(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成された乾燥室に供給される流動化ガスにより、前記乾燥室に供給された被乾燥物を流動させることで、前記乾燥室に流動層が形成される乾燥容器と、
前記乾燥容器の内部に設けられ、前記流動層の前記被乾燥物が乾燥されることにより発生蒸気が発生する領域に設けられ、前記発生蒸気を過熱する過熱手段と、を備えたことを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記過熱手段の過熱温度を制御可能な温度制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
【請求項３】
前記発生蒸気の流れ方向において、前記過熱手段の下流側に設けられた温度検出手段をさらに備え、
前記温度制御手段は、前記温度検出手段によって検出された検出温度に基づいて、前記過熱手段の過熱温度を制御することを特徴とする請求項２に記載の流動層乾燥装置。
【請求項４】
前記発生蒸気の流れ方向において、前記過熱手段の下流側には、前記発生蒸気に処理を実行可能な処理装置が設けられ、
前記処理装置に導入される発生蒸気の圧力と、前記処理装置から導出される発生蒸気の圧力との圧力差を検出可能な圧力差検出手段をさらに備え、
前記温度制御手段は、前記圧力差検出手段によって検出された圧力差に基づいて、前記過熱手段の過熱温度を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
前記発生蒸気の流れ方向に直交する前記乾燥容器の断面積において、前記過熱手段の配設位置における前記乾燥容器の断面積は、前記過熱手段の上流側における前記乾燥容器の断面積に比して小さいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の流動層乾燥装置。
【請求項６】
前記乾燥容器の内部に設けられ、前記流動層の内部に配置された加熱手段を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の流動層乾燥装置。
【請求項７】
前記過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、
前記加熱手段には、その内部に前記高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、
前記過熱ガス流路および前記加熱ガス流路にそれぞれ前記高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の流動層乾燥装置。
【請求項８】
前記過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、
前記加熱手段には、その内部に前記高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、
前記過熱ガス流路と前記加熱ガス流路とを接続するガス接続流路と、
前記過熱ガス流路へ前記高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の流動層乾燥装置。
【請求項９】
被乾燥物を乾燥可能な請求項１ないし８のいずれか１項に記載の流動層乾燥装置と、
前記発生蒸気を前記流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、
前記発生蒸気ラインに介装され、前記発生蒸気中の粉塵を除去する集塵装置と、
前記発生蒸気ラインにおける前記集塵装置の下流側に介装され、前記発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、
前記集塵装置から粉塵が除去された前記発生蒸気の一部を分岐し、流動化ガスとして前記流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、
前記流動層乾燥装置によって乾燥された前記被乾燥物を冷却する冷却器と、を備えたことを特徴とする流動層乾燥設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置および流動層乾燥設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流動乾燥室に供給された石炭の下方から熱風を吹き上げて、石炭を流動させながら乾燥させる石炭の乾燥・分級装置を制御可能な制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この制御装置は、流動乾燥室内に吹き付けられる熱風の流量を制御する熱風流量制御装置を有している。ここで、石炭を通過した熱風である排出ガスの温度が結露温度以下になると、排出ガスに含まれる水分が結露し、この結露した部分に、熱風により乾燥された微粒の石炭（微粒炭）が付着する。このため、熱風流量制御装置は、熱風の流量を増加させ、排出ガスの温度を上昇させることにより、結露の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１１２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の発生ガスの温度は、石炭に包含される水分の蒸発のし易さや、流動乾燥室内の温度等によって経時的に変化する。換言すれば、結露の発生を防止可能な熱風の流量は、石炭に包含される水分の蒸発のし易さや、流動乾燥室内の温度等によって、最適な流量が異なる。このため、発生ガスの温度を安定的に制御することは難しい。
【０００５】
そこで、本発明は、流動層の被乾燥物を乾燥させることにより発生した発生蒸気の温度を、安定的に発生蒸気が結露（凝縮）しないような温度とすることにより、結露の発生を抑制可能な流動層乾燥装置および流動層乾燥設備を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の流動層乾燥装置は、内部に形成された乾燥室に供給される流動化ガスにより、乾燥室に供給された被乾燥物を流動させることで、乾燥室に流動層が形成される乾燥容器と、乾燥容器の内部に設けられ、流動層の被乾燥物が乾燥されることにより発生蒸気が発生する領域に設けられた過熱手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、流動層の被乾燥物を乾燥させることにより発生する発生蒸気を、過熱手段により直接過熱することができる。このため、発生蒸気の温度を、安定的に発生蒸気が結露（凝縮）しないような温度にすることができるため、結露の発生を抑制することができる。
【０００８】
この場合、過熱手段の過熱温度を制御可能な温度制御手段をさらに備えたことが、好ましい。
【０００９】
この構成によれば、過熱手段の過熱温度を制御することができるため、過熱手段を通過する発生蒸気の温度を好適な温度とすることができる。
【００１０】
この場合、発生蒸気の流れ方向において、過熱手段の下流側に設けられた温度検出手段をさらに備え、温度制御手段は、温度検出手段によって検出された検出温度に基づいて、過熱手段の過熱温度を制御することが、好ましい。
【００１１】
この構成によれば、温度検出手段により過熱手段の下流側における発生蒸気の温度を検出することができる。これにより、温度制御手段は、過熱手段の下流側における発生蒸気の温度を把握することができるため、発生蒸気の検出温度に基づいて、過熱手段の温度を好適な温度とすることができる。
【００１２】
この場合、発生蒸気の流れ方向において、過熱手段の下流側には、発生蒸気に処理を実行可能な処理装置が設けられ、処理装置に導入される発生蒸気の圧力と、処理装置から導出される発生蒸気の圧力との圧力差を検出可能な圧力差検出手段をさらに備え、温度制御手段は、圧力差検出手段によって検出された圧力差に基づいて、過熱手段の過熱温度を制御することが、好ましい。
【００１３】
この構成によれば、圧力差検出手段により処理装置の通過前後における発生蒸気の圧力差を検出することができる。これにより、温度制御手段は、処理装置の通過前後における発生蒸気の圧力差を把握することができるため、温度制御手段は、発生蒸気の圧力差に基づいて、過熱手段の温度を好適な温度とすることができる。
【００１４】
この場合、発生蒸気の流れ方向に直交する乾燥容器の断面積において、過熱手段の配設位置における乾燥容器の断面積は、過熱手段の上流側における乾燥容器の断面積に比して小さいことが、好ましい。
【００１５】
この構成によれば、過熱手段の上流側を流れる発生蒸気は、過熱手段に流入すると、乾燥容器の断面積が小さくなるため、過熱手段を通過する発生蒸気の流速が増加する。これにより、過熱手段の発生蒸気に対する伝熱効率を向上させることができる。
【００１６】
この場合、乾燥容器の内部に設けられ、流動層の内部に配置された加熱手段を、さらに備えたことが、好ましい。
【００１７】
この構成によれば、加熱手段により流動層の被乾燥物を加熱することができるため、被乾燥物を好適に乾燥させることができる。
【００１８】
この場合、過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、加熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、過熱ガス流路および加熱ガス流路にそれぞれ高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段をさらに備えたことが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、高温ガス供給手段は、過熱ガス流路に高温ガスを流通させることで過熱手段を過熱することができ、また、加熱ガス流路に高温ガスを流通させることで加熱手段を加熱することができる。
【００２０】
この場合、過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、加熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、過熱ガス流路と加熱ガス流路とを接続するガス接続流路と、過熱ガス流路へ高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段と、をさらに備えたことが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、高温ガス供給手段は、過熱ガス流路に高温ガスを流通させることで過熱手段を過熱することができる。過熱ガス流路に流通した高温ガスは、ガス接続流路を介して、加熱ガス流路へ流通することで、加熱手段を加熱することができる。
【００２２】
本発明の流動層乾燥設備は、被乾燥物を乾燥可能な上記の流動層乾燥装置と、発生蒸気を流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、発生蒸気ラインに介装され、発生蒸気中の粉塵を除去する集塵装置と、発生蒸気ラインにおける集塵装置の下流側に介装され、発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、集塵装置から粉塵が除去された発生蒸気の一部を分岐し、流動化ガスとして流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、流動層乾燥装置によって乾燥された被乾燥物を冷却する冷却器と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、流動層乾燥装置において結露の発生を抑制しつつ、被乾燥物を好適に乾燥させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の流動層乾燥装置および流動層乾燥設備によれば、流動層から発生した発生蒸気を、過熱手段により直接過熱することができ、これにより、発生蒸気の温度を、結露しないような温度とすることができるため、発生蒸気による結露の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【図３】図３は、実施例２に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、実施例３に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置および流動層乾燥設備について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２７】
本発明の実施例１について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【００２８】
図１に示すように、流動層乾燥設備１００は、被乾燥物として水分含量が高い褐炭１０１を供給する供給ホッパ１１８と、供給された褐炭１０１を乾燥させる流動層乾燥装置１０２と、褐炭１０１を乾燥させる際に発生する発生蒸気１０４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ１と、前記発生蒸気ラインＬ１に介装され、発生蒸気１０４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、発生蒸気ラインＬ１における集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１０４の熱を回収する熱回収システム１０６と、前記集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１０４の一部を分岐し、流動化蒸気（流動化ガス）１０７として流動層乾燥装置１０２内に供給する分岐ラインＬ２と、前記流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１０８を冷却して製品炭１０９とする冷却器１１０とを備えるものである。
【００２９】
流動層乾燥設備１００において、褐炭１０１は、供給ホッパ１１８により供給ラインＬ0を介して流動層乾燥装置１０２内に投入され、流動層乾燥装置１０２内に別に導入される流動化蒸気１０７により流動されて流動層１１１を形成する。
【００３０】
流動層乾燥装置１０２は、内部に褐炭１０１が投入される乾燥容器１２０と、乾燥容器１２０内部に設けられたガス分散板１２１とが設けられている。このガス分散板１２１は、乾燥容器１２０内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置するチャンバ室１２５と、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１２６とに区分けしている。チャンバ室１２５には、分岐ラインＬ２から流動化蒸気１０７が導入され、また、ガス分散板１２１には、多数の貫通孔１２１ａが形成されている。
【００３１】
従って、流動層乾燥装置１０２において、供給ホッパ１１８により褐炭１０１が乾燥容器１２０の乾燥室１２６内に投入され、チャンバ室１２５に流動化蒸気１０７が導入される。すると、チャンバ室１２５内に導入された流動化蒸気１０７は、ガス分散板１２１の貫通孔１２１ａを通過して、乾燥室１２６内の褐炭１０１に対し流動化蒸気１０７を吹き上げることで、褐炭１０１を流動させる。これにより、乾燥室１２６内には、褐炭１０１が流動する流動層１１１が形成される。つまり、乾燥室１２６には、鉛直方向下方側に流動層１１１が形成され、鉛直方向上方側にフリーボード部Ｆが形成される。このフリーボード部Ｆは、流動層１１１の褐炭１０１が乾燥されることにより発生蒸気１０４が発生する領域となっている。
【００３２】
この流動層乾燥装置１０２は、流動層１１１の内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１０３と、フリーボード部Ｆに設けられた過熱手段としての過熱部材１３０と、伝熱部材１０３および過熱部材１３０に過熱蒸気（高温ガス）Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置（高温ガス供給手段）１３５とを備えている。また、流動層乾燥装置１０２は、過熱部材１３０の温度を制御可能な温度制御装置（温度制御手段）１４０と、温度制御装置１４０に接続された温度検出センサ（温度検出手段）１４１と、温度制御装置１４０に接続された圧力差検出センサ（圧力差検出手段）１４２と、温度制御装置１４０に接続された流量調整手段としての流量調整弁１４３とを備えている。
【００３３】
伝熱部材１０３は、流動層１１１の褐炭１０１中の水分を除去するものであり、過熱蒸気（例えば１５０℃の蒸気）Ａが流通可能な第１蒸気流路（加熱ガス流路）Ｒ１を有している。従って、伝熱部材１０３の第１蒸気流路Ｒ１に１５０℃の過熱蒸気Ａが供給されると、伝熱部材１０３は、高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して褐炭１０１を乾燥させる。この後、乾燥に利用された過熱蒸気Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。
【００３４】
すなわち、第１蒸気流路Ｒ１の内面では、過熱蒸気Ａが凝縮して液体（水分）になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、褐炭１０１の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の過熱蒸気Ａ以外としては、相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱部材１０３として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。なお、伝熱部材１０３によって褐炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４は、鉛直方向上方側（発生蒸気１０４の流れ方向の下流側）のフリーボード部Ｆへ流れる。
【００３５】
過熱部材１３０は、フリーボード部Ｆに流れ込んだ発生蒸気１０４を過熱するものであり、過熱蒸気（例えば１５０℃の蒸気）Ａが流通可能な第２蒸気流路（過熱ガス流路）Ｒ２を有している。従って、過熱部材１３０の第２蒸気流路Ｒ２に１５０℃の過熱蒸気Ａが供給されると、過熱部材１３０は、高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して発生蒸気１０４を過熱する。この後、過熱に利用された過熱蒸気Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。なお、伝熱部材１０３と同様に、過熱部材１３０も熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。
【００３６】
過熱蒸気供給装置１３５は、加熱ラインＬ５を介して、伝熱部材１０３の第１蒸気流路Ｒ１に過熱蒸気Ａを供給している。また、過熱蒸気供給装置１３５は、加熱ラインＬ５から分岐する過熱ラインＬ６を介して、過熱部材１３０の第２蒸気流路Ｒ２に過熱蒸気Ａを供給している。つまり、過熱蒸気供給装置１３５は、伝熱部材１０３と過熱部材１３０とのそれぞれに過熱蒸気Ａを供給することにより、伝熱部材１０３を加熱すると共に、過熱部材１３０を過熱している。
【００３７】
ここで、上記の過熱部材１３０は、温度制御装置１４０によって流量調整弁１４３の開度が調整されることにより温度制御される。流量調整弁１４３は、過熱ラインＬ６に介設されており、過熱ラインＬ６を流通する過熱蒸気Ａの流量を調整している。
【００３８】
温度検出センサ１４１は、発生蒸気ラインＬ１に設けられ、発生蒸気ラインＬ１を流通する発生蒸気１０４の温度を検出している。そして、温度検出センサ１４１は、検出した検出温度を、温度制御装置１４０へ向けて出力している。
【００３９】
圧力差検出センサ１４２は、集塵装置（処理装置）１０５の前後を流れる発生蒸気１０４の圧力差を検出可能に配設されている。つまり、圧力差検出センサ１４２は、集塵装置１０５の上流側における発生蒸気ラインＬ１を流通する発生蒸気１０４の圧力を検出すると共に、集塵装置１０５の下流側における発生蒸気ラインＬ１を流通する発生蒸気１０４の圧力を検出している。そして、圧力差検出センサ１４２は、集塵装置１０５の上流側における発生蒸気１０４の圧力と、集塵装置１０５の下流側における発生蒸気１０４の圧力との差分を圧力差として検出し、この圧力差を、温度制御装置１４０に出力している。
【００４０】
温度制御装置１４０は、温度検出センサ１４１から入力された検出温度と、圧力差検出センサ１４２から入力された圧力差とに基づいて、流量調整弁１４３の開度を調整することにより、過熱部材１３０の温度を制御している。
【００４１】
具体的に説明すると、温度制御装置１４０は、温度検出センサ１４１から入力された検出温度が、例えば、予め設定された設定温度、すなわち発生蒸気１０４が結露しないような温度であるか否かを判定する。判定した結果、検出温度が設定温度以上である場合、温度制御装置１４０は、流量調整弁１４３を閉弁側へ制御する一方で、検出温度が設定温度未満である場合、温度制御装置１４０は、流量調整弁１４３を開弁側へ制御する。
【００４２】
また、温度制御装置１４０は、圧力差検出センサ１４２から入力された圧力差が、例えば、予め設定された設定圧力差、すなわち発生蒸気１０４が結露しないような圧力差であるか否かを判定する。ここで、圧力差が大きくなる場合とは、集塵装置１０５の上流側の発生蒸気１０４の圧力に対し、集塵装置１０５の下流側の発生蒸気１０４の圧力が低くなった場合であり、これは、集塵装置１０５の下流側の発生蒸気１０４の温度が低くなることにより、発生蒸気１０４の圧力が低くなるからである。従って、判定した結果、圧力差が設定圧力差以上である場合、温度制御装置１４０は、流量調整弁１４３を開弁側へ制御する一方で、圧力差が設定圧力差未満である場合、温度制御装置１４０は、流量調整弁１４３を閉弁側へ制御する。
【００４３】
従って、流動層乾燥装置１０２において、流動層１１１の内部に設けられた伝熱部材１０３は、流動層１１１の褐炭１０１を加熱することにより、褐炭１０１を乾燥させる。褐炭１０１を乾燥させることにより発生した発生蒸気１０４は、流動層１１１からフリーボード部Ｆに流れ込む。そして、フリーボード部Ｆに流れ込んだ発生蒸気１０４は、過熱部材１３０によって過熱された後、発生蒸気ラインＬ１により流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。
【００４４】
この発生蒸気１０４には、褐炭１０１が乾燥し微粉化したものが含まれているので、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置１０５により集塵して固体成分１１５として分離する。この固体成分１１５は、分離ラインＬ３を通って、流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１０８に合流して混合され、冷却器１１０で冷却したものが、製品ラインＬ４を通って、製品炭１０９として排出される。この製品炭１０９は、例えばボイラ、ガス化炉等の原料として利用に供される。
【００４５】
一方、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５〜１１０℃の蒸気であるので、熱回収システム１０６で熱回収された後、水処理部１１２で処理され、排水１１３として流動層乾燥設備１００の外部に排出されている。なお、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００４６】
また、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４の一部は、分岐ラインＬ２に介装された循環ファン１１４により流動層乾燥装置１０２内に送られて、褐炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７として利用される。なお、流動層１１１を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気１０４の一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。
【００４７】
なお、被乾燥物として褐炭１０１を例示したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の被乾燥物を乾燥対象としてもよい。
【００４８】
続いて、実施の形態１に係る流動層乾燥装置１０２で乾燥した製品炭１０９を用い、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システムに適用した一例を説明する。図２は、図１に示す流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【００４９】
図２に示すように、石炭ガス化複合発電システム２００は、燃料である褐炭１０１を流動層乾燥設備１００で乾燥させて製品炭１０９とした後、製品炭１０９をミル２１０で粉砕した微粉炭２０１ａを処理してガス化ガス２０２に変換する石炭ガス化炉２０３と、前記ガス化ガス２０２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）２０４と、前記ガスタービン２０４からのタービン排ガス２０５を導入する排熱回収ボイラ（（Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０６で生成した蒸気２０７により運転される蒸気タービン（ＳＴ）２０８と、前記ガスタービン２０４および／または前記蒸気タービン２０８と連結された発電機（Ｇ）２０９とを備えるものである。
【００５０】
この石炭ガス化複合発電システム２００は、ミル２１０で粉砕された微粉炭２０１ａを石炭ガス化炉２０３でガス化し、生成ガスであるガス化ガス２０２を得る。このガス化ガス２０２は、サイクロン２１１およびガス精製装置２１２で除塵およびガス精製された後、発電手段であるガスタービン２０４の燃焼器２１３に供給され、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス２１４を生成する。そして、この燃焼ガス２１４によってガスタービン２０４を駆動する。このガスタービン２０４は、発電機２０９と連結されており、ガスタービン２０４が駆動することによって発電機２０９が電力を発生する。ガスタービン２０４を駆動した後のタービン排ガス２０５は、まだ約５００〜６００℃の温度を持っているため、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６へ送られ、ここで熱エネルギーが回収される。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６では、タービン排ガス２０５の熱エネルギーによって蒸気２０７が生成され、この蒸気２０７によって蒸気タービン２０８を駆動する。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６で熱エネルギーが回収された排ガス２１５は、ガス浄化装置２１６で排ガス２１５中のＮＯｘおよびＳＯｘ分が除去された後、煙突２１７を介して大気中へ放出される。なお、図中、符号２１８は復水器、２１９は空気、２２０は圧縮機、２２１は空気を窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）とに分離する空気分離装置（ＡＳＵ）を各々図示する。
【００５１】
この石炭ガス化複合発電システム２００によれば、高い水分を有する褐炭１０１を用いてガス化する場合においても、効率的な流動層乾燥装置１０２により褐炭１０１を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
【００５２】
なお、本実施例に係る流動層乾燥設備１００で乾燥した製品炭１０９を用いた発電システムとしては、上述した石炭ガス化複合発電システム２００に限らない。例えば、図には明示しないが、流動層乾燥設備１００で乾燥した製品炭１０９をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムであってもよい。
【００５３】
以上の構成によれば、実施例１の流動層乾燥装置１０２を用いることで、流動層１１１の褐炭１０１を乾燥させることにより発生する発生蒸気１０４を、過熱部材１３０により直接過熱することができる。また、温度制御装置１４０は、過熱部材１３０の温度を制御することにより、発生蒸気１０４が結露（凝縮）しないような温度とすることができる。これにより、実施例１に係る流動層乾燥装置１０２は、発生蒸気１０４による結露の発生を抑制することができ、また、温度制御装置１４０により発生蒸気１０４の温度を安定的に制御することができる。
【００５４】
また、温度制御装置１４０は、温度検出センサ１４１により検出した発生蒸気１０４の検出温度に基づいて、過熱部材１３０の温度を制御することができ、また、圧力差検出センサ１４２により検出した発生蒸気１０４の圧力差に基づいて、過熱部材１３０の温度を制御することができる。このため、温度制御装置１４０は、発生蒸気１０４の温度や圧力差を好適に把握することができ、これにより、過熱部材１３０の温度制御を好適に実行することができる。
【００５５】
また、過熱蒸気供給装置１３５は、第１蒸気流路Ｒ１および第２蒸気流路Ｒ２に、それぞれ過熱蒸気Ａを供給することができるため、伝熱部材１０３を好適に加熱することができ、過熱部材１３０を好適に過熱することができる。
【００５６】
なお、実施例１では、流動層１１１の内部に伝熱部材１０３を配設したが、これを廃した構成としてもよい。この場合、流動層１１１の褐炭１０１は、流動化蒸気１０７によって乾燥可能な構成とすることが好ましい。また、伝熱部材１０３および過熱部材１３０には、過熱蒸気供給装置１３５により過熱蒸気Ａが送られたが、過熱蒸気Ａに限らず、他の高温ガスを送ってもよい。さらに、実施例１において、温度制御装置１４０は、温度検出センサ１４１および圧力差検出センサ１４２の検出結果に基づいて、流量調整弁１４３を制御したが、温度検出センサ１４１または圧力差検出センサ１４２のいずれか一方を廃した構成としてもよい。つまり、温度制御装置１４０は、温度検出センサ１４１または圧力差検出センサ１４２の検出結果に基づいて、流量調整弁１４３を制御してもよい。
【実施例２】
【００５７】
次に、実施例２について、図面を参照して説明する。図３は、実施例２に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例１に係る流動層乾燥装置１０２は、過熱蒸気供給装置１３５により伝熱部材１０３および過熱部材１３０にそれぞれ過熱蒸気Ａを供給したが、実施例２に係る流動層乾燥装置２５０では、過熱蒸気供給装置２５７により過熱蒸気Ａは過熱部材２５６に供給された後、過熱部材２５６から伝熱部材２５５へ供給される。以下、実施例２の流動層乾燥装置２５０について説明する。
【００５８】
図３に示すように、流動層乾燥装置２５０は、第１蒸気流路Ｒ１を有する伝熱部材２５５と、第２蒸気流路Ｒ２を有する過熱部材２５６と、第１蒸気流路Ｒ１および第２蒸気流路Ｒ２を接続する接続流路Ｒ３と、第２蒸気流路Ｒ２に過熱蒸気Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置２５７とを備えている。
【００５９】
過熱蒸気供給装置２５７は、過熱ラインＬ６を介して、過熱部材２５６の第２蒸気流路Ｒ２に過熱蒸気Ａを供給している。過熱部材２５６は、第２蒸気流路Ｒ２の一端が過熱ラインＬ６に接続され、第２蒸気流路Ｒ２の他端が接続流路Ｒ３の一端に接続されている。接続流路Ｒ３は、その一端が第２蒸気流路Ｒ２の他端に接続され、その他端が伝熱部材２５５の第１蒸気流路Ｒ１の一端に接続されている。伝熱部材２５５は、第１蒸気流路Ｒ１の一端が接続流路Ｒ３の他端に接続され、第１蒸気流路Ｒ１の他端は凝縮水Ｂを流動層乾燥装置２５０の外部に排出可能に構成されている。なお、過熱ラインＬ６には、実施例１の流量調整弁１４３が介設されている。
【００６０】
従って、過熱蒸気供給装置２５７から過熱蒸気Ａが過熱ラインＬ６を通過して、過熱部材２５６に供給されると、過熱蒸気Ａは、第２蒸気流路Ｒ２を流通して、過熱部材２５６を過熱する。この後、第２蒸気流路Ｒ２を流通した過熱蒸気Ａは、接続流路Ｒ３を流通して、伝熱部材２５５に流入する。伝熱部材２５５に流入した過熱蒸気Ａは、第１蒸気流路Ｒ１を流通して、伝熱部材２５５を加熱する。
【００６１】
以上の構成によれば、過熱蒸気供給装置２５７は、過熱蒸気Ａを過熱部材２５６に供給することで、過熱部材２５６を過熱することができると共に、伝熱部材２５５を加熱することができる。これにより、過熱蒸気Ａの流れを直列にすることができるため、流動層乾燥装置２５０の構成を簡易なものとすることができる。
【実施例３】
【００６２】
次に、実施例３について、図面を参照して説明する。図４は、実施例３に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。なお、重複した記載を避けるべく、この場合も異なる部分についてのみ説明する。実施例１に係る流動層乾燥装置１０２は、その乾燥容器１２０の鉛直方向に直交する断面積が、鉛直方向において同じである。つまり、過熱部材１３０が設けられたフリーボード部Ｆにおける乾燥容器１２０の断面積と、流動層１１１における乾燥容器１２０の断面積とは同じである。一方で、実施例３に係る流動層乾燥装置２７０は、過熱部材２７３が設けられたフリーボード部Ｆにおける乾燥容器２７１の断面積と、流動層１１１における乾燥容器２７１の断面積とは異なっている。以下、実施例３の流動層乾燥装置２７０について説明する。
【００６３】
この流動層乾燥装置２７０の乾燥容器２７１は、鉛直方向下方側に流動層１１１が形成され、鉛直方向上方側にフリーボード部Ｆが形成される。このとき、乾燥容器２７１は、そのフリーボード部Ｆにおける部分が、鉛直方向上方側に向かうにつれて先細りとなるテーパ形状となっている。このため、鉛直方向（つまり発生蒸気の流れ方向）に直交する乾燥容器２７１の断面積において、フリーボード部Ｆにおける乾燥容器２７１の断面積は、流動層１１１における乾燥容器２７１の断面積に比して小さくなっている。そして、テーパ状に形成されたフリーボード部Ｆの先端側（鉛直方向上方側）に過熱部材２７３が配置されている。なお、過熱部材２７３は、実施例１の過熱部材１３０とほぼ同様の構成であるが、フリーボード部Ｆにおける乾燥容器２７１の断面積が小さい分、過熱部材２７３のサイズも小さくなっている。
【００６４】
従って、流動層１１１から発生蒸気１０４が発生すると、発生蒸気１０４は、フリーボード部Ｆを通過するが、このとき、フリーボード部Ｆにおける乾燥容器２７１の断面積は、鉛直方向上方側へ向かって小さくなっていく。このため、鉛直方向上方側へ向かう発生蒸気１０４は、フリーボード部Ｆの断面積が小さくなる分、発生蒸気１０４の流速が上昇する。これにより、過熱部材２７３では、流速が上昇した発生蒸気１０４が通過する。
【００６５】
以上の構成によれば、流動層１１１から発生した鉛直方向上方側へ向かう発生蒸気１０４は、過熱部材２７３が設けられたフリーボード部Ｆにおける乾燥容器２７１の断面積が小さくなる分、発生蒸気１０４の流速が上昇する。このため、過熱部材２７３には、流速が上昇した発生蒸気１０４が通過することから、過熱部材２７３の発生蒸気１０４に対する伝熱効率を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明に係る流動層乾燥装置および流動層乾燥設備は、被乾燥物として褐炭を用いるものに有用であり、特に、結露の発生を抑制する場合に適している。
【符号の説明】
【００６７】
１００  流動層乾燥設備
１０１  褐炭
１０２  流動層乾燥装置
１０３  伝熱部材
１０４  発生蒸気
１０５  集塵装置
１０６  熱回収システム
１０７  流動化蒸気
１０８  乾燥褐炭
１０９  製品炭
１１０  冷却器
１１１  流動層
１２０  乾燥容器
１２５  チャンバ室
１２６  乾燥室
１３０  過熱部材
１３５  過熱蒸気供給装置
１４０  温度制御装置
１４１  温度検出センサ
１４２  圧力差検出センサ
１４３  流量調整弁
２００  石炭ガス化複合発電システム
２５０  流動層乾燥装置（実施例２）
２５５  伝熱部材（実施例２）
２５６  過熱部材（実施例２）
２５７  過熱蒸気供給装置（実施例２）
２７０  流動層乾燥装置（実施例３）
２７１  乾燥容器（実施例３）
２７３  過熱部材（実施例３）
Ａ  過熱蒸気
Ｂ  凝縮水
Ｆ  フリーボード部
Ｌ１  発生蒸気ライン
Ｌ２  分岐ライン
Ｌ３  分離ライン
Ｌ４  製品ライン
Ｌ５  加熱ライン
Ｌ６  過熱ライン
Ｒ１  第１蒸気流路（加熱ガス流路）
Ｒ２  第２蒸気流路（過熱ガス流路）
Ｒ３  接続流路（実施例２）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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