(57)【要約】【課題】スラッジを乾燥するのに必要なエネルギーを減少させる方法を提供する。【解決手段】予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口（１ａ、１ｂ）に送る、伝熱流体を用いた第１の間接的な乾燥工程（１）、第１の工程の出口でスラッジを形作る処理（６）、及び予備乾燥したスラッジを、加熱ガスを用いて加熱し、乾燥したスラッジを出口（７ｂ）に形成させる、予備乾燥したスラッジに対する第２の乾燥工程（７）において、第１の乾燥工程から出てくる予備乾燥したスラッジを、スラッジの帯等を形成することができるスラッジ押出機（６）に導入し、該スラッジの帯等を第２の乾燥器（７）に落下させ、第２の乾燥工程を出てくる乾燥したスラッジに機械的作用（１９）を与えて凝集物を形成し、少なくとも該凝集物の一部を焼却して（２３）熱エネルギーを発生させ、及び少なくとも、この熱エネルギーの一部は第１の乾燥工程の前記伝熱流体を加熱するために使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の２つの乾燥工程を含む、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジの乾燥方法、すなわち、
予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口（１ａ、１ｂ）に送る、伝熱流体を用いた第１の間接的な乾燥工程（１）；
第１の工程の出口でスラッジを形作る処理（６）、
及び
予備乾燥したスラッジを加熱ガス、特に空気を用いて加熱し、乾燥したスラッジを出口（７ｂ）に形成させる、予備乾燥したスラッジに対する第２の乾燥工程（７）；であって、
第１の乾燥工程から出てくる予備乾燥したスラッジを、スラッジの帯等を形成することができるスラッジ押出機（６）に導入し、該スラッジの帯等を第２の乾燥器（７）に落下させ、
第２の乾燥工程を出てくる乾燥したスラッジに機械的作用（１９）を与えて凝集物を形成し、少なくとも該凝集物の一部を焼却して（２３）、熱エネルギーを発生させ、及び
少なくとも、この熱エネルギーの一部は第１の乾燥工程の前記伝熱流体を加熱するために使用することを特徴とする乾燥方法。
【請求項２】
第１の乾燥工程から出てくる（１ｂ）水蒸気を、コンデンサー（１２）に送り、その中で第２の乾燥工程（７）の加熱ガスを加熱す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】
第１の乾燥工程（１）で加熱をするための伝熱流体が、閉鎖ループ（５）内を流れ、スラッジの焼却によって加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の乾燥方法。
【請求項４】
伝熱流体が、油又は水蒸気からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の乾燥方法。
【請求項５】
閉鎖ループ（５）が、該ループ（５）の伝熱流体と、第２の乾燥工程（７）に入る加熱ガスの間に、ヒーター（２７）を備えたバイパス（２４ａ、２４ｂ）を含むことを特徴とする請求項３に記載の乾燥方法。
【請求項６】
スラッジの焼却によって供給される熱エネルギーが、ガス、油、バイオガス、蒸気、燃焼排ガスから選択される１又はそれ以上の外部エネルギーによって補充されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の乾燥方法。
【請求項７】
第１の乾燥工程と第２の乾燥工程の間でガスの一部を排出し、焼却する加熱システムの空気入口（２３ａ）に送ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の乾燥方法。
【請求項８】
流動床焼却炉、サイクローン焼却炉、可動グリッド焼却炉、固定グリッド焼却炉、マルチステージグリッド焼却炉、及びロータリーグリッド焼却炉の群から選択される焼却炉でスラッジの焼却を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の乾燥方法。
【請求項９】
焼却によって発生した燃焼排ガスから追加的に熱を回収することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の乾燥方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の乾燥方法を実施するための、以下を含む、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジの乾燥設備、すなわち、
伝熱流体を用いて予備乾燥するための第１の間接的な予備乾燥ユニット（１）であって、予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口（１ａ、１ｂ）に送り、該水蒸気は、コンデンサー（１２）に送られて、その中で加熱ガスを加熱する予備乾燥ユニット（１）；
第１の乾燥ユニット（１）の出口に設けたスラッジを形作る形成装置（６）；
及び、予備乾燥したスラッジを乾燥するための第２の乾燥ユニット（７）であって、加熱ガス、特に空気を用いて該スラッジを加熱する乾燥ユニット（７）；を含み、
第２の乾燥器（７）に落下するスラッジの帯等を形成することができる、第１の予備乾燥ユニット（１）の出口に設けたスラッジ押出機（６）；
乾燥したスラッジに機械的作用（１９）を与えて凝集物の形態に形成する、第２の乾燥ユニットの出口に設けたレデューサー（１９）；
及び、熱エネルギーを発生させるために、第２の乾燥ユニットを出てくる凝集物の少なくとも一部を焼却するユニット（２３）；
及び、発生した前記熱エネルギーの少なくとも一部を第１の予備乾燥ユニット（１）の伝熱流体に移動させる熱交換手段（５、５ａ）を含むことを特徴とする乾燥設備。
【請求項１１】
熱交換手段が、閉鎖ループ（５）の伝熱流体と、第２の乾燥工程（７）に入る加熱ガスの間に、ヒーター（２７）を備えたバイパス（２４ａ、２４ｂ）を含む閉鎖ループ（５）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーと熱効率を改善させた、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジを乾燥する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市の排水処理プラントからのスラッジを乾燥するための熱的手法が知られている。最終の乾燥度が８５％以上の最終物を得るために種々の技術が利用可能である。スラッジの乾燥度は、乾燥物の量（ＭＳ）のスラッジの全量（ＭＳ＋水）に対する割合、すなわち、ＭＳ／（ＭＳ＋Ｈ２Ｏ）で規定することができる。
【０００３】
熱乾燥の主な欠点は、乾燥するのに高いエネルギー消費、高い作業コストがかかることである。特許文献１、２は、熱効率を改善することを目的とした、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジを乾燥する方法を開示している。これらの文献には、以下の２つの乾燥工程を含む、泥状物質の乾燥方法、すなわち、
予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口に送る、伝熱流体を用いた第１の間接的な乾燥工程；
第１の工程の出口における、予備乾燥したスラッジに対し、スラッジを形作る処理、
及び
予備乾燥したスラッジを加熱ガス、特に空気を用いて加熱し、乾燥したスラッジを出口に形成させる、予備乾燥したスラッジに対する第２の乾燥工程、が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＥＰ０７８１７４１  Ｂ１
【特許文献２】ＥＰ０８８９０１４  Ｂ１
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明方法を実施する乾燥設備の概略図である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主たる目的は、スラッジを乾燥するのに必要なエネルギーを減少させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以下の２つの乾燥工程を含む、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジの乾燥方法、すなわち、
予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口に送る、伝熱流体を用いた第１の間接的な乾燥工程；
第１の工程の出口でスラッジを形作る処理、
及び
予備乾燥したスラッジを加熱ガス、特に空気を用いて加熱し、乾燥したスラッジを出口に形成させる、予備乾燥したスラッジに対する第２の乾燥工程；であって、
第１の乾燥工程から出てくる予備乾燥したスラッジを、スラッジの帯等を形成することができるスラッジ押出機に導入し、該スラッジの帯等を第２の乾燥器に落下させ、
第２の乾燥工程を出てくる乾燥したスラッジに機械的作用を与えて凝集物を形成し、少なくとも該凝集物の一部を焼却して、熱エネルギーを発生させ、及び
少なくとも、この熱エネルギーの一部は第１の乾燥工程の前記伝熱流体を加熱するために使用することを特徴とする乾燥方法である。
【０００８】
第１の乾燥工程から出てくる水蒸気をコンデンサーに送り、その中で第２の乾燥工程の加熱ガスを加熱することが好ましい。
【０００９】
第１の乾燥工程で加熱をするための伝熱流体が、閉鎖ループを流れ、スラッジの焼却によって加熱されることが好ましい。伝熱流体は、油又は水蒸気とすることができる。
【００１０】
閉鎖ループは、該ループの伝熱流体と、第２の乾燥工程に入る加熱ガスの間に、ヒーターを備えたバイパスを含むことができる。
【００１１】
スラッジの焼却によって供給される熱エネルギーは、ガス、油、バイオガス、蒸気、燃焼排ガスから選択される１又はそれ以上の外部エネルギーによって補充することができる。
【００１２】
第１の乾燥工程と第２の乾燥工程の間でガスの一部を排出し、焼却する加熱システムの空気入口に送ることができる。
【００１３】
流動床焼却炉、サイクローン焼却炉、可動グリッド焼却炉、固定グリッド焼却炉、マルチステージグリッド焼却炉、ロータリー焼却炉及び他の類似する焼却炉の群から選択される焼却炉でスラッジの焼却を行うことが好ましい。
【００１４】
焼却によって発生した燃焼排ガスから追加的に熱を回収することができる。
【００１５】
また、本発明は、上記方法を実施するための、以下を含む、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジの乾燥設備、すなわち、
伝熱流体を用いて予備乾燥するための第１の間接的な予備乾燥ユニットであって、予備乾燥したスラッジ及び水蒸気を出口に送り、該水蒸気は、コンデンサーに送られて、その中で加熱ガスを加熱する予備乾燥ユニット；
第１の乾燥ユニットの出口に設けたスラッジを形作る装置；
及び、予備乾燥したスラッジを乾燥するための第２の乾燥ユニットであって、加熱ガス、特に空気を用いて該スラッジを加熱する乾燥ユニット；を含み、
熱エネルギーを発生させるために、第２の乾燥ユニットを出てくる凝集物の少なくとも一部を焼却するユニット；
及び、発生した前記熱エネルギーの少なくとも一部を第１の予備乾燥ユニットの伝熱流体に移動させる熱交換手段を含むことを特徴とする乾燥設備である。
【００１６】
該設備は、乾燥したスラッジに機械的作用を与えて微細な凝集物の形態に形成するレデューサーを、第２の乾燥ユニットの出口に備えることが好ましい。
【００１７】
前記熱交換手段は、閉鎖ループの伝熱流体と、第２の乾燥工程に入る加熱ガスの間に、ヒーターを備えたバイパスを含む閉鎖ループを有することが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、前記した態様以外にも、図面を参照して説明する多数の他の態様を含むがそれらに限定されるわけではない。
【００１９】
図１は、本発明方法を実施する乾燥設備の概略図である。
【００２０】
図１は、泥状物質、特に排水処理プラントのスラッジを乾燥する設備を示しており、第１の乾燥器１、すなわち、間接型の予備乾燥ユニットを含んでいる。乾燥器１へのスラッジの供給は、乾燥させるべきスラッジを含む貯蔵庫３からポンプ２によって行われる。伝熱流体は、後述するループ５に接続するライン４の中を流れる。ループ５内の伝熱流体は、油又は水蒸気からなることが好ましい。
【００２１】
間接型の乾燥器は、スラッジを乾燥する伝熱流体がライン内を流れ、伝熱流体と乾燥するスラッジの間で、該スラッジと直接接触することなく、熱交換する装置を意味する。乾燥器１は、薄膜、ディスク又はベーン型（vane type）とすることができる。
【００２２】
乾燥器１は、予備加熱したスラッジを出口１ａに送り、もう１つの出口１ｂに水蒸気を送る。予備乾燥したスラッジは、スラッジ押出機６に導入してスラッジの帯又は類似のものに形作り、該押出機の出口から、図に示すように、例えば、ベルト型７ａの第２の乾燥器７内に落下させる。乾燥器７は直接型であり、すなわち、ベルト７ａ上を流れてくるスラッジは加熱ガス、特には入口８を通じて導入される熱風と直接接触する。
【００２３】
乾燥器１から出てくるスラッジは、未だ塑性相の状態にあるが、均一で予め規定したサイズの要素にするため、選択された直径を有する孔をもつ穴あき板（スラッジ押出機）から押し出す。
【００２４】
乾燥器７のガスは、ファン９を用いて出口１０を介して排出され、適用可能であれば冷却ユニット１１を通って、コンデンサー１２に送られる。オリフィス１ｂを通って第１の乾燥器１から出て、ダクト１３を通ってコンデンサー１２に送られる水蒸気の凝縮により、コンデンサー１２の中で前記ガスは加熱される。コンデンサー１２の出口では、加熱された前記ガスは、少なくともその一部はダクト１４を通って入口８に再び戻る。該ガスの他の部分を出口１５から排出させることは任意である。水を蒸気化する潜熱はコンデンサー１２で回収される。
【００２５】
乾燥器７からガスを排出し、冷却ユニット１８を通過させた後に、該乾燥器に再び導入するために、ファン１７を備えたバイパス１６を設けることができる。
【００２６】
乾燥器７は、第１の乾燥器１の出口でのサイズよりも小さいサイズの凝集物の形態で、乾燥スラッジを出口２０に移動させるために機械的作用を付与するため、レデューサー１９、すなわち、グラインダーを乾燥スラッジ出口７ｂに含んでいる。乾燥器７から出ていく乾燥したスラッジの乾燥度は９５％にもなりうる。
【００２７】
レデューサー１９から出ていく凝集物の一部は供給装置２１、特にはスクリュー装置を介して除去され、保管貯蔵庫に送られる。他の部分は供給装置２２、特にはスクリュー装置により、焼却炉２３に送られる。焼却炉２３は、空気入口２３ａと排ガス出口２３ｂを備えた加熱ユニットで構成される。
【００２８】
第１の乾燥工程１の伝熱流体のループ５は、焼却炉２３に配置された熱交換器５ａを含む。これは、乾燥したスラッジの凝集物の焼却によって産生された熱エネルギーで伝熱流体を加熱するためのものである。
【００２９】
加熱した伝熱流体に対し、熱交換器５ａの出口枝路２４は２つの枝路２４ａ、２４ｂに分かれており、伝熱流体が油のときは、それぞれにポンプ２５ａ、２５ｂが備えられており、伝熱流体が水蒸気のときは、他の調節手段が備えられる。
【００３０】
枝路２４ａは加熱した伝熱流体を乾燥器１のライン４に運ぶ。伝熱流体はライン２６ａにより焼却炉２３に戻る。ライン２６ａは、熱交換器５ａのリターン枝路２６に合流する。
【００３１】
枝路２４ｂは伝熱流体を、ガスを加熱するヒータ−２７に送り、伝熱流体により、加熱された該ガスは第２の乾燥器７に入る。伝熱流体は２６ｂを通って枝路２６に戻る  
【００３２】
凝集物の焼却によってループ５の伝熱流体に供給される熱エネルギーは、１又はそれ以上の外部エネルギー、例えば、ガス、油、バイオガス、蒸気、燃焼排ガス等から選択される外部エネルギーによって補充しうる。
【００３３】
乾燥スラッジの焼却によるエネルギーの発生及びそのエネルギーの本設備での直接的な利用は、蒸気化の潜熱を回収した第１の乾燥器１において、外部エネルギーの必要性を減少させ、実質的にスラッジの乾燥方法の熱効率を改善するのに役立つ。
【００３４】
排水処理プラントのスラッジから産生される乾燥した凝集物は、高い熱量を有している。該熱量は、乾燥物の全体量に対する有機物の割合、スラッジ自体の特性、及び水分量に依存している。この性質は、上記方法において、乾燥スラッジが熱エネルギーの実行可能な供給源を構成することを意味している。
【００３５】
スラッジの供給は、手作業で行ってもよいし、自動的に行ってもよい。焼却される量は必要条件に依存しており、外部エネルギー、例えば、ガス、油、バイオガス、固形燃料等の外部エネルギー源によって補充しうる。加熱システムにおいて必要としない処理スラッジは、処方された任意の方法で除去する。
【００３６】
第１の予備乾燥ユニットと第２の予備乾燥ユニットの間の設備から出る排ガス、あるいは、設備のいかなる所から発生する排ガスは、加熱システム２３の空気入口２３ａに送ってもよい。そこで、排ガスは加熱システムの主たる気流と混合される。このような構成とすることにより、入口空気の温度を上昇し、排ガス流を脱臭するのに役立つ。
【００３７】
焼却炉２３からなる加熱システムは、排ガス処理システムを設けて使用してもよいし、設けずに使用してもよい。
【００３８】
前記加熱システムは、燃焼排ガスから追加的に熱を回収するためのユニットを含めることができる。
【００３９】
凝集物の焼却によって発生する熱は、あらゆる手段、たとえば、油及び空気の温度を上げるため、蒸気を発生させるため、本設備の装置を加熱するための手段に使用することができる。
【００４０】
本設備の装置は、ＡＴＥＸ又は非ＡＴＥＸの環境に設けることができる。
【００４１】
本方法の制御は、自動的に又は手作業で又はそれら両方で行うことができる。
【００４２】
本発明の方法は、ＥＰ０７８１７４１又はＥＰ０８８９０１４の方法及び／又は装置に適用することができる。
【００４３】
本発明の方法は、ＥＰ０７８１７４１又はＥＰ０８８９０１４に記載された以外の乾燥処理及び装置に適用することができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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