JPH0235944A - 固体又は固液混合体の加熱処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体又は固液混合体、例えば農林産物の加工
残渣、排ガスの湿式処理又は汚泥水の処理によって生ず
る含水残渣、金属、硝子、セラミックス体の研磨等によ
って生ずるスラリー状固液混合物等を加熱処理する装置
に関する。

〔従来の技術］ 従来、固体又は固液混合体の加熱処理には、ロータリー
キルン方式が最も広く利用されている。

またその他にも各種ロータリ一方式が提案されているが
、その実用例は少い。

〔発明が解決しようとする課題］ 上記ロータリーキルン方式は、処理対象物の範囲が広い
が、キルン本体を廻転させる為の支持機構、駆動機構、
及び端部のシール機構等の諸要素を必要とする上に、キ
ルン内部の被処理物と、これを加熱する熱ガスとの間の
熱交換面積が、構造上手さいので、その分、処理量当り
の設備スケールが大きくなり易いという問題がある。

しかし他により良いコンパクトな方式が見出されていな
い、またこのようなロータリーキルン方式の有する小さ
い熱交換面積をカバーする試みとして、充填層を利用す
る方法も古くから提案されている。それは、充填層に於
ける充填体の大きな表面積を利用して、熱ガスと充填体
の熱交換を、コンパクトな設備で行った後、被処理対象
物と、この加熱された充填体とを接触せしめて、その乾
燥・加熱・破砕等の処理を行おうとするものである。

この場合も充填体で充填層を構成し熱ガスによってその
加熱を行うことは、コンパクトな設備でできるが、その
後の被処理物と充填体の接触を行わしめるプロセスに伴
う攪拌機構、充填体の篩分は排出、搬送、充填層への投
入等について、コンパクトで簡単な手段が見出されてい
ないために、この方式の実用例は極めて限定されている
。

即ち、以上を要約すれば、固体又は固液混合体の加熱処
理装置としては、ロータリーキルン方式が代表的であり
、その有する問題の解決として充填層方式も提案されて
来たが、その利点を蟲かに超える充填体の機械的処理等
に係る煩られしさのために、実用化は殆ど進んでいない
というのが現実である。

本発明は、上記従来の装置のもつ欠点を解決した固体ま
たは固液体の加熱処理装置を提供しようとするものであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明の固体又は固液混合体の加熱処理装置は、ぼり水
平におかれ、上部に被処理物供給口下部にスクリーンを
備えた被処理物排出口がそれぞれ設けられた円筒形容器
、同円筒形容器と同心に配置された回転軸に取付けられ
同円筒形容器内壁と間隙をおいて回転する複数の回転羽
根、上記円筒形容器内に自由空間を残した充填層を形成
する充填材、及び上記円筒形容器の被処理物の供給口と
排出口にそれぞれ接続された２個の熱ガス流出入口を備
えている。

〔作用〕

本発明において、充填層を形成する充填材は、一方の熱
ガス流出入口から円筒形容器内に流入し他方の熱ガス流
出入口から流出する熱ガスによって加熱され、同容器内
に供給される被処理物をその広い、表面積を介して加熱
する。

また、充填材は、回転羽根の回転に伴って円筒形容器内
を回動する。この際、充填材は円筒形容器内に自由空間
を残した充填層を形成しているために、充填材は同容器
の上部において自由空間に接する充填材の面は、回転羽
根と回転軸の回転によって、充填材が移動する方向に行
くに従って下降する自然傾斜面を形成し、同傾斜面に沿
って転動して落下する。これによって、容器内壁に近い
部分と容器中心に近い部分にある充填材及び被処理物の
混合及び摺れ合いが行なわれる。

一方、回転羽根は円筒形容器内壁と間隙をおいて回転し
ているために、容器内壁付近の充填体は静止している同
容器内壁によってその移動が抑制され、回転羽根の回転
軌跡内にある充填材は、回転羽根及び回転軸の動きに追
随した軸心まわりの回転運動を行う。即ち、円筒形容器
の半径方向について見ると、充填材の軸心まわりの移動
速度は、回転羽根の回転軌跡内では半径方向外方に行く
に従って増大し、回転羽根の回転軌跡外に出た部分では
、半径方向外方に行くに従って減少し、容器内壁でほゞ
零となる。このようにして、円筒形容器内において、充
填材の速度差が発生し、これによって同容器内で全域で
充填材の摺り合いが行なわれる。

上記の充填材の傾斜面に沿う転勤落下及び回転羽根と回
転軸の回転に伴う速度差による充填材の摺り合いによっ
て、充填材に付着した乾燥固形分は剥離され、また被処
理物が破砕されて、スクリーンを通して円筒形容器外に
排出される。

また、被処理物を伴う上記傾斜面に沿う充填材の転勤落
下による混合によって、被処理物は充填材と十分に混合
され熱交換の効率を高めることになる。

更に、上記のように充填材が回転羽根と共に下降する円
筒形容器の一方の半分の部分では、被処理物が充填材と
混合することによって、充填材が上昇する他の半分の部
分に比して通気性が少い。

このために、より通気性の高い上記他の半分では熱ガス
による充填材の加熱がより大きく、上記−方の半分の部
分では混合擦り合いが行なわれて、加熱された充填材が
被処理物と混合して加熱されると共に、被処理物が破砕
され充填材上に形成された乾燥固化物が剥離され、これ
らがスクリーンを介して系外に排出されることになる。

なお、本発明によって、被処理物の乾燥は勿論、その乾
溜、炭化等の加熱処理を行なうことができる。

［実施例１ 本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明する
。

１は水平におかれた円筒形容器であって、同容器１を貫
通し第１図矢印方向に回転する駆動軸４に固定され同容
器１と同心の第２図矢印方向に回転する回転軸４Ａが内
蔵されている。同回転軸４Ａには、容器ｌの軸方向長さ
とは）′同じ巾をもち、その先端が容器１の内壁との間
に間隙りを形成する放射状の８枚の回転羽根が取付けら
れている。

上記容器１内には、自由空間をもつ充填層を形成するよ
うにセラミックス等の充填材が充填されている。上記容
器１の上部には被処理物供給口ＩＡが、下部にはスクリ
ーン６をもつ被処理物排出口ＩＢが設けられ、上記供給
口ＩＡには熱ガス上部流出入口１１が接続されており、
また排出口ＩＢを覆って被処理物排出用のスクリューフ
ィーダ１゜と被処理物排出口１４とをもつ排出部１５が
設けられ、同排出部１５には熱ガス下部流出入口１２が
接続されている。７は容器１の上方に設けられた被処理
物３のホッパであり、その下部には水平搬送機８をもつ
投入機１３が設けられ、被処理物３は同水平搬送機８及
び上記投入機１３のロータリーフィーダ９を経て上記供
給口ＩＡに供給されるようになっている。また上記熱ガ
ス上部流入口１１は、ロータリーフィーダ９の下流側の
投入機１３の部分に開口している。

本実施例において、被処理物３は、ホッパ７に投入され
、水平搬送８１Ｂとロータリーフィーダ８を備えた投入
機１３を経て容器１内に投入される。

熱ガスは、第２図実線矢印に示すように、熱ガス上部流
出入口１１より容器１内に入り、熱ガス下部流出入口１
２より排出され、容器１内の充填材を加熱する。

容器１内の充填材２の動きに着目すると、容器ｌの内壁
に近いところでは、回転羽根５は容器内壁と間隙りをお
いて回転しているために、充填材２の移動は静止してい
る容器内壁によって抑制される。一方回転羽根５の軌跡
内においては、充填材２の移動は、回転軸４Ａ及び回転
羽根５の動きに追随した軸心まわりの回転移動に近づ（
傾向を示す。このようにして容器１内の半径方向におい
て生じる充填材２の速度差によって、充填材２及びこれ
と共に移動する被処理物３の摺り合いが容器１内の全域
で行なわれる。

また、第２図に示す容器１内の上部にある自由空間に接
する充填材２は、回転軸４Ａの回転に従って、充填材２
が形成する同充填材が移動する方向に行くに従って下降
する自然傾斜面に沿って転勤落下を行い、この部分で容
器１の内壁に近い部分のそれと廻転軸４Ａの外面に近い
部分のそれとの混合及び摺り合いが行われる。

こ＼で、充填材２と加熱用熱ガスとの熱交換に着目すれ
ば、第２図に示されるように、廻転軸４Ａを取巻く容器
１の第２図における左半分、右半分いづれもが充填層熱
交換室として働くが、充填材２が下降する容器１の左半
分は被処理物３が混入するために、通気性に於て充填材
２が上昇する容器１の右半分よりや一劣る。従って充填
材２は主としてより通気性の高容器ｌの右半分で熱ガス
により予熱され、容器ｌの左半分では、熱ガスによる被
処理物３の予熱も若干行われるが、容器１の左半分の主
たる機能として充填材２と被処理物３との混合が進行さ
れることになる。容器１の左半分に於て上記のように、
充填材２と被処理物３との混合擦り合わせが行われると
、この部分での充填材２と被処理物３との接触面積即ち
熱交換面積が大きいので、容器ｌの左半分で被処理物３
の加熱乾燥が進行し、その大部分はスクリーンを通過し
て系外に排出されることとなる。容器１の左半分での被
処理物３との熱交換によって降温された充填材２は容器
１の右半分の空間を上昇する間に、熱ガスとの熱交換に
よって、再び容器１の左半分の空間での乾燥処理を行う
循環に入る。

本実施例においては、先に述べたように容器１の内壁に
近いところにある充填材２については、外容器内壁が静
止しているのに対し、廻転羽根５の軌跡内の充填材２の
廻転移動の影響で、容器内壁に対し相対的な移動運動が
行われる。

また中心部の廻転軸４Ａの外面に近い充填材２について
は、廻転軸４Ａの外面の軸心まわりの廻転移動に対し、
その外側にある充填材２の影響で移動について相対的ズ
レが生ずることになる。この結果、容器１の内部の充填
材２は容器１内の全媚 域で擦れ合い運動を行うことになる。

また容器ｌ内の上部空間部においては、充填材２は上記
自然傾斜面に沿って転勤落下することによって、摺れ合
いが行われると共に、この転勤落下の過程に於て充填材
２のうちで容器１外壁部に近く位置したものと内壁部に
近く位置したものの混合が行われ、充填材２についてそ
のラディアル方向について、熱交換への寄与に関しての
均一化が確保される。

以上の働きによって、充填材２の表面に付着した乾燥固
形分は剥離され、スクリーン６を通して外部に排出され
る。

楊 また、上記の充填材２の容器ｌ内での擦れ合い運動によ
って被処理物３の中の有機繊維質、膜質、或いは粉粒体
凝固物等は破砕されて、同じくスクリーン６を通ってス
クリューフィーダー１０によって排出口１４から外部に
排出される。

以上の場合は、本実施例において、熱ガスを熱ガス上部
流出入口１１から容器１内に導入して熱ガス下部流出入
口１２から排出しているが、乾燥のみでなく、加熱し乾
溜（有機ガス成分分解放出）を行う必要がある場合には
、第２図点線に示すように、下部熱ガス流出入口１２か
ら熱ガスを導入し、上部熱ガス流出入口１１から排出す
る様式にする。即ち、この場合には、被処理物と熱ガス
の相対的移動の形は、カウンターフロー型となって、乾
燥という処理傾城を超えて、更らに加熱乾溜を行うこと
ができる。

以上の通り、本実施例においては、充填材２によって形
成される充填層の有する熱交換機能によりて、熱ガスの
通過経路に充填されている充填材２を効率的に加熱する
ことが出来るだけでなく、容器１内に上部から投入され
る被処理物３は、充填層を構成する充填材２と接触し、
充填材２の有する大きな外表面積の為に充填材２によっ
て効率的に加熱される。

それと共に、容器１内で全面的に起る充填材２棋 の樟れ合いによって、充填材２の表面に付着し充填材２
の熱を受けて乾燥固形化した被処理物３は充填材２の表
面から剥離されることとなり、同時に、この過程で被処
理物３の破砕も一部進行することとなる結果、被処理物
３をスクリーン６より容器１外に排出することができる
。また、容器１内に投入された被処理物３と充填材２と
の混合は、容器１内の空間に於て、廻転する回転羽根の
廻転方向については基本的にこの回転羽根の動きによっ
て誘起されるが、これに加えて、容器１の上部の自由空
間に接する位置にある充填材２の上記自然傾斜面に沿う
転勤落下に伴う混合作用によって、容器１内の中心部に
近い充填材２と外壁部に近い充填材２とは１廻転毎に混
合が行われる結果、被処理物３と充填材２との混合は容
器１内の全域に亘って偏りなく行われることになる。

また本実施例における充填体２の廻転運動は、従来装置
のような、外系としてのスクリュー・コンベーヤー、パ
ケット・コンベーヤー等に転るのでなく容器１内部空間
全域に亘っての廻転移送によっている為に、その設備が
簡単であって、著しく設備費を低減することができる。

更らにまた、充填体２の容器１内の移動が、容器１内全
域に亘って行われる結果、充填体２の廻転移動を誘起す
る上記廻転羽根の移動速度を可成り小さくしても、熱ガ
スと充填材２との熱交換量、充填材２と被処理物３との
熱交換量、これに対応すべき充填材２の廻転移動量等の
熱伝達上のバランスは充分達成されることになり、しか
も実験の結果によれば乾燥処理等に必要な温度領域では
、設備の摩耗による諸問題は殆んど見られなかった。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明はほゞ水平におかれた円筒
形容器内において同容器内壁と間隙をおいて回転羽根を
回転させ、円筒形容器内に自由空間を残した充填層を形
成し熱ガスによって加熱される充填材を同回転羽根及び
回転軸の回転に伴って容器内を移動させることによって
、被処理物は充填材と十分に混合され、充填材のもつ広
い表面積で充填材によって効果的に加熱され、また円筒
形容器内の全域において起る充填材の摺れ合いによって
被処理物が破砕されると共に充填材に付着した乾燥固化
物を剥離させスクリーンを経て容器外に排出することが
できる。

また、本発明は、従来のもの−ように大損りなスクリュ
ーコンベヤ、パケットコンベヤ等を必要としないために
、装置全体がコンパクトになり設備費を低減させること
ができると共に、設備の摩耗等の問題もなく長期間使用
できる耐久性のある装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、°第２図は同縦断
面図である。 １−−一円筒形容器、　　　ＩＡ−−一被処理物供給口
。 Ｂ−− 被処理物排出口、２− 被処理物、　　　　４Ａ−−一 回転羽根、６− ホッパー 熱ガス上部流出入口。 熱ガス下部流出入口。 被処理物投入機。 被処理物排出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ほゞ水平におかれ上部に被処理物供給口と下部にスクリ
   ーンを備えた被処理物排出口がそれぞれ設けられた円筒
   形容器、同円筒形容器と同心に配置された回転軸に取付
   けられ同容器内壁と間隙をおいて回転する複数の回転羽
   根、上部円筒形容器内に自由空間を残した充填層を形成
   する充填材、及び上記円筒形容器の被処理物の供給口と
   排出口にそれぞれ接続された２個の熱ガス流出入口とを
   備えたことを特徴とする固体又は固液混合体の加熱処理
   装置。