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技術 乾燥・濃縮システム

出願人 株式会社大川原製作所
発明者 山賀徹志増田匠八木翼仲谷麻美
出願日 2017年11月15日 (3年3ヶ月経過) 出願番号 2017-220506
公開日 2019年6月13日 (1年8ヶ月経過) 公開番号 2019-090580
状態 未査定
技術分野 汚泥処理 固体の乾燥 蒸発、蒸留、凝縮、昇華、コールドトラップ 蒸気発生一般
主要キーワード 圧力計器 過熱ヒータ 同心円間 液位レベル アングル鋼材 回転軸部分 起動段階 PID制御信号
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (4)

課題

乾燥・濃縮機が設けられた乾燥・濃縮システムに関し、乾燥・濃縮蒸気として得られる高温高圧蒸気の熱量を制御する。

解決手段

乾燥・濃縮室11内で被処理物伝熱部材12に接触させることで伝熱部材12の内部を通過する乾燥・濃縮用蒸気の熱を被処理物に伝えて被処理物を乾燥・濃縮させる乾燥・濃縮機1と、乾燥・濃縮室11内から回収した蒸気と伝熱部材12から回収したドレンとが供給され、その蒸気を熱交換用蒸気として用い、熱交換用蒸気の熱量を利用してドレンを蒸発させ蒸気を排出する熱交換器4と、熱交換器4から生成された蒸気を圧縮し、乾燥用蒸気として再利用される高温高圧蒸気を得る圧縮機6と、熱交換器4から生成された蒸気の状態に応じて、熱交換器4に供給するドレンの供給量を調整可能な第1調整部35,PLCを備える。

概要

背景

例えば汚泥等の被処理物を乾燥させる乾燥機を備えた乾燥システムでは、被処理物から蒸発した蒸気乾燥排ガス)より熱交換器熱回収し、一方乾燥機の多管式伝熱管乾燥用熱源として供給された蒸気(乾燥用蒸気)が凝縮して排出されたドレン再蒸発させて低圧の蒸気とし、その低圧の蒸気を1段目圧縮機で吸引して圧縮した後、続く2段目の圧縮機で高圧に圧縮し、高温高圧蒸気を乾燥機の乾燥用蒸気として得るといった、いわゆるヒートポンプサイクルが形成された蒸気再圧縮VRC)技術が知られている(例えば、特許文献1等参照)。ここで高温高圧蒸気とは、特許文献1であれば飽和蒸気S3のことである。

しかしながらこのVRC技術が採用された乾燥システムにおいて得られる高温高圧蒸気の熱量を制御する技術はまだ充分とはいえず、得られた高温高圧蒸気が、乾燥に必要な熱量を上回ってしまっている場合には、その高温高圧蒸気の一部を、余剰蒸気として屋外等の外部に放出している。余剰蒸気の外部放出は、省エネルギー化に反するとともに、屋外等への無用白煙を発生することにもなり外観上も好ましいものではない。
一方、従来より熱回収を行なう分野の中で、熱交換器における熱回収量の調整技術として様々な技術が開発されているが(例えば、特許文献2〜4等参照)、依然として改良の余地を残すものである。

概要

乾燥・濃縮機が設けられた乾燥・濃縮システムに関し、乾燥・濃縮用蒸気として得られる高温高圧蒸気の熱量を制御する。乾燥・濃縮室11内で被処理物を伝熱部材12に接触させることで伝熱部材12の内部を通過する乾燥・濃縮用蒸気の熱を被処理物に伝えて被処理物を乾燥・濃縮させる乾燥・濃縮機1と、乾燥・濃縮室11内から回収した蒸気と伝熱部材12から回収したドレンとが供給され、その蒸気を熱交換用蒸気として用い、熱交換用蒸気の熱量を利用してドレンを蒸発させ蒸気を排出する熱交換器4と、熱交換器4から生成された蒸気を圧縮し、乾燥用蒸気として再利用される高温高圧蒸気を得る圧縮機6と、熱交換器4から生成された蒸気の状態に応じて、熱交換器4に供給するドレンの供給量を調整可能な第1調整部35,PLCを備える。

目的

本発明は上記事情に鑑み、高温高圧蒸気の熱量を反応応答性よく制御することができる乾燥・濃縮システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

乾燥・濃縮室内に配置され乾燥・濃縮蒸気が内部を通過する伝熱部材を備え、該乾燥・濃縮室内で被処理物を該伝熱部材に接触させることで該伝熱部材の内部を通過する該乾燥・濃縮用蒸気の熱を該被処理物に伝えて該被処理物を乾燥・濃縮させる乾燥・濃縮機が設けられた乾燥・濃縮システムにおいて、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気と前記伝熱部材から回収したドレンとが供給され、該蒸気を熱交換用蒸気として用い、該熱交換用蒸気の熱量を利用して該ドレンを蒸発させ蒸気を排出する熱交換器と、前記熱交換器から排出された蒸気を圧縮し、前記乾燥・濃縮用蒸気として再利用される高温高圧蒸気を得る圧縮機と、前記熱交換器から排出された蒸気の状態に応じて、前記熱交換器に供給するドレンの供給量を調整可能な第1調整部とを備えたことを特徴とする乾燥・濃縮システム。

請求項2

前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度に応じて前記供給量を調整可能なものであることを特徴とする請求項1記載の乾燥・濃縮システム。

請求項3

前記圧縮機によって得られた高温高圧蒸気の状態に応じた情報を出力する出力部を備え、前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度と、前記出力部からの情報とに基づき、前記供給量を調整可能なものであることを特徴とする請求項1記載の乾燥・濃縮システム。

請求項4

前記熱交換器は、前記熱交換用蒸気に非凝縮性ガスが混ざった気体と、供給されたドレンとの間で熱交換し、該ドレンを蒸発させるものであり、前記圧縮機によって得られた高温高圧蒸気の状態に応じた情報を出力する出力部と、前記熱交換用蒸気に対する前記非凝縮性ガスの混合量を、前記出力部からの前記情報とに基づき調整可能な第2調整部とを備えたことを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項記載の乾燥・濃縮システム。

請求項5

前記乾燥・濃縮室は、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられたものであることを特徴とする請求項4記載の乾燥・濃縮システム。

請求項6

前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気を前記熱交換器まで送る経路に、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられていることを特徴とする請求項4又は5記載の乾燥・濃縮システム。

請求項7

前記熱交換器に、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられていることを特徴とする請求項4から6のうちいずれか1項記載の乾燥・濃縮システム。

技術分野

0001

本発明は、乾燥・濃縮室内に配置され乾燥・濃縮蒸気が内部を通過する伝熱部材を備え、該乾燥・濃縮室内で被処理物を該伝熱部材に接触させることで該伝熱部材の内部を通過する該乾燥・濃縮用蒸気の熱を該被処理物に伝えて該被処理物を乾燥・濃縮させる乾燥・濃縮機が設けられた乾燥・濃縮システムに関する。

背景技術

0002

例えば汚泥等の被処理物を乾燥させる乾燥機を備えた乾燥システムでは、被処理物から蒸発した蒸気(乾燥排ガス)より熱交換器熱回収し、一方乾燥機の多管式伝熱管乾燥用熱源として供給された蒸気(乾燥用蒸気)が凝縮して排出されたドレン再蒸発させて低圧の蒸気とし、その低圧の蒸気を1段目圧縮機で吸引して圧縮した後、続く2段目の圧縮機で高圧に圧縮し、高温高圧蒸気を乾燥機の乾燥用蒸気として得るといった、いわゆるヒートポンプサイクルが形成された蒸気再圧縮VRC)技術が知られている(例えば、特許文献1等参照)。ここで高温高圧蒸気とは、特許文献1であれば飽和蒸気S3のことである。

0003

しかしながらこのVRC技術が採用された乾燥システムにおいて得られる高温高圧蒸気の熱量を制御する技術はまだ充分とはいえず、得られた高温高圧蒸気が、乾燥に必要な熱量を上回ってしまっている場合には、その高温高圧蒸気の一部を、余剰蒸気として屋外等の外部に放出している。余剰蒸気の外部放出は、省エネルギー化に反するとともに、屋外等への無用白煙を発生することにもなり外観上も好ましいものではない。
一方、従来より熱回収を行なう分野の中で、熱交換器における熱回収量の調整技術として様々な技術が開発されているが(例えば、特許文献2〜4等参照)、依然として改良の余地を残すものである。

先行技術

0004

特開2015−81712号公報
特公昭47−18482号公報
特開2002−257497号公報
特開昭52−79101号公報

発明が解決しようとする課題

0005

乾燥システム内で回収される蒸気の熱量は、被処理物の種類や状態や投入量等の要因により変動する場合があり、熱交換器における熱回収量の調整や、圧縮機における制御ができないと、高温高圧蒸気は必要な熱量を上回ってしまう場合がある。ほとんどの場合において、熱交換器から蒸発する蒸気量の増加が、圧縮機による圧縮により、乾燥システムで必要とされる熱量を上回る状態を引き起こすため、結果として高温高圧蒸気は必要以上の蒸気圧力の上昇を生じることになる。

0006

この対処として、特許文献1では、熱交換器45におけるドレンの再蒸発温度は、1段目の圧縮機による吸引圧力(圧縮機の1次側圧力)により定まることになるが、吸引圧力を変更することが考えられる。しかし、この変更を行なったとしても再蒸発温度はわずかにしか温度変化せず、また、ドレンの再蒸発量の変化が生じるまでに時間を要して反応応答性に劣るため、熱交換器45における熱回収量の制御には不十分であるのが実情である。また、1段目の圧縮機の1次側圧力を変更することにより、その影響が乾燥システムの気相系の圧力等のバランスを大きく変動させ、変動の収束が困難になる場合も起きることがある。

0007

別の対処として、高温高圧蒸気である特許文献1における飽和蒸気S3の配管経路中に、必要以上の熱量が乾燥機1の多管式加熱管11に供給されないように絞り弁を設ける方法がある。しかしこの弁を絞る効果は、熱交換器45における熱交換によるドレンの再蒸発量に変化が及ぶまでに時間を要し、それまでは余剰蒸気の外部放出が長時間継続することになる。あるいは、弁を絞る効果が定常化する前に新たな被処理物の変動が生ずれば、弁の開度の調整は非常に難しいものとなる。例えば再蒸発蒸気量が減少し過ぎて被処理物の乾燥に必要な蒸気量を補うために多量の補助蒸気(飽和蒸気S0)を供給しなければならない状態を生じ、乾燥システムとしては省エネルギー運転ではない状況も起き得る。この様に弁を用いて直接高温高圧蒸気を調整する方法は、反応応答性に劣り、省エネルギーの点でも好ましくないといえる。

0008

以上の記載では、水分等の蒸発成分を多く含む固体状の被処理物から、蒸発成分の少ない乾燥物を得る場合について説明したが、液状体の被処理物から水分等の蒸発成分を蒸発させ、濃縮された液状物を得る場合についても同様である。以下、乾燥又は濃縮のことを乾燥・濃縮と記す。

0009

本発明は上記事情に鑑み、高温高圧蒸気の熱量を反応応答性よく制御することができる乾燥・濃縮システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

上記目的を解決する本発明の乾燥・濃縮システムは、乾燥・濃縮室内に配置され乾燥・濃縮用蒸気が内部を通過する伝熱部材を備え、該乾燥・濃縮室内で被処理物を該伝熱部材に接触させることで該伝熱部材の内部を通過する該乾燥・濃縮用蒸気の熱を該被処理物に伝えて該被処理物を乾燥・濃縮させる乾燥・濃縮機が設けられた乾燥・濃縮システムにおいて、
前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気と前記伝熱部材から回収したドレンとが供給され、該蒸気を熱交換用蒸気として用い、該熱交換用蒸気の熱量を利用して該ドレンを蒸発させ蒸気を排出する熱交換器と、
前記熱交換器から排出された蒸気を圧縮し、前記乾燥・濃縮用蒸気として再利用される高温高圧蒸気を得る圧縮機と、
前記熱交換器から排出された蒸気の状態に応じて、前記熱交換器に供給するドレンの供給量を調整可能な第1調整部とを備えたことを特徴とする。

0011

上述のごとく、乾燥又は濃縮のことを乾燥・濃縮と記しており、本発明の乾燥・濃縮システムは、水分等の蒸発成分を多く含む固体状の被処理物から、蒸発成分の少ない乾燥物を得たり、液状体の被処理物から水分等の蒸発成分を蒸発させ、濃縮された液状物(濃縮物)を得たりすることができる。

0012

本発明の乾燥・濃縮システムによれば、熱交換器に供給するドレンの供給量を調整することで、熱交換器における熱回収量を調整することができ、この結果、乾燥・濃縮用蒸気として得られる高温高圧蒸気の熱量を制御することができる。

0013

ここで、前記乾燥・濃縮機として乾燥・濃縮室内に加熱装置が具えられ、この加熱装置の伝熱面に被処理物を接触させて水分等の蒸発成分を蒸発させるように構成された連続式伝導伝熱型乾燥・濃縮機を用いてもよく、より具体的には、加熱装置が多管式加熱管である連続式伝導伝熱型乾燥・濃縮機であってもよいし、パドルドライヤ等であってもよい。

0014

また、前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の状態に応じた操作を受けることで、前記供給量を調整する手動式のもの(例えば、手動バルブ)であってもよい。

0015

また、前記熱交換器は縦型縦置き)であってもよいし、横型横置き)であってもよい。

0016

また、前記熱交換器は、乾式熱交換器であってもよいし、満液式熱交換器の態様を備えていることでも構わない。

0017

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度に応じて前記供給量を調整可能なものであってもよい。

0018

ここで、前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度に応じた操作を受けることで、前記供給量を調整する手動式のもの(例えば、手動バルブ)であってもよい。

0019

また、前記第1調整部は、前記供給量を機械的(自力的)に調整する自動膨張弁であってもよい。

0020

さらに、前記第1調整部は前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度を算出する演算部を備えていてもよく、前記第1調整部は、前記演算部の算出結果に応じて前記供給量を自動的に調整する制御部であってもよい。

0021

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記圧縮機によって得られた高温高圧蒸気の状態に応じる情報を出力する出力部を備え、
前記第1調整部は、前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度と、前記出力部からの情報とに基づき、前記供給量を調整可能なものであってもよい。

0022

ここで、前記第1調整部は、前記供給量を調整する手動式のもの(例えば、手動バルブ)であってもよい。

0023

また、前記第1調整部は前記熱交換器から排出された蒸気の過熱度を算出する算出部を備え、出力部は、高温高圧蒸気の圧力の検出値と、予め設定されている圧力設定値との偏差に応じた情報を出力するものであり、前記第1調整部は、前記算出部の算出結果(蒸気の過熱度)と、前記出力部の出力結果(偏差に応じた情報)とに基づき、前記供給量を自動的に調整する制御部であってもよい。

0024

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記熱交換器は、前記熱交換用蒸気に非凝縮性ガスが混ざった気体と、供給されたドレンとの間で熱交換し、該ドレンを蒸発させるものであり、
前記圧縮機によって得られた高温高圧蒸気の状態に応じた情報を出力する出力部と、
前記熱交換用蒸気に対する前記非凝縮性ガスの混合量を、前記出力部からの情報とに基づき調整可能な第2調整部とを備えた態様であってもよい。

0025

この態様によれば、前記熱交換用蒸気に対する非凝縮性ガスの混合量を調整することで、熱交換器における熱回収量を、熱交換器に供給するドレンの供給量を調整することとは別に調整することができ、この結果、前記乾燥・濃縮用蒸気として再利用される高温高圧蒸気の熱量を二段階で制御することができる。

0026

ここで、前記第2調整部は、前記出力部からの情報に応じて演算を行い、前記混合量を、その演算の結果に従って自動的に調整する制御部であってもよい。また、この演算の結果の表示に従った操作を受けることで、前記混合量を調整する手動式のもの(例えば、手動バルブ)であってもよい。あるいは前記出力部の出力結果のメータ表示等に応じた操作を受けることで、前記混合量を調整する手動式のもの(例えば、手動バルブ)であってもよい。

0027

また、前記熱交換器は、前記熱交換用蒸気に前記非凝縮性ガスが混ざった気体と供給されたドレンとの間で必ず熱交換するとは限らず、前記熱交換用蒸気に前記非凝縮性ガスが混ざっていない気体と供給されたドレンとの間で熱交換する場合があってもよい。

0028

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記乾燥・濃縮室は、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられた態様であってもよい。

0029

また、この態様では、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気に、すでに前記非凝縮性ガスが混ざっていることになる。

0030

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気を前記熱交換器まで送る経路に、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられた態様であってもよい。

0031

この態様によれば、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気に、前記非凝縮性ガスが既に混ざっていても混ざっていなくてもよく、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気に、前記非凝縮性ガスを後から追加することができる。

0032

また、本発明の乾燥・濃縮システムにおいて、前記熱交換器に、前記非凝縮性ガスの供給口が設けられた態様であってもよい。

0033

この態様によっても、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気に、前記非凝縮性ガスが既に混ざっていても混ざっていなくてもよく、前記乾燥・濃縮室内から回収した蒸気に、前記非凝縮性ガスを後から追加することができる。

発明の効果

0034

本発明の乾燥・濃縮システムによれば、高温高圧蒸気の熱量を反応応答性よく制御することができる。

図面の簡単な説明

0035

本発明の第1実施形態の乾燥システムの系統図である。
図1に示す乾燥システムを、熱交換器を中心に概略的に示したブロック図である。
第2実施形態の乾燥システムの系統図である。

実施例

0036

以下、図面を用いて、本発明に係る乾燥システムについて詳細に説明する。

0037

図1は、本発明の第1実施形態の乾燥システムの系統図である。

0038

第1実施形態の乾燥システムD1では、乾燥機1と、集塵機2と、ドレンタンク3と、熱交換器4と、1段目の圧縮機である蒸気ブロワ5と、2段目の圧縮である蒸気圧縮機6と、システムヘッダ7と、過熱ヒータ8等を備えている。

0039

図1に示す乾燥機1は、伝導伝熱型乾燥機であって、より具体的には、被処理物を連続処理できる連続式伝導伝熱乾燥機である。この乾燥機1は、乾燥室11と、乾燥室11内に配置された多管式加熱管12を有する。乾燥室11は、略円形あるいは略楕円形横断面を有する中空状のものであり、不図示の機枠等によって水平方向に延在した状態で支持されている。以下、乾燥室11が延在する方向を、延在方向と称することがある。乾燥室11には、投入口111、排出口112、キャリア蒸気口113および排気口114が設けられている。投入口111は、汚泥等の被処理物を投入する口であり、図1に示す乾燥室11における左側寄りであって、例えば、乾燥室11の上端部分に設けられている。排出口112は、投入口111から投入された被処理物が、乾燥室11内に滞留している間に、乾燥処理が施されることによって乾燥し、乾燥物となって排出される開口である。この排出口112は、図1に示す乾燥室11における右側寄りであって、乾燥室11の底よりも高い位置に設けられている。排出口112には、ロータリーバルブ1121が設けられている。投入口111から投入された被処理物は、図1に示す乾燥室11内を左側から右側に移動し、やがて排出口112から排出される。

0040

キャリア蒸気口113は、過熱ヒータ8によって得られた過熱蒸気であるキャリア蒸気を乾燥室11内に導入する口である。過熱ヒータ8とキャリア蒸気口113との間には、キャリア蒸気(過熱蒸気)の温度を測定する温度センサ85が設けられ、該温度センサ85からの信号とキャリア蒸気温度制御部81のキャリア蒸気温度設定値に基づき過熱ヒータ8が制御される。キャリア蒸気にはシステム用ヘッダ7からの蒸気が供される。図1においては乾燥用蒸気経路から過熱ヒータ8に至る形でキャリア蒸気の経路が示されている。

0041

排気口114は、乾燥室11内で被処理物から蒸発した蒸気を、キャリア蒸気口113から導入されたキャリア蒸気とともに乾燥室11外に排出する口である。以下、キャリア蒸気と被処理物から蒸発した蒸気を合わせて回収蒸気と称する。

0042

排気口114には、集塵機2が接続されている。集塵機2にはバグフィルタ21が設けられており、乾燥室11からの回収蒸気は、バグフィルタ21により微粉の除去等が行われた後、熱交換器4まで送られる。

0043

なお、この集塵機2には、バグフィルタ21を清掃するための吹き付け機構22が設けられており、回収蒸気がバグフィルタ21に流れ込む方向(バグフィルタ21の1次側)とは逆方向(バグフィルタ21の2次側)から所定のタイミングで、付着した微粉が乾燥室11内に払い落とされる。尚、吹き付け機構22に供される過熱蒸気は、システム用ヘッダ7から供給される蒸気を、不図示の温度制御装置で温度制御しながら不図示の過熱ヒータにより過熱されることで得られるものである。

0044

多管式加熱管12は、延在方向に沿った回転軸を中心に乾燥室11内に回転自在に配置されたものであり、回転軸部分には中空の軸部材121が設けられている。多管式加熱管12は、軸部材121が不図示のモータ等によって回転させられることで回転軸を中心に回転するものである。また、多管式加熱管12は、軸部材121を中心にこの軸部材121に沿って配置された複数の加熱管122aから構成されている。これら複数の加熱管122aは、例えば、回転軸を中心にして幾つかの同心円状に配列されており、同心円間あるいは同心円上に配列された加熱管122aは、互いに所定の間隔をあけて多数配置されている。複数の加熱管122aの延在方向両端部分それぞれには、加熱管122aと連通する板と鏡板から成る半球状のヘッダー123が設けられている。この両端部分のヘッダー123の間には、図示省略したが、ヘッダー123の回転方向に所定の間隔をあけて複数のアングル鋼材が架け渡されている。これらアングル鋼材には、延在方向に所定の間隔をあけて、不図示のリフタ送り羽根がそれぞれ複数設けられている。リフタは、多管式加熱管12が回転すると、乾燥室11内に滞留する被処理物を掻き上げるものである。送り羽根は、多管式加熱管12が回転すると、乾燥室11内に滞留する被処理物を排出口112側に送るものである。

0045

また、軸部材121の投入口側には、ロータリージョイントを介して乾燥用蒸気が供給されてヘッダー123内に流れ込み、さらにヘッダー123から各加熱管122aに流れ込むことにより各加熱管122aが加熱される。

0046

また、ここでの乾燥用蒸気の一部は、乾燥室11や集塵機2の保温用蒸気として、それぞれの外面に備えられたスチームトレース配管あるいは保温用ジャケット(以下、スチームトレース配管等という)にも供給される。

0047

本実施形態では、飽和蒸気が乾燥用蒸気として各加熱管122a内に送られる態様を採用しているため、各加熱管122aは、延在方向において略一定の温度に加熱された状態が保たれる。本実施形態では、多管式加熱管12を通過する飽和蒸気が乾燥用蒸気の一例に相当し、多管式加熱管12が伝熱部材の一例に相当する。各加熱管122aに供給された乾燥用蒸気が凝縮して生じたドレンは、排出口側のヘッダー123内に流れ込み、さらにヘッダー123内に設けられた不図示のサイホン管に流れ込み、続いて排出口側の中空の軸部材121とそれに接続されたロータリージョイントを通過して、詳しくは後述するドレンタンク3に回収される。尚、スチームトレース配管等で生じたドレンもまたドレンタンク3に回収される。乾燥室とドレンタンク3の間には、ニードル弁が内蔵されたスチームトラップ31aが設けられており、膨張弁兼スチームトラップとして機能する。同様に、スチームトレース配管等とドレンタンク3の間には、ニードル弁が内蔵されたスチームトラップ31bが設けられている。このドレンは、例えば、スチームトラップ31a、31bの1次側(上流側)であれば0.5MPaGの160℃であり、スチームトラップ31a、31bを通過したドレンは、一部が再蒸発(以後、再蒸発スチームと称することもある)し、例えば、約−0.04MPaGの約90℃まで温度低下する。

0048

ドレンタンク3に回収されたドレンは、ドレンポンプ32によって、矢印Slの経路で、三方弁33を経由して、熱交換器4に送られる。三方弁33と熱交換器4の間には、ドレン制御弁35が設けらており、ドレン制御弁35が完全に閉まっている場合(以下、全閉と称することがある)には、熱交換器4にドレンは送られず、ドレンは矢印Cの経路で循環することになる。なお、ドレン制御弁35は膨張弁としての機能も有しており、ドレン制御弁35を通過するドレンはドレンタンク3内の状態よりもさらに温度低下する。

0049

また、ドレンタンク3に回収されたドレンのうち再蒸発スチームは、ドレンタンク3の上部から矢印Saの経路で熱交換器4に送られる。すなわち、熱交換器4には、集塵機2を通過した回収蒸気が供給されるとともに、ドレンと再蒸発スチームが供給される。

0050

尚、ドレンタンク3には不図示の液位レベル計が設けられ、ドレンタンク3が一定の液位を越える場合には、ドレンタンク3からドレンが排水され、一定の液位を越えない様に制御される。

0051

また、ドレンポンプ32によりドレンが熱交換器4に送られることを上述したが、蒸気ブロワ5が起動することにより、熱交換器4内のドレンが供給される領域は負圧になり、一方、加熱管122aやスチームトレース配管等内の蒸気は正圧であるため、ドレンタンク3と熱交換器4の配置関係によっては、ドレンポンプ32が無くともドレンタンク3内のドレンは送られるようになる。加えて、スチームトラップ31a、31、あるいは上述の矢印Saの経路を不要とすることもできる。

0052

図2は、図1に示す乾燥システムを、熱交換器を中心に概略的に示したブロック図である。

0053

図2の左端には乾燥機1が示され、図1に示すニードル弁が内蔵されたスチームトラップ31a、31bは、31として弁の記号で記されている。

0054

図2に示す熱交換器4は、一例として、縦型(縦置き)の熱交換器であり、熱交換器4内には上下方向に延在した多数の円筒直管であるチューブ45が設けられている。チューブ45の上下の両端は缶板43に接続され、熱交換器4内では、この缶板43とチューブ45により、回収蒸気は、ドレンや再蒸発スチームとは隔てられている。回収蒸気はチューブ45内を上から下に向かって通過する。

0055

ドレンは、チューブ45の上端部分に向かってミスト状に吹きかけられ、チューブ45の外周面に接触することで熱交換が行われ、ドレンは再蒸発して蒸気が発生する。発生した蒸気は、蒸気ブロワ5によって吸引される。一方、熱交換によって、回収蒸気は大半が凝縮水となり、残りは蒸気のまま熱交換器4から流出する。

0056

チューブ45に吹きかけられて蒸発ぜずに流下して熱交換器4の下部の缶板43に至るドレンは、下部の缶板43の上方に設けられた排出口から図2で示した経路C2によりドレンタンク3に戻される。この排出口は、下部の缶板43の直近上方に設けられるため、熱交換器内にはドレンの溜りはほとんど生じない。このように熱交換器内に液体(本発明であればドレン)を溜めずに用いる態様の熱交換器を、熱交換器の分野では乾式熱交換器と称することがある。

0057

尚、ドレンをチューブ45に吹きかけるに際し、図2においては2箇所から吹きかける経路で示したが、2箇所以上の多方向から吹きかけることが好ましい。また、チューブ45の延在方向に沿った上下方向からも吹きかけても構わない。また、よりミスト化してチューブ45に吹きかけるために、熱交換器4との接続部である経路S1(図1参照)の末端にミスト化用ノズルを設けることもできる。

0058

一方、図1に示すように、回収蒸気から生じた凝縮水は、第2ドレンポンプ911によって、矢印W1の経路で水処理施設等へ排水される。また、熱交換器4から流出した回収蒸気は、第2熱交換器921に流れ込む。該第2熱交換器921は不図示のクリーンタワーからの冷却水等が供給され、これにより回収蒸気中の水分がさらに凝縮される。該凝縮水も第2ドレンポンプ911により矢印W2の経路で水処理施設等に排水される。第2熱交換器921を流出した回収蒸気は排気ファン922により吸引され、回収蒸気に臭気成分が含まれる場合は不図示の脱臭設備等に排気される。

0059

熱交換器4と蒸気ブロワ5との間には、温度センサ461と圧力センサ462が設けられている。温度センサ461は、蒸気ブロワ5に吸引される蒸気の温度を測定し、温度に関する情報が出力される。圧力センサ462は、蒸気ブロワ5に吸引される蒸気の圧力を測定し、圧力に関する情報が出力される。図2に示すように、本実施形態の乾燥システムD1には、制御部PLCが設けられている。制御部PLCでは、温度センサ461と圧力センサ462の情報が入力され、熱交換器4から蒸気ブロワ5に流入する蒸気の過熱度が算出される。制御部PLCには、過熱度の設定値SN1が予め記憶されており、過熱度の算出値と設定値SN1とを比較し、その比較結果に応じて、ドレン制御弁35の開度を制御する制御信号がドレン制御弁35に出力される。例えば、過熱度の算出値と設定値SN1との偏差に基づき、PID制御信号等がドレン制御弁35に出力され、ドレン制御弁35の開度は制御される。概略に説明すれば、設定値SN1よりも算出値の方が高ければ、ドレン制御弁35の開度を絞る制御信号が出力され、熱交換器4へのドレンの供給量が減少し、熱交換器4で発生する蒸気の量が抑えられる。反対に、設定値SN1よりも算出値の方が低ければ、ドレン制御弁35の開度を拡げる制御信号が出力され、熱交換器4へのドレンの供給量が増加し、熱交換器4で発生する蒸気の量が増える。

0060

なお、制御部PLCに過熱度の値、あるいは、比較結果により必要とされるドレン制御弁35の開度等の情報を表示させ、それに基づき手動でドレン制御弁35の開度操作を行うようにしてもよい。また、ドレン制御弁35は、圧力と温度を同時に検知する感温部が設けられた自力式の自動膨張弁であってもよい。ドレン制御弁35と制御部PLCが第1調整部の一例に相当し、手動でドレン制御弁35の開度操作を行う場合には、ドレン制御弁35が、第1調整部の一例に相当することになる。上述の自動膨張弁もまた第1調整部の一例に相当する。

0061

熱交換器4から蒸気を吸引する蒸気ブロワ5では、吸引圧力を一定にする制御が行われている。蒸気ブロワ5は、例えば、ルーツ式圧縮機である。この蒸気ブロワ5によって吸引された蒸気は、下流側の蒸気圧縮機6によって昇圧され、高温高圧蒸気になる。蒸気圧縮機6は、スクリュー式圧縮機である。蒸気ブロワ5においても、蒸気圧縮機6においても、過熱度を制御するため注水が行われる。なお、この実施形態では、蒸気ブロワ5と蒸気圧縮機6を直列に並べて2段圧縮システムを形成しており、前段の蒸気ブロワ5は、大気圧未満の蒸気を吸引して大気圧から大気圧を幾分越える正圧に昇圧するために用いられるものであり、後段の蒸気圧縮機6は、さらに高温高圧化するために用いられるものである。

0062

蒸気圧縮機6で得られた高温高圧蒸気は、システム用ヘッダ7に送られる。なお、図1に示すように、蒸気圧縮機6とシステム用ヘッダ7の間には、逆止弁61が設けられている。

0063

システム用ヘッダ7からは、乾燥用蒸気が、乾燥機1に向けて送られる。このシステム用ヘッダ7には、不図示の補助蒸気ボイラによって加熱された補助蒸気が送られてくる配管SP(図1参照)が接続されている。また、システム用ヘッダ7には、乾燥用蒸気圧力計器71が設けられている。この乾燥用蒸気圧力計器71は、システム用ヘッダ7における乾燥用蒸気の圧力を測定する圧力センサ75からの出力信号圧力値)を受信して、乾燥用蒸気の圧力に関する演算を行ったり、乾燥用蒸気の圧力に関する表示を行ったり、乾燥用蒸気の圧力に基づく制御信号を出力する。

0064

具体的には、圧力センサ75からの情報(システム用ヘッダ7の実際の圧力値)と、乾燥用蒸気圧力計器71内に乾燥用蒸気として最適な予め設定されている圧力設定値SN2に基づき演算が行なわれ、演算結果に基づく情報の出力や制御信号の出力、これらの表示などが行なわれる。乾燥用蒸気圧力計器71は、出力部の一例に相当する。

0065

また、図1に示すように、補助蒸気が送られてくる配管SPには、補助蒸気用制御弁72が設けられており、その補助蒸気用制御弁72は乾燥用蒸気圧力計器71により開度制御される。

0066

具体的には、システム用ヘッダ7における乾燥用蒸気(蒸気圧縮機6で生成された高温高圧蒸気)の圧力が圧力設定値SN2より低い場合、圧力設定値SN2とシステム用ヘッダ7の実際の圧力値との偏差に基づくPID制御信号等を用いて補助蒸気用制御弁72の開度が制御される。尚、乾燥用蒸気は、乾燥システムD1の起動時には補助蒸気を主にして賄われ、定常運転ではほとんどが蒸気圧縮機6からの高温高圧蒸気で賄われる。

0067

ここで、本実施形態の乾燥システムD1における、熱交換器4へのドレンの供給制御について、第1調整部と出力部である乾燥用蒸気圧力計器71との関係を説明する。

0068

上述したように乾燥用蒸気圧力計器71には、システム用ヘッダ7における乾燥用蒸気の圧力設定値SN2が予め記憶されており、例えば、圧力センサ75からの情報である実際の圧力値が圧力設定値SN2を越えた高圧の場合、実際の圧力値と圧力設定値SN2との偏差に基づき、一例として、補正値Δtが算出される。この補正値Δtは、乾燥用蒸気圧力計器71から制御部PLCに出力され、制御部PLCでは、補正値Δtと過熱度の設定値SN1とに基づき、例えば設定値SN1に補正値Δtが加算されるなどして、新たな設定値SN1への更新が行なわれる。圧力センサ75の情報から新たな設定値SN1への更新という一連の処理は、一定時間毎に繰り返し行なわれる。

0069

この更新された過熱度の設定値SN1により、上述したドレン制御弁35の開度制御が行われる。すなわち、乾燥用蒸気圧力計器71で求められた偏差に応じた情報と、制御部PLCで算出された過熱度の算出値とに基づき、ドレンの供給量が調整される。

0070

この制御により、蒸気ブロワ5における吸引圧力を一定に保ったまま、ドレン制御弁35の開度が調整され、また、蒸気圧縮機6における圧縮比も一定に保ったまま、熱交換器4で発生する蒸気の量を変化させることができる。そして、蒸気圧縮機6で生成される高温高圧蒸気(システム用ヘッダ7における乾燥用蒸気)の圧力も圧力設定値SN2に速やかに収束する。この結果、乾燥システムD1の気相系の圧力等のバランスを大きく変動させることなく、乾燥機1へ供給する乾燥用蒸気の熱量を調整することができる。

0071

より具体的には、例えば、ドレン制御弁35の開度を絞る動作が行なわれれば、熱交換器4で発生する蒸気量が低下し、これによりシステム用ヘッダ7における乾燥用蒸気の圧力も低下し、乾燥機1へ供給する乾燥用蒸気は適正な熱量にまで減じられることになる。またこれは、従来であれば、システム用ヘッダ7が過剰な圧力になった場合、調整弁73が開かれて過剰な蒸気は屋外等に大気放出などされていたものであるが、システム用ヘッダ7の圧力が圧力設定値SN2に速やかに収束するため、屋外等への大気放出などの無駄を減らすことになる。

0072

また、蒸気ブロワ5における吸引圧力や、蒸気圧縮機6における圧縮比を上昇させる調整の必要がなくなることから、消費電力の増大がなくなり、省エネルギー運転が実現できる。

0073

さらにまた、従来技術であれば多管式加熱管12に供給される乾燥用蒸気を絞り弁901により直接調整していたが、これを行なう必要がなくなる。

0074

本発明の乾燥システムD1は一例として上述したように構成されるものであり、以下に本システムの運転方法についての一例を説明する。

0075

始めに排気ファン922とこの下流の不図示の設備が起動され、自動制御により乾燥室11内の圧力が概ね大気圧程度(−0.02〜+0.1kPaG程度)に保たれる。また、第2ドレンポンプ911とこの下流の不図示の設備が起動される。第2熱交換器921には冷却水が供給される。

0076

次に、システム用ヘッダ7内が0.5MPaG、約159℃となるように補助蒸気が乾燥用蒸気圧力計器71に制御されて供給され、システム用ヘッダ7からの蒸気は、一部は多管式加熱管12に乾燥用蒸気として、一部は乾燥室11及び集塵機2に保温のためにこれらに供給される。多管式加熱管12は、不図示のモータの起動により回転され、回転した状態で蒸気が流れ込む。

0077

この多管式加熱管12の加熱、乾燥室11及び集塵機2の保温の段階では、多管式加熱管12内やスチームトレース配管等内の空気などの非凝縮性ガスがドレンと共にドレンタンク3に流れ込むため、ドレンタンク3の不図示の排出口よりドレンタンク3から放出される。尚、この様に本乾燥システムの起動時には不要である非凝縮性ガスを、乾燥システムD1外に放出する操作は、ドレンタンク3以外にも、不図示の適宜の箇所から適宜のタイミングで行なわれる。また、ドレンタンク3が一定の液位を越える場合には、ドレンタンク3からドレンは排水される。

0078

多管式加熱管12内の不図示の温度センサが所定の温度に達した後、上述のドレンタンク3からの非凝縮性ガスの排出口は閉じられる。そして、ドレンポンプ32が起動され、熱交換器4にドレンが供給される。

0079

次に、過熱ヒータ8が通電され、キャリア蒸気温度制御部81の制御により、システム用ヘッダ7からの蒸気の一部はキャリア蒸気として約0.0MPaG、約160℃の状態で乾燥室11に流れ込む。集塵機2の吹き付け機構22に供給されるシステム用ヘッダ7からの蒸気は約0.4MPaG、約200℃の状態に調整され、適宜の時間間隔で吹き付けが開始される。これらの操作により起動段階で存在する乾燥室11内や熱交換器4のチューブ45内の空気などの非凝縮性ガスは排気ファン922により排出される。生じたドレンは第2ドレンポンプ911により排出される。

0080

次に、蒸気圧縮機6と蒸気ブロワ5が起動され、蒸気圧縮機6は吸込側の圧力が所定圧となるように制御され、蒸気ブロワ5も同様に吸込側の圧力が所定圧となるように制御される。この段階では既に熱交換器4からドレンの蒸発が生じているので、蒸気は蒸気ブロワ5に吸引される。蒸気ブロワ5の吸込側は約−0.05MPaGとなるように蒸気ブロワ5は運転され、蒸気圧縮機6の吸込側は約0.05MPaG、約111℃となるように蒸気圧縮機6は運転される。起動段階で存在する蒸気圧縮機6内や蒸気ブロワ5内、これら前後の経路内の非凝縮性ガスも、適宜の排出口より放出され、一定時間後に排出口は閉じられる。

0081

次に、排出口112のロータリーバルブ1121が起動され、投入口111から被処理物として例えば下水汚泥が投入される。汚泥は多管式加熱管12と接触して水分が蒸発され、蒸発した水分はキャリア蒸気と共に排気口114から集塵機2を経て回収蒸気(熱交換用蒸気)として約0.0MPaG、約112 ℃の状態で熱交換器4に流れ込む。

0082

尚、乾燥室11内に被処理物がない空の状態から被処理物を投入する起動方法以外に、起動前に被処理物を乾燥室11内にある程度に充填された状態から起動することもできる。また、起動前に乾燥室11内に充填するものとして、乾燥物を充填しておくことでも構わない。

0083

被処理物は投入口111側から排出口112側に移動されつつ乾燥され、乾燥物として排出口112からロータリーバルブ1121を経て排出される。

0084

被処理物の投入は、少量の投入量から開始し、投入量の設定値になるように徐々に増加される。設定値に至った時点で起動段階を終え、定常運転の段階となる。

0085

乾燥システムD1が安定した状態で運転される場合、蒸気圧縮機6の吐出側では0.5MPaG、約159℃の高温高圧蒸気が得られ、この蒸気はシステム用ヘッダ7に供給される。システム用ヘッダ7の蒸気は、上述した乾燥用蒸気やキャリア蒸気などとして利用されることになる。

0086

しかしながら実際には被処理物は常に一定の物性値とは限らず、また、乾燥室11内における被処理物の分散状態等も変動する。これらの変動の影響により蒸気圧縮機6の吐出側の高温高圧蒸気の蒸気量の増減、圧力の増減が生じる。システム用ヘッダ7の圧力が圧力設定値SN2より高圧になると、過剰な蒸気が調整弁73から大気等に放出されることになる。

0087

この変動の影響は蒸気ブロワ5に吸引される蒸気の過熱度の変化としても現れ、システム用ヘッダ7の圧力が圧力設定値SN2よりも高圧であれば、過熱度は通常の値よりも低い状態である。例えば、過熱度の通常の値、すなわち制御部PLCでの設定値SN1が2℃であり、実際の過熱度がこれよりも低い1℃である場合、これらの差である1℃に応じてドレン制御弁35の開度は絞られることになる。

0088

また一方で、システム用ヘッダ7においては、乾燥用蒸気圧力計器71での圧力設定値SN2と、それよりも高圧である実際の圧力値との圧力差に基づき算出される補正値Δtが、例えば0.2℃である場合、設定値SN1に0.2℃が加算されて新しい設定値SN1が2.2℃と変更されることもできる。この2.2℃と上述の実際の過熱度1℃との差である1.2℃に応じてドレン制御弁35の開度は絞られることでも構わない。

0089

ドレン制御弁35の開度が絞られて熱交換器4に供給されるドレン量が減少し、蒸気ブロワ5に吸引される蒸気が減少するので、システム用ヘッダ7からの蒸気の放出が起きる前にシステム用ヘッダ7の圧力は圧力設定値SN2に速やかに収束することになる。

0090

尚、乾燥システムD1の停止に関しては、まず被処理物の投入を停止し、乾燥室11内の被処理物が全て乾燥されるまで乾燥用蒸気とキャリア蒸気を供給する運転を継続し、続いて起動時とは逆の順序で各装置の停止と各所の弁の開閉が行なわれる。場合により、乾燥室11内の被処理物を全て乾燥させない状態で各装置を停止し、乾燥室11内に被処理物を残した状態で次の運転(起動)を行なうことも可能である。

0091

続いて、第2実施形態の乾燥システムについて説明する。以下の説明では、第1実施形態の乾燥システムにおける構成要素の名称と同じ名称の構成要素については、これまで用いた符号と同じ符号を付して、第1実施形態の乾燥システムとの相違点を中心に説明する。

0092

図3は、第2実施形態の乾燥システムの系統図である。

0093

この第2実施形態の乾燥システムD2も、第1実施形態の乾燥システムD1と同じく、乾燥機1と、集塵機2と、ドレンタンク3と、熱交換器4と、蒸気ブロワ5と、蒸気圧縮機6と、システム用ヘッダ7等を備えている。

0094

第2実施形態の乾燥システムD2は、第1実施形態の乾燥システムD1と比べて、非凝縮性ガスが供給可能な点で異なる。すなわち、図3に示す乾燥機1のキャリア蒸気口113に、キャリア蒸気と共に非凝縮性ガスが供給可能に接続されている。非凝縮性ガスは、少なくとも図3に示されたこの乾燥システムD2の閉じた系における温度と圧力の下では液体にならない気体であり、具体的には、外気を用いてもよいし、窒素ガス等を用いてもよい。乾燥機1のキャリア蒸気口113につながる非凝縮性ガスの供給経路には、非凝縮性ガス用制御弁74が設けらており、この非凝縮性ガス用制御弁74の開度が調整されることで、非凝縮性ガスの供給量が調整される。第2実施形態の乾燥システムD2にも、乾燥用蒸気圧力計器71、および制御部PLC2が設けられている。この制御部PLC2が、乾燥用蒸気圧力計器71からの情報を受け、非凝縮性ガス用制御弁74の開度制御を行う。

0095

ここで、第2実施形態の乾燥システムD2における非凝縮性ガスの供給制御について説明する。

0096

例えば、システム用ヘッダ7の圧力が圧力設定値SN2を越えた高圧の場合に非凝縮性ガスの供給は非凝縮性ガス用制御弁74により行われる。

0097

具体的には、圧力設定値SN2とシステム用ヘッダ7の実際の圧力値との偏差の大きさの情報が乾燥用蒸気圧力計器71から制御部PLC2に送られ、制御部PLC2での演算部と制御部を経てPID制御信号が非凝縮性ガス用制御弁74に送られ、当該弁の開度は制御される。具体的に制御を説明すると、システム用ヘッダ7の圧力が、圧力設定値SN2よりも低い圧力値から、圧力設定値SN2よりも高い圧力値により定まるある一定の圧力範囲内において、圧力設定値SN2とシステム用ヘッダ7の圧力値との偏差に基づき、非凝縮性ガス用制御弁74の開度制御を行なうようにしてもよい。この場合、圧力設定値SN2よりも低い上記圧力値未満であれば、非凝縮性ガス用制御弁74は全閉にされて非凝縮性ガスの供給は行なわれない。また、システム用ヘッダ7の圧力値が、圧力設定値SN2よりも低い圧力状態から一定時間内に生じた圧力の上昇速度(圧力上昇速度)が所定速度を超えた場合、圧力設定値SN2とシステム用ヘッダ7の圧力値との偏差に基づき非凝縮性ガスの供給に関する制御が開始され、システム用ヘッダ7の圧力値が圧力設定値SN2を超えた後に圧力設定値SN2未満となるまで本制御が継続されるようにしてもよい。

0098

非凝縮性ガスが供給されると、非凝縮性ガスは回収蒸気に混合された状態で熱交換器4に至る。熱交換器4では非凝縮性ガスの存在により乾燥室11からの回収蒸気の熱量の回収が急速に減少し、熱交換器4における熱交換能力も即座に低下する。しかも、少量の非凝縮性ガスで熱交換能力を低下させることができる。したがって、熱交換器4の能力制御を、反応応答性良く効率的に行うことができる。この結果、熱交換器4から排出される蒸気量は低下し、これにより蒸気圧縮機6で生成される高温高圧蒸気、すなわち、システム用ヘッダ7における乾燥用蒸気の圧力が低下し、圧力設定値SN2に収束することになる。本実施形態では、乾燥機1の乾燥室11に非凝縮性ガスが供給されることで、乾燥室11からの回収蒸気に非凝縮性ガスが含まれていることになり、熱交換器4のチューブ45の内部を通過する蒸気には、非凝縮性ガスが混ざっていることになる。以下の説明では、非凝縮性ガスの混合の有無にかかわらず回収蒸気のことを熱交換用蒸気と称する。なお、上述のごとく、例えばシステム用ヘッダ7の圧力が圧力設定値SN2以下であれば非凝縮性ガスの供給が中止される場合もあり、この場合には、熱交換器4のチューブ45の内部に、熱交換用蒸気に非凝縮性ガスが混ざっていない気体が通過することになる。

0099

第2実施形態における乾燥システムD2によれば、蒸気ブロワ5における吸引圧力を一定に保ったまま、また、蒸気圧縮機6における圧縮比も一定に保ったまま、乾燥用蒸気の圧力を低下させることができ、乾燥システムD2全体のバランスを維持しながら、乾燥機1へ供給する乾燥用蒸気の熱量を調整することができる。また、蒸気ブロワ5における吸引圧力や、蒸気圧縮機6における圧縮比を上昇させる必要がなくなることから消費電力の増大がなくなり、省エネルギ運転が実現できる。

0100

なお、上述のごとく非凝縮性ガス用制御弁74をPID制御で開度制御するのではなく、乾燥用蒸気圧力計器71でのシステム用ヘッダ7の圧力の検出結果が上記圧力設定値SN2以上になるまでは、非凝縮性ガス用制御弁74を開く制御信号を出力せず、非凝縮性ガス用制御弁74は全閉状態を維持し、検出結果が圧力設定値SN2以上になると、非凝縮性ガス用制御弁74を開く制御信号を出力するようにして、非凝縮性ガス用制御弁74を全開/全閉する制御を行ってもよい。

0101

第2実施形態の乾燥システムD2によれば、熱交換用蒸気に対する非凝縮性ガスの混合量を調整することで、熱交換器4における熱回収量を、熱交換器4に供給するドレンの供給量を調整することとは別に調整することができ、この結果、乾燥用蒸気として再利用される高温高圧蒸気の熱量を二段階で調整することができ、より反応応答性良く制御することができる。

0102

なお、第2実施形態の乾燥システムD2では、非凝縮性ガスは、集塵機2と熱交換器4を結ぶ経路に供給される態様であってもよいし、熱交換器4に直接供給する態様であってもよい。すなわち、回収蒸気を熱交換器4まで送る経路に、非凝縮性ガスの供給口を設けてもよいし、熱交換器4における熱交換用蒸気が通過する部分に非凝縮性ガスの供給口を設けてもよい。なお、非凝縮性ガスは、乾燥機1の乾燥室11、集塵機2と熱交換器4を結ぶ経路、および熱交換器4の3か所それぞれに供給されるようにしてもよいし、これら3か所のうち、乾燥機1の乾燥室11と集塵機2と熱交換器4を結ぶ経路のみに供給されるようにしてもよいし、集塵機2と熱交換器4を結ぶ経路と熱交換器4のみに供給されるようにしてもよいし、乾燥機1の乾燥室11と熱交換器4のみに供給されるようにしてもよい。さらには、集塵機2と熱交換器4を結ぶ経路のみ、あるいは熱交換器4のみに供給されるようにしてもよい。

0103

また、第2実施形態の乾燥システムD2では、非凝縮性ガス用制御弁74の開度は制御部PLC2が行っているが、乾燥用蒸気圧力計器71に表示された結果を見て、手動で非凝縮性ガス用制御弁74の開度操作を行ってもよい。

0104

あるいはまた、非凝縮性ガス用制御弁74は、圧力と温度を同時に検知する感温部がシステム用ヘッダ7に設けられた自力式の自動膨張弁であってもよい。

0105

非凝縮性ガス用制御弁74と、制御部PLC2を合わせたものが、第2調整部の一例に相当し、手動で非凝縮性ガス用制御弁74の開閉操作を行う場合には、非凝縮性ガス用制御弁74が、第2調整部の一例に相当することになる。上述の自動膨張弁もまた第2調整部の一例に相当する。

0106

本発明の乾燥システムD2に関する装置の運転方法と乾燥方法は、乾燥システムD1のそれらと大半が重複する。異なるのは、上述の第2調整部である非凝縮性ガス用制御弁74の開度制御が、第1調整部による制御と共に機能している点である。

0107

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことが出来る。

0108

例えば、第1実施形態の乾燥システムD1であっても、第2実施形態の乾燥システムD2であっても、乾燥機1は、多管式加熱管12を有する連続式伝導伝熱型乾燥機であったが、撹拌部や回転軸部が間接加熱部を成す所謂るパドルドライヤ等の連続式伝導伝熱型乾燥機であってもよい。

0109

また、第1実施形態の乾燥システムD1であっても、第2実施形態の乾燥システムD2であっても、熱交換器4は、縦型(縦置き)であったが、横型(横置き)であってもよい。ただ、縦型の熱交換器4の態様であれば、回収蒸気とドレンとの熱交換により生成した凝縮水は垂直なチューブ45内を流下するので、チューブ45内面境膜付近偏在する非凝縮性ガスは凝縮水の流下と共にチューブ45外へ速やかに排出される。そのため非凝縮性ガスがチューブ45内に残留し難く、非凝縮性ガスの供給量の変化が速やかに熱交換に現れ、反応応答性に関してより優れている。

0110

さらに、第1実施形態の乾燥システムD1であっても、第2実施形態の乾燥システムD2であっても、熱交換器4を乾式熱交換器として説明したが、熱交換器4内にドレンの液溜りを設けるため、ドレンの排出口を下部の缶板43よりも必要な液位となる高さに設け、チューブ45の一部をドレンに浸る態様としても構わない。これによりドレンに浸る範囲のチューブ45からもドレンの蒸発を生じさせることができる。熱交換器内に液体(本発明であればドレン)を溜めて用いる態様の熱交換器を、熱交換器の分野では満液式熱交換器と称することがある。

0111

以上の記載では、水分等の蒸発成分を多く含む固体状の被処理物から、蒸発成分の少ない乾燥物を得る場合について説明したが、本発明は、液状体の被処理物から水分等の蒸発成分を蒸発させ、濃縮された液状物を得る場合についても適用可能であり、この場合には、乾燥システムD1,D2は濃縮システムになり、乾燥機1は濃縮機になり、乾燥室11は濃縮室になる。また、乾燥用蒸気は濃縮用蒸気になり、乾燥物は濃縮物になる。

0112

なお、以上説明した各実施形態の記載にのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の実施形態に適用してもよい。

0113

D1,D2乾燥システム
1乾燥機
11乾燥室
12多管式加熱管
2集塵機
3ドレンタンク
35ドレン水制御弁
4熱交換器
41シェル
45チューブ
46過熱度計器
5蒸気ブロワ
6蒸気圧縮機
7 システム用ヘッダ
8過熱ヒータ
71乾燥用蒸気圧力計器
72補助蒸気用制御弁
74非凝縮性ガス用制御弁
PLC 制御部

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