熱伝達率と加熱スピード / 汚泥乾燥, スラリー乾燥, リサイクル乾燥

■ 凝縮伝熱と対流伝熱

 

KENKI DRYER の熱源は蒸気であり蒸気を利用し対象物を加熱、乾燥しています。熱源に蒸気を利用する理由に加熱スピードが速く均一な加熱ができる点が挙げられます。
蒸気を利用した加熱方法は熱交換をおこなう間接加熱であり伝導伝熱です。その伝導伝熱を詳しく見ると凝縮伝熱と対流伝熱があり蒸気は凝縮伝熱であり温水、油は対流伝熱と言えます。
凝縮伝熱とは、蒸気が気体から液体へ相が変わる瞬間に保有している潜熱を放出して被加熱へ熱を伝えるでことであり、ここで言う対流伝熱とは相の変化はなく熱媒体の温水、油が持つ温度を下げながら被加熱へ熱を伝えることです。

 

加熱方法内  容熱媒体
凝縮伝熱蒸気が気体から液体へ相が変わる瞬間に保有している潜熱を放出して被加熱へ熱を伝える。潜熱は飽和水、温水が持つ顕熱と比較すると2~5倍あり、この熱が一瞬のうちに被対象物を加熱する。

 

蒸気
KENKI DRYER
対流伝熱相変化を伴わず熱媒体自身の温度を下げながら被加熱物へ熱を伝える。熱媒体自身が保有する顕熱のみで被対象物を加熱する。

 

温水、油

 

 

■ 熱伝達率

 

熱伝達率とは、壁と空気、壁と水といった2種類の物資間での熱エネルギーの伝え易さを表す値で、単位面積、単位時間、単位温度差あたりの伝熱量(すなわち単位温度差あたりの熱流束密度)です。
熱交換では熱交換の効率の良さを定義したものと言え、熱伝達率が大きいと早く熱交換され、 熱伝達率が小さいと熱交換がなかなかできません。同じ伝熱面積と同じ温度差で熱交換を行うとすれば、熱伝達率が大きいほど短時間で加熱ができます。
加熱スピードは熱伝達率が大きいほど早く、熱伝達率が小さいほど加熱に時間がかかります。
温水と蒸気での熱伝達率は下記です。乾燥熱源に利用する蒸気と温水と比較した場合蒸気の優位性は明らかです。

温水熱伝達率1000~6000[W/(m2・K)]
蒸気熱伝達率6000~15000[[W/(m2・K)]


参照サイト:蒸気の伝熱 TLV:https://www.tlv.com/ja/steam-info/steam-theory/steam-basis/0703jyouki-dennetu/

 

蒸気の潜熱利用 熱源蒸気 KENKI DRYER

 

 

潜熱と顕熱と凝縮熱 / 汚泥乾燥, スラリー乾燥, 廃棄物乾燥

 

 

 


■ ヒートポンポンプ乾燥機 KENKI DRYER 従来との比較について

 

蒸気(飽和蒸気)でのヒートポンプ自己熱再生乾燥機 KENKI DRYER とは、乾燥熱源である蒸気を利用した自己熱再生乾燥システムです。
蒸気ヒートポンプの工程は、KENKI DRYER で加熱乾燥に利用した蒸気を膨張弁での断熱膨張により圧力は低下し、蒸気内の水分は蒸発、気化し周辺の熱を吸収し蒸気温度は下降します。その蒸気を次の工程の熱交換器で熱移動することによりさらに蒸発、気化させ蒸気圧力を低下させます。十分に蒸発、気化が行われ圧力が下げられた蒸気は次の圧縮工程へ進みます。
圧縮工程の圧縮機で蒸気を断熱圧縮を行うことで、圧力は上昇しそれに伴い凝縮、液化し温度は上昇します。その蒸気の水分を除去した上で KENKI DRYER へ投入します。KENKI DRYER はその投入された蒸気を熱源として利用、加熱乾燥という熱移動を行うことで、蒸気はさらに十分に凝縮、液化され膨張弁へ進みます。この工程を繰り返します。
ヒートポンポンプ乾燥機 KENKI DRYER と従来ボイラー発生蒸気(飽和蒸気)のみ使用の場合の比較については下記の通りです。実証値ではなく予想値です。

 

ボイラー二酸化炭素排出量
石油系炭化水素ガス 消費量(m3N/h)
単位発熱量 ×排出係数 ×44/12
CO2 排出量(tCO2/h)
ボイラー燃料58×0.0023380.1356
圧縮機二酸化炭素排出量
消費電力
(kwh)
調整後排出係数

(t-CO2/kWh)

CO2 排出量(tCO2/h)
圧縮機軸動力125×0.0003470.0434

 

ランニングコスト削減 二酸化炭素排出量削減 ヒートポンプ乾燥機 汚泥乾燥機 2020.6.15

 

ヒートポンプ乾燥機

 

■ 熱源 蒸気

 

KENKI DRYERの乾燥の熱源は飽和蒸気のみながら伝導伝熱と熱風併用で他にはない画期的な乾燥方式を取り入れ安全衛生面で優れ、安定した蒸気を熱源とするため乾燥後の乾燥物の品質は均一で安定しています。蒸気圧力は最大0.7Mpaまで使用可能で、乾燥条件により蒸気圧力の変更つまり乾燥温度の調整は簡単に行なえます。飽和蒸気は一般の工場では通常利用されており取り扱いに慣れた手軽な熱源だと言えます。バーナー、高温の熱風を利用する乾燥と比較すると、飽和蒸気はパイプ内を通し熱交換で間接乾燥させる熱源であることから、低温で燃焼する事はなく安全衛生面、ランニングコスト面で優れています。又、低温乾燥のため乾燥機本体の損傷も少なく簡単な構造で、交換部品点数は少なくメンテナンスは容易で壊れにくく長期間の使用ができます。

飽和蒸気には特有の特徴があります。蒸気圧力の変更に伴い蒸気温度が変わるため、乾燥温度の調整が簡単に行なます。又、凝縮熱、潜熱を利用できるため温水、油等の顕熱利用と比較すると熱量が2~5倍で乾燥に最適な熱源と言えます。
飽和蒸気は乾燥後ドレンとなりますがそれは回収ができ蒸気発生装置ボイラーへの供給温水として利用すれば燃料費等のランニングコストは安価で済みます。
KENKI DRYER は蒸気での低温での間接間乾燥ですが、特許取得済みの独自の機構で、どんな付着性、粘着性がある原料でも乾燥機内部で詰まることがありません。低温乾燥は高温乾燥と比較すると、低温での乾燥の場合、付着、粘着性のある乾燥対象物の乾燥は、対象物が乾燥機内部に詰まることが多いのですが、KENKI DRYER では詰まりによるトラブルは一切発生しません。
低温での乾燥は、乾燥対象物の成分の変化が少なく、乾燥後様々な用途に利用でます。例としては、燃料、土壌改良剤等です。次の処理工程での利用に乾燥後の乾燥物の物性が優れているため KENKI DRYER のアプリケーション 燃料化、発電システムでの利用に最適です。

 

なぜ低温で乾燥させるのですか? / KENKI DRYER / 汚泥乾燥,リサイクル乾燥, スラリー乾燥

熱源 蒸気

アプリケーション

 

どこもできない付着物、粘着物及び液体状の乾燥に是非 KENKI DRYER をご検討下さい。
国際特許技術の簡単な構造でイニシャル、ランニング、メンテナンスコストが安価です。
汚泥乾燥では乾燥機械代金を産廃費約2、3年での償却を目指しています。
原料スラリー乾燥では箱型棚段乾燥の置き換えで人手がいらず乾燥の労力が大幅に減ります。
有機廃棄物乾燥では燃料、肥料、土壌改良剤、飼料等へ再資源化リサイクル利用ができます。

 

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