汚泥乾燥機
プロジェクト概要
大きな粒子、小さなシート状材料、小さな円筒状材料、非晶質材料には、ベルト式乾燥機がより適しています。現在一般的に使用されているのは貫通式ベルト式乾燥機で、並流式乾燥方式はトンネル式乾燥機でのみ使用されています。ここで紹介するベルト式乾燥機は貫通式ベルト式乾燥機を指し、ベルト式乾燥機と呼びます。
ベルト式乾燥機の構成：
ベルト式乾燥機は、複数の独立したユニットで構成されています。各ユニットは、ボックス、コンベアベルトと伝動システム、循環ファン、加熱装置、独立または共通の新鮮空気吸引システム、および排ガス排出システムからなります。ユニット数は必要に応じて決定でき、空気量、温度、湿度、排気循環などの乾燥媒体の運転パラメータを個別に制御できるため、乾燥機の信頼性と運転条件の最適化が確保されます。
ベルト式乾燥機の特長：
1. ベルト式乾燥機の操作は柔軟です。湿った材料がベルト式乾燥機に入ると、乾燥工程は完全に密閉された箱の中で行われ、粉塵の漏れを防ぐのに適した作業環境となります。
2. ベルト式乾燥機では、乾燥材料がコンベアベルトとともに移動するため、材料粒子間の相対位置は比較的固定されており（固定床とみなせる）、乾燥時間はほぼ一定です。ベルト式乾燥機は、材料の色が変化したり、水分含有量が均一であることが求められる乾燥工程に非常に適しています。また、材料がベルト式乾燥機に及ぼす振動や衝撃は非常に小さく、材料粒子が壊れにくいため、破損が許されない材料（食品など）の乾燥にも適しています。
3. ベルト式乾燥機は、材料を乾燥させるだけでなく、場合によっては材料を焼いたり、焼成したり、熟成させたりすることもできます。
4. ベルト式乾燥機の構造は複雑ではなく、設置が容易で、長時間運転が可能であり、故障が発生した場合は内部メンテナンスボックスに入ることができ、メンテナンスが容易です。
ベルト式乾燥機の適用範囲：
ベルト式乾燥機は、最も一般的に使用されている連続乾燥装置であり、食品、化学繊維、皮革、林業、医薬品、軽工業などで広く使用されており、無機塩や精密化学工業でもよく使用されています。
ベルト式乾燥機の構造と分類：
1. コンベヤベルトの層数による分類：単層ベルト乾燥機、多層ベルト乾燥機、ボックスボディシリーズタイプに分類できます。
2. 熱風の流れの方向によって、下方熱風型、上方熱風型、および交差複合熱風型に分類できます。
3. 排気方式による分類：向流排気、並流排気、分離排気方式に分類できます。
ベルト式乾燥機の設計要件
コンベアベルト：
1. 現在、最も広く使用されているコンベヤベルトはステンレス鋼線メッシュ製で、メッシュ数は材料の粒径、密度、厚さに応じて10～14メッシュです。単層メッシュが薄い場合は、2層メッシュを併用できます。スクリーンはローラーで支えられ、ローラーと接続・固定されます。ローラーの両端はコンベヤチェーンの中空軸に挿入され、チェーンと共に回転します。
2. 素材が粘着性がある場合は、ステンレス鋼メッシュに非粘着性メッシュの層を取り付けることができます。
3. 穴あき鋼板を連結してコンベヤベルトを形成します。鋼板の厚さは1mmから1.5mmで、開口率は穴あけ後の鋼板の剛性によって決まります。情報によると、開口率は6%～45%で、大きすぎます。実際の経験によると、鋼板の厚さが1.2mmの場合、開口率は12%～18%です。丸穴を開けることができ、開口部は約2mmです。長い穴も開けることができます。各穴あき鋼板の幅はチェーンピッチと同じです。穴あき鋼板の両端は、非標準コンベヤチェーンの内耳板に接続できるため、穴あき鋼板はコンベヤチェーンと一緒に走行できます。
給餌装置：
コンベアベルトの供給層の厚さが不均一だと、乾燥媒体（熱風）の短絡や圧力降下の不均一が生じ、薄い材料層は「乾燥しすぎ」、厚い材料層は十分に乾燥しないため、製品の品質に影響が出ます。したがって、供給装置の設計は非常に重要です。
1. 供給漏斗：これは最もシンプルな供給装置で、粘性の低い顆粒、ブロックなどに適しています。
果物、錠剤、細かく切った野菜など、流動性の良い固体材料に適しています。漏斗の供給口の幅はコンベアベルトの有効乾燥幅と同じで、供給口には供給量を調整するためのゲートが設けられています。
2. 平刃攪拌軸付き供給漏斗：平刃付きの攪拌軸を供給漏斗に取り付けることで、材料が漏斗の傾斜壁に残るのを防ぎ、流動性の低い粒状材料に適しています。
3. 上記の平刃を、羊毛、合成繊維、セルロースなどの繊維材料に適した、均一な歯形を持つ刃に変更します。均一な歯形を持つ刃により、繊維材料をコンベアベルト上で均一な厚さに保つことができます。
4. ドラム押出供給装置：供給装置は、円弧状の多孔板上で前後に揺動・昇降できる一対のゴム被覆金属ドラムで構成され、貯蔵ホッパーはドラム間に固定され、それに合わせて揺動します。貯蔵ホッパーには、ホッパー内部の材料を攪拌するための攪拌機が備えられていることがよくあります。
このタイプの供給装置はペースト状材料に適しています。ペースト状材料は貯蔵ホッパーを通してドラムに流入し、直径3～8mmの大きな表面積を持つ帯状材料に押し出され、コンベアベルト上に均一に供給されます。湿ったペースト状材料やチキシド状材料の場合は、予熱乾燥または真空ドラムフィルターによる脱水処理を施してペースト状材料にしてから、押出供給を行う必要があります。二酸化チタン、カオリン、炭酸カルシウムなどの無機材料には、このタイプの供給装置が使用されます。
伝送装置：
伝動装置は、非標準大ピッチチェーン、スプロケット、スプロケットシャフト、6極モーター（960回転/分）、周波数変換器、2段式サイクロイド式ピンホイール減速機、およびギアまたはスプロケット減速機のセットで構成されています。
1. 非標準大ピッチチェーン：ワイヤーメッシュコンベヤベルトの場合、チェーンピッチは一般的に76.2mm（3インチ）です。
または、101.6mm（4インチ）。チェーンシャフトは中空シャフトで、サポートメッシュベルトのローラー端を通過できます。パンチングプレートコンベヤベルトの場合、チェーン間隔は6～8インチで、パンチングプレートの幅を広げ、剛性を高めることができます。チェーンの内側には耳板があり、パンチングプレートと横方向のバッフルプレートを固定できます。熱風温度が200℃未満の場合は、チェーンの材質はQ235Aです。熱風温度が200℃を超える場合は、チェーンの材質として16Mnを検討する必要があります。
2. チェーンホイール：チェーンホイールは45鋼製とし、耐摩耗性を高めるため、チェーンホイールの歯は部分的に焼き入れ処理を施すこと。同一チェーンホイールシャフトの両端にあるキー溝は、必ず同じ方向を向いていること。スプロケットは2つ重ね合わせてスポット溶接し、その後一緒にキー溝加工を行うことを推奨する。
3. チェーンホイールシャフト：スプロケットシャフトが長い場合は、中間部に炭素鋼管を使用できます。2つのセクションはソリッドシャフトエンドで、45鋼製の鋼管にプラグまたはリング溶接されています。2つのシャフトエンドは同心円状でなければならず、2つのシャフトエンドのキー溝は同じバス上になければなりません。これにより、両側のチェーンが前後にずれることがなくなり、ネットベルトコンベヤと穴あきプレートコンベヤが傾かなくなります。
4. 6極共通モーター + 周波数変換器: 共通モーターの場合、周波数を15Hzまで下げることができ、モーターの出力速度は最低で290r/minに達します。
5. 2段サイクロイド風車減速機：減速比は289～377とし、減速機の出力端の最小速度が1～0.77r/minとなるようにする。
6. ギアまたはスリンクホイール減速装置：減速比は2.5～3で、コンベアベルトの最小線速度は0.4～0.8m/分となり、乾燥しにくい材料の乾燥時間を確保できます。
乾燥式温風暖房装置：
1. 乾燥熱風の温度が150℃以下であれば、蒸気を熱源として使用できます。蒸気熱交換器が乾燥ボックスの外側、または乾燥材料の上にある場合は、SRZ型またはSRL型の蒸気熱交換器を使用できます。蒸気熱交換器が乾燥材料の下にある場合は、メッシュベルトの穴から熱交換器のフィンギャップまで材料が詰まらないかどうかを確認する必要があります。詰まらない場合は、上記の2種類の熱交換器も使用できます。詰まる場合は、ライトチューブ式熱交換器がよく使用されます。熱交換器の選定と計算については、講義2の関連内容を参照してください。
2. 乾燥熱風の温度が150℃以上であることが求められる場合は、熱源として熱風炉を使用する必要があります。乾燥ユニットに直接流入および流出する場合、排気温度が高く、排気中の水分含有量が低いため、この乾燥ユニットの排気を次の乾燥ユニットの入口空気として使用し、その後乾燥ユニットから排出することで、隣接する2つの乾燥ユニットが乾燥コンビネーションを形成し、熱エネルギーの利用率を向上させることができます。
ベルト式乾燥機ボックス：
1. 一体型ベルト式乾燥機：乾燥時の水分除去量が少なく、収率が低い場合は、一体型ベルト式乾燥機を検討できます。ベルト式乾燥機全体の最大長さは、トラックで輸送される輸送手段によって許容される輸送長さによって決まります。最大長さは一般的に14～15mです。
2. テープの長さが15mを超える場合は、現場で製作するか、複数のセクションに分けて製作し、現場で接続することができます。
3. 乾燥機の断熱材の厚さは50mmで、断熱材はロックウールフェルトです。ベルト式乾燥機のフレームは、50×50×5mmの角パイプを溶接して作ることができます。
ベルト式乾燥機の計算
乾燥機の計算において、乾燥工程中の材料の臨界水分含有量は重要なパラメータです。臨界水分含有量とは、定速乾燥段階と減速乾燥段階の境界における平均水分含有量であり、乾燥装置の設計において重要なパラメータです。定速乾燥段階は、水の蒸発速度が大きく、ほぼ一定であり、材料の表面温度もほぼ一定で、熱風湿球温度に近くなります。減速乾燥段階は、水の蒸発速度が急速に低下し、徐々に小さくなり、材料温度が徐々に上昇して熱風温度に近くなるのが特徴です。臨界水分含有量は、材料の水分含有量、材料の形状（結合度、粒径、比表面積、材料形状、空隙の蓄積など）、乾燥方法（流動床乾燥、固定床乾燥、噴霧乾燥など）、および乾燥条件（熱風温度、熱風速度、熱媒体の種類など）に関連しています。材料の臨界含水率は、実際の乾燥と同じ乾燥試験機および乾燥条件で試験することにより得られます。乾燥強度（単位面積・単位時間あたりの水分蒸発量、kg水/m2・h）など、その他の重要な乾燥パラメータも実験で得られます。ベルト式乾燥機の乾燥試験は、小型ベルト式乾燥機（幅0.5m、長さ2～3mなど）で行うか、オーブンを通して熱風乾燥試験を行う必要があります。実験で得られた乾燥時間は、実際の設計において適切に延長する必要があります。試験条件がない場合は、参考文献からの定性分析結果、類似材料の既知の乾燥パラメータ、および自身の経験に基づいて設計を行う必要があります。この場合、一定のリスクが伴いますが、マージンを拡大することでリスクを最小限に抑えることができます。
臨界水分含有量とベルト式乾燥機の設計に関する注記：
（１）粒状物質を積み重ねた場合、乾燥ベースの臨界含水率は0.08〜0.12である。コロイド状物質を固定床状態で乾燥させた場合、乾燥ベースの臨界含水率は＞0.30である。
（２）ベルト式乾燥機の場合、乾燥対象物の表面積は乾燥速度に大きな影響を与える。
（３）ベルト式乾燥機の場合、コンベアベルト上の材料の堆積層の厚さと密度は非常に重要です。均一でない場合、換気の不均一により乾燥が不均一になります。熱風短絡では、過乾燥により製品の品質が悪化し、換気が悪いと乾燥が遅くなり、乾燥装置全体の能力が低下します。
（４）コンベアベルトの両側と材料の入口と出口のシールに注意してください。短絡や熱風の空気漏れにより、乾燥能力が低下します。
（５）ベルト式乾燥機の場合、後部は一般的に集塵装置を必要としないため、排気は直接行われるので、排気の湿潤度を適切に向上させることができる。排気温度が対応する露点温度よりも高いことを前提として、排気の湿潤度はd=0.04〜0.08kg水/kg乾燥空気となる。
（６）コンベアベルトの正の熱風ベッド速度は一般的にu0=0.5〜1.5m/sである。
生物学的脱臭原理
生物学的脱臭の原理は、微生物を用いて臭気物質を無害な化合物に変換することです。微生物は増殖過程において、外部物質を二酸化炭素や水などの代謝産物に変換したり、無害な細胞内物質に変換したりすることができます。この生化学的プロセスによって、汚染物質は無害な物質へと変換されます。しかし、気相物質は濃度が低いため、生化学反応を起こしにくいのが一般的です。そのため、臭気の生物学的浄化プロセスは、生物学的脱臭塔のろ過プロセスを経て完了させる必要があります。
ベルト式乾燥機の注意事項：
（１）乾燥機の調整パラメータも多く、比較的大きな生産柔軟性があります。生産能力を確保するため、熱源、ファン、排気ファンの選択には余裕を持たせてください。
（２）乾燥機で材料を均一にすることは非常に重要です。ベルト式乾燥機では、ネットベルトと材料層が空気中で役割を果たします。材料が均一でない場合、熱風の短絡が発生し、ネット上の材料が不均一に乾燥されます。
（３）熱風自体の流れ性能を最大限に活用するためには、熱風吸気ダクトの動圧Pdは50Pa未満であるべきです。可能な限り、熱風吸気ボックスの容積をできるだけ大きくすると、風の流れも良くなります。
（４）各乾燥ユニットでは、水平方向と垂直方向の空気量の均一性を実現するように努め、穴あきプレート空気、ガイドプレート空気、戻り空気などの方法を使用できます。
（５）コンベヤチェーンは長期間使用すると摩耗して伸びます。コンベヤチェーンの両端のベアリング位置を調整する機構が必要であり、チェーンが適切な動作状態になるように定期的に調整する必要があります。
（６）搬送ベルトの主駆動軸は搬送方向の前方になければならない。これにより、搬送ベルトの支持間隔は常に張った状態になる。
最適な乾燥効果と適切な収量を得るためには、材料の水分含有量、メッシュベルトの線速度、空気分配量、空気温度などのパラメータを適切に制御する必要がある。
従来のメッシュベルト式乾燥機の欠点を踏まえ、当社は数々の革新的な改良を施しました。材料の成形・分配、焙煎機内における熱風の分配・循環、焙煎機排ガスからの熱回収・利用に関する研究を通じて、装置の熱効率、製品の均一性、生産量を向上させました。同時に、消耗部品の交換サイクルなどの細部を最適化することで、装置の耐用年数と信頼性を向上させました。
改良型ネットベルト式乾燥機は、乾燥効果を大幅に向上させるだけでなく、生産量も大幅に増加させ、エネルギー消費量も削減します。さらに、触媒の触媒効率も向上しました。この装置は、従来の分野だけでなく、新しい産業生産にも幅広く活用でき、企業に効率的で環境に優しい乾燥ソリューションを提供します。
説明2