JPS5857672B2 - ガンスイブツノカネツ ダツスイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水醇液、スラＩＪ ＋、含水スラッジ等水分を
含む原料に熱風を直接接触濾せて加熱し、含有水分を蒸
発除去する装置にかかわるものである。

特に本発明は、通常の伝熱面を介しての間接加熱方式で
は被加熱物質が表面に停滞し、伝熱係数を著しく低下し
たり、はなはだしきは熱的変成によって流路に滞積、閉
塞するおそれのある系について幼芽的に適用される。

また装入される原料や生成物の態様について広範囲の選
択が可能である。

たとえば、濃厚なる醗酵廃液を濃縮して最終的には加熱
下でかろうじて流動性を保つ状態（常温まで冷却されれ
ば固体）の生成物を得ることが可能である。

また他の例としては、活性汚泥法による廃水処理で生じ
た余剰汚泥を処理して、乾燥粉体を得ることを挙げるこ
とができる。

その他各種の工業廃液を焼却するさいに、あらかじめ間
接加熱式蒸発器を用いて蒸発濃縮を行うにあたり、固体
が析出して蒸発器の伝熱面積を汚すあ・それのない濃度
範囲で蒸発を止め、得られた中間濃縮液を本発明の装置
を用いて加熱を続行して濃厚スラＩＪ−状または固体状
まで水分の蒸発除去を行ったのち焼却炉に供給し、補助
燃料の使用を大巾に低減し、または不要ならしめるごと
きシステムの成立が可能である。

従来知られている熱風直接加熱による回転式乾燥機には
次の様なものがある。

例えば、横型炉の回転胴の内部を不透過性の板を用いて
螺旋形に仕切った乾燥帯内に、抗熱物質の物体を緩かに
収容し、これらの物体が乾燥帯から熱風発生側に進入す
ることを阻止しつつ、上記熱風が上記螺旋形乾燥帯を通
って被処理材料に対して逆流関係にかいて流れることを
可能ならしめる有孔壁を数ケ所設けて乾燥帯を流れの方
向に数区分したもの（例えば特公昭１３−２３２６参照
）がある。

これは非常に流動性の大きい被処理物の場合、螺旋の仕
切があるため回転に伴い強制的に出口方向へ被処理物が
送り出され易く、脱水乾燥が不充分となる傾向があるこ
と、回転の位相によって熱風通過のための差圧の変動が
大きいこと、あるいは熱風と被処理物が対向流であるこ
とによる熱風温度あるいは被乾燥物の耐熱性の制限の大
きいこと、更に該差圧の絶対１直も当然大きく熱風の通
過断同を大きくするため装置を大型化しなくてはならな
いなど不都合があった。

また例えば、回転胴の内部を回転対称的に半径方向及び
軸方向に伸びる平板状の隔壁をもって仕切シ、教室に分
割することによって乾燥効果の向上を計ったもの（例え
ば実公昭１６−１０９７６参照）もある。

しかしこれもまた、流動性の大きい被処理物に対しては
、それが内壁面、隔壁面に沿って流動し易いため脱水乾
燥不充分となること、また一方粘稠性、耐着性の大きい
ものも熱風との接触目積が上らず、あるいは通路の横断
面積を縮少する傾向があジ、従って乾燥効率が上り難い
といった不都合があった。

本発明の装置は上記の様な従来の装置の欠点を解消した
ものであって、特に原料被処理物の初期の流動性の大き
い場合は勿論、粘稠性、耐着性の高い物質に対しても好
適に使用しうるものである。

いま図面によって本発明の実施の態様を説明すると、第
１図において、含水原料はフィーダー１１によシ連続的
にフィード管１２を通して回転胴体１の一端に供給する
。

含水原料としては水醇液、スラリー、ペースト等のポン
プによって供給可能のものから、スラッジ等ポンプで送
ることが不可能でスクリューコンベアー等の方式を必要
とするものまであり、七の性状に応じてフィーダーの選
択を行う必要がある。

回転胴体１は外周にタイヤ−８が固定され、支持ローラ
ー９に積載され、ガースギヤ等により（図示せず）外部
よりの動力を受けて回転する。

回転胴体の一端は人口フード１０によって覆われ、これ
には直火式エアーヒーター２３が連結され、そこで生成
された熱風が１に吹込まれるよう配設されている。

２３の一端にはバーナー２４が配設され、燃料２５．燃
焼用空気２６か供給される。

また２３より生ずる熱風を所定温度たとえば６００℃に
保つことは、後述するように排ガスの一部を循環し、こ
れを稀釈ガスダクト２７から２３に吹込み燃焼ガスと混
合することにより達成される。

回転胴体１の他端は出口フード１３によって覆われ、１
よシ排出される内部で蒸発された水分を含んだ状態の排
ガスは同じく排出される脱水生成物と分れて１３の末端
に連結された排気ダクト１５より集塵器１６を経て細塵
１８を分離したのち排気プロワ−１９に導かれる。

１９の吸引力は回転胴体の内部圧力をほぼ大気圧附近に
保つように調節され、その吐出ガスの一部は前記直火式
エアーヒーターに戻されるほか、残部は調節弁２１を経
て廃気口２０より糸外へ放出される。

一方１よりの脱水生成物１７は前述のごとく目的に応じ
て濃厚スラリー状、固形粉末状等各種の形状となるが、
それに適応した排出器１４より糸外へ排出する。

この場合、第２図、第４図の断面図に示されている如く
、回転炉１の原料供給側開口部の縁辺を、例えば堰の様
になし、排出側開口部の縁辺よりも水平筒に対して高く
しておくことにより、回転炉に供給された原料は蓄熱要
素である充填物の転勤を伴う濃縮、あるいは乾燥と解砕
の過程に於いて、窮極的には重力による平準化作用よシ
、人口から出口へ向けて自然に移動して排出される。

この際、液状のものもそうであるが乾燥状態となるもの
は特に風力も与って出口方向に流れる。

即ち泥状物は熱風の下、充填物が転勤、衝突、摺動等を
繰返す間に濃厚化、乾燥、剥離、解砕、再湿潤化（未乾
物との接触による）を繰返し受け、この過程で重力と風
力の両件用を受けつつ次第に出口方向に押し出される。

尚、本発明の装置は各種の原料を取扱い得るが、必ずし
もピストンフローで製品が出来るわけではないから、原
料の切替に際しては装置を清掃した方が中間的混合物の
発生もなく、不測のトラブル等も少くなることはいうま
でもない。

次に本発明の骨子である回転胴体１の内部の伝熱と水分
蒸発機構について説明する。

１の内部は第２〜５図に示すように、特に第３図、第５
図で明らかな様に回転対称的な複数の区画室（以下コン
パートメントと称す）７に分れ、各々には通常金属製の
充填物６が収納されている。

この充填物は熱風の保有する熱量を受けこれを装入原料
に伝える役割をするもので、その形状は装入原料と生成
物との形状によって適宜選択する必要がある。

その一例として、第２図卦よび第３図は１の内部で処理
対象物がつねに液状に保たれる場合であり、そのさいに
は６は金属パイプを管径に比してほぼ等しい長さに切断
した。

通常ラシヒと呼称されているリングを使用するのが推奨
される。

コンパートメント７は本例では第３図の横断面図に示す
ように中央部のベーン付円筒型コンパートメントのほか
周辺部が扇型Ｖｃ６分割され、軸方向も第２図に示すよ
うに数区分に分れる。

また各コンパートメントを区切る隔壁２，３，４．５は
いずれも格子、金網、多孔板等によって構成され、充填
物は移動をさえぎられているが、装入原料、生成物袋よ
び熱風は自由に通過することができる。

したがって１２よシ供給される原料液体は１の入口附近
底部にまず貯えられるが、その部分のコンパーメントに
収容されているリングの表面をぬらしつつこれにすくい
上げられ、１の回転と共にコンパートメントごと順次上
方へ移動し、天井位置を通過して下降し、再び底部位置
に達し、液をとり込む。

このように一回転する間にコンパートメント内のリング
は重力によう室内を落下移動し、その外表面は互に接触
し摺動をくりかえ・す。

また底部よりリンクによりすくい上げられてその内外に
附着する液体は、コンパートメントが上方に移動する間
に順次表面より離れて落下し、下方に同様に展開する他
のコンパートメント中のリングに注がれる。

以上のごとき状況下にある１の断面を熱風が均一に通過
するために、その保有する顕熱は、まずリングの表裏崩
に伝えられ、同時にそれに附着する液に伝えられる。

かくて液は加熱され水分の蒸発か起す液は濃縮されるが
、随伴される液はリングがつねにはげしい相互衝突と摺
動をくり返えすためにたえず攪拌され局部的停滞によっ
て生ずる部分的過熱は防止されるために、濃縮が高度に
進ん゛で掖が粘稠となったり結晶が大量に晶出したりし
ても、その内外表面に停滞し過熱によって変質したり内
部を閉塞したシすることはない。

以上のごとく１本発明の第１の特徴は充填物の移動、充
填物相互の衝突、摺動による熱ガスと被濃縮液との有効
な接触にあたり、充填物は強度、熱伝導等より金属製の
ものが原則的には推奨さ７れる。

本発明の他の特徴としては、横断面を均等に区分し各々
独立したコンパートメントとなし、その各々の内部に適
当量の充填物を収納することにより、横断面全域にわた
ジはぼ均一に熱風と装入物との伝熱を行うことを挙げる
ことができる。

このような回転胴がコンパートメントに分れない単なる
空胴形式において充填物はつねに胴体の底部にのみ集積
し、熱風は上方の空間を素通りして熱交換の機会は減少
する。

したがってそのような系では、同一サイズの回転胴体に
同一の充填部を同量装入しても得られる伝熱効果ははる
かに劣ることとなる。

以上のごとく、回転胴体内をコンバート群に仕切ること
は伝熱効果を上げる上で有効で、装置の大型化に役立つ
ところが大きい。

大型化にともない横断面の区分数を、増すと共に軸方向
についても第２図のごとく数区分するのがよい。

また軸方向に隣接する部分の相互の位相角をづらせるこ
とによす、熱風が各コンパートメントをジグザグしなが
ら進むことができ、伝熱効果を向上させる上で有効であ
る。

本発明のコンパートメント７は前述の図示の例では中央
部の円筒形コンパートメントとその周辺部を取り囲む扇
型に等分割されたコンパートメントとの組合せからなっ
ていた。

この組合せは大型装置の場合に極めて有効であるが、小
型装置では中央の円筒形コンパートメントを除いり扇型
コンパートメントのみからなる構成が、製作も容易で都
合が良い。

本発明は当然この様な場合も包含するものである。

次に装入物、生成物の違いにより、１の内部構造に違い
かある例として第４図および第５図の説明を行う。

これは活性汚泥法による廃液処理を行うさいに生ずる余
剰汚泥を脱水乾燥し、粉体として回収する例である。

図にかいては充填物として前記リングの代りに金属管を
使用し、これをコンパートメントの軸方向一杯に収納で
きるように切断し、管の内面に処理物が進入しないよう
にその両端は蓋で覆われている。

第５図においては、円筒断面は中心部を含めて５つのコ
ンパートメントに区切られており、その各々の内部には
充填物としての金属管群が適宜収納岱れてかり、仕切り
板２′、内円筒３′、囲い格子４．中間仕切り格子５に
よってコンパートメントよシの逸脱が防止されている。

このとき１は右側に若干傾斜して据付けられるので、左
端フィード側には充填物の囲い格子４は設けられていな
いが、１の回転で充填物が左方へ逸脱することはない。

一方、原料の含水汚泥はフィート管１２により第４図の
ごとくコンパ−＋メントの１つへ供給され、充填物の管
壁間でほぐされつつ熱風により加熱され、汚泥の水分が
蒸発し、乾燥される。

そのさいに、金属管壁は熱の伝達体とじて作用すると共
に、その表面に付着する装入物の払い落しが絶えず行わ
れるので、表面へ物質が停滞しそのために起る過熱によ
る分解やコンパートメント内部での閉塞を防ぐことがで
きる。

このように装入物が回転胴体内コンパートメントの内部
あるいはコンパートメント間を重力および風によって運
搬され、熱風によって加熱され、脱水乾燥される原理、
特徴等は前述の第２，３図において説明した方式とほぼ
同様であるので省略する。

以上詳細に説明した本発明の装置の構成において、最も
重要であり、且つ予想外の効果を発揮した点は、本発明
のコンパートメントを構成する仕切壁を充填物の移動は
出来ないが、装入原料、生成物および熱風は通過できる
部材で構成した事で※ある。

これによって流動性の高い物質は比較的自由に隣接する
コンパートメント間で移動出来る。

それ故、乾燥炉の回転によってもち上けられた原料の流
動性が極めて大きくても、壁に沿って直ちに流出してし
まうことなく、回転に応じて仕切壁を貫通して隣室の充
填物上へ雨下することが可能となる。

これによって原料の滞留時間が増大し、乾燥効率の予想
外の向上が可能となったのであると考えられる。

実際の経験によれば、第２図と同様の装置の仕切壁を、
流体の通過出来ない板で造った場合驚くべきことには、
充填物の存在にもかかわらず、流動性の高い被処理物が
殆ど素通り状態で排出されてしまうことが確認された。

実施例 ｌ 第２図、第３図に示すごとく回転胴体構造を有し、内径
３８０ｍｍ、胴長７７０ｍ５．空塔内容積８６．７．ｆ
ｆの実験用濃縮乾燥機を試作し、これに２ＯＡ鋼管を長
さ３０順に切断して得た充填物を空間占有率で約６５俤
になるように各コンパートメントに収納した。

以上のごとき系に対してプロパンガスを燃焼し、これを
空気で適当に稀釈して得た熱風を軸方向に通し、これと
並流的に廃糖蜜を原料としたアルコール醗尊において生
ずる蒸溜廃液を約３５％附近まで間接加熱的に濃縮して
得た液をフィード管１２よシ供給し、以下に示すごとき
結果を得ることができた。

なお蒸発速度は回転胴体空塔単位容積当シの水分の蒸発
量として定義されている。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法の回転胴体の内部を第４図、第５図
のごとき構造となし、軸方向は３区分に区切った。

充填物としては２ＯＡ鋼管を長さ２５０間に切断し、両
端を蓋板で覆ったものを用いた。

各コンパートメント内での充填物の空間占有率は約５０
％とし、熱風の発生、送入方法は前例とほぼ同様である
。

このような系に対して、某都市下水処理場より得た下水
汚泥ケーキを用い、第４図のフィード管に相当する位置
より供給し、その乾燥テストを行った。

その主要結果は下のとおりである。いずれの場合にも、
乾燥品は粉末状で回転胴の他端より安定的に取り出すこ
とができる。

コンパートメント内で装入物が閉塞するがごとき現象は
全く見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の骨子を示すフローシートの全体の説
明図であり、第２図は充填物としてリングを使用した回
転胴体の縦断面図、第３図は同横断面図であり、また第
４図は充填物としてパイプを使用した回転胴体の縦断面
図、第５図は同横断面図である。 １・・・・・・回転胴体、２，２′・・曲仕切り板、３
，３′・・・・・・内円筒、４・・・・・・囲い格子、
５・・・・・・中間仕切格子、６・・・・・・充填物、
７・・・・・・コンパートメント、８・・・・・・タイ
ヤ、９・・・・・・支持ローラー、１０・・・・・・人
口フード、１１・・・・・・フィーダー、１２・・・・
・・フィード管、１３．− ・・出口フード、１４・・
・・・・排出器、１５・・・・・・排気ダクト、１６・
・・・・・除塵器、１７・・・・・・脱水生成物、１８
・−・・・・細塵、１９・・・・・・排気プロワ−１２
０・・・・・・廃気口、２１・・・・・・調節弁、２２
・・・・・・含水原料、２３・・・・・・直火式エアー
ヒーター、２４・・・・・・バーナー、２５・・・・・
・燃料、２６・・・・・・燃焼用空気、２７・・・・・
・稀釈ガスダクト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱風を軸方向に通しながら同時に含水原料を並流的
   に供給する様にした、横型円筒形の回転炉の内部を仕切
   ってその中に気液接触同種を増大でせた蒼然要素を自由
   に転勤しうる様に適当量充填して、濃縮あるいは乾燥の
   促進を計る含水物の加熱脱水装置において、回転炉の内
   部を回転対称的に複数の区画室に分割するための軸方向
   に伸びる仕切壁、ならびに当該仕切壁の前後と必要に応
   じて回転炉の中間部分とにも配置される軸方向に対して
   垂直な仕切壁であって、これら仕切壁は、蒼然要素の他
   の区画室への移動は遮られるが、装入原料、生成物及び
   熱風は流通することのできる部材であり、これらを用い
   て回転炉内に配設することにより、装入原料に対して充
   分な滞留時間を許容するための隣室相互間で上記流通の
   可能な複数の区画室を構成し、回転炉の回転に伴って各
   区画室内にかいて蒼然要素を相互に衝突摺動させつつ含
   水物に熱を供給するようになしたことを特徴とする含水
   物の加熱、脱水装置。