JPS6261861B2

JPS6261861B2 -

Info

Publication number: JPS6261861B2
Application number: JP15887380A
Authority: JP
Inventors: Minoru Morita
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1987-12-23
Also published as: JPS5782683A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は間接加熱乾燥機を有効に利用して発電
を行う含水有機物の乾燥方法に関する。

本発明にいう、含水有機物とは、廃水処理後の
汚泥のみならず、地下資源としての石炭、代表的
例としては褐炭、またバイオマス（生物体）とし
ての有機物、代表例としてバカス、木材、藁、も
みがら、木の皮等の有機物の含水物も含まれる意
である。以下褐炭について説明を進めるが、その
思想を汲みすれば、本発明は、他の有機物にも適
用できることは明白であろう。

褐炭の種類はきわめて多く、炭素と水素との比
によつてその性質が変わる。また褐炭のうちには
大量の水分を含む褐炭があるが、これを液化して
化学原料とする場合には、反応にあずからない水
を除去する必要がある。さらに、これを燃料とし
て利用する場合にも、予め水分を除去して燃焼す
れば、熱効率の寄与となる。これらの目的達成の
ため、従来一般に実施されている褐炭の乾燥ある
いは脱水法としては、高圧蒸気を用いてオートク
レーブ中に褐炭を装入し、熱処理を行い、褐炭の
物理的構造を変化させて水分を絞り出す方法があ
る。この方法では、必要熱量が後述する間接加熱
よりも少いことが知られているが、高温高圧の良
質の蒸気を発生させてこれを直接利用することが
できず、また熱処理後の装置より回収できる蒸気
量が少いため、全体的な熱利用効率が低い。

他方、回転式乾燥機に多数の加熱管を挿入し、
加熱蒸気を導入し、間接加熱によつて褐炭を加熱
し水分を蒸発させるものがある。この場合、乾燥
炭の一部をボイラーに供給してボイラーの熱効率
を向上させることは可能であるが、乾燥機からの
排気の中には、空気が含まれているところから、
蒸気の凝縮温度は一般に80℃前後で、再利用は困
難である。

本発明はかかる従来法の問題点を踏えつつ開発
されたもので、その目的は褐炭等の含水有機物そ
れ自体の乾燥のみならず、乾燥時に蒸発した水分
を含有する乾燥排気ガスの凝縮温度を不凝縮性ガ
スの混入を避け、かつ乾燥機を間接加熱型としま
た過熱水蒸気を循環することで上昇させ発電用と
して利用し、また乾燥有機物の燃焼による熱を高
圧蒸気として回収して発電用として利用し、ター
ビン排蒸気は前記乾燥へ送り二重効用的な発電を
行うようになし、もつて全体としてきわめて優れ
た熱効率を与える乾燥法を提供することにある。

以下本発明を褐炭の乾燥を例にとつた図面に示
す具体例によつて説明すると、１は間接加熱部１
ａを有する間接加熱乾燥機で、これに含水褐炭２
が供給される。間接加熱部１ａには過熱蒸気が通
される。これによつて、含水褐炭２の乾燥が図ら
れるとともに、排気ガスがダクト３を介してサイ
クロン４およびその後バツグフイルター５に通さ
れ、除塵後、蒸発器７に導かれる。蒸発器７には
フロンＲ−114等の作動流体が通る循環路８が構
成されており、排気ガスが蒸発器７を通り排出管
９へ排出される際、蒸発器７へ流入する凝縮状態
の作動流体の蒸発が行なわれる。この蒸発した作
動流体は、タービン１０に至り、膨張時の回転力
により発電機１１を回す。その後、作動流体はコ
ンデンサー１２において凝縮せられ、ポンプ６に
より再び蒸発器７へ循環される。

他方、排気ガスはダクト１３を介して循環ブロ
ワ１４によりガス加熱用ボイラー１５に送られ、
後述する過熱蒸気の熱を受けて加熱せられた後、
ダクト１６を通して間接加熱乾燥機１へ循環され
る構成となつている。

また間接加熱乾燥機１において乾燥された乾燥
褐炭は供給路１７を通して燃焼ボイラー１８へ供
給される。この際、サイクロン４およびバツグフ
イルター５において分離された微粉褐炭もそれぞ
れ供給路１９，２０を介してボイラー１８へ供給
される。ボイラー１８へ供給された乾燥褐炭は燃
焼された後、そのダストは排出路２１を通して排
出される。

このボイラー１８には熱回収部２２が設けられ
ており、ボイラ水供給ポンプ２３によりボイラ水
が供給される。ボイラ水は熱回収部２２におい
て、ボイラー１８における発生熱を吸収しドラム
２４を通して更に熱回収部２２ａを通り過熱され
てタービン２５へ至る。タービン２５では膨張時
の回転力により発電機２６を回した後、過熱蒸気
が循環路２８を通して間接加熱部１ａへと送られ
る。この返送過熱蒸気の一部は、先に述べたよう
に、分岐路２９によりガス加熱用ボイラー１５に
与えられた後、熱回収部２２へと再循環される。
さらに間接加熱部１ａに与えられた過熱蒸気は、
含水褐炭を乾燥させた後、送給路３０を介してボ
イラー１８の熱回収部２２へ送給される。３１は
乾燥褐炭の一部を排出するための排出路である。

このような方法を採ると、含水褐炭の乾燥に際
し、間接加熱乾燥機１を用いているので、排気ガ
ス中の蒸発水分の凝縮温度を高めることができ
る。そして間接加熱乾燥機１を用いることと相俟
つて、排気ガスは循環再使用しているから、乾燥
機１内を通過する非凝縮性ガスの量は凝縮する含
水褐炭からの蒸発水分に比較して極力少くでき、
ある場合には非凝縮性ガスのない過熱蒸気とでき
る。その結果、高い凝縮温度の排気ガスが得ら
れ、この排気ガスによつて、作動流体と熱交換さ
せることによつて、高い圧力で蒸発する作動流体
が得られ、十分発電用として用いることができ
る。なお、本プロセスで系外に排出されるのは主
として凝縮水であり、非凝縮ガスがあつたとして
も僅かであるから、汚泥の乾燥などを図る場合の
悪臭対策はきわめて容易である。

一方、ボイラー１８には乾燥した水分の少い褐
炭が供給されるので、燃焼効率が高い、そして、
もし汚泥を対象とする場合でも、汚泥の発熱量は
小さいが、乾燥汚泥は石炭のような固形燃料とし
ての取扱を行うことができるため、燃焼手段とし
て、微粉炭燃焼炉、ロストル付の石炭ボイラーあ
るいは流動ボイラーのような、単位体積当りの熱
容量の高いものを用いることができるから、安価
な設備で足り、かつ熱回収を容易に行うことがで
きる。またボイラー１８では水蒸気を過熱蒸気と
することができる程、高温操作ができるから、そ
の過熱蒸気によつてタービン２５による発電を行
うことができる。ここでタービン３２の排気温度
はほぼ120〜150℃程度で低い温度である。もし乾
燥機として直接加熱式のものを採用し、タービン
からの排気を乾燥用空気の加温用として用いたと
しても、高い加熱用空気温度は得られず、水分の
多い含水有機物を乾燥させるには大量の空気が必
要となるばかりでなく、熱効率も悪い。ところ
が、幸いに温度は低いが大きな顕熱を有する水蒸
気であるからして、これを間接加熱式の乾燥機に
導けば、約90％程度の熱効率を得ることができ
る。

なお、本発明において用いることができる間接
加熱乾燥機としては、加熱面内蔵型流動層乾燥
機、加熱管内蔵型回転式乾燥機、または加熱板回
転型乾燥機等がある。

以上の通り、本発明によれば、含水有機物の乾
燥熱および燃焼熱を利用し、高い発電効率をもつ
た発電を行うことができるとともに、プロセス全
体の熱効率がきわめて高くなる。

次に実施例を示す。

実施例本例は、水分含水量62.5％の豪州産褐炭
5.6Ton／hrを水分10％にまで乾燥する設備につ
いての例である。

用いた乾燥機は、内部に全伝熱面積378m²を内
蔵する断面2.4ｍ×5.0ｍ、高さ６ｍの流動層式乾
燥機で、サイクロンは、直径1.5ｍ×全高３ｍの
大きさのものを２基用い、過面積300m²の耐熱
性過布を用いたバツグフイルターを設け、循環
用ブロワとしては、720Nm³／min、吐出圧力400
mm水柱、40Kw電動機駆動とし、循環蒸気過熱器
としては455m²の伝熱面積を持つた多管式を採用
した。乾燥ベーパよりの動力回収システムには作
動流体としてフロンＲ−114を用い伝熱面積86m²
の水平管式蒸発缶を用いて、膨張タービンには軸
流式を用い、200Kwの発電機を取付けた。

一方、乾燥炭を燃焼させるボイラは乾燥褐炭を
最大2.6Ton／hrまで処理できる蒸発量30Ton／
hr、蒸気圧力16Kg／cm²gageの微粉炭燃焼ボイラ
ーであり、本装置では発電の必要がないので乾燥
炭全量を燃焼させた。

前記あらかじめ0.2〜1.5mmの粒子である原料の
褐炭は水分62.5％、25℃で5550Kg／hrの割合で大
気圧下で運転されて流動乾燥機へ送られる。乾燥
機内の加熱器には150℃の蒸気によつて加温され
ており、同時に下部より145℃の過熱水蒸気が送
られて流入する原料を流動層内で分散し、褐炭は
内部の加熱器と接触し、はげしい熱移動が起る。
この際ガスに同伴して乾燥機外へ持出されるもの
は殆んど乾燥しており、サイクロンとバツグフイ
ルタにより捕集され、乾燥機より連続的に取り出
される乾燥褐炭と合流して乾燥品として処理され
る。この水分は８〜10％、排出量は約2300Kg／hr
であつた。

この乾燥操作の条件は加熱水蒸気の供給量が
3570Kg／hr、層内の温度が115℃、出口ガス温度
が120℃、乾燥品の温度が115℃〜116℃、循環ガ
スの流量が720Nm³／minとした。一方、排気すべ
き過熱蒸気は、乾燥機内の圧力を見ながら約3200
〜3300Kg／hrの割合で抜出して、フロンＲ−114
の蒸発器へ送り、蒸発温度85℃、圧力24Kg／cm²
gageでＲ−114を54400Kg／hrの割合で蒸発させ
て、膨張タービンに送り、発電機を動かして、
140Kwhrの発電量を得た。

なお、本システムで乾燥された褐炭は前記ボイ
ラに供給し、16Kg／cm²gageの飽和蒸気を22Ton／
hr得た。本実験装置では発生蒸気による発電を実
施しなかつたがもし過熱蒸気を発生させた場合に
は、約2000Kwhr程度の発電が可能であり、その
排蒸気は乾燥機およびプロセスに利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明法の一例を示すフローシートであ
る。１……間接加熱乾燥機、１ａ……間接加熱部、
７……蒸発器、８……作動流体循環路、１０……
タービン、１１……発電機、１２……ガス加熱用
ボイラー、１７……供給路、１８……ボイラー、
２２……熱回収部、２５……タービン、２６……
発電機。

Claims

【特許請求の範囲】

１過熱水蒸気が循環する間接加熱部をもつた間
接加熱乾燥機へ含水有機物を供給して乾燥させ、
この乾燥に伴う排気ガスの熱を利用して発電を行
い、前記乾燥機により乾燥された乾燥有機物を燃
焼させ、蒸気を発生させ、この蒸気を利用して発
電を行い、発電後の蒸気を前記間接加熱部へ再循
環させることを特徴とする含水有機物の乾燥方
法。