素として、熱風
条件のかなり大きな変動に対しても常に最適な被
乾燥材料供給量を瞬時に選んで調節し、利用でき
る熱源の温度範囲が広く、材料の質的、量的変動
にも強く、合理的で応用範囲も広くなるという、
きわめて有益なる効果が生ずるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示す装置の断面図を
含む系統説明図である。 1…本体、2…回転撹拌羽根、3…熱風供給装
置、4…熱風導入管、5…被乾燥材料供給装置、
6…供給管、7…排ガスダクト、8…製品排出シ
ユート、9…気密ダンパ、10…入口熱風用温度
計、11…流量計、12…出口排ガス用温度計、
13…演算制御装置、14…駆動装置、15…ギ
ヤボツクス、16…トルク検出機。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部に撹拌装置を備えた竪型筒状本体の底部
    とその上部の排出口の間に常に被乾燥材料が滞留
    するように構成した撹拌熱風乾燥装置において、
    入口熱風温度t1〔℃〕と出口排ガス温度t2〔℃〕を
    測定してR=(t1−t2)なる演算を行わしめ、又
    はさらに熱風の質量速度M〔Kg/h〕を求めてR
    =M×(t1−t2)なる演算を行わしめ、被乾燥材
    料の供給量を前記Rに比例するように制御するこ
    とを特徴とする乾燥装置の制御方法。
JP10653884A 1984-05-28 1984-05-28 乾燥装置の制御方法 Granted JPS6141874A (ja)

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JPS5632548A (en) * 1979-08-23 1981-04-02 Sumitomo Chem Co Ltd Preparation of stable type dioxazine violet pigment

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