(57)【要約】【課題】熱風発生機から熱風を乾燥機に送り込んで被乾燥物を乾燥させる乾燥方法において、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合でも、乾燥後の被乾燥物が所定の含水率となるように安定して適切に乾燥することができる乾燥方法及び乾燥設備を提供する。【解決手段】乾燥機出口排ガス温度を測定し、その測定温度が所定の目標温度となるように、熱風発生機２に戻す排ガスの量を調整して乾燥機２に送り込む熱風の流量を制御するとともに、熱風発生機２に供給する燃料の油量を調整して乾燥機２入口での熱風温度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱風発生機から熱風を乾燥機に送り込んで被乾燥物を乾燥させ、乾燥機からの排ガスの一部を熱風発生機に戻すようにした乾燥方法であって、乾燥機出口の排ガス温度に応じて、熱風発生機に戻す排ガスの量と乾燥機入口での熱風温度を併せて調整することにより、乾燥後の被乾燥物の含水率を制御することを特徴とする乾燥方法。
【請求項２】
乾燥機出口の排ガス温度が予め定めた目標温度より低い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を増加させるとともに乾燥機入口での熱風温度を上昇させ、乾燥機出口の排ガス温度が予め定めた目標温度より高い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を減少させるとともに乾燥機入口での熱風温度を下降させることを特徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
【請求項３】
熱風を発生させる熱風発生機と、熱風発生機から送り込まれた熱風によって被乾燥物を乾燥させる乾燥機と、乾燥機からの排ガスの一部を熱風発生機に戻す排ガス循環手段とを備えた乾燥設備であって、乾燥機出口の排ガス温度を測定する排ガス温度測定手段と、前記排ガス温度測定手段が測定した排ガス温度温度に応じて、熱風発生機に戻す排ガスの量と乾燥機入口での熱風温度を併せて調整することにより、乾燥後の被乾燥物の含水率を制御する含水率制御手段とを有していることを特徴とする乾燥設備。
【請求項４】
前記含水率制御手段は、乾燥機出口の排ガス測定温度が予め定めた目標温度より低い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を増加させるとともに乾燥機入口での熱風温度を上昇させ、乾燥機出口の排ガス測定温度が予め定めた目標温度より高い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を減少させるとともに乾燥機入口での熱風温度を下降させるようにする制御手段であることを特徴とする請求項３に記載の乾燥設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物等の被乾燥物を所定の含水率に乾燥するための乾燥方法及び乾燥設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物からごみ固形化燃料（ＲＤＦ）を製造するプロセスや厨芥ごみからコンポストを製造するプロセス等においては、通常、廃棄物等を乾燥する工程が含まれている。
【０００３】
この乾燥工程では、プロパンまたは天然ガスあるいは灯油または重油等の燃料と燃焼用空気を熱風発生炉に供給して熱風を発生させ、その熱風を乾燥機内の廃棄物（被乾燥物）に吹き付けて加熱する形式の乾燥設備が使用されることが多い。その際、供給した熱風は、排ガスとして排出されるが、その一部は、循環バイパスを通じて熱風発生炉内に戻される。  熱風発生炉で発生する熱風の温度はかなり高温であり、これを廃棄物と接触させると発火する場合があるので、排ガスの一部を再び熱風発生炉に戻すことによって、熱風発生炉で発生した熱風の温度を適切な温度に下げるためである。また、それによって、廃熱を有する排ガスの系外への排出量を最低限に抑えることができる。
【０００４】
そして、上記のような乾燥工程においては、被乾燥物を所定の含水率になるように乾燥させることが、その後の工程において安定して良好な品質のごみ固形化燃料等を得る上で重要であるが、被乾燥物の種類は一様でないため、一定温度で一定風量の熱風を吹き付けているだけでは、被乾燥物を所定の含水率にすることは困難である。そこで、乾燥工程において被乾燥物の含水率を所定の値になるように制御する技術として、以下のような技術が提案されている。
【０００５】
例えば、乾燥前の被乾燥物の含水率と重量を測定し、乾燥機内で蒸発させる水分量が一定になるように被乾燥物の乾燥機への供給量を調整するという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、熱風の乾燥機入口温度を測定し、その温度が一定になるように、熱風発生炉に戻す排ガスの量を調整するという技術や、熱風の乾燥機出口温度と乾燥機からの排ガスの湿度を測定し、その測定結果に基づいて熱風発生炉に供給する油量を増減するという技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
また、乾燥後等の被乾燥物の含水率を測定し、その測定結果に基づいて、熱風の乾燥機入口温度または流量を制御するという技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開平０８−０８６５６９号公報
【特許文献２】特開２００１−２７２１７０号公報
【特許文献３】特開２００２−３０３４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記特許文献１に記載の技術では、乾燥前の被乾燥物の含水率に応じて乾燥機への被乾燥物の供給量を調整しているが、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合、被乾燥物の供給量を調整するだけでは乾燥後の被乾燥物を所定の含水率とするのは難しく、乾燥し易い被乾燥物が乾燥機を出る前に過剰に乾燥されて発火したり、乾燥し難い被乾燥物が未乾燥のまま乾燥機を出ることがある。その上、次工程に供給される被乾燥物の量が変動することになるので、操業全体が不安定になる。
【０００９】
また、前記特許文献２に記載の技術では、熱風発生炉に戻す排ガスの量を調整して、乾燥機入口の熱風の温度が一定になるようにしたり、乾燥機出口の排ガスの温度と湿度に基づいて熱風発生炉に供給する油量を増減して熱風の温度を制御するようにしているが、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合、熱風の乾燥機入口温度を制御するだけでは乾燥後の被乾燥物を所定の含水率とするのは難しい。その結果、乾燥し易い被乾燥物が乾燥機を出る前に過剰に乾燥されて発火したり、乾燥し難い被乾燥物が未乾燥のまま乾燥機を出ることがある。
【００１０】
また、前記特許文献３に記載の技術では、乾燥後等の被乾燥物の含水率に基づいて、熱風の乾燥機入口温度または流量を制御するようにしているが、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合、熱風の乾燥機入口温度または流量のいづれか一方を制御するだけでは乾燥後の被乾燥物を所定の含水率とするのは難しい。また、乾燥後の被乾燥物の含水率を測定してからでは、制御タイミングが遅れてしまう。その結果、乾燥し易い被乾燥物が乾燥機を出る前に過剰に乾燥されて発火したり、乾燥し難い被乾燥物が未乾燥のまま乾燥機を出ることがある。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、熱風発生機から熱風を乾燥機に送り込んで被乾燥物を乾燥させる乾燥方法において、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合でも、乾燥後の被乾燥物が所定の含水率となるように安定して適切に乾燥することができる乾燥方法及び乾燥設備を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１３】
［１］熱風発生機から熱風を乾燥機に送り込んで被乾燥物を乾燥させ、乾燥機からの排ガスの一部を熱風発生機に戻すようにした乾燥方法であって、乾燥機出口の排ガス温度に応じて、熱風発生機に戻す排ガスの量と乾燥機入口での熱風温度を併せて調整することにより、乾燥後の被乾燥物の含水率を制御することを特徴とする乾燥方法。
【００１４】
［２］乾燥機出口の排ガス温度が予め定めた目標温度より低い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を増加させるとともに乾燥機入口での熱風温度を上昇させ、乾燥機出口の排ガス温度が予め定めた目標温度より高い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を減少させるとともに乾燥機入口での熱風温度を下降させることを特徴とする前記［１］に記載の乾燥方法。
【００１５】
［３］熱風を発生させる熱風発生機と、熱風発生機から送り込まれた熱風によって被乾燥物を乾燥させる乾燥機と、乾燥機からの排ガスの一部を熱風発生機に戻す排ガス循環手段とを備えた乾燥設備であって、乾燥機出口の排ガス温度を測定する排ガス温度測定手段と、前記排ガス温度測定手段が測定した排ガス温度温度に応じて、熱風発生機に戻す排ガスの量と乾燥機入口での熱風温度を併せて調整することにより、乾燥後の被乾燥物の含水率を制御する含水率制御手段とを有していることを特徴とする乾燥設備。
【００１６】
［４］前記含水率制御手段は、乾燥機出口の排ガス測定温度が予め定めた目標温度より低い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を増加させるとともに乾燥機入口での熱風温度を上昇させ、乾燥機出口の排ガス測定温度が予め定めた目標温度より高い場合には、熱風発生機に戻す排ガス量を減少させるとともに乾燥機入口での熱風温度を下降させるようにする制御手段であることを特徴とする前記［３］に記載の乾燥設備。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、排ガス測定温度が所定の目標温度となるように、熱風発生機に戻す排ガスの量を調整して乾燥機に送り込む熱風流量を増減するとともに、乾燥機入口での熱風温度を調整するようにしているので、乾燥前の被乾燥物の含水率の変化が激しい場合でも、単に熱風流量又は熱風温度のいずれか一方を調整する方法に比べて、乾燥後の被乾燥物が所定の含水率となるように安定して適切に乾燥することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態として、廃棄物からごみ固形燃料（ＲＤＦ）を製造する際に本発明を適用した場合を例にして説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。図１に示すように、この実施形態における乾燥設備は、乾燥前の廃棄物を貯留するための貯留ホッパ１と、熱風を発生するための熱風発生機２と、所定の周速度（２０〜４０ｍ／ｍｉｎ）で回転しながら熱風発生機２からの熱風（４００〜５５０℃）によって廃棄物を乾燥する乾燥機３と、乾燥機３の排ガスから塵埃を集塵するための集塵機４と、集塵機４を通過した排ガスを脱臭するための脱臭炉５と、集塵機４を通過した排ガスと脱臭炉５からの排ガス（８００℃程度）を熱交換させるための第１熱交換器６と、第１熱交換器６を通過した排ガスと常温の場内空気を熱交換させるための第２熱交換器７と、第２熱交換器７を通過した排ガスを無害化処理するための排ガス処理機器８と、排ガス処理機器８で無害化処理された排ガスに第２熱交換器７を通過した場内空気を混合して白煙を発生しない適切な温度になった排ガスを大気に排出するための排気筒９とを備えている。
【００２０】
さらに、熱風発生機２に燃焼用空気を供給するための供給ファン１１と、熱風発生機２に供給する燃料の油量を調整するための油量調整ダンパ１６と、乾燥機３の排ガスを循環させて、排ガスの一部を熱風発生機２に戻すための循環ファン１２と、循環ファン１２の入口に設けられた循環ファン入口ダンパ１７と、熱風発生機２に戻す排ガス（３００〜４００℃）の量を調整するためのリターンダンパ１８と、第２熱交換器７に場内空気を送るための送気ファン１３と、排気筒９から排ガスを大気に排出するための排出ファン１４とを備えている。
【００２１】
また、貯留ホッパ１から所定量の廃棄物を切り出すための切出装置２１と、切出装置２１で切り出された廃棄物を乾燥機３に供給するための供給コンベア２２と、乾燥機３で乾燥された廃棄物を乾燥機３から排出するための排出コンベア２３とを備えている。
【００２２】
そして、供給コンベア２２上の廃棄物の重量を測定する重量計３１と、重量計３１の測定結果に基づいて、乾燥機３に供給される廃棄物の量が所定量になるように切出装置２１を制御する切出制御装置３２と、乾燥機３の入口で熱風温度を測定する入口温度計３３と、乾燥機３の出口で排ガス温度を測定する出口温度計３４と、出口温度計３４の測定結果に基づいて、乾燥機３出口での排ガス温度が所定の目標温度（ここでは、１３０℃）になるように、リターンダンパ１８の開度を調整して熱風発生機２に戻す排ガスの量を制御するとともに、油量調整ダンパ１６の開度を調整して熱風発生機２に供給する燃料の油量を制御する排ガス温度制御装置３５と、乾燥機３の内部圧力を測定する圧力計３６と、圧力計３６の測定結果に基づいて、乾燥機３の内部圧力を所定の負圧状態（−１００〜−５０Ｐａ）にして、乾燥機３内部の風速が所定の速度（１．５〜２．５ｍ／ｓ）になるように、循環ファン入口ダンパ１７の開度と循環ファン１２の回転数を調整するための内部圧力制御装置３７と、乾燥機３から排出された廃棄物の含水率を確認するための水分計３８とを備えている。
【００２３】
上記のように構成された乾燥設備を用いて廃棄物を所定の含水率（ここでは、５％）になるように乾燥する手順を以下に説明する。
【００２４】
貯留ホッパ１から切出制御装置３２によって一定量切り出された廃棄物を供給コンベア２２によって乾燥機３に供給する。乾燥機３に供給された廃棄物は、熱風発生機２から送られた４００〜５５０℃の熱風によって乾燥され、排出コンベア２３によって取り出される。
【００２５】
一方、乾燥機３からの排ガスは、集塵機４を経由して第１熱交換器６に送られ、脱臭炉５からの排ガスと熱交換した後、一部はリターンダンパ１８を経由して熱風発生機２に戻され、残りは脱臭炉５、第１熱交換器６、第２熱交換器７、排ガス処理機器８を経由して排気筒９から大気に排出される。
【００２６】
その際に、内部圧力制御装置３７は、圧力計３６の測定結果に基づいて、乾燥機３の内部圧力を所定の負圧状態（−１００〜−５０Ｐａ）にして、乾燥機３内部の風速が所定の速度（１．５〜２．５ｍ／ｓ）になるように、循環ファン入口ダンパ１７の開度と循環ファン１２の回転数を調整する。
【００２７】
そして、排ガス温度制御装置３５が、出口温度計３４の測定結果に基づいて、乾燥機３出口での排ガス温度が所定の目標温度（１３０℃）になるように、リターンダンパ１８の開度を調整して熱風発生機２に戻す排ガスの量を制御するとともに、油量調整ダンパ１６の開度を調整して熱風発生機２に供給する燃料の油量を制御する。これによって、乾燥機３に送られる熱風の流量と温度が同時に制御される。
【００２８】
その際の詳細な制御方法を以下に示す。
【００２９】
まず、図２は、温度計算によって求めたものであり、上記の乾燥設備において、乾燥前の含水率が異なる廃棄物を所定の含水率（５％）に乾燥する際に生じる蒸発量を横軸にとり、その時の乾燥機３出口での排ガス温度（乾燥機出口排ガス温度）が所定温度（１３０℃）になるようにした場合に必要とされる、熱風発生機２に戻す排ガスの量（循環排ガス量）と乾燥機３入口の熱風温度（乾燥機入口熱風温度）を縦軸にとったものである。これにより、乾燥前の含水率が高く、蒸発量が多い廃棄物を乾燥する場合には、循環排ガス量と乾燥機入口熱風温度の両方を上昇させることが必要であることが分かる。
【００３０】
次に、図３に、図２における乾燥機入口熱風温度を縦軸にとり、循環排ガス量を横軸にとるとともに、その循環排ガス量を得るためのリターンダンパ１８の開度を横軸に併記したものを示す。
【００３１】
そして、例えば、標準の乾燥前含水率の廃棄物を乾燥する際の循環排ガス量が５３０ｍ3／ｍｉｎ（リターンダンパ開度５０％）で、乾燥機入口熱風温度が４７５℃であるとした場合に、乾燥機出口排ガス温度が１３０℃より低くなれば、乾燥前含水率が標準より高い廃棄物であることを意味するので、図３に基づいて、例えば、リターンダンパ開度を６０％にして循環排ガス量を５６５ｍ3／ｍｉｎに増加させるとともに、熱風発生機入口熱風温度が４８５℃になるように入口温度計３３で測定しながら熱風発生機２に供給する燃料の油量を増加することによって、乾燥機出口排ガス温度が１３０℃になるように制御する。逆に、乾燥機出口排ガス温度が１３０℃より高くなれば、乾燥前含水率が標準より低い廃棄物であることを意味するので、図３に基づいて、例えば、リターンダンパ開度を４０％にして循環排ガス量を４９５ｍ3／ｍｉｎに減少させるとともに、乾燥機入口熱風温度が４６５℃になるように入口温度計３３で測定しながら熱風発生機２に供給する燃料の油量を減少することによって、乾燥機出口排ガス温度が１３０℃になるように制御する。この結果、供給された廃棄物が適切に乾燥され、所定の含水率（５％）に乾燥された廃棄物が乾燥機３から取り出される。
【００３２】
以上のように、この実施形態においては、予め求めておいた温度計算結果に基づいて、乾燥機出口排ガス温度が所定の目標温度となるように、熱風発生機２に戻す排ガスの量を調整して乾燥機３に送り込む熱風の流量を制御するとともに、熱風発生機２に供給する燃料の油量を調整して乾燥機３入口での熱風温度を制御するようにしているので、乾燥前の廃棄物の含水率の変化が激しい場合でも、単に熱風流量又は熱風温度のいずれか一方を制御する方法に比べて、乾燥後の廃棄物が所定の含水率となるように安定して適切に乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における蒸発量と循環排ガス量及び熱風温度の関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるリターンダンパ開度及び循環排ガス量と熱風温度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  貯留ホッパ
２  熱風発生機
３  乾燥機
４  集塵機
５  脱臭炉
６  第１熱交換器
７  第２熱交換器
８  排ガス処理機器
９  排気筒
１１  供給ファン
１２  循環ファン
１３  送気ファン
１４  排出ファン
１６  油量調整ダンパ
１７  循環ファン入口ダンパ
１８  リターンダンパ
２１  切出装置
２２  供給コンベア
２３  排出コンベア
３１  重量計
３２  切出制御装置
３３  入口温度計
３４  出口温度計
３５  排ガス温度制御装置
３６  圧力計
３７  内部圧力制御装置
３８  水分計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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