KR102384141B1 - 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법 및 건조 시스템 - Google Patents

Abstract

건조기의 건조 능력을 향상시켜 피처리물의 대량 처리를 용이하게 하는 횡형 회전식 건조기를 제공한다.
다음 조건을 만족시키도록 한다.
(1) 회전통(10) 내에 불활성의 캐리어 가스(A)를, 일단 측으로부터 타단 측으로 병류 방식으로 유통시킴.
(2) 상기 타단 측에서 상기 캐리어 가스를 가열함.

Description

횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법 및 건조 시스템{DRYING METHOD AND DRYING SYSTEM USING HORIZONTAL ROTARY DRYER}

본 발명은, 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법 및 건조 시스템에 관한 것이다.

석탄이나 광석 등의 피처리물을 건조하는 건조기로는, 스팀 튜브 드라이어(이하 "STD"라고 함.), 콜 인 튜브(특허문헌 1), 로터리 킬른 등이 다용되고 있다. 석탄이나 광석은, 제철이나 정련의 원료, 발전 연료 등으로 사용되며, 이들을 안정적이면서 대량으로 처리하는 것이 요구되기 때문에, 이 요구에 적합한 건조기로서 상기의 각 건조기가 채용되고 있다.

STD는 피처리물을 간접 가열하기 때문에, 열효율이 높고 단위 용량당 처리량도 많다. 또한 대형화도 가능하기 때문에 대량 처리의 요구에 적합하다.

콜 인 튜브도 피처리물을 간접 가열하기 때문에, 상기 STD와 마찬가지로, 열효율이 높고 단위 용량당 처리량도 많다. 그러나 STD에 비하여 대형화가 어렵다는 결점이 있다. 예를 들면, 상기 STD 한 대로 처리할 수 있는 양을 콜 인 튜브로 처리하려고 했을 때, 복수 대 필요해지는 경우가 있다.

로터리 킬른은, 피처리물에 열풍을 쏘고 직접 건조시키기 때문에, 간접 가열에 비하여 열효율이 나쁘다는 결점이 있다. 또한 배기 처리 설비가 상당히 커진다는 결점도 있다. 이에 따른 이유로부터, 대량의 피처리물을 처리하는 건조기로는, STD에 우위성이 있다.

일본 실용신안등록공보 제2515070호

최근에는, 피처리물의 대량 건조 처리의 요구가 강하여, 그 요구에 응하기 위해 건조기의 대형화가 진행되고 있다. STD의 대형화를 예로 들면, 셸 직경(shell diameter)이 4m이고, 본체 길이가 30m 이상인 것도 만들어지고 있다.

한편, 대형 STD 혹은 소형 STD에 의해, 석탄이나 수지 원료 등의 착화 연소의 우려가 있는 피처리물을 건조시키는 경우, STD를 포함하여 피처리물 및 건조물의 반송계를 N₂ 가스 등의 불활성 가스의 캐리어 가스로 가득 차게 함으로써, 산소의 혼입을 방지하는 방책이 취해지고 있다.

또한 가열 조작으로 비산한 물 또는 휘발분의 증기를, N₂ 가스 등의 불활성 가스를, 이슬점(dew point)이 되지 않도록 순환 사용하며, 이 순환계 내에서 물 또는 휘발분을 콘덴싱(condensing)시켜 계외(系外)로 제거하고, N₂ 가스 등의 불활성 가스 그 자체는 순환 사용하도록 하고 있다.

그러나 이것이 요인이 되어 다음 문제가 남는다. 첫 번째로, 불활성 가스의 필요한 순환량은 설비의 규모에도 의존하지만, 대형 설비에서는, 순환 라인의 팬이나 덕트도 대형화되어 전력 소비량 및 설비 비용이 늘어난다.

두 번째로, 순환계 내에서의 물 또는 휘발분의 콘덴싱에는, 냉각수가 사용되는 것이 일반적이기 때문에, 가스 온도는 20~50℃로 사용되는 경우가 많다.

순환계의 습식 가스의 용량을 저감하기 위해서는, 순환하는 불활성 가스의 용량을 저감시키는 것이 필요해진다.

이 경우, 콘덴서에 유입하는 건조기로부터의 배기 가스 온도를 올려, 이슬점까지도 상승시키면 이론적으로는 문제 해결이 가능하다.

그러나 품온(品溫)의 제한(피처리물 표면에서의 결로 방지를 위함)과 포화 가스인 것에 의해, 방열 등에 따른 결로가 문제가 된다.

대형 STD에서는, 피처리물의 충전율이 크면 충전부가 과열 상태가 되고, 가스 측에서의 냉각, 및 증발 증기의 이동이 적으면, 이슬점이 상승하여 배출 측에서 결로가 발생한다.

이에 따른 결로 상태는, 건조물의 종류에 따라서는 극도로 피할 필요가 있는 경우가 많고, 그 예로서 석탄이나 일종의 수지 원료 등이 있다.

따라서 본 발명의 주된 과제는, 결로를 방지하면서, 캐리어 가스량을 저감할 수 있는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결한 본 발명 방법은 다음에 기재한 바와 같다.

일단(一端) 측에 피처리물의 공급구를, 타단(他端) 측에 피처리물의 배출구를 가지며, 축심(軸心) 주위에 회전 자유자재인 회전통과, 가열 매체가 통과하는 다수의 가열관을 상기 회전통 내에 마련하고, 피처리물을 상기 회전통의 일단 측에 공급하여 타단 측으로부터 배출하는 과정에서, 상기 가열관에 의해 피처리물을 가열하여 건조시키는 횡형 회전식 건조기에 있어서,

다음 조건의 전부를 만족시키는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법.

(1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류(竝流) 방식으로 유통시킴.

(2) 상기 회전통의 타단 측에서 상기 캐리어 가스를 가열함.

본 발명에 따른 건조 방법은, 또한 배출 건조물의 품온을 95℃ 이상으로 하고, 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 하는 조건도 만족시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 시스템은, 다음에 기재한 바와 같다.

일단 측에 피처리물의 공급구를, 타단 측에 피처리물의 배출구를 가지며, 축심 주위로 회전 자유자재인 회전통과, 가열 매체가 통과하는 다수의 가열관을 상기 회전통 내에 마련하고, 피처리물을 상기 회전통의 일단 측에 공급하여 타단 측으로부터 배출하는 과정에서, 상기 가열관에 의해 피처리물을 가열하여 건조시키는 횡형 회전식 건조기에 있어서,

다음 조건의 전부를 만족시키는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.

(1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류 방식으로 유통시키는 수단을 포함.

(2) 상기 회전통의 타단 측에 마련한, 상기 캐리어 가스를 가열하는 가열 수단을 포함.

이 가열 수단으로는, 회전통의 타단 측에 마련한 가열용 트레이스를 사용할 수 있다.

또한 가열 수단으로는, 회전통의 타단 측에 마련한 가열 매체를 유통시키는 재킷 구조로 한 것도 사용할 수 있다.

또한 가열 수단은, 가열관의 타단 측에 마련한 핀(fin)일 수도 있다.

상기 조건 외에, 타단 측에 리테이너(retainer)를 마련하는 것도 더할 수 있다.

결로가 문제가 되는 것은, 주로 배출 측(회전통의 타단 측)이다.

본 발명에서는, 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 일단 측으로부터 타단 측으로 유통시키는 병류 방식으로 하고 있다.

향류(向流) 방식의 경우에는, 캐리어 가스 온도가 약 20~40℃ 정도이므로, 배기 온도가 낮아지고, 피처리물 공급의 입구부에서의 증발분이 콘덴싱되어 피건조물에 부착되는 문제 외에, 배기 가스 온도 및 품온의 상승은 곤란하다.

그런데 병류 방식에 의하면, 적은 캐리어 가스량이어도, 배기 가스 온도 및 품온의 상승이 가능하다.

또한 본 발명에서는, 배출 건조물의 품온을 95℃ 이상, 바람직하게는 97℃ 이상, 보다 바람직하게는 99℃ 이상으로 하며, 그리고 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상, 바람직하게는 97℃ 이상, 보다 바람직하게는 99℃ 이상으로 하므로 결로가 생기기 어려워진다.

그러나 이들 조건에 의해, 캐리어 가스의 이슬점을 95℃ 이상으로 함으로써, 캐리어 가스량을 저감할 수 있지만, 그 반면에, 이슬점이 97℃ 정도이므로, 약간의 방열부라도 결로 영역이 된다.

따라서 타단 측에, 캐리어 가스를 가열하는 가열 수단을 마련하여 배기 가스 온도를 높임으로써 결로를 방지할 수 있다.

여기서, 배출 건조물의 품온 및/또는 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 하는 것에 대해 설명을 보충한다.

표 1은, 절대 습도표의 일부를 발췌한 것이다. 이 표에서의 1㎏ 건조공기에 포함되는 수증기량 xs는, 온도 t의 상승에 따라 많아지지만, 그 수증기량 xs는, 87℃의 경우가 1000g/㎏인 것에 반해, 95℃에서는 약 3.1배, 97℃에서는 약 5.5배, 99℃에서는 약 17배로 비약적으로 증대한다. 이 점은, 온도를 높이면 어느 풍량 중에 보다 많이 증기를 포함할 수 있는 것을 의미하고, 그 포함량은 95℃ 이상으로 현저하게 많아진다.

그런데 종래에는, 결로를 확실하게 방지하는 것을 고려하여, 85℃~87℃의 범위의 수증기량 xs(g/㎏)를 기준으로 하여 캐리어 가스의 송풍량 및 배출 건조물의 품온을 정하고 있었다.

이에 반해, 배출 건조물의 품온 및/또는 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 하여 이슬점을 높임으로써, 필요한 수분량을 배기하기 위한, 캐리어 가스의 풍량을 저감할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 결로의 발생이 미묘한 영역에서의 운전이 되는 문제로 떠오른다. 그러나 본 발명에 따라, 회전통의 타단 측에, 캐리어 가스를 가열하는 가열 수단을 마련함으로써 결로를 방지할 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서의 배출 건조물의 품온은, 회전통의 배출구로부터 배출된 직후의 건조물의 온도를 말한다.

또한 캐리어 가스의 배출 측의 온도는, 회전통 가스 배출구로부터 배출된 직후의 캐리어 가스의 온도를 말한다.

또한 본 발명의 "타단 측"이란, 회전통의 타단으로부터 그 전체 길이에 대하여 50% 미만을 말한다. 바람직하게는, 회전통의 내경(D) 기준으로, 배출 건조물의 배출구 중심으로부터 피처리물의 공급구가 형성된 일단 측에, (0.5~3.5)D까지의 길이까지의 범위가 바람직하다. 보다 바람직하게는 (0.5~2.0)D까지의 길이 범위이다.

가열 수단의 배치 길이가 짧으면 가열이 충분하지 않고, 가열 수단의 배치 길이가 과도하게 길면 가열 에너지 손실이 커지면서 설비 비용도 늘어난다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 결로를 방지하면서 캐리어 가스량을 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 횡형 회전식 건조기 예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 횡형 회전식 건조기 예의 측면도이다.
도 3은 스크류 피더 및 그 주변을 나타낸 측면도이다.
도 4는 회전통의 타단 측의 확대도(측면도)이다.
도 5는 본 발명에 따른 횡형 회전식 건조기(변형예)의 측면도이다.
도 6은 도 5의 X-X선 단면도이다.
도 7은 공급 방식이 슈트식인 경우의 측면도이다.
도 8은 공급 방식이 진동 트로프(trough)식인 경우의 측면도이다.
도 9는 회전통의 배출 측의 구조예를 나타내는 측면도이다.
도 10은 횡형 회전식 건조기의 가열관의 배치(제1 배치 형태)예를 나타낸 횡단면도이다.
도 11은 횡형 회전식 건조기의 가열관의 배치(제2 배치 형태)예를 나타낸 횡단면도이다.
도 12는 결로 발생의 설명용 그래프이다.
도 13은 재킷 설치예의 개요도이다.
도 14는 트레이스 배관의 설치예의 개요도이다.
도 15는 핀 형성예의 개요도이다.
도 16은 리테이너의 설치예의 개요도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해, 도면을 이용하여 더 설명한다. 또한 이하의 설명 및 도면은, 본 발명의 실시형태의 일례를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 내용을 이 실시형태에 한정하여 해석해야 하는 것이 아니다.

(피처리물(W))

먼저, 건조 대상물로서의 피처리물(W)에 대해 한정은 없고, 그 구체예로서, 석탄, 구리광석, 철분, 아연분 등의 광석, 금속계 물질, 석고, 알루미나, 소다회 등의 무기계 물질, 탈수 오니 등을 들 수 있다.

그러나 본 발명은, 석탄 건조의 경우가 특히 효과가 현저하게 나타난다.

(간접 가열 횡형 회전식 건조기)

다음으로, 본 발명에 따른 횡형 회전식 건조기(이하, "STD(Steam Tube Dryer의 약칭)"이라고도 함.)에 대해 설명한다. 이 횡형 회전식 건조기의 구조는, 도 1및 도 2에 예시하는 바와 같이, 원통상의 회전통(10)을 가지며, 이 회전통(10)의 축심이 수평면에 대하여 약간 기울어지도록 하여 설치되어 있고, 회전통(10)의 일단이 타단보다도 높게 위치하고 있다. 회전통(10)의 아래쪽에는, 2대의 지지 유닛(20) 및 모터 유닛(30)이 회전통(10)을 지지하도록 하여 설치되어 있고, 회전통(10)은, 모터 유닛(30)에 의해 자체의 축심 주위로 회전 자유자재로 되어 있다. 이 회전통(10)은, 한 방향으로 회전하게 되어 있다. 그 방향은 임의로 정할 수 있고, 예를 들면 일단 측(피처리물(W)의 공급구 측)으로부터 타단 측(피처리물(W)의 배출구 측)을 보아, 반시계 방향(화살표 R방향)으로 회전시킬 수 있다.

회전통(10)의 내부에는, 금속제의 파이프인 스팀 튜브(가열관)(11)가, 피건조물에 대한 전열관으로서, 회전통(10)의 축심을 따라 연장되어 다수 장착되어 있다. 이 가열관(11)은, 예를 들면 회전통(10)의 축심에 대하여 동심원을 이루도록 둘레방향 및 지름방향으로 복수 개씩 배열되어 있다. 이 가열관(11)은, 가열 매체인 증기 등이 가열관(11)의 내부를 유통함으로써 따뜻해진다.

스크류 피더(42)의 근방에는, 공급구(41)로부터 캐리어 가스(A)(불활성 가스)를 회전통(10)의 내부에 송풍하는 가스 송풍 수단(도시하지 않음)이 마련되어 있고, 이 가스 송풍 수단에 의해 송풍된 캐리어 가스(A)는, 회전통(10)의 타단 측을 향하여 회전통(10)의 내부를 유통한다.

도 2, 도 4에 나타내는 바와 같이, 회전통(10)의 타단 측에서의 둘레벽에는, 복수의 배출구(50)가 관통하여 형성되어 있다. 배출구(50)는, 회전통(10)의 둘레방향을 따라 복수 형성되고, 도 2, 도 4의 예에서는, 2개의 열을 이루도록 서로 이간되어 형성되어 있다. 또한 복수의 배출구(50)는, 전부 동일한 형태로 되어 있지만, 다른 형태로 할 수도 있다.

또한 도 1에 명시되어 있는 바와 같이, 처리물(E)은, 배출구(50)군을 덮는 아래쪽에 배출구를 가지는 후드(hood)(35)를 개재시켜 아래쪽으로 배출하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 회전통(10)의 타단 측에는, 가열관(11) 내에 증기를 공급하는 증기 공급관(70)과 드레인(drain)관(71)이 마련되어 있다.

또한 상기 회전통(10)의 타단 측 내부에, 피처리물(W)을 교반하는 교반 수단(상세 구조는 도시하지 않음)을 마련해도 된다.

또한 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전통(10)에는, 복수의 배출구(50)를 가지는 타단 측을 덮도록, 피처리물(W) 및 캐리어 가스(A)를 배출 가능한 분급 후드(55)를 마련해도 된다. 이 분급 후드(55)는, 예를 들면 두툼한 금속으로 형성되어 있고, 바닥면에, 건조 및 분급된 피처리물(W)의 건조물, 즉 처리물(E)을 배출하는 고정 배출구(57)를, 윗면에 캐리어 가스(A)를 배기하는 고정 배기구(56)를, 각각 가진다.

(건조 과정)

다음으로, 도 1~도 4를 참조하면서, 횡형 회전식 건조기로 피처리물(W)을 건조하는 과정을 설명한다.

피처리물(W)은, 공급구(41)로부터 스크류 피더(42) 내에 공급되고, 이 스크류 피더(42) 내부에 설치된 스크류를 도시하지 않는 구동 수단에 의해 회동시킴으로써 회전통(10)의 내부에 공급된다. 공급구(41)로부터 공급된 피처리물(W)은, 증기에 의해 가열된 가열관(11)에 접촉하여 건조되면서, 회전통(10)의 타단 측으로 이동하고, 배출구(50)를 통하여 후드(35)로부터 처리물(E)로서 배출된다.

한편, 회전통(10)의 일단 측에 마련된 송풍 수단에 의해, 공급구(34)(도 1의 예) 또는 공급구(41)(도 2의 예)로부터 송풍된 캐리어 가스(A)는, 회전통(10) 내를 통과하여 피처리물(W)의 배출구이기도 한 배출구(50)로부터 회전통(10) 밖으로 배기된다.

또한 증기 공급관(70)으로부터 가열관(11) 내에 공급된 증기는, 피처리물(W)과 가열관(11)이 접촉하여 열교환함으로써, 가열관(11) 내를 흐르는 과정에서 냉각되어 드레인(D)이 되고 드레인관(71)으로부터 배출된다.

(변형예)

다음으로, 도 5, 도 6을 참조하면서, 교반 수단(65) 및 분급 후드(55)를 구비한 횡형 회전식 건조기를 이용하는 경우에 대한 동작에 대해서도 설명한다. 이 경우에, 상기 설명과 중복되는 부분은 생략한다.

회전통(10) 내에 공급된 피처리물(W)은, 교반 수단(65)이 존재하는 위치까지 도달하면, 교반 수단(65)에 의해 교반되고, 이어서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 회전통(10)의 회전에 따라 회동하는 긁어올림판(60)에 의해 긁혀올라간다. 긁혀올라간 피처리물(W)은, 긁어올림판(60)이 회전통(10)의 위쪽에 위치하면 저절로 낙하하고, 그 때에 피처리물(W)에 포함되는 미립자(C)가 회전통(10) 내에 분산된다(이른바 플라이트 액션).

한편, 회전통(10)의 일단 측에 마련된 송풍 수단에 의해, 공급구(41)로부터 송풍된 캐리어 가스(A)는, 회전통(10) 내를 통과하여 피처리물(W)의 배출구이기도 한 배출구(50)로부터 회전통(10) 밖으로 배기된다. 이 때, 캐리어 가스(A)는, 긁어올림판(60)에 의해 회전통(10) 내에 분산된 미립자(C)를 동반하여 배출구(50)로부터 배기된다. 배출구(50)로부터 배기된 캐리어 가스(A)는, 고정 배기구(56)를 통하여 분급 후드(55)로부터 배기된다.

피처리물(W) 중 입자경이 크고 중량이 무거운 입자는, 회전통(10) 내에서 낙하하고, 캐리어 가스(A)를 따르지 않고, 아래쪽에 위치한 배출구(50)로부터 자연 낙하한다. 이 자연 낙하한 입자(피처리물(W))는, 고정 배출구(57)로부터 처리물(E)로서 외부로 배출된다.

(피처리물의 공급 방식의 변형예)

본 발명에 따른 횡형 회전식 건조기의 피처리물의 공급 수단의 변형예를 설명한다.

횡형 회전식 건조기로 피처리물을 공급하는 방식에는, 상기 스크류식(도 3) 외에, 슈트식(도 7)이나 진동 트로프식(도 8) 등도 사용할 수 있다. 슈트식에서는, 공급 슈트(46)가 흡기 박스(45)와 결합되어 있고, 공급구(41)로부터 공급된 피처리물(W)이, 공급 슈트(46) 내를 낙하하여 회전통(10) 내로 이동한다. 흡기 박스(45)가 실 패킹(seal packing)(47)을 통하여 회전통(10)에 접속되어 있고, 회전통(10)과 흡기 박스(45) 간의 실을 유지하면서, 회전통(10)이 회전하는 구조로 되어 있다. 진동 트로프식에서는, 흡기 박스(45)가 트로프(단면형상이 오목상)이며, 그 흡기 박스(45)의 하단에 진동 모터(48)와 스프링(49)이 결합되어 있다. 공급구(41)로부터 공급된 피처리물(W)은, 트로프 위에 낙하한다. 그리고 진동 모터(48)에 의해 흡기 박스(45)가 진동함으로써 피처리물(W)이 회전통(10) 내로 이동한다. 흡기 박스(45)를 장착할 때는, 피처리물(W)이 이동하기 쉽도록 회전통을 향하여 내려가는 경사를 가지게 하면 된다.

(회전통 변형예)

회전통(10)의 단면형상은, 후술하는 원형 외에, 필요하다면 직사각형(육각형 등)으로 해도 된다. 직사각형의 회전통(10)을 회전하면, 회전통(10)에서는 그 각부에 의해 피처리물(W)이 솟아오르기 때문에 피처리물(W)의 혼합성이 좋아지는 이점이 있다. 한편, 원형의 경우에 비하여, 회전통(10)의 단면적이 좁아지기 때문에 배치하는 가열관의 수가 줄어든다는 약점도 존재한다.

(처리물의 배출 방식의 변형예)

횡형 회전식 건조기로부터 건조 처리물(E)을 배출하는 방식으로는, 도 9와 같은 형태도 채용할 수 있다. 이에 따른 형태에서, 캐리어 가스(A)는, 회전통(10) 내로부터, 격벽(23)의 내측을 통하여 케이싱(80)을 통과하고 그 상부의 캐리어 가스 배출구(33)로부터 배출된다. 이 캐리어 가스(A)가 재이용 가스인 경우는, 캐리어 가스(A) 중에 분진 등이 포함되어 있지만, 격벽(23)의 내측, 즉 가스 통로(U2)에는 리본 스크류(Z)가 배치되어 있기 때문에, 가스에 혼입되어 있는 분진 등은, 이 리본 스크류(Z)에 의해 포착된다. 포착된 분진 등은, 리본 스크류(Z)의 송출 작용에 의해 개구부(21, 22)를 향하여 보내지고 케이싱(80) 내로 배출된다. 배출된 분진 등은, 자유 낙하에 의해 배출 케이싱 아래쪽의 배출구(32)로부터 배출된다.

또한 회전통(10)의 회전에 따라 스크류 날개(24)도 회전한다. 따라서 피처리물(W)이 건조된 건조 처리물(E)은, 송출 통로(U1) 내를, 개구부(21, 22)를 향하여 스크류 날개(24)의 송출 작용에 의해 보내지고 개구부(21, 22)로부터 배출된다. 배출된 건조물(E)은, 자체의 무게에 의해 배출 케이싱 아래쪽의 배출구(32)로부터 배출된다.

한편, 케이싱(80)을 관통하여 격벽(23) 내로 연장되는 증기 경로(내부 증기 공급관(61) 및 내부 드레인 배출관(62))가, 회전통(10)과 일체로 마련되어 있다. 내부 증기 공급관(61)은, 단판(端板)부(17)에서의 가열관(11)의 입구 헤더부에, 내부 드레인 배출관(62)은 단판부(17)에서의 가열관(11)의 출구 헤더부에 연통되어 있다. 또한 증기 공급관(70) 및 드레인 배출관(71)은, 회전 이음매(63)를 통하여, 내부 증기 공급관(61) 및 내부 드레인 배출관(62)에 각각 연결되어 있다.

(회전통의 지지 구조 변형예)

그 밖에, 회전통(10)의 지지 구조는, 회전통(10)의 바깥둘레에 2개의 타이어 부재(20, 20)를 장착하는 상기 지지 구조 외에, 일단 측에 마련한 스크류 케이싱(42)과, 타단 측에 마련한 가스관(72)의 바깥둘레에 베어링(도시하지 않음)을 장착하고, 이 베어링을 지지하는 구조나, 상기 타이어 부재(20)와 베어링을 조합하는 지지 구조로 해도 된다.

가열관(11)의 개수와 함께, 가열관(11)의 배치는 적절히 선택할 수 있다. 예를 들면 도 10과 같이 방사 반지름선을 따른 배치 외에, 도 11과 같이 곡선이어도 된다.

<본 발명의 조건>

그런데 본 발명에서는, 상술 한 바와 같이, 다음 조건의 전부를 만족시키는 것이 필요하다.

(1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류 방식으로 유통시킴.

(2) 배출 건조물의 품온을 95℃ 이상으로 함.

(3) 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 함.

(4) 상기 타단 측에, 상기 캐리어 가스에 대한 가열 수단을 마련함.

여기서 (1)의 조건에 대해서는, 상술한 형태로 만족한다.

한편, (2) 품온을 95℃ 이상으로 하는 조건, 및 (3) 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 하는 조건에 대해서는, 가열관 내에 유통시키는 가열 매체의 온도를 정하는 것 외에, 회전 속도와 가열관의 배치 등도 선정한다.

그러나 조건 (2) 및 (3)을 만족시키기 위해 중요한 요소는, 캐리어 가스의 온도 및 회전통 내를 통과하는 캐리어 가스의 풍량이다.

그러나 이들 요소만으로는 충분하지 않은 경우가 많기 때문에, 캐리어 가스에 대한 가열 수단을 마련한다.

그 예로서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 회전통(10)의 타단 측에 이를 둘러싸는 재킷(12)을 마련하여 회전통(10)의 외벽면과 재킷(12)의 내벽 사이에 가열 매체(S)를 흐르게 하고, 회전통(10)의 외측에서도 가열을 실시하는 것이 바람직하다.

그 결과, 재킷(12)을 마련하지 않는 경우와 비교하여, 피처리물(W)의 건조 속도를 높일 수 있는 것 외에, 타단 측(배출 측)에서의 캐리어 가스(A)의 온도를 높여 결로 방지에 적합하다.

이 가열 매체(S)의 예로서, 95℃ 이상(바람직하게는 99℃ 이상)~200℃의 증기, 공장(특히 제철소)에서의 오프 가스 등을 들 수 있다.

그 밖에, 상기 재킷(12) 대신에, 도 14에 나타내는 바와 같이, 회전통(10)을 둘러싸도록 트레이스 배관(12A)을 복수 마련하는 형태도 바람직하다.

여기서, "배출 건조물의 품온"은, 배출구를 통과하는 온도로서 규정할 수 있지만, 통상은 후드(35)의 출구 온도를 지표로해도 된다.

한편, "캐리어 가스의 배출 측의 온도"로는 배출구에서의 출구 온도를 지표로 하는 것이 현실적이다.

또한 도 15에 나타내는 바와 같이, 가열관(11)의 배출 측에 핀(12B)을 마련하여 캐리어 가스 및 피처리물과의 접촉률을 높이고, 배출 건조물의 품온 및 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 높이는 데에 유효한 가열 수단이 된다.

한편, 배출 측에서의 홀드업을 조절하고, 충전율을 저감시키기 위해 도 16에 나타내는 바와 같이 리테이너(13)를 마련할 수 있다. 리테이너(13)의 높이는 적절히 선택하면 된다.

리테이너(13)를 마련함으로써, 그보다 하류 측에서는 정체가 적게 배출이 실시되기 때문에, "배출 건조물"의 충전율을 저감하여 배출 건조물의 품온 및 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 높일 수 있다.

그런데 어느 석탄종의 경우의 건조 변화 그래프인 도 12에 착안하면, 가스 이슬점은 캐리어 가스량이 많은 경우와 적은 경우가 다르다. 그리고 가스 이슬점보다 품온이 낮으면 도시한 "결로 영역"에서 결로가 생긴다. 따라서 도시한 바와 같이, 캐리어 가스 온도 및 품온을 높이면, 결로 방지가 도모되는 것을 알 수 있을 것이다.

(비교예)

어느 석탄종의 경우에, 도 12에 나타내는 바와 같이, 항률~감률 영역에서 품온이 약 80~90℃ 정도이며, 가스 온도 및 가스 이슬점도 동일한 온도 영역에서 조작하는 경우, 예를 들면 100wetT/h로 공급하고, 수분을 10wt%에서 5wt%까지 병류 방식으로 건조시킬 때에, 결로를 방지하기 위해 필요한 배기량은 증발수량을 포함하여 약 250㎥/min이 되고, 배기 처리에는, 집진기의 여과 면적은 약 250㎡, 배기 블로어(blower) 약 45㎾가 필요했다.

(실시예)

이에 반해, 본 발명의 조건에서는, 캐리어 가스량을 비교예의 약 20%로 만족하는 것이 판명되었다.

그리고 건조품은 분진 폭발이나 발화의 위험성을 고려하여 열간 성형되는 경우가 많다. 이 경우에는, 품온을 약 100℃~150℃로 승온시킬 필요가 있지만, 실시예에서는, 건조 제품의 품온을 높게 해 두었으므로, 열간 성형에 적합한 것이 되는 이점도 발견되었다.

10: 회전통
11: 스팀 튜브(가열관)
12: 재킷
12A: 트레이스 배관
12B: 핀
13: 리테이너
41: 공급구
50: 배출구
55: 분급 후드
56: 고정 배기구
57: 고정 배출구
A: 캐리어 가스
E: 처리물
W: 피처리물

Claims (7)

1. 일단(一端) 측에 피처리물의 공급구를, 타단(他端) 측에 피처리물의 배출구를 가지며, 축심 주위로 회전 자유자재인 회전통과, 가열 매체가 통과하는 다수의 가열관을 상기 회전통 내에 마련하고, 피처리물을 상기 회전통의 일단 측에 공급하여 타단 측으로부터 배출하는 과정에서, 상기 가열관에 의해 피처리물을 가열하여 건조시키는 횡형 회전식 건조기에 있어서,
   다음 조건의 전부를 만족시키는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법.
   (1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류(竝流) 방식으로 유통시킴.
   (2) 상기 회전통의 타단 측에서 상기 캐리어 가스를 가열함.
2. 일단 측에 피처리물의 공급구를, 타단 측에 피처리물의 배출구를 가지며, 축심 주위로 회전 자유자재인 회전통과, 가열 매체가 통과하는 다수의 가열관을 상기 회전통 내에 마련하고, 피처리물을 상기 회전통의 일단 측에 공급하여 타단 측으로부터 배출하는 과정에서, 상기 가열관에 의해 피처리물을 가열하여 건조시키는 횡형 회전식 건조기에 있어서,
   다음 조건의 전부를 만족시키는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 방법.
   (1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류 방식으로 유통시킴.
   (2) 배출 건조물의 품온(品溫)을 95℃ 이상으로 함.
   (3) 캐리어 가스의 배출 측의 온도를 95℃ 이상으로 함.
   (4) 상기 회전통의 타단 측에서 상기 캐리어 가스를 가열함.
3. 일단 측에 피처리물의 공급구를, 타단 측에 피처리물의 배출구를 가지며, 축심 주위로 회전 자유자재인 회전통과, 가열 매체가 통과하는 다수의 가열관을 상기 회전통 내에 마련하고, 피처리물을 상기 회전통의 일단 측에 공급하여 타단 측으로부터 배출하는 과정에서, 상기 가열관에 의해 피처리물을 가열하여 건조시키는 횡형 회전식 건조기에 있어서,
   다음 조건의 전부를 만족시키는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.
   (1) 상기 회전통 내에 불활성의 캐리어 가스를, 상기 일단 측으로부터 타단 측으로 병류 방식으로 유통시키는 수단을 포함.
   (2) 상기 회전통의 타단 측에 마련한, 상기 캐리어 가스를 가열하는 가열 수단을 포함.
4. 제3항에 있어서,
   가열 수단은, 회전통에 마련한 가열용 트레이스인 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   가열 수단은, 회전통의 타단 측에 마련한 가열 매체를 유통시키는 재킷 구조인 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.
6. 제3항에 있어서,
   가열 수단은, 가열관의 타단 측에 마련한 핀(fin)인 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.
7. 제3항에 있어서,
   상기 회전통의 타단 측 내부에 리테이너(retainer)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 횡형 회전식 건조기에 의한 건조 시스템.

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