(57)【要約】    【課題】  流動層乾燥装置に関するものであり、褐炭などのように多量の水分を含んでいる乾燥対象物粒子を温度と流速条件が異なるガスに露出させて乾燥させる流動層乾燥装置を提供する。    【解決手段】  本発明の流動層乾燥装置は、粒子投入部、乾燥部、熱風供給部、集塵部、フィルター部、熱交換部及び圧着部に構成されて、前記乾燥部の上部空間には多孔板と離隔されるように垂直に形成されて、一定間隔を置いて配置される複数の上部仕切りが設置されて、前記下部空間には底で多孔板を貫通するように垂直に形成されて上部仕切りの両側に配置される下部仕切りが設置されて、上部仕切りと下部仕切りとの間には隔板によって区画されて、お互いに異なる温度と流速のガスがそれぞれ供給されるチャンネル空間が形成されて異なる温度と流速を有するガスがチャンネル空間に供給される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥対象物粒子を異なる温度と流速を有するガスに露出させて乾燥対象物粒子の流動状態に変化を与えながら流動化させて乾燥する流動層乾燥装置であって、
湿った粒子が投入される粒子投入部１００と;
前記湿った粒子を乾燥するように内部が多孔板２０２によって上、下部空間２０６、２０８に分割される乾燥部２００と;
前記乾燥部２００にガスを供給する熱風供給部３００と;
前記乾燥部２００から排出されるガスに含まれた粒子の粉末を分離する集塵部４００と;
前記集塵部４００から排出されるガスに含まれた微細粉末をフィルタリングするフィルター部５００と;
前記熱風供給部３００に外部ガスを熱交換して供給する熱交換部６００と;
前記乾燥部２００、集塵部４００及びフィルター部５００を通じて排出された粒子及び粉末をペレット形態で圧搾する圧着部７００;を有し、
多孔板２０２と離隔されるように垂直に形成されて、一定間隔を置いて配置される複数の上部仕切り２１０が前記上部空間２０６に設置されて、底から多孔板２０２を垂直で貫通して上部仕切り２１０の両側に配置されて、その一部が上部空間２０６内に突き出てチャンネル空間を形成する下部仕切り２２０が前記下部空間２０８に設置されて、前記上部仕切り２１０と下部仕切り２２０との間にはチャンネル空間２４０が形成されて、お互いに異なる温度と流速のガスがそれぞれチャンネル空間２４０に供給されることを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記上部仕切り２１０及び多孔板２０２の間に、乾燥される粒子の逆流用の流動チャンネルが形成されることを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
【請求項３】
熱風供給部３００の熱風供給配管３３０がそれぞれチャンネル空間２４０に連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の流動層乾燥装置。
【請求項４】
異なる温度設定が可能なヒーター部がそれぞれ具備された熱風供給配管３３０に、制御バルブ３３４が設けられ、互いに異なる温度と流速を有するガスがチャンネル空間２４０に供給されることを特徴とする請求項３に記載の流動層乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層乾燥装置に関するものであり、特に、褐炭などのように多量の水分を含んでいる乾燥対象物粒子を乾燥部の特殊な領域の温度と流速条件が異なるガスに露出させて流動化乾燥して、この時に乾燥部の対象粒子の流れ方向が供給されるガスの流速にしたがって変化されて、乾燥効率性が改善される流動層乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、流動層乾燥装置は、流動状態で粒子の広い領域で高温空気と十分な接触を通じて石炭、褐炭、スラグ、石灰石などのような湿潤粒子を乾燥するために広く使用されるところ、湿り気を含んだ乾燥対象粒子がベッドの上部に供給されて、次いで適切な高温空気流動がベッドの下部セクションから上部に供給されて、乾燥対象粒子が高温空気流動を通じてベッドの上に流動化される。この時に、乾燥対象粒子が全体表面にかけて高温空気と接触されて効率的に乾燥する。
【０００３】
すなわち、粉末状態の粒子が高温空気(ガス)を通じてベッド上で流動化されて乾燥するところ、乾燥対象粒子が高温ガスとよく接触できることで、乾燥工程の間に乾燥対象粒子と高温ガスの間に伝熱係数が大きくなり、乾燥対象粒子が早くて均等な乾燥が可能となる。
【０００４】
しかし、従来技術による流動層乾燥装置は、被乾燥物粒子を加熱空気によって一つの乾燥空間とベッドの上で流動化させる単純な構造を採用するが、これは乾燥対象粒子の温度及び流速のような乾燥条件を一つに限定するために、乾燥対象粒子の気-固の接触が十分ではなくて、混合率が一定でなくて粒子を均一に乾燥することができない問題点があった。さらに、被乾燥物粒子の気-固接触及び混合率を高めるために多量の加熱空気を供給するようになる問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解消するためになされたものであり、本発明の目的の１つは、乾燥部にお互いに異なる温度と流速条件を有するガスをいくつかの高温ガス供給管を通じて供給することで、乾燥対象物粒子を乾燥するのに必要となる熱量を節約するようにした流動層乾燥装置を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、乾燥部に供給されるお互いに異なる温度と流速を有するガスを通じて流動層が形成されて、同時にさらに乾燥し、上部仕切り右側上に存在する粒子が、上部仕切り左側上に存在する乾燥が不十分な粒子に向けて、流動チャンネルを通じて逆流するように、粒子の流動方向が変化され、固液接触効率が改善されることができる流動層乾燥装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記のような目的を達成するための本発明は、乾燥対象物粒子を温度と流速がそれぞれ異なるガスに露出させて同時に乾燥対象物粒子の流れ方向に変化を与えながら流動化させて乾燥する流動層乾燥装置を提供することで達成される。
【０００８】
前記流動層乾燥装置の一態様は、湿った粒子が投入される粒子投入部と;前記湿った粒子を乾燥するように内部が多孔板によって上、下部空間に分割される乾燥部と;該乾燥部にガスを供給する熱風供給部と;前記乾燥部から排出されるガスに含まれた粒子の粉末を分離する集塵部と;該集塵部から排出されるガスに含まれた粒子の微細粉末をフィルタリングするフィルター部と;前記熱風供給部に外部ガスを供給して熱交換する熱交換部と;前記乾燥部、集塵部及びフィルター部を通じて排出された粒子及び粉末をペレット形態で圧搾する圧着部でなされる。
【０００９】
ここで、多孔板と離隔されるように一定間隔を置いて配置され、垂直に形成される複数の上部仕切りが前記上部空間に設置されて、底から多孔板を垂直で貫通して、上部仕切りの両側に配置されて、その一部が上部空間内に突き出て、チャンネル空間を形成する下部仕切りが前記下部空間に設置され、前記上部仕切りと下部仕切りとの間にはチャンネル空間が形成されて、お互いに異なる温度と流速のガスがそれぞれチャンネル空間に供給される。さらに、流動チャンネルは上部仕切り板と多孔板の間に形成され、熱ガスの圧力差に応じて粒子を逆流させる。
【００１０】
さらに、熱風供給部の熱風供給配管がチャンネル空間、さらに流動層に連結される。また異なる温度設定が可能なヒーター部がそれぞれ具備された熱風供給配管には制御バルブが具備されて、お互いに異なる温度と流速を有するガスがチャンネル空間及び流動層に供給される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による流動層乾燥装置によれば、差別化される温度と流速条件を有するガスを供給して乾燥対象物粒子を乾燥することで、各乾燥室内の石炭の湿潤程度によって適当な温度のガスを供給して、既存の単一温度と流速のガスで湿った粒子を乾燥する設備に比べて乾燥に入る熱量を節約することができるので、エネルギーを節減することができる有用な効果が提供される。
【００１２】
また、上部仕切り両側に設置された下部仕切り下部の多孔板を通じてお互いに異なる流速のガスを供給することで、後段チャンネル空間内のさらに乾燥された粒子が前段チャンネル空間の乾燥不十分な粒子の方へ逆流して混合することで、乾燥度が低い粒子の分散とガスとの接触効果を高め、乾燥効率を向上させることができる効果もある。
【００１３】
また、前段チャンネル空間で一定水準の乾燥が進行された後に後段チャンネル空間に移動する方法で乾燥が順次に進行されるので、乾燥が足りない状態で排出される粒子の乾燥不良を最小化して、製品の品質向上に寄与することができる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による流動層乾燥装置を示した全体構成図である。
【図２】本発明による流動層乾燥装置に具備された乾燥部を示した断面図である。
【図３】本発明による流動層乾燥装置に具備された乾燥部の作用を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる流動層乾燥装置は、本発明の望ましい実施例が示された添付図面を参照してさらに詳細に説明すれば後述の通りである。しかし、本発明は複数の異なる形態に具現されることができ、記述された実施例に制限されないことを理解しなければならない。
【００１６】
図１は、本発明による流動層乾燥装置を示した全体構成図であり、図２は本発明による流動層乾燥装置に具備された乾燥部を示した断面図であり、図３は本発明による流動層乾燥装置に具備された乾燥部の作用を示した断面図である。
【００１７】
本発明の望ましい実施例による流動層乾燥装置は、図１に示すように、上部が一定直径を有する円筒状であり、下部が後述する移送配管１１０に連結された漏斗形状であり、湿った粒子が投入される粒子投入部１００と、高温ガスを、上部空間を向けて吹入して湿った粒子を効率的に乾燥するように内部が多孔板２０２によって上、下部空間２０６、２０８に分割される乾燥部２００と、乾燥部２００にガスを供給して高温ガス供給配管３３０が連結された熱風供給部３００と、乾燥部２００から排出されるガスに含まれた粒子の粉末を集塵する集塵部４００と、集塵部４００から排出されるガスに含まれた粒子の微細粉末をフィルタリングするフィルター部５００と、熱風供給部３００に外部ガスを熱交換して熱風供給部３００に供給する熱交換部６００と、そして乾燥部２００、集塵部４００及びフィルター部５００を通じて排出された粒子及び粉末をペレット形態で圧搾するペレタイジング部７００を含む。
【００１８】
これをさらに詳しく説明すれば、粒子投入部１００は乾燥対象、例えば褐炭などのように湿り気を多量に含んでいる湿った粒子を投入することで、乾燥部２００に移送配管１１０を介して連結されている。ここで、湿った粒子を乾燥部２００に供給するための移送スクリュー１２０が移送配管１１０内部に提供される。すなわち、投入される湿った粒子は、移送スクリュー１２０上に積載されて図示右側に移送されて、移送配管１１０の右側端部の乾燥部２００内に重力によって落下するが、これは移送配管１１０の出口が乾燥部２００の上部に位置されるからである。また、コンベヤーシステムが移送スクリュー１２０の代りに湿った粒子を乾燥部２００に移送するために具備されることができる。
【００１９】
一方、乾燥部２００が提供されるが、これは粒子投入部１００から供給される湿った粒子を高温ガス供給部３００から制御バルブ３３４を通じて上方に吹入されるガスによって浮遊させて乾燥部２００内部に流動層を形成させて、流動層でガスと湿った粒子を接触させて高温ガスと湿った粒子との間の熱交換を通じて乾燥させるためのものである。また、図２に示されたところのように、乾燥部２００内部は多孔板２０２によって上部空間２０６と下部空間２０８に分割形成されている。ここで、多孔板２０２はガスが通過されるための複数の貫通孔２０４を有して、乾燥部２００内に水平に設置されていて、粒子投入部１００の移送配管１１０は乾燥部２００の上部空間２０６に連結されている。
【００２０】
また、複数上部仕切り２１０が図２及び図３に示すように、上部空間２０６の二つの下部仕切り２２０の間に垂直で設置されるが、前記上部仕切りは多孔板２０２から離隔されて粒子を含む高温ガスが両方向に通過することができる流動チャンネル(flow channel)を形成する。さらに、下部空間２０８には多孔板２０２を貫通して垂直で通過して突き出されて、上部仕切り２１０の両側に一定間隔を置いて配置される下部仕切り２２０が設置されている。この時、下部仕切り２２０は上部仕切り２１０より低くなるように形成されることができる。
【００２１】
本発明の一態様によれば、図３に示すように、チャンネル空間２４０が二つの下部仕切り２２０によって上部仕切り２１０の下部周りに形成される。すなわち、上部仕切り２１０と下部仕切り２２０との間にはお互いに異なる温度と流速のガスがそれぞれ供給されるチャンネル空間２４０が形成されている。このように上部仕切り２１０と下部仕切り２２０との間にチャンネル空間２４０が形成されることで、乾燥部２００内に投入される湿った粒子の乾燥時に各チャンネル空間２４０にお互いに異なる温度と流速のガスを供給することができる。また、乾燥部２００の上部空間２０６一側には乾燥した粒子を乾燥室２００内部と排出口２０９との間の圧力差を通じて圧着部７００に排出するための排出口２０９が形成されている。
【００２２】
ここで、図１に示すように、それぞれ相異なる温度と流速を有する高温のガスを乾燥部２００に供給するための熱風供給部３００が具備されるが、前記熱風供給部にはガス送風のための送風器３１０と空気を予熱するための空気予熱器３２０が具備される。本発明によれば、通常的な送風器及び空気予熱器を使用することができる。一方、送風器３１０及び空気予熱器３２０によって発生された高温ガスは、熱風供給配管３３０に供給されるが、前記熱風供給配管３３０には別途のヒーター３３２及びバルブ３３４が具備されて異なる温度と流速を有する高温ガスをそれぞれの下部空間に供給することができる。この時に、熱風供給配管３３０はチャンネル空間２４０と流動層にそれぞれ連結される。すなわち、送風口３１０から供給された高温ガスは、それぞれの熱風供給配管３３０に具備されたヒーター３３２によって再加熱されて、それの流速がバルブ３３４によって制御されて、異なる温度と流速を有するガスが乾燥部２００内の各チャンネル空間２４０と流動層に供給される。
【００２３】
一方、集塵部４００は、乾燥部２００から放出されるガスに含有された粒子の受け取り収集するために具備されるが、これは乾燥部２００の上部空間２０６に移送配管１１０を媒介で連結されている。ここで、集塵部４００は固体と気体を分離するサイクロンでなされて、その内部にはガスに含まれた微細粒子の粉末を捕執するために集塵タンク及び集塵フィルターなどを具備するが、このような集塵部４００の構成として通常的なものを採用することができるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００２４】
また、集塵部の下部には分離された粒子の粉末を圧着部７００に排出するための集塵排出口４１０が具備されている。要約すれば、このような集塵部４００は乾燥部２００で湿った粒子の乾燥時に発生するガスに含まれた粒子の粉末を分離して集塵排出口４１０を通じて圧着部７００に排出し、粉末の除去されたガスは後述するフィルター部５００に排出されるものである。
【００２５】
フィルター部５００は、集塵部４００から排出されるガスに含まれた粒子の微細粉末をフィルタリングするものであり、集塵部４００と移送配管１１０を媒介で連結されている。フィルター部５００は集塵部４００から排出されるガスが収容される濾過タンク５１０と、濾過タンク５１０内で粒子に含まれた微細粉末をフィルタリングするための濾過フィルター５２０が具備されている。また、濾過タンク５１０の下部側には収容された微細粉末を圧着部７００に排出するためのフィルター排出口５３０が具備されている。
【００２６】
言い替えれば、このようなフィルター部５００は、集塵部４００から排出されるガスを濾過タンク５１０に収容させた後、濾過フィルター５２０でガスに含まれた粒子の微細粉末をフィルタリングして、粒子の微細粉末はフィルター排出口５３０を通じて圧着部７００に排出して除塵されたガスは外部に排出するものである。
【００２７】
一方、熱交換部６００は、残留ガスと外部の新鮮なガスとの間に熱交換をして、そのガスを熱風供給部３００に供給する。ここで、前記熱交換部６００は、熱風供給部３００と移送配管１１０に連結されている。要約すれば、前記熱交換部６００は低い温度を有する外部ガスを流入して、残留ガスと熱交換を通じて加熱して、熱風供給部３００に供給するが、このために、補助ヒーター及び送風ファンなどを具備する。外部ガスは内部ガスと熱交換されて予熱されて、前記熱交換部６００を通じて熱風供給部３００に供給される。本発明によれば、このような熱交換部６００の構成は、通常的な構成を採用することができるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００２８】
圧着部７００は、乾燥部２００、集塵部４００及びフィルター部５００を通じて排出された乾燥された粒子及び粉末をペレット形態に圧搾するものであり、これらから排出される乾燥された粒子及び粉末を一方向に移送する移送コンベヤー７１０と、一方向に移送された乾燥された粒子及び粉末を圧搾するために一対をなして回転される圧着ローラ７２０でなされる。
【００２９】
また、圧着部７００を通じてペレット(pellet)形態に生成された粒子は、貯蔵タンク８００に収容されるものである。
【００３０】
以下、前記のように構成された本発明による流動層乾燥装置の作用を説明すれば次の通りである。
【００３１】
先ず、熱風供給部３００の送風器３１０を空気吹入のために作動させて、同時に空気が予備ヒーター（図示なし）によって加熱された後に加熱された空気が各熱風供給配管３３０に供給される。同時に、前記熱交換部６００を通じて熱交換された放出されたガスが加熱された空気流動に加えられる。ここで、それぞれ互いに作動する予備加熱された空気をさらに加熱するためのヒーター３３２と空気流速を制御するためのバルブ３３４が熱風供給配管３３０に具備されるために、各熱風供給配管３３０から放出された加熱空気は、異なる温度と流速を有することができるし、これが乾燥部２００の上部空間２０６で異なる温度と流速状態に供給されることができる。
【００３２】
すなわち、熱風供給配管３３０は、送風器３１０から供給されるガスを熱風供給配管それぞれに設置されたヒーター部で再加熱した状態でバルブ３３４によって流速を制御するようにすることで、乾燥部２００内のチャンネル空間２４０に互いに異なる温度と流速のガスをそれぞれ供給することができる。
【００３３】
一方、前記のような状態で、移送スクリュー１２０の助けで移送配管１１０を通じて粒子投入部１００から乾燥部２００内部に乾燥対象の湿った粒子が供給される。ここで、移送配管１１０の入口(図示せず)が乾燥室２００の上部に位置されるために、乾燥対象粒子は重力によって落下されると同時に流動化されて乾燥室２００内部のガス流動に積載する。ここで、乾燥室２００上部で発生するガス流動をよく見れば、ガスは全体的に図１で、左側から右側に流動するが、これは排出口２０９が乾燥室の下部に位置されるからである。
【００３４】
また、乾燥室上部空間２０６の下で湿った粒子の乾燥過程をよく見れば、高温ガス流動中の湿った粒子はチャンネル空間２４０と乾燥室２００全体にかけて形成された流動層で異なる温度と流速を有するガスで所定温度まで乾燥された後に流動層を形成しながら次のチャンネル空間２４０に順次に移送されて、所定目標まで乾燥されて排出口２０９に排出されるようになる。
【００３５】
この時、湿った粒子は流動層を形成した状態で各チャンネル空間２４０を順次に移送されて、各チャンネル空間２４０に供給される互いに異なる温度と流速のガスによって乾燥された粒子が、乾燥が足りない粒子方へ逆流しながら湿った粒子の凝集群を粉碎して、粒子の流動性または流動化特性を促進するようになる。
【００３６】
言い換えれば、より低い流速を有するガスがチャンネル空間２４０の一方(図３で上部仕切り２１０の右側)に供給されて、より強い流速を有するガスがチャンネル空間２４０の他の一方(図３で上部仕切り２１０の左側)に供給されれば、チャンネル空間２４０上に流動する乾燥室２００の流動層を形成しながら、所定温度まで乾燥された粒子中の一部が強い流速を有するガスに上部仕切り２１０下に形成された流動チャンネルを通じて逆流して上昇しながら上部仕切り２１０横に留まる湿った粒子のかたまりを粉砕させてガスと粒子の接触率と流動性を改善させる。
【００３７】
このように熱風供給配管３３０にそれぞれ具備されたヒーターとバルブ３３４を調節して乾燥部２００内部の各チャンネル空間２４０にお互いに異なる温度と流速を有する多様なガスが供給されれば、乾燥された粒子がガスの流速差によって上部仕切り２１０と多孔板２０２との間の流動チャンネルを通じて流動層の流れ方向と逆方向に移送されながら湿った粒子の凝集群を分解して粒子の流動性が促進されるので、ガスと粒子の接触面積が高くなることができるものである。
【００３８】
言い替えれば、乾燥部２００に供給される湿った粒子は、チャンネル空間２４０でお互いに異なる温度と流速のガスによって一定水準の乾燥が進行された後に次の流動層を形成しながら次のチャンネル空間２４０に移送される。この時に、粒子中の一部は供給されるガスの流速差によって逆流されて、それの流動性が改善されて、これはガスとの粒子の接触面積を高めて乾燥効率を向上させることができる。
【００３９】
ここでもう一度、乾燥室２００下部、特に、チャンネル空間２４０周りで粒子移動を含む流体流動方向を詳しく説明すれば、異なる温度と流速を有するガスが各チャンネル空間２４０に供給されるが、すなわち、チャンネル空間左側上のガスは、チャンネル空間右側上のガスより強い圧力と流速を有する。よって、乾燥室２００で一部が流動化されて重力によって下降する粒子は、二つの下部仕切り２２０によって上部仕切り２１０下に形成された流動チャンネルを通じて右側チャンネル空間から左側チャンネル空間に移動した後上部仕切り２１０の左側上の上昇流に積載されて、上部仕切り２１０上に循環される。一方、上部仕切り２１０右側上で下降する粒子は右側から左側に流動チャンネルを通じて吸収されて左側高温ガスと合流する。ここで、左側の上昇粒子は乾燥室２００の上部空間２０６上に流動化されて居残る粒子と衝突して、それらをより小さな粒子で粉砕させる。その結果、乾燥室２００上部空間２０６上に流動化された湿った粒子は、より小さな粒子で分けられてより効率的に乾燥することができる。
【００４０】
次に、前記した乾燥部２００で湿った粒子を乾燥後に排出されるガスは、移送配管１１０を通じて集塵部４００に排出されるようになる。この時、集塵部４００に排出されるガスは集塵タンクに収容された後に集塵フィルターによって固体と気体で分離されて、粉末は集塵排出口４１０を通じて圧着部７００に排出されるようになって、粉末が除去されたガスは移送配管１１０を通じてフィルター部５００に排出される。
【００４１】
そして、集塵部４００から排出されるガスに含まれた微細粉末は、フィルター部５００に供給されて濾過タンク５１０に収容されると同時に濾過フィルター５２０によってフィルタリングされて、微細粉末排出口５３０を通じて圧着部７００に排出されるようになって、微細粉末が除去された乾燥後ガスは外部に排出される。
【００４２】
また、熱交換部６００は外部ガスを流入して排出される乾燥後ガスとの熱交換を通じて昇温させて熱風供給部３００に供給する。
【００４３】
一方、乾燥部２００、集塵部４００及びフィルター部５００を通じて排出された乾燥された粒子及び粉末は、圧着部７００の移送コンベヤー７１０によって圧着ローラ７２０に供給されて、ペレット形態で圧着された後貯蔵タンク８００に収容される。
【００４４】
前記したところのように、本発明の技術的思想を望ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者なら下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  粒子投入部
２００  乾燥部
２０２  多孔板
２０６  上部空間
２０８  下部空間
２１０  上部仕切り
２１０  下部仕切り
２３０  隔板
２４０  隔板空間
３００  熱風供給部
４００  集塵部
５００  フィルター部
６００  熱交換部
７００  圧着部
【図１】
2011080746.tif 000003
【図２】
2011080746.tif 000004
【図３】
2011080746.tif 000005