Method and device for drying powder and granular material

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体の乾燥方法と装置に関するものである。 詳しくは、乾燥機内の温度分布を安定してカーボンブラックなどの粉粒体を乾燥する方法と装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、カーボンブラックなどの粉粒体を連続的に乾燥する場合、得られるカーボンブラックの物性値は乾燥条件に左右されるので、常に一定の乾燥条件で乾燥することが要求される。 従来、粉粒体の代表例であるカーボンブラックの乾燥機としては、例えば、乾燥機内の搬送路の前半用と後半用とに分割された複数の熱源を有する円筒回転型乾燥機が用いられている。 前記乾燥機の熱源の熱量の制御は乾燥機に供給される、水を含んだカーボンブラックの熱容量を予め算出し、前半熱源用燃料流量は前記熱容量と同等の熱量を与えるように調節し、後半熱源用熱量流量は、乾燥機出口カーボンブラック温度に応じて調節していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記円筒回転型乾燥機の燃焼制御方法によるときは、乾燥機出口カーボンブラック温度だけにフィードバック制御をかけることによって、該温度だけは希望する温度に制御される。 ところが、製品カーボンブラックの品質の指標となる製品中の水分量および酸化度は、出口温度だけでなくカーボンブラックがどのような経緯で加熱されたか、すなわち、乾燥機内の温度分布に大きく影響される。 なぜなら、一定した含水量のカーボンブラックを乾燥機に供給しているつもりでも、実際の工業操作ではカーボンブラックの含水量や供給速度が微妙に変化し、その結果、乾燥により回収されるカーボンブラックの物性値も微妙に変動するものである。 したがって、この方法によるときには、出口温度は希望する温度になっても、カーボンブラックの品質の指標である製品中の水分量、酸化度は希望する値になるかどうかは不明である。 また、乾燥機に供給される、水を含んだカーボンブラック量に応じて前半熱源の熱量を調節するときには、該熱量の影響が出口温度にまで及ぶため出口温度が変動してしまう。

【０００４】そこで、本発明の目的は、カーボンブラックなどの粉粒体製品の品質を希望する値にするための乾燥機内の温度分布制御方法の開発および乾燥機の温度分布を長時間にわたり安定に運転できる乾燥方法および装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは粉粒体の乾燥法につき鋭意研究を重ねた結果、乾燥機内に設置した複数の温度計によって測定した温度を演算処理し、粉粒体が恒率乾燥から減率乾燥に移る変化時点を算出し、該変化時点と、乾燥機出口の粉粒体温度を被制御変数とし、乾燥機前半熱源用燃料流量と後半熱源用燃料流量を操作変数とする多変数制御システムを設計し、演算処理によって操作変数である燃料流量を決定する時は、乾燥機内の粉粒体の温度分布を長時間に亙り安定させて運転ができることを確認して本発明を完成した。

【０００６】すなわち、本発明は次の構成からなるものである。 （１）粉粒体を複数に分割された熱源を有する乾燥機の一端から導入し、他端から排出するまでの間に乾燥する粉粒体の乾燥方法において、乾燥機内の粉粒体の温度を測定し、前記温度測定結果と乾燥機出口における粉粒体の温度をベースとして、粉粒体の乾燥状態が恒率乾燥から減率乾燥に移る変化時点を演算により推定し、前記粉粒体の乾燥状態の変化時点の推定結果を基に、複数の熱源の熱量をそれぞれ独立に操作して、乾燥機出口の粉粒体の温度および前記変化時点を制御する粉粒体の乾燥方法。 （２）一端の粉粒体入口と他端の粉粒体出口とを結ぶ粉粒体流路を持つ乾燥機内に配置される複数に分割された熱源により粉粒体を乾燥する粉粒体乾燥装置において、
乾燥機内の複数の粉粒体流路領域で粉粒体の温度をそれぞれ測定するための粉粒体温度手段と、該各温度測定手段の粉粒体測定結果をベースとして、粉粒体の乾燥状態が恒率乾燥から減率乾燥に移る変化時点を演算により推定する乾燥状態変化時点推定手段と、乾燥機出口の粉粒体の温度および前記変化時点を制御するために、前記粉粒体の乾燥状態変化時点推定手段の推定結果および乾燥機出口の粉粒体温度を基に、複数の熱源の熱量をそれぞれ独立に操作する燃焼制御装置とを備えた粉粒体の乾燥装置。

【０００７】本発明で対象とする粉粒体としては、通常、カーボンブラック、肥料、染料、顔料、ポリアミド樹脂などからなる合成樹脂ペレットなどが挙げられるが、特に本発明はカーボンブラックの乾燥に適したものである。 また、これらの粉粒体に含まれる液体は水だけでなく、有機溶媒でも良い。

【０００８】

【作用】図２は乾燥機の代表例である円筒回転型乾燥機内部の粉粒体カーボンブラック（以下、粉粒体の典型例であるカーボンブラックを例に説明する。）の温度分布を示す略図である。 縦軸は温度、横軸は乾燥機入口からの距離を示している。 約６０℃で供給された粉粒体（カーボンブラック）は加熱され、水の沸点である１００℃
に至る（Ａ点）。 その後は１００℃で一定の期間（恒率乾燥期間）が続くが、やがて表面の自由水の蒸発が終了すると減率乾燥期間に入り（Ｂ点）、温度１００℃を越えて上昇する。 ここにおいて、少なくとも先頭のカーボンブラック温度測定手段をＢ点付近に、また、最後尾の温度測定手段を乾燥機出口（Ｃ点）に設置し、その間に複数の温度測定手段を設置すれば良い。 Ｂ点の位置については、温度測定手段の位置を実験的にずらしながら運転することによって決定することができる。

【０００９】本発明の粉粒体の乾燥法において、乾燥機内部に設置した複数の温度測定手段によって測定した温度から、カーボンブラックが乾燥機内で恒率乾燥から減率乾燥に移る変化時点を推定し、その推定変化時点と乾燥機出口の粉粒体温度により乾燥機の複数に分割された熱源の熱量をそれぞれ操作して、乾燥機出口のカーボンブラックの温度および減率乾燥への変化時点を制御することによって、乾燥機内の温度分布を安定させ、水分含有量および酸化度の安定した製品カーボンブラックを取得するものである。 以下にその演算の詳細を説明する。

【００１０】本発明では、乾燥機内の恒率乾燥から減率乾燥への変化時点は、円筒回転型乾燥機の内部に設置した複数の温度測定手段によって測定された温度から求めることができる。 すなわち、水を加えて造粒されたカーボンブラックの場合、恒率乾燥中のカーボンブラックの温度は水の沸点である１００℃であるが、減率乾燥中であれば１００℃を越えるため、１００℃を示している温度測定手段と１００℃を超えている温度測定手段の間に減率乾燥への変化時点があるとすることができる。

【００１１】したがって、温度測定手段の数は多ければ多いほど恒率乾燥から減率乾燥への変化時点の測定精度は上がるが、温度測定手段を支持するための支柱の強度あるいは温度測定手段の設置コストなどの関係であまり多くの温度測定手段を設置できない場合は、少ない温度点数から前記変化時点を推定することもできる。

【００１２】すなわち、カーボンブラックが燃焼ガスによって均一に加熱されているとすれば、その温度上昇は加えた熱量の畳み込み積分で表される一次容量系として、次式 ｔ＝Ｋ−Ｂ×ｅｘｐ（−ｘ／Ｔ） で近似できる。 ここにおいて、ｔは温度、ｘは乾燥機入口からみて先頭の温度測定手段（少なくとも温度測定手段は図２のＢ点とＣ点間に配置されることが条件）からの距離、Ｋ、Ｂ、Ｔはそれぞれ定数である。 この近似式を得るにはＫ、Ｂ、Ｔを求める必要があるが、等間隔の３点の温度測定点があれば３元連立方程式を解くことができ、この近似式と１００℃との交点をもって減率乾燥への変化時点と推定することができる。 このように温度測定信号から変化時点を算出するため、温度測定手段の数は最低でも３個必要である。 しかし、何らかの理由で外乱を受けて先頭の温度測定手段の測定値が１００℃を超えないときは、２点の温度しか利用できないので、前記連立方程式を解くことができないため、４点以上の温度測定手段を設置することが望ましい。

【００１３】こうして得られた変化時点と乾燥機出口カーボンブラック温度を制御するには、次のような手順による。 まず、予めプロセスのステップ応答モデルを用意する。 これは、燃料流量あるいはカーボンブラックの処理量を単位流量変化させたときの、被制御量であるカーボンブラックの処理量を単位流量変化させたときの、被制御量である変化時点と出口温度の挙動の経時変化を示すものであり、実験によって得ることができる。 すなわち、まず、燃料流量およびカーボンブラックの処理量を一定にして定常状態にする。 このとき、乾燥機内の温度は全て一定となるため、恒率乾燥から減率乾燥への変化時点も一定となる。 次に、前半用燃料流量だけを１Ｎｍ
³ ／ｈと瞬間的に増加させ、乾燥機出口温度の挙動を定周期で記録する。 同時に前記減率乾燥への変化時点も推定し、同様に記録する。 これらの処理は当然、コンピュータを用いて行うのが良い。

【００１４】前半用燃料流量を増加させると乾燥機内の温度は上昇し、やがて一定値になる。 このとき、前記変化時点も一定となるがその時点で記録は終了する。 この手順を後半用燃料流量についても同様に行う。 また、カーボンブラック処理量についても同様に行うが、このときは１ｋｇ／ｈの瞬間的増加とする。

【００１５】こうして得られた乾燥機出口温度および前記減率乾燥への変化時点の時系列データを操作量を変化させた時点での値をａ ₀として古い順に並べると、つぎのようになる。 ａ ₀ 、ａ ₁ 、ａ ₂ 、……… ａ _s-1 、ａ _sここで、ｓは再び定常状態となった時点である。 プロセスが線形に近いと仮定すると、時刻ｔにおいて△ｕ
（ｔ）というステップ状の入力がプロセスに加えられたときに時刻ｔ＋ｊにおけるプロセスの応答は、 ｙ（ｔ＋ｊ）＝ａ _j ×△ｕ（ｔ） と表せる。

【００１６】そこで現在までに行われた操作を、一定周期で大きさの異なるステップ状の入力が順次加えられたものと見なすと、時刻ｔ＋ｊにおけるプロセスの応答は過去のステップ状の入力の影響が加え合わされたものと考えることができ、次の数式１のように表すことができる。

【００１７】

【数１】

【００１８】これがステップ応答モデルである。 ここで、△ｕ（ｔ＋ｊ−ｋ）はｕ（ｔ＋ｊ−ｋ）−ｕ（ｔ＋
ｊ−ｋ−１）であり、一周期前の入力からの変化量を表す。

【００１９】プロセスのモデルにはステップ応答モデルのほか、インパルス応答モデルあるいはＡＲＸモデルでも良い。 このプロセスモデルを用いることによって被制御量の将来を予測することができる。

【００２０】インパルス応答モデルはステップ応答モデルと同様に実験によって求めることができる。 ステップ応答モデルを得る実験においてはステップ状の入力を与えたが、インパルス応答モデルを求める実験においてはパルス状の入力を与える。 例えば、前半用燃料流量については１Ｎｍ ³ ／ｈの瞬間的増加を行った後、次の周期が来れば元の値に戻し、同様の時系列データを得る。 これを並べると、 ｈ ₀ 、ｈ ₁ 、ｈ ₂ 、……… ｈ _s-1 、ｈ _sとなる。 ここで、ｓは再び定常状態となった時点である。 プロセスが線形に近いと仮定すると、時刻ｔにおいて大きさｕ（ｔ）というパルス状の入力がプロセスに加えられたときに時刻ｔ＋ｊにおけるプロセスの応答は、 ｙ（ｔ＋ｊ）＝ｈ _j ×ｕ（ｔ） と表せる。

【００２１】そこで現在までに行われた操作を、一定周期で大きさの異なるパルス状の入力が順次加えられたものと見なすと、時刻ｔ＋ｊにおけるプロセスの応答は過去のパルス状の入力の影響が加え合わされたものと考えることができ、次の数式２のように表すことができる。

【００２２】

【数２】

【００２３】これがインパルス応答モデルである。 また、ＡＲＸモデルとは、現時刻ｔのプロセスの応答ｙ
（ｔ）が過去のプロセスの応答ｙ（ｔ−１）、ｙ（ｔ−
２）、… と過去の操作入力ｕ（ｔ−１）、ｕ（ｔ−
２）、… の関数として決まるようなモデルであり、例えば、 ｙ（ｔ）＝ｂ ₁ ×ｙ（ｔ−１）＋ｂ ₂ ×ｙ（ｔ−２）＋ｂ ₃ ×ｙ（ｔ−３）＋ ｃ ₁ ×ｕ（ｔ−１）＋ｃ ₂ ×ｕ（ｔ−２）＋ｃ ₃ ×ｕ（ｔ−３） のような構造をしている。

【００２４】次に、目標となる挙動を与える。 被制御量を一定にしたいのであれば一定量を、また変化させたいのであれば希望する値までの滑らかな曲線を算出し、目標値軌道とする。 燃焼制御装置は、ある操作を行った場合の被制御量の将来の挙動をプロセスモデルを用いて予測し、この予測した軌道と目標値軌道との誤差面積を最小とするような操作量を、最小二乗法を用いて求め、得られた値と等しくなるように前半用燃料流量および後半用燃料流量を調節して乾燥機内の熱源の熱量を制御する。

【００２５】この操作量の詳しい求め方を次に説明する。 まず、将来のどの時刻から何時間の間のプロセスの予測値と目標値軌道との誤差面積を最小にするのかを決める。 例えば、現在よりＬ時刻先から時間Ｐの間の誤差面積を最小にするものとする。 具体的には、例えばＬはプロセスの最も長い無駄時間よりも１サンプリング周期分長い値とし、Ｐは６サンプリング分とすれば良い。 次にプロセスモデルを用いて現在よりＬ時刻先から時間Ｐ
の間のプロセスの応答を予測する。 すなわち、ｙ（ｔ＋
Ｌ）、ｙ（ｔ＋Ｌ＋１）、……、 ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−
２）、ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−１）を予測する。 これには前述のようにステップ応答モデル、インパルス応答モデルあるいはＡＲＸモデルを用いれば良い。

【００２６】現在よりＬ時刻先から時間Ｐの間の目標値軌道、すなわち、ｙ（ｔ＋Ｌ）、ｙ（ｔ＋Ｌ＋１、）、
……、ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−２）、ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−１）の算出は以下のようにする。 時刻ｔ＋Ｌ−２までの操作量を、今から求める操作量に保ち続けると仮定し、時刻ｔ
＋Ｌ−１におけるプロセスの応答ｙ（ｔ＋Ｌ−１）を予測する。 その予測値と目標値を１−α：αに内分する点をｙ（ｔ＋Ｌ）とする（αは０より大きく１より小さい数）。 ｙ（ｔ＋Ｌ＋１）は１−α ² ：α ²に内分する点、
ｙ（ｔ＋Ｌ＋２）は１−α ³ ：α ³に内分する点というように順次求めて目標値軌道とする。

【００２７】ここで、現在よりＬ時刻先から時間Ｐの間のプロセスの予測値と目標値軌道を次のようにベクトルで表す。 ＹＰ＝［ｙ（ｔ＋Ｌ） ｙ（ｔ＋Ｌ＋１）・・・ｙ（ｔ
＋Ｌ＋Ｐ−２） ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−１）］ ^T ＹＲ＝［ｙ（ｔ＋Ｌ） ｙ（ｔ＋Ｌ＋１）・・・ｙ（ｔ
＋Ｌ＋Ｐ−２） ｙ（ｔ＋Ｌ＋Ｐ−１）］ ^Tここで添字Ｔはベクトルの転置を表す。 ＹＰとＹＲの誤差面積を最小にするには評価関数Ｊを最小とするような△ｕ（ｔ）を求めればよい。 Ｊ＝（ＹＲ−ＹＰ） ² Ｊを最小とする△ｕ（ｔ）は、次の数式３（方程式）を解くことによって求められる。

【００２８】

【数３】

【００２９】得られた△ｕ（ｔ）は一周期前の入力からの変化量を表すため、前回求めた操作量に△ｕ（ｔ）を加えることによって今回の操作量とすれば良い。 これら、恒率乾燥から減率乾燥への変化時点の決定から熱源の熱量の調節までの一連の演算処理はコンピュータによって行うことができる。

【００３０】

【実施例】本発明の一実施例をカーボンブラックの乾燥方法を例にとり、図と共に説明する。 実施例１ 図１は本発明の実施の態様の一例を示す概念図である。
図１において、カーボンブラックは入口１から、水は入口２からそれぞれ造粒機３に導入され、造粒されたカーボンブラックはライン４から円筒回転型乾燥機５に導入され、製品カーボンブラックはライン６から排出される。 乾燥機前半用燃料ライン７、乾燥機後半用燃料ライン８からそれぞれ乾燥機５の前半用と後半用の各々のバーナ９に供給される。 乾燥機５内の温度は温度計１０で測定される。 温度計１０は温度計の支柱１１に支持され、温度信号１２は燃焼制御装置１３に送信され、乾燥機５の熱源の熱量は乾燥機前半用燃料流量の制御信号１
４、乾燥機後半用燃料流量の制御信号１５によりコントロールされる。

【００３１】造粒機３には略同等量のカーボンブラックと水が供給され造粒される。 造粒機３の形式としては種々のものが使用できるが、連続運転でカーボンブラックを造粒するには、円筒形で撹拌ピンを植え付けた回転シャフトを内部に備えたものが好適である。 造粒機３で造粒され、水分を含んだカーボンブラックは円筒回転型乾燥機５へ供給され、乾燥されて製品カーボンブラックとなる。

【００３２】回転円筒型乾燥機５の燃料は各種の燃焼ガス、水素、メタンなどの可燃性ガス、あるいは重油、ナフサなどの化石燃料が用いられる。 該燃料は乾燥機前半用燃料ライン７と乾燥機後半用燃料ライン８の二つ以上に分割されて供給され、それぞれ独立に調節される。 該燃料ラインの分割数は３以上でも良いが、多すぎると制御装置１３が複雑になりすぎるので、分割数は２ないし３、好ましくは２が良い。

【００３３】二つ以上に分割された燃料はバーナ９で燃焼される。 バーナ９は燃料ライン７、８に対し一つずつでも良いが、熱効率の面からは該燃料をさらに複数に分割して複数のバーナ９で燃焼した方が良い。 バーナ９で燃焼して生じた排ガスは、廃棄しても良いが乾燥機５内部に還流させることによって効率よく利用することができる（図３参照）。

【００３４】温度計１０は、円筒回転型乾燥機５の内部に設置される。 設置の方法としては温度計の支柱１１に複数の温度計１０を設置し、該支柱１１を乾燥機５内部に挿入して温度計１０が乾燥機５内に流れるカーボンブラックに接触するようにして固定すれば良い。 温度計の設置位置については本実施例の場合は図１に示す通り、
乾燥機後半用燃料ライン８のバーナ９上に配置している。 その理由は乾燥機前半用燃料ライン７のバーナ９は専ら円筒回転型乾燥機５内の温度を上げるために用い、
カーボンブラックの乾燥状態が恒率乾燥から減率乾燥に移る変化点が形成される乾燥機後半用燃料ライン８のバーナ９上の温度を測定することが経済的に有利であることによる。

【００３５】図３に、本実施例の水添造粒カーボンブラックの円筒回転型乾燥機５の具体例を示す。 図３の一点鎖線よりも上部は乾燥機５の断面図を示し、下部は側面図を示す。 バーナ９を有する外被炉１７と、その内部で回転するステンレス製のドラム１８から構成されている。 外被炉１７の直径は３．７ｍ、高さ５．５ｍ、長さ２４ｍであり、その内部は等間隔で４個の燃焼室１９に分割されている。 水添造粒カーボンブラックはドラム１
８の図面左端のカーボンブラック入口２１から導入され、右端の出口２２より排出される。

【００３６】供給される燃料は、乾燥機の前半用ライン７と後半用ライン８により二つに分割され、それぞれ独立に調節される。 ４個の燃焼室１９のうち前方２室に前半用燃料が、後方２室に後半用燃料が供給され、それぞれ複数のバーナ９で燃焼される。 バーナ９の数は前半用燃料には２０本、後半用燃料には１２本が設置されている。 すなわち、４個の燃焼室１９のうち、前方２室には１室あたり１０本のバーナ９が設置され、後方２室には１室あたり６本のバーナ９が設置されている。 したがって、本実施例においては、前半用燃料バーナ９の２０本に供給される燃料の総流量、あるいは、後半用燃料バーナ９の１２本に供給される燃料の総流量を独立に調節する。 バーナ９で燃焼された燃焼ガスは、ドラム１８を外側から加熱した後、燃焼室１９上部のダクト２３で集合し、該ダクト２３が接続するドラム１８の後方からドラム１８内部へ供給される。 カーボンブラック入口２１近傍の排ガス出口２５側に設置したブロワー（図示せず）
でドラム１８内部の燃焼ガスを吸引することによって、
後方から供給された燃焼ガスは、カーボンブラックと向流に接触して、排ガス出口２５側から排出される。

【００３７】燃焼ガスがカーボンブラックと接触する際に酸化反応が生じるが、その酸化の程度は温度と密接な関係にある。 したがって、酸化度を一定にして製品カーボンブラックの品質を安定させるためにはドラム１８内の温度分布を一定にする必要がある。 本実施例ではドラム１８内部を流れるカーボンブラックの温度を複数の点で測定し、これらの温度からカーボンブラックが恒率乾燥から減率乾燥へ移る変化時点を推定し、この推定結果と乾燥機出口温度とをベースとして前半用燃料流量および後半用燃料流量をそれぞれ独立に操作して温度分布を制御する。

【００３８】本実施例ではドラム１８内のカーボンブラックの温度は後方２室の燃焼室１９に配置した４本の温度計１０によって測定した。 すなわち、４本の温度計を２．５ｍの等間隔で支柱（図示せず）に固定し、その支柱をドラム１８出口から挿入し固定する。

【００３９】これらの温度計１０によって測定された温度は、オンラインで１０分周期で制御装置１３（図１）
に入力されている。 一方、前半用燃料流量、後半用燃料流量、カーボンブラックに加えられる水の流量もオンラインで１０分周期で制御装置１３に入力されるが、本実施例では、過去に行った操作によって出口温度および恒率乾燥から減率乾燥への変化時点が将来どのような挙動をするかを現在値をベースとして予測するため、前半用燃料流量、後半用燃料流量、カーボンブラックに加えられる水の流量は制御装置１３の記憶装置（図示せず）に保存される。

【００４０】ここで、乾燥機５にかかる熱負荷はカーボンブラックの処理量とそれに加えられる水の量であるが、カーボンブラックの熱容量は水の熱容量に比べて１
０分の１以下と非常に小さく無視できるため、カーボンブラックの処理量については考えていない。

【００４１】制御装置１３ではまず４点の温度から、カーボンブラックが減率乾燥へ変化する点を推定する。 次に、記憶装置で保存した過去１５００分間の前半用燃料流量、後半用燃料流量、水の流量によって将来出口温度および恒率乾燥から減率乾燥への変化時点がどのような挙動を示すかをそれぞれの現在値をベースにしてステップ応答モデルを用いて予測し、その予測値の軌道と目標の軌道との誤差面積が最小となるような操作量、すなわち、前半用燃料流量および後半用燃料流量を最小二乗法によって決定し、それぞれの調節弁（図示せず）へ制御信号を出力する。 これらの手順は１０分周期で繰り返されるため、本実施例における制御周期は１０分である。

【００４２】本実施例においては、ファーネス法によって製造したカーボンブラックに、造粒機においておおむね同等量の水を加えて２．５ｍｍ以下に造粒し、円筒回転型乾燥機５に供給する。 具体的な処理量としては、カーボンブラック、水ともに２０００〜３０００ｋｇ／ｈ
ｒ程度である。 一方燃料としては、コーク・オーブン・
ガス（ＣＯＧ）を用い、前半用ＣＯＧは２００〜４００
Ｎｍ ³ ／ｈ、後半用ＣＯＧは１００〜３００Ｎｍ ³ ／ｈ程度である。

【００４３】本実施例で対象とした、カーボンブラックの製品品質は、ＩＡ（よう素吸着量）６０±４ｍｇ／１
００ｇ、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）１０５±３ｍｌ
／１００ｇ、ｐＨ６〜９、ＶＭ（揮発分）１．１±０．
４％、水分０．７％以下である。

【００４４】上記本実施例と比較例とによって温度制御を行った場合のデータを図４〜図６に示す。 なお、比較例とは乾燥機５に供給される水添造粒カーボンブラックの熱容量を予め算出して、前半用燃料流量は前記熱容量と同等の熱量を与えるように調節し、後半用燃料流量は乾燥機出口２２のカーボンブラック温度に応じて操作した場合の例である。

【００４５】図４（ａ）は乾燥機出口２２のカーボンブラック温度、図４（ｂ）はカーボンブラックの恒率乾燥から減率乾燥への変化時点の乾燥機入口２１からの距離、図５（ａ）は前半用燃料流量、図５（ｂ）は後半用燃料流量、図６はカーボンブラックに加えた水の量のそれぞれの時間変化を示す。 そして図４〜図６の前半分は比較例を後半分は本実施例を示す。

【００４６】カーボンブラックに加える水の量が図６のように変更されるが、これによってカーボンブラックの温度が変動しないように前半用燃料流量および後半用燃料流量を操作してカーボンブラックに加える熱量を操作する必要がある。 本実施例と比較例とを比較すると明らかなように、比較例では乾燥機出口２２でのカーボンブラック温度（図４（ａ））、恒率乾燥から減率乾燥への変化時点（図４（ｂ））は大きく変動しているのに対して本実施例は安定している。

【００４７】実施例２ 実施例１および実施例１に記載した比較例と同様にカーボンブラックの乾燥を１０日間連続して行い、得られた製品カーボンブラックのＶＭ（揮発分）およびｐＨについて平均値と標準偏差を求めたところ、表１に示す結果が得られた。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、乾燥機内の温度分布を制御することで、乾燥機内の温度分布を長時間にわたり安定に運転でき、カーボンブラックなどの粉粒体製品の品質のバラツキを小さく安定にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の水添造粒カーボンブラックの乾燥装置を示す概念図である。

【図２】 本発明の水添造粒カーボンブラックの乾燥機内での温度分布の典型例を示す図である。

【図３】 本発明の一実施例の水添造粒カーボンブラックの円筒回転型乾燥機を示す図である。

【図４】 本発明の一実施例と比較例の乾燥機出口のカーボンブラック温度（ａ）、恒率乾燥から減率乾燥への変化時点の乾燥機入口からの距離（ｂ）を示す図である。

【図５】 本発明の一実施例と比較例の乾燥機の前半用燃料流量（ａ）、後半用燃料流量（ｂ）を示す図である。

【図６】 本発明の一実施例と比較例の乾燥機のカーボンブラックに加えた水の量を示す図である。

【符号の説明】

１…カーボンブラック入口、２…水入口、３…造粒機、
４…造粒カーボンブラックライン、５…円筒回転型乾燥機、６…製品カーボンブラックライン、７…乾燥機前半用燃料ライン、８…乾燥機後半用燃料ライン、９…バーナ、１０…温度計、１１…温度計の支柱、１２…温度信号、１３…制御装置、１４…乾燥機前半用燃料流量の制御信号、１５…乾燥機後半用燃料流量の制御信号、１７
…乾燥機外被炉、１８…回転ドラム、１９…燃焼室、２
１…カーボンブラック入口、２２…カーボンブラック出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 富行 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱化成株式会社黒崎工場内