JP2013184147A

JP2013184147A - 汚泥の乾燥システム

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Publication number: JP2013184147A
Application number: JP2012053770A
Authority: JP
Inventors: Tadamasa Inoue; 正將井上; Koki Sato; 弘毅佐藤; Masato Endo; 正人遠藤
Original assignee: Metawater Co Ltd
Current assignee: Metawater Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP5893969B2

Abstract

【課題】乾燥機で発生する蒸気を有効に回収・利用し、システム全体の省エネルギ化を図ることができる汚泥の乾燥システムを提供する。
【解決手段】汚泥の乾燥システム１０は、間接加熱によって脱水汚泥を乾燥する水蒸気乾燥機１２と、水蒸気乾燥機１２で乾燥される脱水汚泥から生じる蒸気を昇圧する昇圧タービン１８ａと、昇圧タービン１８ａで昇圧された蒸気を加熱用蒸気として水蒸気乾燥機１２へと導入する循環管路２０と、水蒸気乾燥機１２から排出される乾燥汚泥を燃料として昇圧タービン１８ａの動力源となる動力用蒸気を生成し、該動力用蒸気を昇圧タービン１８ａに供給するガス化炉３８及びボイラ３４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱水汚泥を蒸気による間接加熱によって乾燥する乾燥機を備えた汚泥の乾燥システムに関する。

下水汚泥等の脱水汚泥は、水分を８０％程度含むため、焼却、乾燥、炭化等、汚泥の熱処理時の水分蒸発に多大なエネルギが必要である。汚泥熱処理時の省エネルギの観点から、そのエネルギを有効に回収し、再利用することが期待されている。

このような汚泥の乾燥システムに関し、例えば、特許文献１には、乾燥機の後段に設けたガス化炉の排ガス（ガス化ガス）から回収された水を蒸発させて圧縮機で加圧し、この蒸気を乾燥機の熱源として再利用する構成が開示されている。

特開２００４−７５７４０号公報

通常、脱水汚泥を乾燥する乾燥機において、汚泥乾燥によって生じる蒸気は、そのエネルギ（ポテンシャル）が低いため再利用が難しく、従来はスクラバによって温排水として回収することが一般的であった。

そこで、上記特許文献１のシステムでは、乾燥機からの排ガスを処理する処理装置の下流側に設けた凝縮器にて回収された排ガス中の水分を蒸発させ、さらに圧縮機によって昇圧してから乾燥機の熱源として利用しているが、蒸気を加圧するための圧縮機の駆動用電源が必要となっており、外部からの電気入力が大きいものとなっている。

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、乾燥機で蒸発させた水分（蒸気）の保有エネルギを有効に回収・利用し、システム全体の省エネルギ化を図ることができる汚泥の乾燥システムを提供することを目的とする。

本発明に係る汚泥の乾燥システムは、間接加熱によって脱水汚泥を乾燥する乾燥機と、前記乾燥機で乾燥される脱水汚泥から生じる蒸気を昇圧する昇圧装置と、前記昇圧装置で昇圧された蒸気を加熱用蒸気として前記乾燥機へと導入する循環管路と、前記乾燥機から排出される乾燥汚泥を燃料として前記昇圧装置の動力源となる動力用蒸気を生成し、該動力用蒸気を前記昇圧装置に供給する乾燥汚泥処理装置とを備えることを特徴とする。

このような構成によれば、間接加熱式の乾燥機での乾燥排ガス（蒸気）を、乾燥汚泥のエネルギを利用して駆動される昇圧装置で昇圧し、そのエネルギポテンシャルを高めてから、当該乾燥機の熱源として利用することにより、乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱を有効に利用して、汚泥の乾燥を行うことができ、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。

前記乾燥機は、乾燥する脱水汚泥から生じる蒸気を含む排ガスの絶対湿度が２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上で管理されると、汚泥乾燥蒸気のポテンシャルを少ない動力で高めることができ、乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱、つまり脱水汚泥の水分蒸発に費やすエネルギを、一層効率的に乾燥機にて回収し、有効に再利用することが可能となる。

前記乾燥機からの排ガスの流通方向で前記乾燥機と前記昇圧装置との間に、前記乾燥機からの排ガスを除塵処理する集塵機を設けると、乾燥機の加熱用ジャケット等に排ガス中のダストが付着し、潜熱の回収効率が低下することを抑制できる。

前記昇圧装置の動力として利用された前記動力用蒸気を利用して発電する蒸気発電機を備えると、昇圧装置を駆動した余剰の動力用蒸気を有効に利用して発電し、その電力をシステム各部に供給することができ、一層の省エネルギ化が可能となる。

前記昇圧装置の動力として利用された前記動力用蒸気を凝縮し、該動力用蒸気の凝縮潜熱を利用して発電を行うバイナリー発電機を備えると、昇圧装置を駆動した余剰の動力用蒸気の持つ潜熱を有効に回収・利用して発電し、その電力をシステム各部に供給することができ、より一層の省エネルギ化が可能となる。

本発明によれば、間接加熱式の乾燥機での乾燥排ガスを、乾燥汚泥のエネルギを利用して駆動される昇圧装置で昇圧し、そのエネルギポテンシャルを高めてから、当該乾燥機の熱源として利用する。これにより、乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱を有効に利用して、汚泥の乾燥を行うことができ、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。図２は、水蒸気乾燥機の構造の一例を示す構成図である。図３は、コンデンサの構造の一例を示す構成図である。図４は、バイナリー発電機の構造の一例を示す構成図である。図５は、各湿度における蒸気温度１５０℃となるための必要見掛け圧力を示すグラフである。図６は、図１に示す乾燥システムの第１変形例に係るエゼクタを用いた汚泥の乾燥システムの全体構成図である。図７は、図１に示す乾燥システムの第２変形例に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。図８は、図１に示す乾燥システムの第３変形例に係る汚泥の乾燥システムの全体構成図である。

以下、本発明に係る汚泥の乾燥システムについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る汚泥の乾燥システム１０の全体構成図である。本実施形態に係る汚泥の乾燥システム１０（以下、単に「乾燥システム１０」ともいう）は、下水汚泥等の脱水汚泥を水蒸気乾燥機（乾燥機）１２で乾燥すると共に、この水蒸気乾燥機１２からの排ガス中に含まれる蒸気の持つエネルギを再利用する省エネルギ型の乾燥システムである。

図１に示すように、乾燥システム１０は、水蒸気乾燥機１２を有し、主に脱水汚泥の乾燥処理を行う乾燥ライン１０ａと、水蒸気乾燥機１２から排出される乾燥汚泥のエネルギを利用して蒸気（ボイラ蒸気）を生成し、このボイラ蒸気を利用して水蒸気乾燥機１２から排出される排ガス（乾燥排ガス）に含まれる蒸気を昇圧する昇圧動力ライン１０ｂとから構成されている。

先ず、乾燥ライン１０ａの構成を説明する。

乾燥ライン１０ａは、下水汚泥等を図示しない脱水装置により、例えば水分量が７０〜８０％となるまで脱水した脱水汚泥を貯留する脱水ケーキ貯留槽１４と、脱水ケーキ貯留槽１４から搬送される脱水汚泥を水蒸気による間接加熱により、例えば水分量が２０％程度になるまで乾燥させる水蒸気乾燥機１２と、水蒸気乾燥機１２から排出される排ガス（汚泥乾燥蒸気）中に含まれる微粒子等を捕集して除塵する集塵機１６と、集塵機１６を出た汚泥乾燥蒸気を昇圧タービン１８ａによって昇圧することでエネルギポテンシャルを上げ、この昇圧した蒸気（再利用蒸気、加熱用蒸気）を水蒸気乾燥機１２の熱源として供給する循環管路２０とを備える。

図２は、水蒸気乾燥機１２の構造の一例を示す構成図である。図１及び図２に示すように、水蒸気乾燥機１２は、ケーシング２２の周囲に加熱用蒸気が導入される外熱ジャケット（加熱用ジャケット）２４が配設されている。水蒸気乾燥機１２では、脱水ケーキ貯留槽１４から搬送された脱水汚泥をケーシング２２の内部空間へと投入する汚泥投入器２６の下流側先端が、汚泥投入口２５からケーシング２２内に突出するように連結されている。汚泥投入器２６は、例えばモーノポンプである。つまり、当該水蒸気乾燥機１２では、モーノポンプ（汚泥投入器２６）からケーシング２２内へと脱水汚泥が直接投入される。

循環管路２０から供給される加熱用蒸気を外熱ジャケット２４内に導入するために、外熱ジャケット２４の側面には、昇圧タービン１８ａの下流側の配管２０ａが連結される入口ポート２８ａが設けられる。また、外熱ジャケット２４の下面には、ケーシング２２内部の脱水汚泥をその凝縮潜熱によって間接的に加熱した加熱用蒸気の凝縮水をドレンするための排水口２８ｂが設けられている。

一方、ケーシング２２内で外熱ジャケット２４による乾燥作用によって脱水汚泥から蒸発した蒸気や臭気を含む排ガス（汚泥乾燥蒸気）は、上面に設けられた出口ポート２９ａから配管２０ｂへと流通され、集塵機１６を通過した後、配管２０ｃへと流通され、昇圧タービン１８ａへと導入されて、再び配管２０ａへと循環される。

従って、水蒸気乾燥機１２では、汚泥投入器２６からケーシング２２内に投入された脱水汚泥は、ケーシング２２内で攪拌機構２７によって攪拌されつつ搬送され、入口ポート２８ａから外熱ジャケット２４内に投入される加熱用蒸気（例えば、１５０℃、０．３８ＭＰａ・Ｇ程度）によって間接的に加熱、乾燥される。脱水汚泥から蒸発した蒸気である汚泥乾燥蒸気を含む排ガス（乾燥排ガス。例えば、１００℃、０．０ＭＰａ・Ｇ程度）は、出口ポート２９ａから循環管路２０へと流通する一方、乾燥された脱水汚泥である乾燥汚泥は、下面に設けられた排出ポート２９ｂから外部に排出される。このように、本実施形態では、水蒸気乾燥機１２として、外熱式の水蒸気乾燥機を用いている。

集塵機１６は、水蒸気乾燥機１２の出口ポート２９ａから配管２０ｂを介して導入される排ガス中に含まれる微粒子等を除塵して、乾燥汚泥として排出する一方、除塵がなされた排ガスを配管２０ｃへと流通させる装置である。本実施形態では、循環管路２０において、乾燥排ガス中に含まれる蒸気である汚泥乾燥蒸気のエネルギ（蒸発潜熱、顕熱）を利用し、水蒸気乾燥機１２の熱源として再利用するため、当該集塵機１６は、乾燥排ガス中に含まれる蒸気の持つエネルギを保持した状態で乾燥汚泥等の微粒子を除塵する装置を用いるものとする。そこで、集塵機１６には、サイクロン式の集塵機や、バグフィルタを用いることが好ましく、従来公知のものを用いることができる。

昇圧タービン１８ａは、後述する昇圧動力ライン１０ｂにおいて、例えば２３６℃、３．０ＭＰａ・Ｇ程度でボイラ（廃熱ボイラ）３４から供給される蒸気（ボイラ蒸気、動力用蒸気）によって回転駆動される膨張タービン１８ｂによって回転されることで、配管２０ｃを流通してきた汚泥乾燥蒸気を圧縮・昇圧し、例えば、１５０℃、０．３８ＭＰａ・Ｇ程度の蒸気として配管２０ａへと流通させるための昇圧装置である。なお、図１中の参照符号１７は、バックアップ用の電動圧縮機であり、膨張タービン１８ｂによる昇圧タービン１８ａの駆動ができない場合や出力不足の場合に利用される。

次に、昇圧動力ライン１０ｂの構成を説明する。

昇圧動力ライン１０ｂは、水蒸気乾燥機１２の排出ポート２９ｂから外部に排出される乾燥汚泥が搬送機構３６によって搬送され、この乾燥汚泥をガス化処理するガス化炉３８と、ガス化炉３８から排出され、高温サイクロン３９によって灰等が除塵され、燃焼処理された燃焼排ガス（例えば、８００〜９００℃程度）を利用して蒸気を生成するボイラ３４と、膨張タービン１８ｂを通過したボイラ蒸気が持つ余剰エネルギを利用して発電を行う発電ライン４０とを備える。ガス化炉３８は、一般的な乾燥汚泥のガス化設備でよく、例えば、循環流動炉を用いるとよい。

ボイラ３４で生成されたボイラ蒸気は、配管４０ａを通って膨張タービン１８ｂを回転駆動し、これにより昇圧タービン１８ａを回転させて循環管路２０を流れる汚泥乾燥蒸気を圧縮して昇圧する。膨張タービン１８ｂを出たボイラ蒸気には、十分なエネルギが保持されていることから、このボイラ蒸気は、一部を白煙防止器４２の加温用に抽気すると共に、残りは配管４０ｂを通って、発電ライン４０に導入される。

発電ライン４０には、配管４０ｂの上流側から順に、蒸気発電機４４と、コンデンサ４６及びバイナリー発電機４８と、貯水槽５０とが設けられている。発電ライン４０を構成する蒸気発電機４４やバイナリー発電機４８で発電された電気は、例えば、水蒸気乾燥機１２や各種ファンやポンプ等、当該乾燥システム１０を構成する各装置の駆動電力として利用されることで、システム全体の省エネルギ化が図られている。

蒸気発電機４４は、膨張タービン１８ｂを通過した蒸気を用いて発電を行う発電機であり、蒸気タービン式等の各種発電機を用いることができる。

図３は、コンデンサ４６の構造の一例を示す構成図である。コンデンサ４６は、蒸気発電機４４を通過した余剰ボイラ蒸気の持つエネルギ（潜熱及び顕熱）を回収する凝縮器（エネルギ回収装置）である。図１及び図３に示すように、コンデンサ４６は、内部に温水管路４５が設けられた筒体４７を備える。コンデンサ４６は、蒸気発電機４４の下流側の配管４０ｂが連結される入口ポート５２ａから筒体４７内に流入される蒸気を、温水管路４５を流通する温水と熱交換させることで凝縮させる凝縮器であり、従来公知のものを用いることができる。

すなわち、コンデンサ４６は、入口ポート５２ａから筒体４７内に流入した蒸気を、温水入口ポート５４ａから温水管路４５を経て温水出口ポート５４ｂへと流れる温水によって凝縮することで、蒸気の持つエネルギを回収するエネルギ回収装置であり、発生した凝縮水は排出口５６から配管４０ｃへとドレン排出される一方、凝縮しない残りのガス（不凝縮性ガス）は、出口ポート５２ｂから排出される。

図４は、バイナリー発電機４８の構造の一例を示す構成図である。バイナリー発電機４８は、フロンやアンモニア、炭化水素等の低沸点の熱媒体（作動媒体）の蒸気を利用して発電する発電機であり、従来公知のものを用いることができる。

図１及び図４に示すように、バイナリー発電機４８は、作動媒体を蒸発させる蒸発器６０と、蒸発器６０で蒸発した作動媒体によって回転されるタービン６２と、タービン６２を経て膨張した作動媒体を冷却して凝縮させる凝縮器７０と、作動媒体を閉回路６５内で流通させるポンプ６６とを備え、タービン６２に連結された発電機６８によって発電することができる。凝縮器７０で閉回路６５内を流れる作動媒体を凝縮させるための冷却回路６７には、冷却媒体が流通され、この冷却媒体は、ポンプ６９により、凝縮器７０からクーリングタワー（冷却塔）６４へと循環される。

蒸発器６０には、コンデンサ４６の温水出口ポート５４ｂからの配管７２ｂと、温水入口ポート５４ａへの配管７２ａとが連結されている。つまり、蒸発器６０は、コンデンサ３８で乾燥排ガス中の蒸気のエネルギを回収した温水により、該温水よりも低沸点の作動媒体を加熱し蒸発させるものであり、作動媒体の沸点は、コンデンサ４６で蒸気からエネルギを回収した温水（例えば、７５℃〜９５℃程度）よりも低い必要がある。

コンデンサ４６の排出口５６から配管４０ｃへと排出されたドレン水は、貯水槽５０に貯水されると共に、ポンプ７４によって貯水槽５０からボイラ３４へと供給され、再びボイラ蒸気として循環される。

本実施形態に係る乾燥システム１０は、基本的には、上記のような乾燥ライン１０ａ及び昇圧動力ライン１０ｂによって構成されており、水蒸気乾燥機１２からの乾燥排ガスが循環管路２０を循環しつつ、昇圧タービン１８ａによって昇圧されることで水蒸気乾燥機１２の間接加熱用の熱源として再利用される一方、昇圧タービン１８ａを駆動する膨張タービン１８ｂは、水蒸気乾燥機１２からの乾燥汚泥を燃料とするボイラ３４のボイラ蒸気によって駆動され、さらに、膨張タービン１８ｂを出たボイラ蒸気の持つエネルギは、蒸気発電機４４やバイナリー発電機４８で回収され、電力としてシステム各部に供給されることになる。

ところで、当該乾燥システム１０では、水蒸気乾燥機１２から排出される汚泥乾燥蒸気の持つエネルギポテンシャル（温度及び圧力）を昇圧タービン１８ａで上昇させてから熱源として利用する構成としているが、汚泥乾燥蒸気の持つエネルギを有効に利用し、外熱ジャケット２４での凝縮潜熱によって脱水汚泥を効率的に加熱するためには、水蒸気乾燥機１２から排出される汚泥乾燥蒸気中の絶対湿度を所定値以上、例えば２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上、好ましくは、６（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上に管理しておくことが有効である。

図５は、各湿度（絶対湿度）における蒸気温度１５０℃となるための必要見掛け圧力を示すグラフであり、蒸気を昇圧して所望の温度（図５では、１５０℃の場合を例示）まで高めるために必要な見掛け上の必要圧力を示している。例えば、蒸気の絶対湿度が２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）の場合、この蒸気を１５０℃まで昇温するためには、圧力を０．５１（ＭＰａ・Ｇ）程度まで高める必要があることを示す。なお、蒸気の湿度が１００％の場合には、１５０℃まで昇温するために、０．３８ＭＰａ・Ｇにする必要がある。

図５に示すように、蒸気の絶対湿度が２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）未満の場合には、１５０℃まで昇温するためには、０．５１（ＭＰａ・Ｇ）以上の圧力とする必要があり、蒸気の絶対湿度が６（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上となった場合に、グラフの傾きが小さくなり、必要見掛け圧力が大きく違わないことがわかる。

そこで、本実施形態では、昇圧タービン１８ａでの汚泥乾燥蒸気の昇圧負荷を可及的に低減しつつ、水蒸気乾燥機１２での加熱用蒸気としての必要温度（例えば、１５０℃）まで昇温するために、水蒸気乾燥機１２から排出されるガス中の絶対湿度を２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上、好ましくは、６（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上に管理することが有効であることがわかる。

このように、本実施形態では、水蒸気乾燥機１２から排出する汚泥乾燥蒸気中の絶対湿度を２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上で管理し、しかも、この汚泥乾燥蒸気を昇圧タービン１８ａで昇圧してから水蒸気乾燥機１２の外熱ジャケット２４に導入することにより、昇圧タービン１８ａの負荷を抑えつつ、汚泥乾燥蒸気の持つ潜熱全体のエネルギのうちの大部分を回収し、脱水汚泥の乾燥に用いることができる。このため、脱水汚泥から発生する汚泥乾燥蒸気の持つ潜熱を高い効率で回収し、汚泥の乾燥エネルギとすることができる。

なお、水蒸気乾燥機１２から排出する汚泥乾燥蒸気中の絶対湿度を２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上に管理するためには、例えば、当該水蒸気乾燥機１２のケーシング２２内部を気密構造とし、外気のリークを可及的に低減することが有効である。そこで、水蒸気乾燥機１２について、例えば、ケーシング２２の軸グランド部にランタンリング、リップシール、ラビリンスシール等を適用し、また、脱水汚泥をモーノポンプである汚泥投入器２６からの直接投入構造とし、さらに、乾燥汚泥排出部である排出ポート２９ｂや集塵機１６からの乾燥汚泥の排出経路に二重ダンパ９０を設けたシール構造とすることも有効である。

以上のように、本実施形態に係る汚泥の乾燥システム１０では、蒸気を用いた間接加熱によって脱水汚泥を乾燥する水蒸気乾燥機１２と、水蒸気乾燥機１２で乾燥される脱水汚泥から生じる蒸気を昇圧する昇圧タービン１８ａと、昇圧タービン１８ａで昇圧された蒸気を加熱用蒸気として水蒸気乾燥機１２へと導入する循環管路２０と、水蒸気乾燥機１２から排出される乾燥汚泥を燃料として昇圧タービン１８ａの動力源となる動力用蒸気（ボイラ蒸気）を生成し、該動力用蒸気を膨張タービン１８ｂに供給するガス化炉３８及びボイラ３４とを備える。

このように、間接加熱式の水蒸気乾燥機１２での乾燥排ガスを乾燥汚泥のエネルギを利用して駆動される昇圧タービン１８ａで昇圧し、そのエネルギポテンシャルを高めてから、当該水蒸気乾燥機１２の外熱ジャケット２４に投入して熱源とすることにより、乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱を有効に利用して、汚泥の乾燥を行うことができ、システム全体の省エネルギ化を図ることができる。ここで、昇圧装置である昇圧タービン１８ａにより、汚泥乾燥蒸気は、０．１〜０．５ＭＰａ・Ｇ程度、例えば、汚泥の蒸発温度＋２０℃以上と、圧力、例えば常圧乾燥（１００℃蒸発）であれば０．１ＭＰａ・Ｇ以上まで昇圧されると、そのエネルギポテンシャルが十分なものとなり、熱源としてより効果的に利用できるようになる。

この際、水蒸気乾燥機１２での乾燥排ガスの絶対湿度を、例えば２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上に管理することにより、該乾燥排ガス中の蒸気の有する潜熱、つまり従来は有効に回収・再利用できなかった脱水汚泥の水分蒸発に費やすエネルギを、外熱ジャケット２４での凝縮潜熱として有効に回収・利用することが可能となる。

なお、水蒸気乾燥機１２からの乾燥排ガスを昇圧する昇圧装置としては、昇圧タービン１８ａ以外のものを用いてもよく、例えば、エゼクタ１９（図６参照）を用いてもよい。

図６は、エゼクタ１９を用いた汚泥の乾燥システム１０１の全体構成図である。乾燥システム１０１は、図１に示す乾燥システム１０の昇圧タービン１８ａ及び膨張タービン１８ｂに代えて、昇圧装置としてエゼクタ１９を備えた昇圧動力ライン１０ｃを有する構成となっている。エゼクタ１９は、公知のものを用いればよい。エゼクタ１９は、ボイラ３４から配管４０ａを流れるボイラ蒸気を高圧の駆動流とし、水蒸気乾燥機１２から集塵機１６を経て配管２０ｃを流れる汚泥乾燥蒸気を低圧の吸引流とし、配管２０ａに中圧の蒸気を吐出するように設置されており、エゼクタの駆動流として利用されない余剰のボイラ蒸気及び吸引流として利用されない余剰の汚泥乾燥蒸気は、上記の構成と同様に、発電ライン４０又は発電ライン４０と同様のバイナリー発電ラインに流通させればよい。

また、当該乾燥システム１０では、昇圧タービン１８ａの動力、つまり膨張タービン１８ｂの駆動に利用されたボイラ３４からの動力用蒸気（ボイラ蒸気）の余剰分を利用する発電機（例えば、蒸気発電機４４やバイナリー発電機４８）を備えたことにより、システム外部からの電気入力を一層低減することができる。例えば、従来の乾燥システムでは、システム全体での消費電力が３２０（ｋＷ／ｈ）であったが、当該乾燥システム１０では、システム全体での消費電力が３６１（ｋＷ／ｈ）であると同時に、蒸気発電機４４及びバイナリー発電機４８での発電電力が１６４（ｋＷ／ｈ）となり、結果、実際の必要電力は１９７（ｋＷ／ｈ）となり、従来のシステムに対して約３８％の電力削減率を得ることができた。

当該乾燥システム１０では、水蒸気乾燥機１２からの排ガスの流通方向で、当該水蒸気乾燥機１２と、昇圧タービン１８ａとの間に、水蒸気乾燥機１２からの排ガスを除塵処理する集塵機１６を設けている。このような集塵機１６を設けることにより、汚泥乾燥蒸気は、その潜熱が保持された状態で除塵されるため、外熱ジャケット２４等でのダスト付着や、効率低下が抑制され、潜熱を有効に回収することができる。

ところで、上記の乾燥システム１０では、昇圧動力ライン１０ｂにおいて、ガス化炉３８を設けた構成を例示したが、このガス化炉３８に代えて、焼却設備や炭化設備等を設け、乾燥システム１０をこれら焼却設備や炭化設備と組み合わせたシステムとして構成してもよい。

図７は、乾燥システム１０の第２変形例に係る汚泥の乾燥システム１００の全体構成図である。なお、図７において、図１〜図６に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、以下の図８についても同様とする。

図７に示すように、乾燥システム１００は、ガス化炉３８に代えて、焼却炉１０２を有した昇圧動力ライン１０ｄを備える。焼却炉１０２は、搬送機構３６によって搬送された乾燥汚泥を焼却処理するものであり、その燃焼排ガスがボイラ３４に送られる。

図８は、乾燥システム１０の第３変形例に係る汚泥の乾燥システム１１０の全体構成図である。図８に示すように、乾燥システム１１０は、ガス化炉３８に代えて、熱風炉１１２と、炭化炉１１４と、再燃炉１１６とを有した昇圧動力ライン１０ｅを備える。炭化炉１１４は、搬送機構３６によって搬送された乾燥汚泥を炭化処理するものであり、その熱源は熱風炉１１２によって循環利用され、その排ガスが再燃炉１１６で燃焼処理された後、ボイラ３４に送られる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

１０、１００、１０１、１１０汚泥の乾燥システム
１０ａ乾燥ライン
１０ｂ〜１０ｅ昇圧動力ライン
１２水蒸気乾燥機
１６集塵機
１８ａ昇圧タービン
１８ｂ膨張タービン
２０循環管路
３４ボイラ
４０発電ライン
４４蒸気発電機
４６コンデンサ
４８バイナリー発電機

Claims

間接加熱によって脱水汚泥を乾燥する乾燥機と、
前記乾燥機で乾燥される脱水汚泥から生じる蒸気を昇圧する昇圧装置と、
前記昇圧装置で昇圧された蒸気を加熱用蒸気として前記乾燥機へと導入する循環管路と、
前記乾燥機から排出される乾燥汚泥を燃料として前記昇圧装置の動力源となる動力用蒸気を生成し、該動力用蒸気を前記昇圧装置に供給する乾燥汚泥処理装置と、
を備えることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
請求項１記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
前記乾燥機は、乾燥する脱水汚泥から生じる蒸気を含む排ガスの絶対湿度が２（ｋｇ−Ｈ_２Ｏ／ｋｇ−ＤＡ）以上であることを特徴とする汚泥の乾燥システム。
請求項１又は２記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
前記昇圧装置の動力として利用された前記動力用蒸気を利用して発電する蒸気発電機を備えたことを特徴とする汚泥の乾燥システム。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の汚泥の乾燥システムにおいて、
前記昇圧装置の動力として利用された前記動力用蒸気を凝縮し、該動力用蒸気の凝縮潜熱を利用して発電を行うバイナリー発電機を備えたことを特徴とする汚泥の乾燥システム。