WO2016163044A1 - 横型回転式乾燥機による乾燥方法及び乾燥システム - Google Patents

横型回転式乾燥機による乾燥方法及び乾燥システム Download PDF

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WO2016163044A1
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WO
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end side
heating
rotating cylinder
processed
carrier gas
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PCT/JP2015/076768
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English (en)
French (fr)
Inventor
正康 伊藤
善二 加藤
渡辺　健司
諏訪　聡
Original Assignee
月島機械株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/30—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotary or oscillating containers; with movement performed by rotary floors
    • F26B17/32—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by rotary or oscillating containers; with movement performed by rotary floors the movement being in a horizontal or slightly inclined plane

Definitions

  • the present invention relates to a drying method and a drying system using a horizontal rotary dryer.
  • STD Steam dryers
  • Patent Document 1 Call-in tubes
  • rotary kilns rotary kilns, and the like are frequently used as dryers for drying workpieces such as coal and ore.
  • Coal and ore are used as raw materials for steelmaking and refining, fuel for power generation, etc., and since these are required to be processed stably and in large quantities, each of the above dryers is adopted as a dryer that meets this requirement. Has been.
  • STD indirectly heats the object to be treated, it has high thermal efficiency and a large amount of treatment per unit volume. Moreover, since the size can be increased, it is suitable for the demand for mass processing.
  • the call-in tube also indirectly heats the object to be processed, so that the heat efficiency is high and the processing amount per unit volume is large as in the case of the STD.
  • the processing amount per unit volume is large as in the case of the STD.
  • Rotary kilns have the disadvantage of poor thermal efficiency compared to indirect heating because they are dried directly by applying hot air to the workpiece.
  • the exhaust treatment facility becomes very large. For this reason, STD has an advantage as a dryer for processing a large amount of objects to be processed.
  • the transport system of the object to be processed and the dried object, such as STD is made of N 2 gas or the like. Measures are taken to prevent oxygen contamination by filling with an inert carrier gas. Also, water or volatiles vapor splashed with heating operation, N 2 inert gas such as gas, use circulating so as not to dew point, the water or volatiles in the circulation system to the outside of the system by condensed The inert gas such as N 2 gas itself is circulated and used.
  • the necessary circulation amount of the inert gas depends on the scale of the facility, but in a large facility, the fan and duct of the circulation line are also enlarged, resulting in an increase in power consumption and facility cost.
  • the gas temperature is often used at 20 to 50 ° C. In order to reduce the capacity of the wet gas in the circulation system, it is necessary to reduce the capacity of the circulating inert gas.
  • the problem can be solved theoretically by raising the exhaust gas temperature from the dryer flowing into the condenser and increasing the dew point.
  • dew condensation due to heat dissipation or the like becomes a problem due to the limitation of the product temperature (to prevent dew condensation on the surface of the workpiece) and the saturated gas.
  • the filling rate of the object to be processed is large, the filling part is overheated, and if the cooling on the gas side and the movement of the evaporated vapor are small, the dew point increases and condensation occurs on the discharge side.
  • Such a dew condensation state often needs to be extremely avoided depending on the type of dry matter, and examples thereof include coal and certain resin raw materials.
  • a main object of the present invention is to provide a drying method using a horizontal rotary dryer capable of reducing the amount of carrier gas while preventing condensation.
  • a supply port for the object to be processed is provided on one end side, and a discharge port for the object to be processed is provided on the other end side.
  • a rotating cylinder rotatable around the axis and a number of heating tubes through which a heating medium passes are provided in the rotating cylinder.
  • the drying method according to the present invention further satisfies the conditions that the temperature of the discharged dried product is 95 ° C. or higher and the temperature on the discharge side of the carrier gas is 95 ° C. or higher.
  • the system of the present invention is as follows.
  • a supply port for the object to be processed is provided on one end side, and a discharge port for the object to be processed is provided on the other end side.
  • a rotating cylinder rotatable around the axis and a number of heating tubes through which a heating medium passes are provided in the rotating cylinder.
  • the horizontal rotary dryer for heating and drying the object to be processed by the heating tube in the process of supplying the object to be processed to one end side of the rotating cylinder and discharging from the other end side, Satisfy all of the following conditions: (1) Means for circulating an inert carrier gas in the rotating cylinder from the one end side to the other end side in a cocurrent manner, (2) A heating means for heating the carrier gas provided on the other end side, A drying system using a horizontal rotary dryer.
  • a heating trace provided on the other end of the rotating cylinder can be used.
  • the heating means a jacket structure in which a heating medium provided on the other end side of the rotating cylinder is circulated can be used.
  • the heating means can be a fin provided on the other end side of the heating tube.
  • Condensation is a problem mainly on the discharge side (the other end side of the rotating cylinder).
  • the parallel flow system which distribute
  • the carrier gas temperature is about 20 to 40 ° C., so that the exhaust temperature becomes low, and the evaporation at the inlet of the object to be processed is condensed and adheres to the object to be dried.
  • the exhaust gas temperature and the product temperature can be increased even with a small amount of carrier gas.
  • the product temperature of the discharged dried product is 95 ° C. or higher, preferably 97 ° C. or higher, more desirably 99 ° C. or higher
  • the temperature on the discharge side of the carrier gas is 95 ° C. or higher, preferably 97 ° C.
  • the temperature is more preferably 99 ° C. or more, so that condensation is unlikely to occur.
  • the carrier gas amount can be reduced by setting the dew point of the carrier gas to 95 ° C. or higher under these conditions, but on the other hand, the dew point is about 97 ° C. It becomes. Therefore, condensation can be prevented by providing a heating means for heating the carrier gas on the other end side to increase the exhaust gas temperature.
  • Table 1 shows a part of the absolute humidity table.
  • the amount of water vapor xs contained in 1 kg of dry air in this table increases with an increase in temperature t.
  • the amount of water vapor xs is 1000 g / kg at 87 ° C., but about 3 at 95 ° C. .1 times, about 5.5 times at 97 ° C. and about 17 times at 99 ° C. This means that when the temperature is increased, more steam can be included in a certain air volume, and the included amount becomes significantly higher at 95 ° C. or higher.
  • the air flow rate of carrier gas and the product temperature of the discharged dry matter are determined based on the water vapor amount xs (g / kg) in the range of 85 ° C to 87 ° C. It was.
  • the air volume of the carrier gas for exhausting the necessary amount of moisture can be reduced.
  • condensation can be prevented by providing a heating means for heating the carrier gas on the other end side of the rotating cylinder.
  • the product temperature of the discharged dried product in the present invention refers to the temperature of the dried product immediately after being discharged from the discharge port of the rotating cylinder.
  • the temperature on the discharge side of the carrier gas refers to the temperature of the carrier gas immediately after being discharged from the gas discharge port of the rotating cylinder.
  • the “other end side” of the present invention means less than 50% of the entire length from the other end of the rotating cylinder.
  • the length is in the range of (0.5 to 2.0) D. If the arrangement length of the heating means is short, the heating is not sufficient, and if the arrangement length of the heating means is excessively long, the heating energy loss increases and the equipment cost increases.
  • the amount of carrier gas can be reduced while preventing condensation.
  • FIG. 1 is a perspective view of an example of a horizontal rotary dryer according to the present invention. It is a side view of the example of a horizontal type rotary dryer concerning the present invention. It is the side view which showed the screw feeder and its periphery. It is an enlarged view (side view) of the other end side of a rotating cylinder. It is a side view of the horizontal rotary dryer (modification) concerning the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line XX in FIG. 5. It is a side view in case a supply system is a chute type. It is a side view in case a supply system is a vibration trough type. It is a side view which shows the example of a structure by the side of discharge of a rotation cylinder.
  • workpiece W As an object to be dried, and specific examples thereof include ores such as coal, copper ore, iron powder, and zinc powder, metallic substances, gypsum, alumina, soda ash, and other inorganic substances. And dehydrated sludge.
  • ores such as coal, copper ore, iron powder, and zinc powder
  • metallic substances such as coal, copper ore, iron powder, and zinc powder
  • metallic substances such as coal, copper ore, iron powder, and zinc powder
  • metallic substances metallic substances, gypsum, alumina, soda ash, and other inorganic substances.
  • dehydrated sludge As dehydrated coal.
  • the present invention is particularly effective in the case of drying coal.
  • the structure of the horizontal rotary dryer has a cylindrical rotating cylinder 10 and is installed so that the axis of the rotating cylinder 10 is slightly inclined with respect to a horizontal plane.
  • One end of the rotary cylinder 10 is positioned higher than the other end.
  • two support units 20 and a motor unit 30 are installed so as to support the rotating cylinder 10, and the rotating cylinder 10 is rotated around its own axis by the motor unit 30. It is supposed to be free.
  • the rotating cylinder 10 is configured to rotate in one direction. The direction can be arbitrarily determined. For example, when viewed from one end side (supply port side of the workpiece W) to the other end side (discharge port side of the workpiece W), counterclockwise (arrow R direction) Can be rotated.
  • a plurality of heating tubes 11 are arranged in the circumferential direction and the radial direction so as to form a concentric circle with respect to the axis of the rotating cylinder 10.
  • the heating tube 11 is warmed by steam or the like as a heating medium flowing through the inside of the heating tube 11.
  • gas blowing means for blowing carrier gas A (inert gas) from the supply port 41 into the rotary cylinder 10 is provided, and is blown by the gas blowing means.
  • carrier gas A in the vicinity of the screw feeder 42.
  • a plurality of discharge ports 50 are formed through the peripheral wall on the other end side of the rotating cylinder 10.
  • a plurality of discharge ports 50 are formed along the circumferential direction of the rotating cylinder 10, and in the example of FIGS. 2 and 4, they are formed so as to be separated from each other so as to form two rows.
  • the several discharge port 50 is all made the same shape, it can also be made into a different shape. Further, as clearly shown in FIG. 1, it is desirable that the processed product E is discharged downward through a hood 35 having a discharge port under the discharge port 50 group.
  • a steam supply pipe 70 and a drain pipe 71 for supplying steam into the heating pipe 11 are provided on the other end side of the rotary cylinder 10.
  • the rotary cylinder 10 is provided with a classification hood 55 that can discharge the workpiece W and the carrier gas A so as to cover the other end side having the plurality of discharge ports 50.
  • the classification hood 55 is formed of, for example, a thick metal, and a fixed discharge port 57 for discharging the dried and classified processed material W, that is, the processed material E, is provided on the bottom surface, and a carrier on the top surface. Each has a fixed exhaust port 56 for exhausting the gas A.
  • the workpiece W is supplied into the screw feeder 42 from the supply port 41, and is supplied into the rotary cylinder 10 by rotating a screw installed in the screw feeder 42 by a driving means (not shown).
  • the workpiece W supplied from the supply port 41 moves to the other end side of the rotary cylinder 10 while being in contact with the heating tubes 11, 11... Heated by the steam, and is moved to the hood via the discharge port 50. 35 is discharged as a processed product E.
  • the carrier gas A blown from the supply port 34 (example in FIG. 1) or the supply port 41 (example in FIG. 2) by the blowing means provided on one end side of the rotary tube 10 passes through the rotary tube 10. It passes through and is exhausted out of the rotary cylinder 10 from the discharge port 50 which is also the discharge port of the workpiece W.
  • the steam supplied from the steam supply pipe 70 into the heating pipe 11 is cooled in the process of flowing through the heating pipe 11 and becomes drain D by the workpiece W and the heating pipe 11 contacting and exchanging heat. , And is discharged from the drain pipe 71.
  • the carrier gas A blown from the supply port 41 by the blowing means provided on one end side of the rotating cylinder 10 passes through the rotating cylinder 10 and is a discharge port 50 that is also a discharge port for the workpiece W.
  • the carrier gas A is exhausted from the discharge port 50 together with the fine particles C dispersed in the rotary cylinder 10 by the scraping plate 60.
  • the carrier gas A exhausted from the exhaust port 50 is exhausted from the classification hood 55 through the fixed exhaust port 56.
  • particles having a large particle size and a heavy weight fall in the rotary cylinder 10 and naturally fall from the discharge port 50 located on the lower side without accompanying the carrier gas A.
  • the particles that have fallen naturally are discharged to the outside as a processed object E from the fixed discharge port 57.
  • a chute method (FIG. 7), a vibration trough method (FIG. 8), and the like can be used as a method for supplying a workpiece to the horizontal rotary dryer.
  • the supply chute 46 is coupled to the intake box 45, and the workpiece W supplied from the supply port 41 falls in the supply chute 46 and moves into the rotary cylinder 10.
  • An intake box 45 is connected to the rotary cylinder 10 via a seal packing 47, and the rotary cylinder 10 rotates while maintaining a seal between the rotary cylinder 10 and the intake box 45.
  • the intake box 45 is a trough (the cross-sectional shape is concave), and a vibration motor 48 and a spring 49 are coupled to the lower end of the intake box 45.
  • the workpiece W supplied from the supply port 41 falls on the trough.
  • the workpiece W is moved into the rotary cylinder 10 by the vibration of the intake box 45 by the vibration motor 48.
  • the intake box 45 it is preferable to have an inclination downward toward the rotating cylinder so that the workpiece W can easily move.
  • the cross-sectional shape of the rotary cylinder 10 may be a rectangle (such as a hexagon) if necessary, in addition to a circle described later.
  • the rectangular rotating cylinder 10 is rotated, the workpiece W is lifted by the corner portion of the rotating cylinder 10, so that there is an advantage that the mixing property of the workpiece W is improved.
  • there is a demerit that the number of heating tubes to be arranged is reduced because the cross-sectional area of the rotating cylinder 10 is narrower than in the case of a circular shape.
  • FIG. 9 a form as shown in FIG. 9 can also be adopted.
  • the carrier gas A passes through the casing 80 from the inside of the rotating cylinder 10 through the inside of the partition wall 23 and is discharged from the carrier gas discharge port 33 on the upper part thereof.
  • the carrier gas A is a reuse gas
  • dust or the like is contained in the carrier gas A.
  • the ribbon screw Z is disposed inside the partition wall 23, that is, the gas passage U2
  • the gas Dust or the like mixed in is captured by the ribbon screw Z.
  • the captured dust or the like is sent toward the openings 21 and 22 by the feeding action of the ribbon screw Z, and is discharged into the casing 80.
  • the discharged dust or the like is discharged from the discharge port 32 below the discharge casing by free fall.
  • the screw blades 24 also rotate. Therefore, the dried processed product E from which the workpiece W has been dried is sent through the feed passage U1 toward the openings 21 and 22 by the feeding action of the screw blades 24 and is discharged from the openings 21 and 22.
  • the discharged dry matter E is discharged from the discharge port 32 below the discharge casing by its own weight.
  • a steam path (an internal steam supply pipe 61 and an internal drain discharge pipe 62) that penetrates the casing 80 and extends into the partition wall 23 is provided integrally with the rotary cylinder 10.
  • the internal steam supply pipe 61 communicates with the inlet header part of the heating pipe 11 in the end plate part 17, and the internal drain discharge pipe 62 communicates with the outlet header part of the heating pipe 11 in the end plate part 17.
  • the steam supply pipe 70 and the drain discharge pipe 71 are connected to the internal steam supply pipe 61 and the internal drain discharge pipe 62 via the rotary joint 63, respectively.
  • the support structure of the rotary cylinder 10 includes a screw casing 42 provided on one end side and a gas pipe 72 provided on the other end side in addition to the support structure in which the two tire members 20, 20 are attached to the outer periphery of the rotary cylinder 10.
  • a bearing (not shown) may be attached to the outer periphery of the tire to support the bearing, or a support structure in which the tire member 20 and the bearing are combined.
  • the arrangement of the heating tubes 11 can be selected as appropriate together with the number of the heating tubes 11. For example, in addition to the arrangement along the radial radial line as shown in FIG. 10, a curved line as shown in FIG.
  • condition (1) is satisfied in the form described above.
  • condition (2) the condition that the product temperature is 95 ° C. or higher
  • (3) the condition that the temperature on the discharge side of the carrier gas is 95 ° C. or higher the temperature of the heating medium to be circulated in the heating pipe is determined Select the speed and arrangement of the heating tube.
  • the important factors for satisfying the conditions (2) and (3) are the temperature of the carrier gas and the air volume of the carrier gas passing through the rotating cylinder.
  • heating means for the carrier gas is provided.
  • a jacket 12 surrounding the rotating cylinder 10 is provided on the other end side of the rotating cylinder 10, and the heating medium S is caused to flow between the outer wall surface of the rotating cylinder 10 and the inner wall of the jacket 12. It is desirable to heat from the outside.
  • the drying speed of the workpiece W can be increased, and the temperature of the carrier gas A on the other end side (discharge side) is increased, which is suitable for preventing condensation.
  • the heating medium S include steam at 95 ° C. or higher (preferably 99 ° C. or higher) to 200 ° C., off-gas at factories (particularly steelworks), and the like.
  • a form in which a plurality of trace pipes 12A are provided so as to surround the rotating cylinder 10 is also suitable.
  • the product temperature of the discharged dry matter can be defined as a temperature passing through the discharge port, but normally, the outlet temperature of the hood 35 may be used as an index.
  • the “temperature on the discharge side of the carrier gas” is realistic in that the outlet temperature at the discharge port is used as an index.
  • fins 12B are provided on the discharge side of the heating tube 11 to increase the contact rate between the carrier gas and the object to be processed, and to increase the product temperature of the discharged dry matter and the temperature on the discharge side of the carrier gas. It becomes an effective heating means.
  • a retainer 13 in order to adjust the hold-up on the discharge side and reduce the filling rate, a retainer 13 can be provided as shown in FIG. What is necessary is just to select the height of the retainer 13 suitably. By providing the retainer 13, there is less stagnation on the downstream side, and the discharge is performed. Therefore, the filling rate of “discharged dry matter” is reduced, and the product temperature of the discharged dry matter and the temperature on the discharge side of the carrier gas are reduced. Can be increased.
  • FIG. 12 is a graph of drying change in the case of a certain coal type
  • the gas dew point differs depending on whether the amount of carrier gas is large or small.
  • condensation occurs in the “condensation region” shown in the figure. Therefore, as shown in the figure, it can be understood that dew condensation is prevented when the carrier gas temperature and the product temperature are increased.
  • the carrier gas amount is about 20% of the comparative example under the conditions of the present invention.
  • the dried product is hot-molded in consideration of the risk of dust explosion and ignition. In this case, it is necessary to raise the product temperature to about 100 ° C. to 150 ° C.
  • the product temperature of the dried product is increased, there is an advantage that it is suitable for hot forming. It was found.

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Abstract

【課題】乾燥機の乾燥能力を向上させて、被処理物の大量処理を容易にする横型回転式乾燥機を提供する。 【解決手段】次の条件を満たすようにする。 （１）回転筒（１０）内に不活性のキャリアガス（Ａ）を、一端側から他端側に並流方式で流通させる、 （２）前記他端側において前記キャリアガスを加熱する。

Description

横型回転式乾燥機による乾燥方法及び乾燥システム
　本発明は、横型回転式乾燥機による乾燥方法及び乾燥システムに関する。
　石炭や鉱石等の被処理物を乾燥する乾燥機としては、スチームチューブドライヤー（以下「ＳＴＤ」という。）、コールインチューブ（特許文献１）、ロータリーキルン等が多用されている。石炭や鉱石は、製鉄や精錬の原料、発電燃料等として用いられ、これらを安定的にかつ大量に処理することが要求されるため、この要求に適う乾燥機として、前記の各乾燥機が採用されている。
　ＳＴＤは被処理物を間接加熱するため、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。また、大型化も可能であるため、大量処理の要求に適している。
　コールインチューブも被処理物を間接加熱するため、前記ＳＴＤと同様に、熱効率が高く、単位容量当たりの処理量も多い。しかし、ＳＴＤに比べて大型化が難しいという欠点がある。例えば、前記ＳＴＤ１台で処理できる量をコールインチューブで処理しようとしたとき、複数台必要となる場合がある。
　ロータリーキルンは、被処理物に熱風を当てて直接乾燥させるため、間接加熱に比べて熱効率が悪いという欠点がある。また、排気処理設備が非常に大きくなるという欠点もある。かかる理由から、大量の被処理物を処理する乾燥機としては、ＳＴＤに優位性がある。
実用新案登録第２５１５０７０号公報
　近年は、被処理物の大量乾燥処理の要求が強く、その要求に応えるため、乾燥機の大型化が進んでいる。ＳＴＤの大型化を例に挙げると、シェル径が４ｍで、本体長が３０ｍ以上のものも作られている。
　他方で、大型のＳＴＤあるいは小型のＳＴＤにより、石炭や樹脂原料などの着火燃焼のおそれがある被処理物を乾燥させる場合、ＳＴＤを含め被処理物及び乾燥物の搬送系をＮ2ガス等の不活性ガスのキャリアガスで充満させることにより、酸素の混入を防止する方策が採られている。
　また、加熱操作で飛散した水又は揮発分の蒸気を、Ｎ2ガス等の不活性ガスを、露点にならないように循環使用し、この循環系内で水又は揮発分をコンデンスさせて系外に除去し、Ｎ2ガス等の不活性ガスそのものは循環使用するようにしている。
　しかし、このことが要因となって次の問題が残る。第１に、不活性ガスの必要な循環量は設備の規模にも依存するが、大型設備では、循環ラインのファンやダクトも大型化し、電力消費量及び設備費が嵩む。
　第２に、循環系内での水又は揮発分のコンデンスには、冷却水が使用されることが一般的であるために、ガス温度は２０～５０℃で使用されることが多い。
　循環系の湿ガスの容量を低減するためには、循環する不活性ガスの容量を低減させることが必要になってくる。
　この場合、コンデンサに流入する乾燥機からの排ガス温度を上げて、露点をも上昇させれば理論的には問題解決が可能である。
　しかし、品温の制限（被処理物表面での結露防止のため）と飽和ガスであることとによって、放熱等による結露が問題となる。
　大型のＳＴＤでは、被処理物の充填率が大きいと充填部が過熱状態となり、ガス側での冷却、並びに蒸発蒸気の移動が少ないと、露点が上昇し、排出側で結露が発生する。
　かかる結露状態は、乾燥物の種類によっては極度に避ける必要がある場合が多く、その例として石炭やある種の樹脂原料などがある。
　したがって、本発明の主たる課題は、結露を防止しながら、キャリアガス量を低減できる横型回転式乾燥機による乾燥方法を提供することにある。
　上記課題を解決した本発明方法は次記のとおりである。
　一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
　次の条件の全てを満たす、
（１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる、
（２）前記他端側において前記キャリアガスを加熱する、
　ことを特徴とする横型回転式乾燥機による乾燥方法。
　本発明に係る乾燥方法は、さらに、排出乾燥物の品温を９５℃以上とする、キャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とする条件をも満たすことが望ましい。
　本発明のシステムは次記のとおりである。
　一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
　次の条件の全てを満たす、
（１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる手段、
（２）前記他端側に設けた、前記キャリアガスを加熱する加熱手段、
　を有することを特徴とする横型回転式乾燥機による乾燥システム。
　この加熱手段としては、回転筒の他端側に設けた加熱用トレースを使用できる。
　また、加熱手段としては、回転筒の他端側に設けた加熱媒体を流通させるジャケット構造としたものも使用できる。
　さらに、加熱手段は、加熱管の他端側に設けたフィンであることもできる。
　前記条件のほか、他端側にリテーナを設けることも加えることができる。
　結露が問題になるのは、主に排出側（回転筒の他端側）である。
　本発明においては、回転筒内に不活性のキャリアガスを、一端側から他端側に流通させる並流方式としている。
　向流方式の場合には、キャリアガス温度が約２０～４０℃程度であるので、排気温度が低くなり、被処理物供給の入口部での蒸発分がコンデンスして被乾燥物に付着する問題のほか、排ガス温度及び品温の上昇は困難である。
　しかるに、並流方式によれば、少ないキャリアガス量であっても、排ガス温度及び品温の上昇が可能である。
　さらに、本発明では、排出乾燥物の品温を９５℃以上、好ましくは９７℃以上、より望ましくは９９℃以上とする、並びにキャリアガスの排出側の温度を、９５℃以上、好ましくは９７℃以上、より望ましくは９９℃以上とするので、結露が生じ難くなる。
　しかしながら、これらの条件によって、キャリアガスの露点を９５℃以上にすることにより、キャリアガス量を低減できるが、その反面、露点が９７℃程度であるので、わずかな放熱部であっても結露領域となる。
　そこで、他端側に、キャリアガスを加熱する加熱手段を設けて排ガス温度を高めることにより、結露を防止できる。
　ここで、排出乾燥物の品温及び／又はキャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とすることについて説明を補足する。
　表１は、絶対湿度表の一部を抜き出したものである。この表における１ｋｇ乾き空気に含まれる水蒸気量ｘｓは、温度ｔの上昇に伴って多くなるが、その水蒸気量ｘｓは、８７℃の場合が１０００ｇ／ｋｇであるのに対し、９５℃では約３．１倍、９７℃では約５．５倍、９９℃では約１７倍と飛躍的に増大する。このことは、温度を高めると、ある風量中により多く蒸気を包含できることを意味し、その包含量は９５℃以上で顕著に多くなる。
　しかるに、従来では、結露を確実に防止することを考慮して、８５℃～８７℃の範囲の水蒸気量ｘｓ（ｇ／ｋｇ）を基準としてキャリアガスの送風量及び排出乾燥物の品温を定めていた。
　これに対し、排出乾燥物の品温及び／又はキャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とし、露点を高めることによって、必要な水分量を排気するための、キャリアガスの風量を低減できる。しかし、前述のように結露の発生が微妙である領域での運転となる問題として浮き上がってくる。しかし、本発明に従って、回転筒の他端側に、キャリアガスを加熱する加熱手段を設けることにより結露を防止できるのである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、本発明における排出乾燥物の品温は、回転筒の排出口から排出された直後の乾燥物の温度をいう。
　また、キャリアガスの排出側の温度は、回転筒のガス排出口から排出された直後のキャリアガスの温度をいう。
　さらに、本発明の「他端側」とは、回転筒の他端からその全長に対して５０％未満をいう。好ましくは、回転筒の内径Ｄ基準で、排出乾燥物の排出口中心から被処理物の供給口が形成された一端側に、（０．５～３．５）Ｄまでの長さまでの範囲が好ましい。より望ましくは（０．５～２．０）Ｄまでの長さ範囲である。
　加熱手段の配設長さが短いと加熱が十分でなく、加熱手段の配設長さが過度に長いと加熱エネルギーロスが大きくなり、かつ設備費も嵩む。
　以上のように、本発明によれば、結露を防止しながら、キャリアガス量を低減できる。
本発明に係る横型回転式乾燥機例の斜視図である。 本発明に係る横型回転式乾燥機例の側面図である。 スクリューフィーダ及びその周辺を示した側面図である。 回転筒の他端側の拡大図（側面図）である。 本発明に係る横型回転式乾燥機（変形例）の側面図である。 図５のＸ－Ｘ線断面図である。 供給方式がシュート式である場合の側面図である。 供給方式が振動トラフ式である場合の側面図である。 回転筒の排出側の構造例を示す側面図である。 横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第１配置形態）例を示した横断面図である。 横型回転式乾燥機の加熱管の配置（第２配置形態）例を示した横断面図である。 結露の発生の説明用グラフである。 ジャケット設置例の概要図である。 トレース配管の設置例の概要図である。 フィン形成例の概要図である。 リテーナの設置例の概要図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図を用いて更に説明する。なお、以下の説明及び図面は、本発明の実施形態の一例を示したものにすぎず、本発明の内容をこの実施形態に限定して解釈すべきでない。
（被処理物Ｗ）
　まず、乾燥対象物としての被処理物Ｗについて限定はなく、その具体例として、石炭、銅鉱石、鉄粉、亜鉛粉等の鉱石、金属系物質、石膏、アルミナ、ソーダ灰等の無機系物質、脱水汚泥等を挙げることができる。
　しかしながら、本発明は石炭の乾燥の場合が特に効果が顕著にあらわれる。
（間接加熱横型回転式乾燥機）
　次に、本発明に係る横型回転式乾燥機（以下、「ＳＴＤ（Ｓｔｅａｍ　Ｔｕｂｅ　Ｄｒｙｅｒの略称）」ともいう。）について説明する。この横型回転式乾燥機の構造は、図１及び図２に例示するように、円筒状の回転筒１０を有し、この回転筒１０の軸心が水平面に対して若干傾くようにして設置されており、回転筒１０の一端が他端よりも高く位置している。回転筒１０の下方には、２台の支持ユニット２０及びモーターユニット３０が回転筒１０を支持するようにして設置されており、回転筒１０は、モーターユニット３０によって、自身の軸心回りに回転自在とされている。この回転筒１０は、一方向に回転するようになっている。その方向は任意に定めることができ、例えば、一端側（被処理物Ｗの供給口側）から他端側（被処理物Ｗの排出口側）を見て、反時計回り（矢印Ｒ方向）に回転させることができる。
　回転筒１０の内部には、金属製のパイプであるスチームチューブ（加熱管）１１が、被乾燥物への伝熱管として、回転筒１０の軸心に沿って延在して多数取り付けられている。この加熱管１１は、例えば回転筒１０の軸心に対して同心円を成すように周方向及び径方向に複数本ずつ配列されている。この加熱管１１は、加熱媒体である蒸気等が加熱管１１の内部を流通することで温められる。
　スクリューフィーダ４２の近傍には、供給口４１からキャリアガスＡ（不活性ガス）を回転筒１０の内部に吹き込むガス吹込み手段（図示しない）が設けられており、このガス吹込み手段によって吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０の他端側に向かって回転筒１０の内部を流通する。
　図２、図４に示すように、回転筒１０の他端側における周壁には、複数の排出口５０が貫通して形成されている。排出口５０は、回転筒１０の周方向に沿って複数形成され、図２、図４の例では、２つの列を成すように相互に離間して形成されている。また、複数の排出口５０は、全て同形とされているが、異形とすることもできる。
　また、図１に明示されているように、処理物Ｅは、排出口５０群を覆う下方に排出口を有するフード３５を介在させて下方に排出するようにするのが望ましい。
　また、回転筒１０の他端側には、加熱管１１内に蒸気を供給する蒸気供給管７０とドレン管７１とが設けられている。
　なお、前記回転筒１０の他端側内部に、被処理物Ｗを撹拌する撹拌手段（詳細構造は図示していない）を設けても良い。
　また、図５、図６に示すように、回転筒１０には、複数の排出口５０を有する他端側を覆うように、被処理物Ｗ及びキャリアガスＡを排出可能な分級フード５５を設けても良い。この分級フード５５は、たとえば肉厚な金属から形成されており、底面に、乾燥及び分級された被処理物Ｗの乾燥物、つまり処理物Ｅを排出する固定排出口５７を、天面にキャリアガスＡを排気する固定排気口５６を、それぞれ有する。
（乾燥過程）
　次に、図１～図４を参照しながら、横型回転式乾燥機で被処理物Ｗを乾燥する過程を説明する。
　被処理物Ｗは、供給口４１からスクリューフィーダ４２内に供給され、このスクリューフィーダ４２内部に設置されたスクリューを図示しない駆動手段によって回動させることによって、回転筒１０の内部に供給される。供給口４１から供給された被処理物Ｗは、蒸気によって加熱された加熱管１１,１１…に接触して乾燥されつつ、回転筒１０の他端側に移動し、排出口５０を介してフード３５から処理物Ｅとして排出される。
　他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口３４（図１の例）又は供給口４１（図２の例）から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。
　また、蒸気供給管７０から加熱管１１内に供給した蒸気は、被処理物Ｗと加熱管１１が接触して熱交換することにより、加熱管１１内を流れる過程で冷却されてドレンＤになり、ドレン管７１から排出される。
（変形例）
　次に、図５、図６を参照しながら、撹拌手段６５及び分級フード５５を備えた横型回転式乾燥機を用いる場合についての動作についても説明する。この場合において、前記説明と重複する部分は、省略する。
　回転筒１０内に供給された被処理物Ｗは、撹拌手段６５の存在する位置まで到達すると、撹拌手段６５によって撹拌され、続いて、図６に示すように、回転筒１０の回転に伴って回動する掻上板６０によって掻き上げられる。掻き上げられた被処理物Ｗは、掻上板６０が回転筒１０の上側に位置すると、自然に落下し、その際に被処理物Ｗに含まれる微粒子Ｃが回転筒１０内に分散する（いわゆるフライトアクション）。
　他方、回転筒１０の一端側に設けられた吹込み手段によって、供給口４１から吹き込まれたキャリアガスＡは、回転筒１０内を通過して、被処理物Ｗの排出口でもある排出口５０から回転筒１０外に排気される。この際、キャリアガスＡは、掻上板６０によって回転筒１０内に分散された微粒子Ｃを伴って排出口５０から排気される。排出口５０から排気されたキャリアガスＡは、固定排気口５６を介して分級フード５５から排気される。
　被処理物Ｗのうち、粒子径が大きく重量が重い粒子は、回転筒１０内において落下し、キャリアガスＡに伴うことなく、下側に位置した排出口５０から自然落下する。この自然落下した粒子（被処理物Ｗ）は、固定排出口５７から処理物Ｅとして外部に排出される。
（被処理物の供給方式の変形例）
　本発明に係る横型回転式乾燥機の被処理物の供給手段の変形例を説明する。
　横型回転式乾燥機へ被処理物を供給する方式には、前記スクリュー式（図３）のほか、シュート式（図７）や振動トラフ式（図８）なども使用できる。シュート式では、供給シュート４６が吸気ボックス４５と結合しており、供給口４１から供給した被処理物Ｗが、供給シュート４６内を落下し、回転筒１０内へ移動する。吸気ボックス４５がシールパッキン４７を介して回転筒１０に接続しており、回転筒１０と吸気ボックス４５間のシールを維持しながら、回転筒１０が回転する構造になっている。振動トラフ式では、吸気ボックス４５がトラフ（断面形状が凹状）であり、その吸気ボックス４５の下端に振動モータ４８とばね４９が結合している。供給口４１から供給した被処理物Ｗは、トラフの上に落下する。そして、振動モータ４８により吸気ボックス４５が振動することにより、被処理物Ｗが回転筒１０内へと移動する。吸気ボックス４５を取り付ける際は、被処理物Ｗが移動しやすいように、回転筒へ向かって下る傾斜を持たせると良い。
（回転筒変形例）
　回転筒１０の断面形状は、後述する円形のほか、必要ならば矩形（六角形など）にしても良い。矩形の回転筒１０を回転すると、回転筒１０ではその角部により被処理物Ｗが持ち上がるため、被処理物Ｗの混合性が良くなる利点がある。一方で、円形の場合に比べて、回転筒１０の断面積が狭くなるため、配置する加熱管の数が減るというデメリットも存在する。
（処理物の排出方式の変形例）
　横型回転式乾燥機から乾燥処理物Ｅを排出する方式としては、図９のような形態も採用できる。かかる形態において、キャリアガスＡは、回転筒１０内から、隔壁２３の内側を介してケーシング８０を通り、その上部のキャリアガス排出口３３から排出される。このキャリアガスＡが再利用ガスである場合は、キャリアガスＡ中に粉塵等が含まれているが、隔壁２３の内側、すなわちガス通路Ｕ２には、リボンスクリューＺが配されているため、ガスに混入している粉塵等は、このリボンスクリューＺによって捕捉される。捕捉された粉塵等は、リボンスクリューＺの送り作用により開口部２１、２２へ向かって送られ、ケーシング８０内へ排出される。排出された粉塵等は、自由落下により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。
　また、回転筒１０の回転に伴って、スクリュー羽根２４も回転する。従って、被処理物Ｗが乾燥した乾燥処理物Ｅは、送り出し通路Ｕ１内を、開口部２１、２２へ向かってスクリュー羽根２４の送り作用により送られ、開口部２１、２２から排出される。排出された乾燥物Ｅは、自重により排出ケーシング下方の排出口３２から排出される。
　他方、ケーシング８０を貫き、隔壁２３内へ延在する蒸気経路（内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２）が、回転筒１０と一体で設けられている。内部蒸気供給管６１は、端板部１７における加熱管１１の入口ヘッダ部に、内部ドレン排出管６２は端板部１７における加熱管１１の出口ヘッダ部に連通している。また、蒸気供給管７０及びドレン排出管７１は、回転継手６３を介して、内部蒸気供給管６１及び内部ドレン排出管６２にそれぞれ連結している。
（回転筒の支持構造変形例）
　そのほか、回転筒１０の支持構造は、回転筒１０の外周に２つのタイヤ部材２０,２０を取り付ける前記支持構造のほか、一端側に設けたスクリューケーシング４２と、他端側に設けたガス管７２の外周にベアリング（図示しない）を取り付け、このベアリングを支持する構造や、前記タイヤ部材２０とベアリングを組み合わせる支持構造にしても良い。
　加熱管１１の本数とともに、加熱管１１の配置は適宜選択できる。たとえば図１０のように放射半径線に沿った配置の他、図１１のように曲線でもよい。
　＜本発明の条件＞
　さて、本発明では、上述のように、次の条件の全てを満たすことが必要である。
（１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる、
（２）排出乾燥物の品温を９５℃以上とする、
（３）キャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とする、
（４）前記他端側に、前記キャリアガスに対する加熱手段を設ける。
　ここで（１）の条件については、既述の形態で満足する。
　他方、（２）品温を９５℃以上とする条件、及び（３）キャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とする条件については、加熱管内に流通させる加熱媒体の温度を定めるほか、回転速度と加熱管の配置なども選定する。
　しかし、条件（２）及び（３）を満たすために重要な要素は、キャリアガスの温度及び回転筒内を通るキャリアガスの風量である。
　しかしながら、これらの要素のみでは十分でないことが多いから、キャリアガスに対する加熱手段を設ける。
　その例として、　図１３に示すように、回転筒１０の他端側にこれを囲むジャケット１２を設け、回転筒１０の外壁面とジャケット１２の内壁の間に加熱媒体Ｓを流し、回転筒１０の外側からも加熱を行うのが望ましい。
　その結果、ジャケット１２を設けない場合と比べて、被処理物Ｗの乾燥速度を上げることができるほか、他端側（排出側）でのキャリアガスＡの温度を高め、結露の防止に適している。
　この加熱媒体Ｓの例として、９５℃以上（好ましくは９９℃以上）～２００℃の蒸気、工場（特に製鉄所）でのオフガス等を挙げることができる。
　そのほか、前記ジャケット１２の代わりに、図１４に示すように、回転筒１０を囲むようにトレース配管１２Ａを複数設ける形態も好適である。
　ここで、「排出乾燥物の品温」は、排出口を通る温度として規定できるが、通常はフード３５の出口温度を指標としてもよい。
　他方で、「キャリアガスの排出側の温度」としては排出口での出口温度を指標とするの現実的である。
　また、図１５に示すように、加熱管１１の排出側にフィン１２Ｂを設け、キャリアガス及び被処理物との接触率を高め、排出乾燥物の品温及びキャリアガスの排出側の温度を高めるのに有効な加熱手段となる。
 　他方、排出側でのホールドアップを調節し、充填率を低減させるために、図１６に示すようにリテーナ１３を設けることができる。リテーナ１３の高さは適宜選択すればよい。
　リテーナ１３を設けることで、それより下流側では停滞が少なく排出が行われるために、「排出乾燥物」の充填率を低減して、排出乾燥物の品温及びキャリアガスの排出側の温度を高めることができる。
　さて、ある石炭種の場合における乾燥変化グラフである図１２に着目すると、ガス露点はキャリアガス量が多い場合と少ない場合で異なる。そして、ガス露点より品温が低いと図示の「結露領域」において結露が生じる。したがって、図示のように、キャリアガス温度及び品温を高めると、結露防止を図ることが解るであろう。
　（比較例）
　ある石炭種の場合において、図１２に示すように、恒率～減率域において品温が約８０～９０℃程度であり、ガス温度及びガス露点も同様な温度域で操作する場合、たとえば１００ｗｅｔＴ／ｈで供給し、水分を１０ｗｔ％から５ｗｔ％まで並流方式で乾燥させる際に、結露を防止するために必要な排気量は、蒸発水量を含んで約２５０ｍ3／ｍｉｎとなり、排気処理には集塵機のろ過面積は約２５０ｍ2、排気ブロワ約４５ｋＷが必要であった。
　（実施例）
　これに対し、本発明の条件では、キャリアガス量を比較例の約２０％で足りることが判明した。
　そして、乾燥品は粉塵爆発や発火の危険性を考慮して熱間成形される場合が多い。この場合には、品温を約１００℃～１５０℃に昇温させる必要があるが、実施例においては、乾燥製品の品温を高くしてあるので、熱間成形に適するものとなる利点も見出された。
１０　回転筒
１１　スチームチューブ（加熱管）
１２　ジャケット１２
１２Ａ　トレース配管
１２Ｂ　フィン
１３　リテーナ
４１　供給口
５０　排出口
５５　分級フード
５６　固定排気口
５７　固定排出口
Ａ　　キャリアガス
Ｅ　　処理物
Ｗ　　被処理物

Claims (7)

  1. 　一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
    　次の条件の全てを満たす、
    （１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる、
    （２）前記他端側において前記キャリアガスを加熱する、
    　ことを特徴とする横型回転式乾燥機による乾燥方法。
  2. 　一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
    　次の条件の全てを満たす、
    （１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる、
    （２）排出乾燥物の品温を９５℃以上とする、
    （３）キャリアガスの排出側の温度を９５℃以上とする、
    （４）前記他端側において前記キャリアガスを加熱する、
    　ことを特徴とする横型回転式乾燥機による乾燥方法。
  3. 　一端側に被処理物の供給口を、他端側に被処理物の排出口を有し、軸心周りに回転自在な回転筒と、加熱媒体が通る多数の加熱管を前記回転筒内に設け、被処理物を前記回転筒の一端側に供給して他端側から排出する過程で、前記加熱管により被処理物を加熱して乾燥させる横型回転式乾燥機において、
    　次の条件の全てを満たす、
    （１）前記回転筒内に不活性のキャリアガスを、前記一端側から他端側に並流方式で流通させる手段、
    （２）前記他端側に設けた、前記キャリアガスを加熱する加熱手段、
    を有することを特徴とする横型回転式乾燥機による乾燥システム。
  4. 　加熱手段は、回転筒に設けた加熱用トレースである請求項３記載の横型回転式乾燥機による乾燥システム。
  5. 　加熱手段は、回転筒の他端側に設けた加熱媒体を流通させるジャケット構造である請求項３記載の横型回転式乾燥機による乾燥システム。
  6. 　加熱手段は、加熱管の他端側に設けたフィンである請求項３記載の横型回転式乾燥機による乾燥システム。
  7. 　前記回転筒の他端側内部にリテーナが設けられている請求項３記載の横型回転式乾燥機による乾燥システム。
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