(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤粒子状物質を乾燥させる方法であって、乾燥粒子状物質がＤＩＮ  ５３１６３に従って測定された少なくとも６５％の白色度Ｒｙを有する白色無機物であり、
ａ）湿潤粒子状物質の少なくとも１つの供給流（１）を提供するステップ、
ｂ）少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）、少なくとも１個の循環ファン（４１）および少なくとも１個の熱交換器（４２）を備える再循環回路であって、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）が、混合システムと混合粒子状物質、湿潤粒子状物質の供給流用の少なくとも１個の入口、過熱蒸気用の少なくとも１個の入口、および排蒸気用の少なくとも１個の出口を備える、再循環回路を提供するステップ、
ｃ）湿潤粒子状物質の前記少なくとも１つの供給流（１）を、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内の混合粒子状物質中に供給流用の少なくとも１個の入口を介して連続的または不連続的のどちらかで供給するステップ、
ｄ）過熱蒸気（６）を、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に過熱蒸気用の前記少なくとも１個の入口を介して供給するステップ、
ｅ）混合粒子状物質を前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内で過熱蒸気と直接接触させて混合粒子状物質を乾燥させ、排蒸気（３）用の少なくとも１個の出口を介して前記蒸気を、前記排蒸気（３）からいずれの搬送粒子状物質をも分離させることなく排出するステップ、
ｆ）粒子状物質を搬送する排蒸気（３、４、５）を、排蒸気が再加熱されて過熱蒸気（６）を提供する前記少なくとも１個の熱交換器（４２）中に供給して、排蒸気が前記少なくとも１個の熱交換器（４２）の前または後に前記少なくとも１個の循環ファン（４１）を通過し、前記過熱蒸気を前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に過熱蒸気用の前記少なくとも１個の入口を介して戻し供給するステップ、
ｇ）過剰蒸気（７）を前記再循環回路内の少なくとも１つの位置から分配するステップ、
ｈ）前記過剰蒸気（７）を少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給し、圧縮機にて過剰蒸気を圧縮して過剰蒸気の飽和温度を上昇させ、前記圧縮された過剰蒸気（８）を前記少なくとも１個の熱交換器（４２）における熱源として使用し、過剰蒸気を液体凝縮物（９）として放出するステップ、ならびに
ｉ）前記乾燥粒子状物質を少なくとも１つの生成物流として少なくとも１個の出口を介して連続的にまたは不連続的のどちらかで放出して、前記乾燥粒子状物質を得るステップ
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）が乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、前記少なくとも１つの生成物流が乾燥粒子状物質用の前記少なくとも１個の出口を介して前記少なくとも１個の乾燥チャンバから放出される、および／または前記少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路が乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、前記少なくとも１つの生成物流が乾燥粒子状物質用の前記少なくとも１個の出口を介して前記少なくとも１個の乾燥チャンバを除く前記再循環回路から放出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記乾燥チャンバの混合システムが、１軸または２軸以上のミキサ、１軸または２軸以上の複合ミキサ、および機械式流動床エスタブリッシャから成る群より選択される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１個の乾燥チャンバにおける圧力が、０から５バールである、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記過熱蒸気が過熱水蒸気であり、前記再循環回路を通じた圧力降下が、前記少なくとも１個の乾燥チャンバの圧力が０．８から１．２バールでは、５００から３０００Ｐａである、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記過剰蒸気（７）が前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）を出た後および前記少なくとも１個の循環ファン（４１）を出る前に前記排蒸気（３）から分配される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１個の熱交換器（４２）がシェルアンドチューブ熱交換器である、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１個の機械式圧縮機が、遠心圧縮機，高圧遠心ファンまたは容積式ルーツ送風機である、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記過熱蒸気（６）の温度および前記少なくとも１個の乾燥チャンバを出る前記排蒸気（３）の温度が、温度差ΔＴＲ分異なり、ΔＴＲは５から１００℃である、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記過剰蒸気（７）の飽和温度および前記圧縮過剰蒸気（８）の飽和温度が、温度差ΔＴＥ分異なり、ΔＴＥは６から１３０℃である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ΔＴＥとΔＴＲとの間の差が、１から３０℃である、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記過剰蒸気（７）が、精製されたおよび／または再沸騰した過剰蒸気（１７）として少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給される前に、いずれの搬送粒子状物質も前記過剰蒸気から除去する少なくとも１個のセパレータ（４４）を通過する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記除去された搬送粒子状物質が、リサイクル流（１３）として前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中または前記少なくとも１つの供給流（１、２）中に供給される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの供給流（１）が、少なくとも１個の熱交換器（４６）によって予熱されて、液体凝縮物（９、１９）および／または前記少なくともセパレータ（４４）からの放出流が熱源として使用される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
得られた乾燥粒子状物質が、乾燥粒子状物質の全重量に対して、１５重量％未満の全水分を含有する、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記再循環回路内部の前記乾燥粒子状物質の平均保持時間が、少なくとも１０分である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記白色無機物が、炭酸カルシウムベース無機物または水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウムから選択され、または炭酸カルシウム浮選からのドロマイトもしくはテーリングもしくはこれの混合物を含む、炭酸カルシウム含有無機物から選択される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記白色無機物が、炭酸カルシウムである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記白色無機物が、粉砕炭酸カルシウム、変性炭酸カルシウムおよび沈降炭酸カルシウムから選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記白色無機物が、粘土もしくはタルクとまたは水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウムと混合された炭酸カルシウムベース無機物であり、または炭酸カルシウム−カオリン混合物、または炭酸カルシウムとベントナイトとの混合物、または天然炭酸カルシウムと水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、雲母とのもしくは合成もしくは天然繊維との混合物であり、またはタルク−炭酸カルシウムもしくはタルク−二酸化チタンもしくは炭酸カルシウム−二酸化チタンの共構造体である、請求項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
得られた乾燥粒子状物質が、炭酸カルシウムの全重量に対して、９５重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムである、請求項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
炭酸カルシウムの全重量に対して９５重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムを製造するための、請求項１から２１のいずれか一項に記載の方法の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥方法の分野に、より詳細には過熱蒸気を使用して湿潤粒子状物質を乾燥させる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
過熱蒸気乾燥は、過熱蒸気を乾燥される湿潤生成物と直接接触する乾燥媒体として用いる新たな技術である。直接空気または不活性ガス乾燥器と比べて、直接過熱蒸気乾燥器は、空気または不活性ガスを加熱しないためにエネルギー消費がより少ないこと、過剰な蒸気が空気もしくは不活性ガスと混合しないために熱回収により適していること、汚染された空気もしくは不活性ガスの排出が無視できること、装置内で爆発のリスクがないこと、または通常は空気によって酸化する生成物の酸化が少ないことなどの、周知の基本的な利点を幾つか有する。
【０００３】
飽和蒸気は、直接過熱蒸気乾燥器と同じ基本的な利点を潜在的に与える乾燥原理に基づいて、直接乾燥方法でのエネルギー源として使用されることが多い。しかし間接乾燥原理は、湿潤生成物と乾燥媒体との間の直接接触によって熱が供給されないため、直接乾燥原理とは著しく異なっている。むしろ熱は、乾燥される生成物と接触している高温の表面を介して供給される。さらに、間接乾燥器には乾燥チャンバ内部で使用するための特別に設計された熱交換器が必要であり、この交換器は標準的な熱交換器と比べて複雑で費用がかかる。
【０００４】
オランダ応用科学研究機構（Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  （ＴＮＯ））は２００４年６月に報告書（（Ｒ  ２００４／２３９），ｅｎｔｉｔｌｅｄ「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ  ｓｔｅａｍ  ｄｒｙｉｎｇ」）を発行して、過熱蒸気乾燥技術を用いる１００台を超える乾燥設備がこれまで判明し、大半がバルク材料用の大規模連続乾燥器であることに触れている。しかし、当分野で公知の過熱蒸気乾燥器には、これらの構造のために、用いたエネルギーの多くが回収できないという問題が依然としてある。このことは、加熱蒸気乾燥器が他の外部方法やヒートシンクに連結されていないが、独立型システムとして使用される場合に特に当てはまる。
【０００５】
ＷＯ０３／０５２３３６は、乾燥チャンバ出口蒸気内のサイクロン、即ち微粉／蒸気セパレータを備えた、および在来のエネルギーシステムを備えた、直接過熱蒸気乾燥の原理に基づく混合乾燥器について記載している。再循環回路でサイクロンが必要であるために、上昇した圧力の降下が引き起こされて、この降下を循環ファンのより高い差圧によって補償する必要があり、このため循環ファンのエネルギー消費が著しく上昇する。さらに、在来のエネルギーシステムを使用しているということは、この混合乾燥器を他の外部方法またはヒートシンクに連結することによってのみエネルギー回収が可能であることを意味する。
【０００６】
米国特許第５，２９１，６６８号明細書は、曲線ルーバーセパレータを使用して乾燥生成物を蒸気から分離する、フラッシュ型乾燥器を使用した常圧過熱蒸気乾燥方法を開示している。乾燥生成物から分離された水蒸気は、機械式蒸気圧縮機を使用することにより、回収されて蒸気エネルギーとして再循環して、この間、乾燥媒体またはキャリアガスまたは過熱蒸気は、外部熱交換器もしくは乾燥チャンバ内部の熱交換器のどちらかまたはこれらの方法の組合せで加熱される。しかし、この方法の１つの基本的な制約は、乾燥媒体またはキャリアガスの流速が乾燥方法の機能全体に影響を及ぼすため、乾燥器のサイズを従来のサイズと比べて大きくすること、または複雑な熱交換器表面を乾燥チャンバ内に導入することのどちらかをしないと、最適なエネルギー回収システム温度レベルで記載した乾燥システムを運転することが不可能になるということである。さらに、微粉および生成物セパレータは前記フラッシュ乾燥器に必須であるためにさらなる圧力降下がもたらされ、この降下は循環ファンのためのエネルギーをさらに消費することによって補償する必要がある。
【０００７】
ＥＰ００５８６５１は、生成物粒子がパイプライン内を同時に搬送されて、キャリアガスまたは乾燥媒体または過熱蒸気中で乾燥され、乾燥媒体が二重壁パイプラインを通じて再加熱される、家畜飼料フラッシュ／空気式乾燥器に関する。この乾燥システムも、乾燥媒体またはキャリアガスの流速が乾燥方法の機能全体に影響を及ぼし、そのために乾燥器のサイズを従来のサイズと比べて大きくしなければ、記載した乾燥システムを最適なエネルギー回収システム温度レベルで運転できなくなるという欠点がある。このシステムは、サイクロンまたは別の種類のセパレータも必要であり、そのためエネルギー消費の点から好ましくない。
【０００８】
米国特許第４，２４２，８０８号明細書は、特に製紙工場におけるペーパーウェブのための直接過熱蒸気乾燥方法について記載している。エネルギーは、機械式蒸気圧縮機を使用することによって、少なくとも一部は回収できる。しかし、このシステムは高い入口温度を必要とし、粒子状物質の乾燥にも適していない。
【０００９】
完全を期するために、出願人は、機械式蒸気再圧縮によるエネルギー回収を用いた間接乾燥原理に言及している、以下の米国特許を挙げておきたい：ＵＳ４，５２３，３８８、ＵＳ４，２２３，４５２、ＵＳ２，６２２，３４２およびＵＳ４，９７４，３３５。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００３／０５２３３６号
【特許文献２】米国特許第５，２９１，６６８号明細書
【特許文献３】欧州特許第００５８６５１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，２４２，８０８号明細書
【特許文献５】米国特許第４，５２３，３８８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，２２３，４５２号明細書
【特許文献７】米国特許第２，６２２，３４２号明細書
【特許文献８】米国特許第４，９７４，３３５号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｔｈｅ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ（ＴＮＯ）Ｒ  ２００４／２３９「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｕｐｅｒｈｅａｔｅｄ  ｓｔｅａｍ ｄｒｙｉｎｇ」Ｊｕｎｅ  ２００４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
湿潤粒子状物質の、よりエネルギー効率の良い乾燥方法に対する要求が当分野に依然として残存している。
【００１３】
従って、本発明の目的は、必要なエネルギー消費量がより少ない、湿潤粒子状物質の乾燥方法を提供することである。他の外部熱方法またはヒートシンクに連結されることに依存していない、エネルギー効率の良い乾燥システムを提供することも望ましい。このようなシステムが工業条件下で利用できることも望ましい。
【００１４】
また本発明の目的は、ある量の搬送粒子状物質を収容する、より複雑でない蒸気再循環回路を利用する、湿潤粒子状物質の乾燥方法を提供することである。低量または極少量のエネルギー消費量で、過剰な蒸気中で搬送粒子状物質の統合リサイクルを可能にする乾燥方法を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記のおよび他の目的は、乾燥粒子状物質がＤＩＮ  ５３１６３に従って測定された少なくとも６５％の白色度Ｒｙを有する白色無機物である、湿潤粒子状物質を乾燥する方法を提供することによって解決され、該方法は以下のステップを含む：
ａ）湿潤粒子状物質の少なくとも１つの供給流（１）を提供するステップ、
ｂ）少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）、少なくとも１個の循環ファン（４１）および少なくとも１個の熱交換器（４２）を備える再循環回路であって、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）が混合システムおよび混合粒子状物質、湿潤粒子状物質の少なくとも１つの供給流用の少なくとも１個の入口、過熱蒸気用の少なくとも１個の入口および排蒸気用の少なくとも１個の出口を備える、再循環回路を提供するステップ、
ｃ）湿潤粒子状物質の前記少なくとも１つの供給流（１）を、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内の混合粒子状物質中に供給流用の少なくとも１個の入口を介して連続的または不連続的のどちらかで供給するステップ、
ｄ）過熱蒸気（６）を、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に過熱蒸気用の前記少なくとも１個の入口を介して供給するステップ、
ｅ）混合粒子状物質を前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内で過熱蒸気と直接接触させて混合粒子状物質を乾燥させ、前記排蒸気（３）用の少なくとも１個の出口を介して前記蒸気を、排蒸気（３）からいずれの搬送粒子状物質をも分離させることなく排出するステップ、
ｆ）排蒸気（３、４、５）を、排蒸気が再加熱されて過熱蒸気（６）を提供する前記少なくとも１個の熱交換器（４２）中に供給して、排蒸気が前記少なくとも１個の熱交換器（４２）の前または後に前記少なくとも１個の循環ファン（４１）を通過し、前記過熱蒸気を前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に過熱蒸気用の前記少なくとも１個の入口を介して戻し供給するステップ、
ｇ）過剰蒸気（７）を前記再循環回路内の少なくとも１つの位置から分配するステップ、
ｈ）前記過剰蒸気（７）を少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給し、圧縮機にて過剰蒸気を圧縮して過剰蒸気の飽和温度を上昇させ、前記圧縮された過剰蒸気（８）を前記少なくとも１個の熱交換器（４２）における熱源として使用し、過剰蒸気を液体凝縮物（９）として放出するステップ、および
ｉ）前記乾燥微粒子を少なくとも１つの生成物流を少なくとも１個の出口を介して連続的または不連続的のどちらかで放出して、前記乾燥粒子状物質を得るステップ。
【００１６】
本発明の別の態様により、本発明による乾燥方法は、９５重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムを製造するために使用され、炭酸カルシウムは好ましくは、分級機の非存在下で製造される。
【００１７】
本発明の別の態様により、本発明による方法によって得られる白色無機物が提供され、白色無機物はＤＩＮ  ５３１６３に従って測定された少なくとも６５％の白色度Ｒｙを有する。
【００１８】
本発明の有利な実施形態は、相当する従属請求項で定義されている。
【００１９】
一実施形態によれば、前記少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）が乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、前記少なくとも１つの生成物流が、乾燥粒子状物質用の前記少なくとも１個の出口を介して前記少なくとも１個の乾燥チャンバから放出される、および／または前記少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路が乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、前記少なくとも１つの生成物流が、乾燥粒子状物質用の前記少なくとも１個の出口を介して少なくとも１個の乾燥チャンバを除く前記再循環回路から放出される。
【００２０】
一実施形態によれば、乾燥チャンバ内の混合システムは、１軸、２軸以上のミキサ、または１軸、２軸以上の複合ミキサおよび機械式流動床エスタブリッシャから成る群より選択され、好ましくは、混合システムは２軸複合ミキサおよび機械式流動床エスタブリッシャである。
【００２１】
一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバにおける圧力は０から５バール、好ましくは０．１から１．５バール、より好ましくは０．１から０．９５バールまたは１．０５から１．２バールである。別の実施形態によれば、過熱蒸気は、過熱水蒸気であり、再循環回路を通じた圧力降下は、少なくとも１個の乾燥チャンバにおける圧力が０．８から１．２バールでは、５００から３０００Ｐａ、好ましくは１０００から２０００Ｐａである。
【００２２】
一実施形態によれば、過剰蒸気（７）は再循環回路内の、搬送粒子状物質の量が最小であることが判明している少なくとも１つの位置から分配され、好ましくは過剰蒸気（７）は、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）を出た後および少なくとも１個の循環ファン（４１）を出る前に、排蒸気（３）から分配される。
【００２３】
一実施形態によれば、少なくとも１個の熱交換器（４２）は、シェルアンドチューブ熱交換器である。別の実施形態によれば、少なくとも１個の機械式圧縮機は遠心圧縮機，高圧遠心ファンまたは容積式ルーツ送風機、好ましくは高圧遠心ファンである。
【００２４】
一実施形態によれば、過熱蒸気（６）の温度および少なくとも１個の乾燥チャンバを出る排蒸気（３）の温度は、温度差ΔＴＲ分異なり、ΔＴＲは５から１００℃、好ましくは１０から５０℃、より好ましくは１５から３０℃、なおより好ましくは１５から２５℃、最も好ましくは約２２℃である。別の実施形態によれば、過剰蒸気（７）の飽和温度および圧縮過剰蒸気（８）の飽和温度は、温度差ΔＴＥ分異なり、ΔＴＥは６から１３０℃、好ましくは１１から８０℃、さらに好ましくは１５から６０℃、最も好ましくは２０から４５℃である。なお別の実施形態によれば、ΔＴＥとΔＴＲとの間の差は、１から３０℃、好ましくは４から２０℃、より好ましくは６から１５℃、最も好ましくは６から１０℃である。
【００２５】
一実施形態によれば、過剰蒸気（７）は少なくとも１個のセパレータ（４４）を通過して、この蒸気が精製または再沸騰過剰蒸気（１７）として少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給される前に、いずれの搬送粒子状物質も過剰蒸気から除去される。別の実施形態によれば、除去された搬送粒子状物質は、リサイクル流（１３）として少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中または少なくとも１つの供給流（１、２）中に供給される。なお別の実施形態によれば、少なくとも１つの供給流（１）は、供給流が少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に供給される前に予熱され、好ましくは、供給流（１）は少なくとも１個の熱交換器（４６）によって予熱されて、液体凝縮物（９、１９）および／または少なくともセパレータ（４４）からの放出流が熱源として使用される。
【００２６】
一実施形態によれば、得られた乾燥粒子状物質は、乾燥粒子状物質の全重量に対して、１５重量％未満の、好ましくは５重量％未満の、より好ましくは２重量％未満の、最も好ましくは１重量％の全水分を含有する。別の実施形態によれば、再循環回路内部の乾燥粒子状物質の平均保持時間は、少なくとも１０分、少なくとも３０分または少なくとも６０分である。
【００２７】
一実施形態によれば、白色無機物は、炭酸カルシウムベース無機物または水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウム、好ましくは炭酸カルシウム、より好ましくは粉砕炭酸カルシウム、変性炭酸カルシウムもしくは沈降炭酸カルシウムから選択され、または炭酸カルシウム含有無機物が好ましくは炭酸カルシウム浮選からのドロマイトもしくはテーリングもしくはこれの混合物を含む、炭酸カルシウム含有無機物から選択される。別の実施形態によれば、白色無機物は、粘土もしくはタルクまたは水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウムと混合された炭酸カルシウムベース無機物であり、または炭酸カルシウム−カオリン混合物もしくは炭酸カルシウムとベントナイトとの混合物、または天然炭酸カルシウムと水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、雲母とのもしくは合成もしくは天然繊維との混合物であり、または無機物の共構造体、好ましくはタルク−炭酸カルシウムもしくはタルク−二酸化チタンもしくは炭酸カルシウム−二酸化チタンの共構造体である。
【００２８】
一実施形態によれば、得られた乾燥粒子状物質は、炭酸カルシウムの全重量に対して、９５重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムである。別の実施形態によれば、本発明による方法によって得られる白色無機物は、炭酸カルシウムの全重量に対して、５重量％未満の全水分を有する炭酸カルシウムである。
【００２９】
なお別の実施形態によれば、本発明による方法によって得られる白色無機物は、製紙用途、塗料、シーラント、接着剤、コンクリート、農業、化粧品、食品、飼料、医薬品、水処理におよび／またはプラスチックに使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の例示的な実施形態を示す概略フローダイヤグラムである。
【図２】本発明の別の例示的な実施形態を示す概略フローダイヤグラムである。
【図３】本発明の別の例示的な実施形態を示す概略フローダイヤグラムである。
【図４】本発明の例示的な実施形態の、乾燥チャンバ中に供給された過熱蒸気の温度と乾燥チャンバから出る排蒸気の温度との温度差に対する全比エネルギー消費量を示すグラフである。
【図５】本発明の別の例示的な実施形態の、乾燥チャンバ中に供給された過熱蒸気と乾燥チャンバから出る排蒸気の温度との温度差に対する全比エネルギー消費量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の目的のために、「湿潤粒子状物質」、「供給」または「供給流」という用語は、本発明による方法で用いられる少なくとも１個の乾燥チャンバ中に供給される新たな供給または流を指し、乾燥によって微粒子生成物を形成する、例えば溶液、懸濁体または分散体の形の少なくとも１個の固体物質と液体との均質または不均質混合物である。湿潤粒子状物質は例えば、液体、スラリ、ペースト、凝集体、粒状物、結晶、ペレット、湿潤粒子、湿潤小片または湿潤ケーキとして存在してよい。液体は水、有機溶媒、または他の何らかの液体物質、またはこれの混合物を含んでよい。湿潤粒子状物質の固体含有率は、湿潤粒子状物質の全重量に対して、少なくとも５重量％，好ましくは少なくとも２５重量％であってよい。
【００３２】
本発明の目的のために、「乾燥粒子状物質」または「生成物」は、乾燥粒子状物質の全重量に対して、１５重量％未満の、５重量％未満の、２重量％未満の、好ましくは１重量％未満の全水分含有率を有する粒子状物質を指すと理解される。
【００３３】
「混合粒子状物質」は、本発明に関連して使用する場合、同時に、乾燥媒体によって乾燥され、および湿潤粒子状物質と混合されるまたは湿潤粒子状物質によって湿潤される、乾燥チャンバ内部にある粒子状物質を指す。混合粒子状物質の全水分含有率は、湿潤粒子状物質の水分含有率と乾燥粒子状物質の水分含有率の間である。
【００３４】
「搬送粒子状物質」または「微粉」という用語は、本発明に関連して使用する場合、乾燥チャンバからの排蒸気と共に搬送される、部分乾燥微粒子または乾燥粒子状物質のどちらかの粒子状物質を指す。搬送粒子状物質の全水分含有率は、搬送粒子状物質が再循環回路内を移動する場合に、または搬送粒子状物質が過剰蒸気に沿って搬送される場合に、変更することができる。
【００３５】
「保持時間」という用語は、本発明に関連して使用する場合、乾燥システム内の乾燥粒子状物質の平均保持時間を指し、定常状態条件の乾燥システム内部の乾燥粒子状物質を少なくとも１つの生成物流における乾燥粒子状物質の流速で割ることによって計算される。
【００３６】
「無機物」は、本発明の意味では、特徴的な化学組成を有する固体無機物質を包含する。「白色」無機物は、本発明の意味では、ＤＩＮ  ５３１６３（発行日：１９８８年７月）に従って測定された少なくとも６５％の白色度Ｒｙを有する白色無機物である。
【００３７】
「粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）」は、本発明の意味では、天然源から得られた炭酸カルシウム、例えば石灰石、方解石、大理石もしくはチョークまたはドロマイトであり、湿式および／または乾式による、例えばサイクロンまたは分級機による粉砕、ふるい分けおよび／または分画などの処理によって加工される。
【００３８】
「沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）」は、本発明の意味では、水性環境における二酸化炭素と石灰との反応後の沈降によって、または水中でのカルシウムおよび炭酸塩源の沈降によって、または溶液からのカルシウムおよび炭酸イオン、例えばＣａＣｌ２およびＮａ２ＣＯ３の沈降によって一般に得られる、合成物質である。
【００３９】
「乾燥媒体」は、本発明の意味では、混合粒子状物質からの液体構成要素を乾燥および除去するために使用される溶媒である。乾燥媒体組成物は、湿潤粒子状物質の液体構成要素に類似又は少々類似していてもよい。
【００４０】
「排蒸気」という用語は、本発明に関連して使用する場合、少なくとも１個の乾燥チャンバ内での直接乾燥中に混合粒子状物質から蒸発した水分および／または揮発性構成要素が高濃度となった過熱蒸気を指す。さらに、排蒸気は排蒸気と共に搬送される搬送粒子状物質を含んでよい。
【００４１】
本発明の目的のために、「排蒸気からいずれの搬送粒子状物質も分離することなく」という語句は、再循環回路に沿って移動する蒸気から搬送粒子状物質を分離するために、再循環回路において著しいさらなる圧力降下を発生するいずれの微粉／蒸気分離装置、例えばサイクロンまたはフィルタなどが使用されないことを意味する。
【００４２】
本発明の目的のために、「飽和温度」という用語は、乾燥媒体の物理的状態が液体から気化状態に変化する温度を指し、乾燥媒体の飽和温度は乾燥媒体の圧力に依存する。
【００４３】
本発明の目的のために、「沸点上昇」という用語は、ある圧力における溶媒と混合されたおよび／またはある圧力の溶媒に溶解しているある量の固体物質の沸点と、同じ圧力の純溶媒の飽和温度との差を指す。
【００４４】
「溶媒」という用語は、本発明に関連して使用する場合、固体物質を溶解させる溶媒と、また、固体を溶解させないが、例えば分散体または懸濁体の形で固体を担持する他の何らかの種類の液体との両方を指す。
【００４５】
「スラリ」は、本発明の意味において、不溶性固体ならびに場合によりさらなる添加剤および溶解した固体を含み、通常、大量の不溶性固体を含有し、このためスラリが生成される液体よりも粘性であり、一般に高密度である。
【００４６】
「過熱蒸気」または「蒸気」という用語は、本発明に関連して使用する場合、乾燥媒体の蒸気または気化物を指す。「過熱」という接頭辞は、各乾燥媒体の飽和温度よりも高い温度を指す。「蒸気」または「気化物」という用語は、過熱という接頭辞なしで、本発明に関連して使用する場合、各溶媒の飽和温度または飽和温度よりもやや高い温度のどちらかにおける蒸気いずれの種類の過熱溶媒蒸気または過熱溶媒蒸気の混合物も、例えば、これに限定されるわけではないが、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、他のアルコール、プロピレングリコール、モノエチレングリコール、エチレングリコール、他のグリコール、炭化水素または少なくとも２種のこれらの溶媒の混合物も本発明の方法で使用してよい。
【００４７】
「全水分含有率」という用語は、本発明に関連して使用する場合、粒子状物質の表面上および粒子状物質内に吸収されて、粒子状物質から蒸発することができる溶媒の量を指す。溶媒が水である場合、粒子状物質の水の重量％は、特定の固体物質のための好適な測定法、例えば電量カールフィッシャー測定法に従って決定され、無機粉末および／または複合粒子もしくは粒子状物質は、２２０℃または特定の固体物質に好適な別の温度まで加熱され、水含有率は気化物または蒸気として放出されて、（１００ｍｌ／分の）窒素ガス流を使用して単離され、電量カールフィッシャー単位で測定される。
【００４８】
「全エネルギー消費量」という用語は、本発明に関連して使用する場合、全熱エネルギー消費量を加えた全電気エネルギー消費量を指し、ｋＷｈで示される。
【００４９】
「全電気エネルギー消費量」という用語は、本発明に関連して使用する場合、電気エネルギーを消費する実際の方法内のすべての機器の電気エネルギー消費量を指し、ｋＷｈで示される。
【００５０】
「全熱エネルギー消費量」という用語は、本発明に関連して使用する場合、実際の方法を規定通りに行うのに必要な熱（ｔｈｅｒｍａｌ）または熱（ｈｅａｔ）エネルギー消費量を指し、ｋＷｈで示される。
【００５１】
「機械式流動床エスタブリッシャ」という用語は、本発明に関連して使用する場合、粒子床を通過する流体によってではなく、代わりに混合機器による機械的な力によって確立された粒子の流動床を指し、粒子状物質を上方へ通過する流体（液体または蒸気または気体）による液化と同様であり、これにより粒子状物質は静的固体様状態から動的流体様状態に変換される。固体粒子床は流動化されると、液体または蒸気または気体などの流体として挙動する。
【００５２】
本発明の目的のために、「バール」という用語は、絶対圧力、即ち１．０１３２５バールを指し、大気圧、即ち１標準大気（１気圧）に等しい。
【００５３】
以下において、本発明の乾燥方法の１つの実施形態を示す図１を用いて、本発明の方法の特色を説明する。
【００５４】
本発明の湿潤粒子状物質を乾燥する方法は、湿潤粒子状物質の少なくとも１つの供給流（１）を提供するステップを含む。
【００５５】
本発明の方法で乾燥される湿潤粒子状物質は、各種の供給源から得ることができ、本発明の方法によって乾燥された後に、ＤＩＮ  ５３１６３（発行日：１９８８年７月）に従って測定された少なくとも６５％の白色度Ｒｙを有する白色無機物である。
【００５６】
本発明の一実施形態によれば、白色無機物は、炭酸カルシウムベース無機物または水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウム、好ましくは炭酸カルシウム、より好ましくは粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、変性炭酸カルシウムもしくは沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）から選択され、または炭酸カルシウム含有無機物が好ましくは炭酸カルシウム浮選からのドロマイトもしくはテーリングもしくはこれの混合物を含む、炭酸カルシウム含有無機物から選択される。
【００５７】
天然粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）は、例えば大理石、石灰石、チョーク、方解石および／またはドロマイトの１つ以上を特徴とし得る。沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）は、例えば霰石、バテライトおよび／または方解石鉱物結晶形の１つ以上を特徴とし得る。霰石は普通、針状形であるのに対して、バテライトは六方晶系に属する。方解石は、偏三角面、斜方晶、球状および斜方六面形を形成することができる。変性炭酸カルシウムは、表面および／または内部構造修飾を持つ天然粉砕または沈降炭酸カルシウムを特徴とし得て、例えば炭酸カルシウムは、例えば脂肪族カルボン酸またはシロキサンなどの疎水性化表面処理剤によって処理またはコーティングされ得るか、または酸および二酸化炭素と反応し得る。炭酸カルシウムは、例えばポリアクリレートまたはポリダドマックによって、カチオン性またはアニオン性となるように処理またはコーティングされ得る。
【００５８】
好ましくは無機顔料は、粉砕炭酸カルシウム、変性炭酸カルシウムもしくは沈降炭酸カルシウムまたはこれの混合物である。
【００５９】
本発明の別の実施形態によれば、白色無機物は、粘土もしくはタルクとまたは水酸化カルシウムもしくは硫酸カルシウムと混合された炭酸カルシウムベース無機物であり、または炭酸カルシウム−カオリン混合物もしくは炭酸カルシウムとベントナイトとの混合物、または天然炭酸カルシウムと水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、雲母とのもしくは合成もしくは天然繊維との混合物であり、または無機物の共構造体、好ましくはタルク−炭酸カルシウムもしくはタルク−二酸化チタンもしくは炭酸カルシウム−二酸化チタンの共構造体である。
【００６０】
本発明の一実施形態によれば、湿潤粒子状物質は液体、スラリ、ペースト、凝集体、粒状物、結晶、ペレット、湿潤粒子、湿潤小片または湿潤ケーキの形である。好ましくは、湿潤粒子状物質はスラリの形である。
【００６１】
湿潤粒子状物質の液体構成要素は、水、有機溶媒もしくは他の何らかの液体またこれの混合物である。好適な有機溶媒の例は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、他のアルコール、プロピレングリコール、モノエチレングリコール、エチレングリコール、他のグリコール、炭化水素または少なくとも２種のこれらの溶媒の混合物である。好ましくは、湿潤粒子状物質の液体構成要素は主に水、より好ましくは水である。
【００６２】
湿潤粒子状物質の固体含有率は、湿潤粒子状物質の全重量に対して、５から９５重量％の範囲内であってよい。本発明の一実施形態によれば、湿潤粒子状物質の固体含有率は、湿潤粒子状物質の全重量に対して、少なくとも５重量％、少なくとも１５重量％、好ましくは少なくとも２５重量％、より好ましくは少なくとも３５重量％、最も好ましくは少なくとも５０重量％である。例えば、湿潤粒子状物質の固体含有率は、湿潤粒子状物質の全重量に対して、５から９５重量％、１５から９５重量％、２５から９５重量％、３５から９５重量％から、５０から９５重量％である。
【００６３】
本発明の湿潤粒子状物質を乾燥する方法は、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）、少なくとも１個の循環ファン（４１）および少なくとも１個の熱交換器（４２）を備える再循環回路を提供するステップをさらに含む。前記少なくとも１個の乾燥チャンバは、混合システムおよび混合粒子状物質、湿潤粒子状物質の供給流用の少なくとも１個の入口、過熱蒸気用の少なくとも１個の入口および排蒸気用の少なくとも１個の出口を備える。
【００６４】
少なくとも１つの供給流（１、２）用の少なくとも１個の入口の数もしくは位置および／または少なくとも１つの供給流が進入して混合粒子状物質の上に分布する乾燥チャンバ内部の数および位置は、湿潤粒子状物質の特性、混合粒子状物質の特性、前記少なくとも１個の乾燥チャンバの設計および混合粒子状物質が乾燥チャンバ内で微粉を発生する傾向によって変わることがある。湿潤粒子状物質および混合粒子状物質の特性、前記少なくとも１個の乾燥チャンバの設計ならびに混合粒子状物質の少なくとも１個の乾燥チャンバ内での微粉を発生する傾向によっては、前記少なくとも１個の乾燥チャンバは、供給流用の１を超える入口、例えば少なくとも１つの供給流用の２、３、４または５個の入口を含有してもよい。
【００６５】
過熱蒸気（６）用の少なくとも１個の入口および／または排蒸気（３）用の少なくとも１個の出口の数および位置は、混合粒子状物質の特性、少なくとも１個の乾燥チャンバの設計ならびに混合粒子状物質が少なくとも１個の乾燥チャンバ内で微粉を発生する傾向によって変わることがある。
【００６６】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバは乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を含む。少なくとも連続真空操作のために、少なくとも１つの生成物流（１０）用のバルブ配置が存在してよい。
【００６７】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバは、例えば図３に示すような、リサイクル流用の少なくとも１個の追加の入口を含む（図１３、参照番号１３を参照のこと）。
【００６８】
本発明の一実施形態によれば、混合システムは、１軸、２軸以上のミキサ、または１軸、２軸以上の複合ミキサおよび機械式流動床エスタブリッシャより選択される。混合設計は、均質な混合粒子状物質組成物を実現することと、粒子、凝集体または粒状物の均一な粒度分布を制御することをも目指している。好ましい実施形態によれば、混合システムは、２軸複合ミキサおよび機械式流動床エスタブリッシャである。
【００６９】
湿潤粒子状物質の少なくとも１つの供給流（１）は、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内の混合粒子状物質中に供給流用の少なくとも１個の入口を介して連続的または不連続的のどちらかで供給され、過熱蒸気（６）は過熱蒸気用の少なくとも１個の入口を介して乾燥チャンバ（４０）中に供給される。
【００７０】
当業者は、少なくとも１つの供給流の圧力が乾燥チャンバ内部の圧力よりも十分に高くなければならないことを認識する。少なくとも１つの供給流の圧力は、少なくとも１つの供給流用の少なくとも１個の乾燥チャンバ内部の分配手段によっても変わることがある。
【００７１】
本発明の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの供給流は、スラリの形の湿潤粒子状物質を含む１つの供給流および湿潤ケーキの形の湿潤粒子状物質を含む１つの供給流を含む。
【００７２】
混合粒子状物質を少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）内で過熱蒸気と直接接触させて混合粒子状物質を乾燥させ、前記蒸気は、排蒸気（３）からいずれの搬送粒子状物質をも分離させることなく、排蒸気用の少なくとも１個の出口を介して排出される。
【００７３】
混合システムを有する少なくとも１個の乾燥チャンバは、直接乾燥原理の下で動作し、即ち過熱蒸気は混合粒子状物質と直接接触している。過熱蒸気は混合粒子状物質の水分を蒸発させるための熱を供給して、蒸発した水分を運び去る。過熱蒸気は、過熱蒸気用の少なくとも１個の入口を通じて進入して、混合粒子状物質と接触し、排蒸気の少なくとも１個の出口を通じて少なくとも１個の乾燥チャンバから出る。いずれの理論にも縛られるものではないが、混合システムを有する乾燥チャンバは、過熱蒸気および混合粒子状物質の非常に密接な接触および混合のために、非常に効率的な質量および熱移動を提供すると考えられる。
【００７４】
排蒸気は、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）、少なくとも１個の循環ファン（４１）および少なくとも１個の熱交換器（４２）を備える再循環回路に沿って移動する。本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバおよび／または少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路は、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備える。
【００７５】
排蒸気（３、４、５）は少なくとも１個の熱交換器（４２）中に供給され、排蒸気は、少なくとも１個の熱交換器（４２）の前または後に少なくとも１個の循環ファン（４１）を通過する。少なくとも１個の循環ファンは、再循環回路における圧力降下を克服することによって、再循環回路における蒸気の流速を維持する。
【００７６】
少なくとも１個の熱交換器において、排蒸気（５）は再加熱されて過熱蒸気（６）を提供する。得られた過熱蒸気は、過熱蒸気用の少なくとも１個の入口を介して乾燥チャンバ（４０）中に戻し供給される。
【００７７】
少なくとも１個の熱交換器（４２）は、排蒸気用の少なくとも１個の入口および過熱蒸気用の少なくとも１個の出口を含んでよい。
【００７８】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の熱交換器（４２）は、シェルアンドチューブ熱交換器である。いずれの理論にも縛られるものではないが、このような熱交換器設計が有利であるのは、例えばこの設計が搬送粒子状物質に対して堅牢であり、十分に低い圧力降下に対して設計可能であるためと考えられる。使用してよい他の熱交換器は、多様な種類のプレート熱交換器である。
【００７９】
本発明の一実施形態によれば、排蒸気（３、４）は、例えば図１に示すように、少なくとも１個の熱交換器（４２）の前に少なくとも１個の循環ファン（４１）を通過する。
【００８０】
本発明の別の実施形態によれば、排蒸気は、例えば図２に示すように、少なくとも１個の熱交換器（４２）の後に少なくとも１個の循環ファン（４１）を通過する。このような設計は、循環ファン（４１）に供給される搬送粒子状物質の全水分含有率の低下につながることがあるのは、搬送粒子状物質が少なくとも１個の熱交換器（４２）を通じてさらに乾燥されるためである。別の利点は、少なくとも１個の熱交換器（４２）に進入する排蒸気および少なくとも１個の熱交換器（４２）を出る過熱蒸気の温度がややより低く、ゆえに圧縮蒸気（８、１８）飽和温度が低下して、少なくとも１個の循環ファン（４１）への電気エネルギー入力としての、機械式気化物再圧縮システムのエネルギー消費量がこれに応じてやや低くなり、ゆえに、この場合の過熱蒸気の対応する温度上昇が少なくとも１個の熱交換器（４２）の後に起こるということである。任意の実施形態として後述するように、少なくとも１個の循環ファン（４１）の前に重力による分離が使用される場合、別の利点は、少なくとも１個の循環ファン（４１）中に供給される搬送粒子状物質の量が減少するということであり得る。
【００８１】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、排蒸気（３、４）は分配され、少なくとも１個の熱交換器（４２）の前および後の少なくとも２個の並列循環ファンを通過する。
【００８２】
本発明の湿潤粒子状物質を乾燥させる方法は、過剰蒸気（７）を再循環回路内の少なくとも１つの位置から分配することをさらに含む。
【００８３】
過剰蒸気は、再循環回路のいずれの位置からも、例えば排蒸気（３、４、５）、過熱蒸気（６）、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）、少なくとも１個の循環ファン（４１）および／または少なくとも１個の熱交換器（４２）から分配されてよい。
【００８４】
本発明の一実施形態によれば、過剰蒸気（７）は再循環回路内の、搬送粒子状物質の量は最小であることが判明している少なくとも１つの位置から分配される。例示的な実施形態を図１に示し、過剰蒸気（７）は乾燥チャンバ（４０）を出た後および循環ファン（４１）を出る前に排蒸気（３）から分配され、この間、残存する排蒸気は再循環回路に沿って移動し、再加熱されて過熱蒸気を提供する。
【００８５】
過剰蒸気（７）は少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給され、過剰蒸気は圧縮されて圧力を上昇させ、ゆえに過剰蒸気の飽和温度を上昇させる。機械式圧縮機が上記のように方法の蒸気または気化物中で直接使用され、圧縮された蒸気が同じ熱方法のためにエネルギー源として使用される場合、「機械式気化物再圧縮（ＭＶＲ）」が一般に使用される。
【００８６】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の機械式圧縮機は例えば、遠心圧縮機、高圧遠心ファンまたは容積式ルーツ送風機である。好ましくは、少なくとも１個の機械式圧縮機は高圧遠心ファンであり、このファンはある量の搬送粒子状物質を収容して、このため微粉／蒸気セパレータの存在が不要となるという利点を有している。機械式圧縮機を選ぶかどうかは、下で定義する蒸発水容量および／または全温度差ΔＴＥに応じて決まることもある。異なる種類の機械式圧縮機は、圧縮効率も異なる。
【００８７】
または、エネルギーシステムは、蒸気排出器による過剰蒸気の熱再圧縮に基づくことがあり、排出器には高圧蒸気が駆動力として使用される。しかし、このような代替エネルギーシステムが提供するエネルギー回収は、程度がより低いことがある。
【００８８】
本発明の方法におけるエネルギー回収の大部分は、過剰蒸気の機械的再圧縮によって実現される。少なくとも１個の機械式圧縮機に使用されるエネルギーは、電気または熱エネルギーであることができる。熱エネルギーが使用される場合、少なくとも１個の機械式圧縮機からの廃エネルギーは、少なくとも一部は、本発明の方法のためのエネルギー供給として利用してよい。
【００８９】
少なくとも１個の機械式圧縮機を出た後、圧縮された過剰蒸気（８）は少なくとも１個の熱交換器（４２）において熱源として使用され、液体凝縮物（９）として放出される。凝縮物（９）は、直接排出されるか、または加熱するために、例えば図３に示すようなプレヒーターにおいて供給流を加熱するために全部もしくは一部使用されるか（図３、参照番号４６を参照のこと）、および／または放出される前に全部もしくは一部が内部使用されるかのいずれかでよい。
【００９０】
少なくとも１個の熱交換器（４２）は、圧縮過剰蒸気（８）用の少なくとも１個の入口および液体凝縮物（９）用の少なくとも１個の出口を備えていてよい。
【００９１】
乾燥粒子状物質は、少なくとも１個の出口を介して少なくとも１つの生成物流として連続的または不連続的のどちらかで放出され、乾燥粒子状物質が得られる。
【００９２】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）は、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、少なくとも１つの生成物流（１０）は、例えば図１に示すように、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を介して乾燥チャンバから放出される。本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路は、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、少なくとも１つの生成物流は、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を介して、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路から放出される。本発明のなお別の実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）は乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路は乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を備え、少なくとも１つの生成物流は、乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を介して乾燥チャンバから、および乾燥粒子状物質用の少なくとも１個の出口を介して少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路から放出される。
【００９３】
本発明の一実施形態によれば、得られた乾燥粒子状物質は、乾燥粒子状物質の全重量に対して、１５重量％未満の、好ましくは５重量％未満の、より好ましくは２重量％未満の、最も好ましくは１重量％未満の全水分を含有する。
【００９４】
本発明の例示的な実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）は乾燥粒子状物質用の第１の出口を備え、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く残りの再循環回路は乾燥粒子状物質用の第２の出口を備え、第１の生成物流は第１の出口を介して放出され、第２の生成物流は第２の出口を介して放出され、第１の生成物流中の乾燥粒子状物質の水分含有率は、第２の生成物流中の乾燥粒子状物質の水分含有率よりも大きい。
【００９５】
本発明による方法は、炭酸カルシウムの全重量に対して、９５重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムを製造するために使用してよい。好ましい実施形態によれば、炭酸カルシウムは分級機の非存在下で製造される。
【００９６】
本発明の一実施形態によれば、得られた乾燥粒子状物質は、炭酸カルシウムの全重量に対して、９５重量％を超える、好ましくは９８重量％を超える、最も好ましくは９９重量％を超える固体含有率を有する炭酸カルシウムである。
【００９７】
本発明の別の実施形態によれば、本発明による方法によって得られる白色無機物は、炭酸カルシウムの全重量に対して、５重量％未満の、好ましくは２重量％未満の、最も好ましくは１重量％未満の全水分を有する炭酸カルシウムである。
【００９８】
本発明の一実施形態によれば、再循環回路内部の乾燥粒子状物質の平均保持時間は、少なくとも１０分、少なくとも３０分、または少なくとも６０分である。
【００９９】
本発明の方法は、０から５バールの乾燥チャンバ圧にて行ってよい。好ましい実施形態によれば、乾燥チャンバにおける圧力は、０．１から１．５バール、より好ましくは０．１から０．９５バールまたは１．０５から１．２バールである。真空下で本発明の方法を行うためには、真空ポンプを使用してよい。
【０１００】
過熱蒸気が過熱水蒸気であり、少なくとも１個の乾燥チャンバ中の圧力が０．８から１．２バールである本発明の方法は、５００から３０００Ｐａの、好ましくは１０００から２０００Ｐａの、再循環回路を通じた圧力降下を用いて行ってよい。
【０１０１】
本発明の例示的な一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバ中に供給された１．０５バールの圧力を有する過熱水蒸気（６）の流速は、６から１００ｍ３／秒、好ましくは１２から５０ｍ３／秒、より好ましくは１８から３５ｍ３／秒、最も好ましくは２２から３５ｍ３／秒であり、過剰蒸気の流速は１０００ｋｇ／時である。
【０１０２】
驚くべきことに、混合システムを有する少なくとも１個の乾燥チャンバを利用することによって、再循環回路における蒸気流速が高くても、混合粒子状物質の熱および物質移動表面積は大きく安定に、また少なくとも１個の乾燥チャンバを出る排蒸気中の搬送粒子状物質の濃度はむしろ低く維持されることが判明した。さらに、排蒸気中の搬送粒子状物質が本発明の乾燥方法で効率的に処理されるため、本発明の方法には再循環回路において微粉／蒸気セパレータが不要であることが判明した。むしろ、搬送粒子状物質の存在により、再循環回路における少なくとも１個の熱交換器の熱移動効率が上昇さえすることがある。
【０１０３】
再循環回路に微粉／蒸気セパレータが存在しないと、圧力降下が回避され、ゆえにシステムは再循環回路内のより低い差圧によって動作可能であり、このことによって乾燥方法のエネルギー消費量が著しく低下する。必要ならば、実際の湿潤粒子状物質の特徴に応じて、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路内に存在する搬送粒子状物質を処理するために、再循環回路の主に垂直配置を適用すること、十分に高い速度を維持すること、再循環回路に特定の手段を導入すること、もしくは少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路から重力によって搬送粒子状物質を放出すること、またはこれらの手段の２つ以上を組み合わせることが可能である。
【０１０４】
さらに少なくとも１個の乾燥チャンバ中に過熱蒸気用の少なくとも１個の入口を介して供給される過熱蒸気の温度と、本発明の方法．で使用する少なくとも１個の機械式圧縮機と組み合わせると有利である少なくとも１個の乾燥チャンバを出る排蒸気の温度との間に、特定の温度差ΔＴＲがあることが判明している。
【０１０５】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバに供給される過熱蒸気（６）の温度および少なくとも１個の乾燥チャンバを出る排蒸気（３）の温度は、温度差ΔＴＲ分異なり、ΔＴＲは５から１００℃、好ましくは１０から５０℃、より好ましくは１５から３０℃、なおより好ましくは１５から２５℃、最も好ましくは約２２℃である。
【０１０６】
本発明の例示的な実施形態によれば、過熱蒸気は過熱水蒸気であり、過熱蒸気（６）の温度は、１．０５バールの圧力にて１０５から２２０℃、好ましくは１１０から１７０℃、より好ましくは１１５℃から１５０℃、最も好ましくは１１５から１３５℃であり、および／または排蒸気（３）の温度は、１．０５バールの圧力にて１０１から１２０℃、好ましくは１０２から１１５℃、なおより好ましくは１０２から１１０℃、最も好ましくは約１０２から１０５℃である。
【０１０７】
本発明の一実施形態によれば、圧縮過剰蒸気（８）の飽和温度および過剰蒸気（７）の飽和温度は、温度差ΔＴＥ分異なり、ΔＴＥは６から１３０℃、好ましくは１１から８０℃、より好ましくは１５から６０℃、最も好ましくは２０から４５℃である。
【０１０８】
本発明の好ましい実施形態によれば、過熱蒸気は過熱水蒸気であり、ΔＴＲは５から１００℃、好ましくは１０から５０℃、より好ましくは１５から３０℃であり、および／またはΔＴＥは６から１３０℃、好ましくは１１から８０℃、より好ましくは１５から６０℃、最も好ましくは２０から４５℃である。
【０１０９】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、過熱蒸気は過熱水蒸気であり、ΔＴＲは１５から３０℃であり、ΔＴＥは２０から４５℃である。
【０１１０】
本発明の一実施形態によれば、ΔＴＥとΔＴＲとの間の差は、１から３０℃、好ましくは４から２０℃、より好ましくは６から１５℃、最も好ましくは６から１０℃である。
【０１１１】
上記の特色に加えて、本発明の方法は、本発明の乾燥方法の別の実施形態を示している図３によって説明される、任意の特色をさらに含む。
【０１１２】
本発明の任意の実施形態によれば、過剰蒸気（７）は、過剰蒸気が精製されたおよび／または再沸騰した過剰蒸気（１７）として少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）中に供給される前に、いずれの搬送粒子状物質も過剰蒸気から除去する少なくとも１個のセパレータ（４４）を通過する。
【０１１３】
少なくとも１個のセパレータ（４４）は、乾燥セパレータおよび／または湿潤セパレータであってよい。好適な乾燥セパレータの例は、サイクロンまたはフィルタである。好適な湿潤セパレータの例は、スクラバーまたはリボイラーである。
【０１１４】
少なくとも１個のセパレータ（４４）は、空気または不活性ガスをパージするために、通気ラインまたは真空ポンプ（４７）に連結してよい。凝縮物流（９、１９）も、通気ラインまたは真空ラインに連結してよい（図３に示さず）。
【０１１５】
本発明の任意の実施形態によれば、少なくとも１個のセパレータ（４４）における除去された搬送粒子状物質は、リサイクル流（１３）として少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に供給される。リサイクル流（１３）は、リサイクル流用の少なくとも１個の入口を介して少なくとも１個の乾燥チャンバ中に供給されてもよい。リサイクル流は少なくとも１つの供給流（１、２）へ向けることもできるが、図３に示されていない。
【０１１６】
少なくとも１個のセパレータと少なくとも１個の乾燥チャンバとの間の高さの差または少なくとも１つの供給流が十分である場合、さらなる加圧機器を用いずにリサイクル流の流れを維持することができる。湿潤セパレータが使用される場合、リサイクル流（１３）は希釈された搬送粒子状物質を含有する液体状態にあり、前記リサイクル流（１３）は、リサイクル流用の少なくとも１個の入口を介して少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中にまたは少なくとも１つの供給流（１，２）中に供給される前に凝縮されてよい。希釈された搬送粒子状物質を凝縮する可能性のある機能が組み込まれた湿潤セパレータは例えば、スクラバーまたはリボイラーである。
【０１１７】
この任意の実施形態は、過剰蒸気中の搬送粒子状物質が完全一体型システムによって低いまたは無視できる追加のエネルギー消費量でリサイクル可能であるという利点を有することがあり、絶対値は、リサイクル流（１３）および過剰蒸気（７）の搬送粒子状物質の比に、湿潤セパレータが利用される場合には、リサイクル流（１３）の沸点上昇にも依存する。言い換えれば、この任意の実施形態によれば、湿潤粒子状物質の乾燥に関係するコストを２分の１に低減できることがあり；搬送粒子状物質の損失がないのは、物質がリサイクルされて、リサイクルに必要とされるのは、低量または極少量の追加エネルギーのみだからである。
【０１１８】
本発明の任意の実施形態によれば、凝縮物（９、１９）の少なくとも一部が、少なくとも１個のセパレータおよび乾燥システム全体内での溶媒物質収支を維持するために、少なくとも１個のセパレータ（４４）中に供給される。
【０１１９】
本発明の別の任意の実施形態によれば、少なくとも１個のセパレータ（４４）における除去された搬送粒子状物質は、前記セパレータから放出流として放出される。乾燥セパレータが使用され、搬送粒子状物質が十分に乾燥している場合、除去された搬送粒子状物質は、システム全体の乾燥粒子状物質の物質収支に寄与する乾燥粒子状物質として放出されることがある。または湿潤セパレータの場合、希釈された搬送粒子状物質は液体またはスラリの形で放出流として放出されることがあり、放出流および過剰蒸気（７）の搬送粒子状物質の比に応じて、凝縮物（９、１９）の少なくとも一部が、少なくとも１個のセパレータおよび乾燥システム全体内での物質収支を維持するために、少なくとも１個のセパレータ（４４）中に供給される。
【０１２０】
本発明の任意の一実施形態によれば、少なくとも１つの供給流（１）は、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）中に供給される前に予熱される。好ましくは、少なくとも１つの供給蒸気（１）は、湿潤粒子状物質を処理するように設計された少なくとも１個の熱交換器（４６）によって予熱され、液体凝縮物（９、１９）および／または少なくとも１個のセパレータ（４４）からの放出流が熱源として使用される。少なくとも１個の熱交換器（４６）は、供給流（１）用の少なくとも１個の入口、予熱された供給流（２）用の少なくとも１個の出口、高温凝縮物（９、１９）またはセパレータ（４４）からの高温放出流用の少なくとも１個の入口ならびに過冷凝縮物（２０）または少なくとも１個のセパレータ（４４）からの過冷放出流用の少なくとも１個の出口を備えてよい。
【０１２１】
本発明の任意の実施形態によれば、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路における搬送粒子状物質は、少なくとも１個の乾燥チャンバを除く再循環回路におけるいずれの位置にても、好ましくは少なくとも１個の熱交換器（４２）の後および少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）の前の位置にて、重力手段のみで一部分離することができる。搬送粒子状物質が十分に乾燥している場合、この搬送粒子状物質排出物は、システム全体の乾燥粒子状物質の物質収支に寄与する。場合により、前記搬送粒子状物質排出物は、少なくとも１個の入口を介して少なくとも１個の乾燥チャンバ中へまたは少なくとも１個の供給流中へ戻しリサイクルされてよい。
【０１２２】
本発明の乾燥方法は、十分に断熱された乾燥システムにて、または乾燥システム内部での、例えば微粒子状物質を含む区域での内部結露を除去または最小限に抑えるための二重壁シェルを介して外側が加熱される乾燥システムにて行ってよい。
【０１２３】
別の任意の実施形態によれば、本発明の方法を行うために使用される少なくとも１個の乾燥チャンバおよび／または蒸気パイプラインは、二重壁シェルを含み、圧縮蒸気（８、１８）の一部は、本発明の方法を行うために使用される少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）および／または連結パイプラインにおいて、乾燥媒体または過熱蒸気の内部を再加熱するための熱源として使用される。これにより、過熱蒸気（６）流速の低下によるエネルギー消費量全体がさらに削減させることができ、同時に少なくとも１個の乾燥チャンバおよび蒸気パイプラインの内部での凝縮のリスクを低下させることができる。
【０１２４】
また別の任意の実施形態によれば、液体凝縮物（９、１９）は、少なくとも１個の熱交換器（４２）に進入する前に、圧縮蒸気（８、１８）を冷却するために使用される。この目的のための液体凝縮物の注入は、少なくとも１個の機械式圧縮機（４３）の前または後のどちらでも可能である。
【０１２５】
本発明のまた別の任意の実施形態によれば、外部エネルギー入力（１１）を用いて本発明の方法を開始してもよい。好適な外部エネルギー入力は、ボイラーまたは湯からの蒸気であってよい。しかし、外部エネルギー入力は始動の目的に必須というわけではない。例えば、高温供給流、動作中の少なくとも１個の循環ファンおよび少なくとも１個の機械式圧縮機が駆動されている場合、乾燥システムはシステム自体によって加熱することができる。定常状態動作では、外部エネルギー入力はシステム全体のエネルギーが過剰な場合には外部エネルギー入力は不要なことがあり、従ってオン／オフバルブによって遮断される。全体のエネルギー収支および／または供給の特徴のために外部エネルギーが必要である場合、外部エネルギーは、圧縮蒸気中へ直接供給することも、または再循環回路における少なくとも１個の独立した熱交換器を介して間接的に供給することもできる。システム全体にエネルギーが過剰に存在する場合、このエネルギーは、エネルギー収支を維持するために、少なくとも１個の乾燥チャンバ（４０）と少なくとも１個の熱交換器（４２）との間の蒸気ラインから外部冷却凝縮器によって除去してよい。
【０１２６】
また別の任意の実施形態によれば、本発明による方法は、直列の、並列の、または直列と並列の組合せの少なくとも２個の乾燥チャンバを含んでよい。直列連結チャンバが使用される場合、本発明の方法は、乾燥チャンバ間で再加熱せずにまたはチャンバの少なくとも２個の間で再加熱して、乾燥チャンバの再加熱蒸気バイパスを用いずにまたは少なくとも１個の乾燥チャンバの過熱蒸気バイパスを用いて、混合粒子状物質の同様の水分含有率でまたは少なくとも２個の乾燥チャンバにおいて混合粒子状物質の異なる水分含有率で、同様の乾燥チャンバ温度でまたは少なくとも２個の乾燥チャンバにおける異なる乾燥チャンバ過熱蒸気入口／出口温度で、および少なくとも１個のＭＶＲシステムを用いて行ってよい。この任意の実施形態の幾つかの潜在的な利点は、全体的にさらに最適化された乾燥方法、乾燥される湿潤粒子状物質の各種類について最適化された乾燥方法、エネルギー効率の改善、乾燥チャンバにおける熱および物質移動の改善ならびに／または少なくとも１個の乾燥チャンバを除く主再循環回路におけるより少ない搬送粒子状物質であり得る。
【０１２７】
本発明による方法によって得ることができる白色無機物は、製紙用途、塗料、シーラント、接着剤、コンクリート、農業、化粧品、食品、飼料、医薬品、水処理および／またはプラスチックに使用してよい。
【実施例】
【０１２８】
［実施例１］
実施例１は、本発明の乾燥方法と、過剰蒸気潜熱のエネルギー回収を用いない、従来の直接過熱蒸気混合乾燥器を使用する乾燥方法との間のエネルギー消費量の比較である。
【０１２９】
従来の乾燥器は、蒸気再循環回路におけるより高く見積もられた圧力降下を生じさせる微粉／蒸気サイクロン型セパレータを、再循環回路に含んでいた。全エネルギー消費量は、システム全体のエネルギー収支に従って計算した。電気エネルギー消費量は、差圧、体積流量および全ファン効率に基づく循環ファンのエネルギー消費量の標準計算モデルに基づいて、混合機器およびポンプの電気エネルギー消費量の一般的な推定値を使用して計算した。本発明の乾燥方法の装置構成は、図１に示す方法設計に基づいている。
【０１３０】
結果では、本発明の乾燥方法の再循環回路における微粉／蒸気セパレータの重大性について論じる。カッコ内の数字は、図１の実際の機器、蒸気または流位置を指す。実効消費量（ｋＷ）は、共通設計データで規定される蒸発水容量に関連して判断する必要がある。
【０１３１】
共通設計データ
湿潤粒子状物質：水中のＣａＣＯ３
供給濃度（１）：５０重量％固体含有率
生成物濃度（１０）：９９重量％固体含有率
供給容量：２０００ｋｇ／時
蒸発水容量（７、８、９）：１０００ｋｇ／時
乾燥チャンバ圧：１．０５バール
保持時間：３０分超
実効消費量  ミキサおよびポンプ：３０ｋＷ
循環ファン効率（４１）：０．６５
機械式圧縮機効率（４３）：０．６０
【０１３２】
従来の直接過熱蒸気乾燥方法
温度  乾燥チャンバへの入口：１６４℃
温度  乾燥チャンバの出口：１０２℃
再循環回路での圧力降下：６０００Ｐａ
全熱実効消費量：５５０ｋＷ
全電気実効消費量  循環ファン：７０ｋＷ
全実効消費量：６５０ｋＷ
【０１３３】
本発明の方法
温度  乾燥チャンバへの入口（６）：１２４℃
温度  乾燥チャンバの出口（３）：１０２℃
乾燥チャンバに進入する過熱蒸気（６）および乾燥チャンバから出る排蒸気（３）のΔＴＲ即ち温度差：２２℃
ΔＴＥ即ち温度上昇  ＭＶＲシステム（４３）：ΔＴＲ＋６℃＝２８℃
再循環回路における圧力降下（３−４−４１−５−４２−６−４０）：１５００Ｐａ
過熱蒸気体積流速（６）：２４ｍ３／秒
全熱実効消費量：０ｋＷ
電気実効消費量  循環ファン：５０ｋＷ
電気実効消費量  ＭＶＲシステム：７５ｋＷ
全実効消費量：１５５ｋＷ
【０１３４】
結果
本実施形態による本発明の方法は、従来の乾燥方法よりもおよそ７６％低い全エネルギー消費量を示した。再循環回路に微粉／蒸気分離装置（例えばサイクロン）が存在する場合、４５００Ｐａの追加の圧力降下、さもなければ同じ設計データを想定すると、およそ１５０ｋＷの循環ファンの電気実効消費量の上昇が生じて、このため全エネルギー消費量は、本発明の方法の２倍高い３０５ｋＷであった。
【０１３５】
［実施例２］
図４は、図３に示す本発明の方法について下で規定する設計データに基づく、乾燥チャンバに供給された過熱蒸気と乾燥チャンバを出た排蒸気との温度差に対する、全比エネルギー消費量（即ち蒸発水１トン当たりのｋＷｈ）の計算を示す。本実施例においてもまた、方法の最適温度レベルに対する再循環回路の圧力降下の感度が示されている。カッコ内の数字は、図３の実際の機器、蒸気または流位置を指す。
【０１３６】
設計データ
湿潤粒子状物質：水中のＣａＣＯ３
供給濃度（１）：５０重量％固体含有率
生成物濃度（１０）：９９重量％固体含有率
乾燥チャンバ圧（４０）：１．０５バール
保持時間：３０分超
過剰蒸気（７）中の搬送粒子状物質：１重量％
ΔＴＥ即ち温度上昇  ＭＶＲシステム：ΔＴＲ＋１０℃
再循環回路における圧力降下（３−４−４１−５−４２−６−４０）：１１００または１５００または１９００Ｐａ
循環ファン効率（４１）：０．７５
機械式圧縮機効率（４３）：０．７８
比エネルギー消費量  ミキサおよびポンプ：３０ｋＷｈ／トン蒸発水
【０１３７】
図４は、ΔＴＲに対する最適エネルギー消費量が、およそΔＴＲ＝１５−３０℃にて生じたことを示している。循環ファンのエネルギー消費量は、過熱蒸気の流速低下のためにΔＴＲが増大したときに減少した。機械式圧縮機エネルギー消費量は、より高いΔＴＲ、またはより詳細には、熱交換器（４２）からのより高い過熱蒸気温度出口を補償するためにより高いΔＴＥが必要であることから、反対のことが生じた。図４は、再循環回路における圧力降下（ｄＰ）の低下（１１００Ｐａ）または上昇（１９００Ｐａ）の効果も示し、最適温度レベルがなお低く、同じ範囲にあることを示している。
【０１３８】
［実施例３］
図５は、例えば沸点上昇が増大しているときに関連性がある、ΔＴＥとΔＴＲとの間の温度差増大の感度を示す。本実施例において、湿潤粒子状物質組成は、以下に規定する混合粒子状物質の沸点上昇の特徴によって間接的にのみ定義された。３つの異なるケースについて、図１に示す本発明の方法について下で規定する設計データに基づく、乾燥チャンバに供給された過熱蒸気と乾燥チャンバを出た排蒸気との温度差に対する、全比エネルギー消費量（即ち蒸発水１トン当たりのｋＷｈ）の計算を示す。カッコ内の数字は、図１の実際の機器、蒸気または流位置を指す。
【０１３９】
使用した設計データ
湿潤粒子状物質：混合粒子状物質の定義に関連
混合粒子状物質の沸点上昇：０または６または１２℃
供給濃度（１）：５０重量％固体含有率
生成物濃度（１０）：９９重量％固体含有率
乾燥チャンバ圧（４０）：１．０５バール
保持時間：３０分超
ΔＴＥ即ち温度上昇  ＭＶＲシステム（４３）：ΔＴＲ＋８またはΔＴＲ＋１４またはΔＴＲ＋２０℃
再循環回路における圧力降下（３−４−４１−５−４２−６−４０）：１１００Ｐａ
循環ファン効率（４１）：０．７５
機械式圧縮機効率（４３）：０．７８
比エネルギー消費量  ミキサおよびポンプ：３０ｋＷｈ／トン蒸発水
【０１４０】
計算の結果を図５に示すが、３つの異なるケースで最適ΔＴＲ温度レベルはむしろ低く、同じ範囲にあり、最適ΔＴＲ温度範囲は１５から２５℃であることが示されている。結果として、より高い沸点上昇で湿潤または混合粒子状物質を乾燥させる場合、同じΔＴＲを維持してよく、このときΔＴＥ、ゆえに機械式圧縮機エネルギー消費量はより高い沸点上昇を補償するために増大することがある。
【０１４１】
［実施例４］
本実施例は、図３に示す本発明の方法に基づき、湿潤型セパレータの使用による過剰蒸気リサイクル時の搬送粒子状物質のための追加のエネルギー消費量を示す。過剰蒸気中の搬送粒子状物質のリサイクルを行う本発明の方法を、リサイクルを行わない本発明の方法と比較した。過剰蒸気中にそれぞれ０．５重量％および２．０重量％の搬送粒子状物質を有する２つのリサイクルのための例を使用する。カッコ内の数字は、図３の実際の機器、蒸気または流位置を指す。
【０１４２】
使用した設計データ：
湿潤粒子状物質：水中のＣａＣＯ３
供給濃度（１）：５０重量％固体含有率
生成物濃度（１０）：９９重量％固体含有率
乾燥チャンバ圧（４０）：０．９１バール
保持時間：３０分超
過剰蒸気（７）中の搬送粒子状物質：０．５重量％および２．０重量％
リサイクル流（１３）の搬送粒子状物質の濃度：５０重量％
乾燥チャンバに進入する過熱蒸気（６）および乾燥チャンバから出る排蒸気（３）のΔＴＲ即ち温度差：２２℃
リサイクルを行わない、ΔＴＥ即ち温度上昇  ＭＶＲシステム：ΔＴＲ＋１２℃
リサイクルを行う、ΔＴＥ即ち温度上昇  ＭＶＲシステム：ΔＴＲ＋１３℃
再循環回路における圧力降下（３−４−４１−５−４２−６−４０）：１４００Ｐａ
循環ファン効率（４１）：０．７０
機械式圧縮機効率（４３）：０．７５
比エネルギー消費量  ミキサおよびポンプ：３０ｋＷｈ／トン蒸発水
【０１４３】
結果：
−リサイクルなしの比エネルギー消費量＝１５４ｋＷｈ／トン
−リサイクルありの比エネルギー消費量、過剰蒸気中の０．５重量％搬送粒子状物質＝１５８ｋＷｈ／トン
−リサイクルありの比エネルギー消費量、過剰蒸気中の２．０重量％搬送粒子状物質＝１６０ｋＷｈ／トン
リサイクルありの追加のエネルギー消費量はゆえに２−４％であった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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