(57)【要約】【課題】原料供給管内における粉体状の原料の付着を防止すること。【解決手段】一方の端部から他方の端部に粉体状の原料を供給する原料供給管と、前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部にパージガスを噴射するパージガス噴射手段と、を有し、前記パージガス噴射手段は、前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部を前記原料供給管の外周面側から覆い、前記原料供給管の外周面との間に空間を形成するチャンバと、前記空間に前記パージガスを供給するパージガス供給部と、前記原料供給管に形成され、前記空間から前記原料供給管の内部に貫通した少なくとも１つの貫通口と、を有し、前記パージガス供給部から前記空間に供給された前記パージガスを前記貫通口から前記原料供給管の内部に噴射することを特徴とする原料供給装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部から他方の端部に粉体状の原料を供給する原料供給管と、
前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部にパージガスを噴射するパージガス噴射手段と、
を有し、
前記パージガス噴射手段は、前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部を前記原料供給管の外周面側から覆い、前記原料供給管の外周面との間に空間を形成するチャンバと、
前記空間に前記パージガスを供給するパージガス供給部と、
前記原料供給管に形成され、前記空間から前記原料供給管の内部に貫通した少なくとも１つの貫通口と、を有し、
前記パージガス供給部から前記空間に供給された前記パージガスを前記貫通口から前記原料供給管の内部に噴射することを特徴とする原料供給装置。
【請求項２】
前記原料供給管は、中心軸が水平方向に対して傾斜している傾斜部を有し、
前記チャンバは、前記傾斜部の少なくとも一部を覆い、
前記貫通口の少なくとも１つは、前記傾斜部の前記チャンバに覆われている領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の原料供給装置。
【請求項３】
前記原料供給管は、中心軸が水平方向に対して傾斜している傾斜部と、
中心軸の傾斜角が前記傾斜部よりも大きい上流部と、
前記上流部と前記傾斜部とを接続し、前記上流部側から前記傾斜部側に移動するに従って中心軸の傾斜角が小さくなる折曲部と、をさらに有し、
前記チャンバは、前記傾斜部及び前記折曲部の少なくとも一部を覆い、
前記貫通口の少なくとも１つは、前記傾斜部及び前記折曲部の前記チャンバに覆われている領域に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の原料供給装置。
【請求項４】
前記チャンバは、前記上流部の中心軸と前記傾斜部の中心軸との交点を含み、前記折曲部の管路の中心軸に直交する方向の断面で、
前記折曲部の管路の長い側の外周面となる位置から、前記原料供給管を覆っている領域の鉛直方向上側の端部までの距離をＨとし、管路内面の直径をＤとすると、０．３≦Ｈ／Ｄ≦０．５であることを特徴とする請求項３に記載の原料供給装置。
【請求項５】
前記チャンバは、前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面おいて、前記原料供給管の全周を覆っていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項６】
前記チャンバは、前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面おいて、前記原料供給管の鉛直方向下側端部を含む一部領域を覆っていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項７】
前記原料供給管は、前記他方の端部が前記原料を乾燥させる乾燥槽に接続されており、
前記パージガス供給部は、前記乾燥槽を流通する蒸気の一部が供給され、前記蒸気を前記パージガスの少なくとも一部として供給することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項８】
前記原料供給管の前記チャンバに覆われている部分を、管路の中心軸周りに回転させる回転機構を更に有することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項９】
前記貫通口の少なくとも１つは、その中心軸が形成されている位置の前記原料供給管の中心軸から外周面への放射方向であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項１０】
前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面において、前記貫通口の少なくとも１つは、その中心軸が、前記原料供給管の中心軸に対して垂直な方向から傾斜していることを特徴する請求項１から９のいずれか一項に記載の原料供給装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の原料供給装置と、
前記原料供給装置の他方の端部から供給された粉体状の原料を乾燥させる流動層乾燥装置と、を有することを特徴とする乾燥設備。
【請求項１２】
原料供給管を通過させて粉体状の原料を搬送する原料搬送工程と、
前記原料供給管の前記原料が接触する面の少なくとも一部に形成された貫通口にパージガスを供給し、前記貫通口から前記原料供給管の内部にパージガスを噴射させる工程と、を有することを特徴とする原料供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料供給装置、これを備える乾燥設備及び原料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）やコンベンショナルボイラにおいて、原料として石炭等の固体炭素質燃料、特に水分含量の多い湿潤燃料である褐炭等を利用する場合においては、褐炭をクラッシャ等により粗粉砕し、粉砕した褐炭を流動層乾燥装置に供給し、乾燥させる。流動層乾燥装置では、流動化ガスにより流動させつつ粉砕した褐炭を加熱乾燥させることで、発電効率や燃焼効率を向上させることができる。ここで、粗粉砕した褐炭は、中空の管路の給炭管の内部を通過して、流動層乾燥装置に供給される。つまり、流動層乾燥装置へは、給炭管を含む褐炭供給装置により褐炭が供給される。
【０００３】
ここで、従来においては粗粒炭を供給する装置（給炭管）としては、給炭管４の内部に圧縮空気を定期的に吹き込むことで、粗粒炭が管の内周面に付着することを抑制する構造がある（特許文献１参照）。また、炉内への被処理物投入シュートとして、重力方式により被処理物を炉内へ供給する被処理物投入シュートに於いて、冷却媒体により冷却されるシュート本体と、シュート本体上方部の底面上に配設され、シュート本体の底面に沿って前後方向へ摺動自在に配設した清掃板と、清掃板を前後方向へ摺動させる清掃板駆動装置を備えるもの（特許文献２参照）が記載されている。被処理物投入シュートは、清掃版を収納するボックス内にパージエアーを供給することが記載されている。しかしながら、これらは粗粒炭と違う性状となる褐炭を供給する装置ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５２４６９２号公報
【特許文献２】特開２００１−３３６７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、給炭管で褐炭を供給する褐炭供給装置は、褐炭の水分量が多いため、管路内に付着する可能性がある。褐炭が管路内に付着すると、供給量が変動したり、さらには管内を閉塞したりするおそれがある。このように原料の供給量が変動してしまうと、流動層乾燥装置での乾燥量を所定量に維持するために種々の制御が必要となり、装置の安定した運転がしにくくなる。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、褐炭を安定して供給することができる褐炭供給装置、これを備える乾燥設備及び褐炭供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成する本発明は、一方の端部から他方の端部に粉体状の原料を供給する原料供給管と、前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部にパージガスを噴射するパージガス噴射手段と、を有し、前記パージガス噴射手段は、前記原料供給管の前記原料が接触する領域の少なくとも一部を前記原料供給管の外周面側から覆い、前記原料供給管の外周面との間に空間を形成するチャンバと、前記空間に前記パージガスを供給するパージガス供給部と、前記原料供給管に形成され、前記空間から前記原料供給管の内部に貫通した少なくとも１つの貫通口と、を有し、前記パージガス供給部から前記空間に供給された前記パージガスを前記貫通口から前記原料供給管の内部に噴射することを特徴とする原料供給装置である。
【０００８】
上記構成によれば、原料供給管の内壁への粉体状の原料の付着を防止して、粉体状の原料を安定して供給することができる。
【０００９】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記原料供給管は、中心軸が水平方向に対して傾斜している傾斜部を有し、前記チャンバは、前記傾斜部の少なくとも一部を覆い、前記貫通口の少なくとも１つは、前記傾斜部の前記チャンバに覆われている領域に形成されている。この構成によれば、傾斜部を設けることによって粉体状の原料の搬送性を向上させるとともに粉体状の原料が付着しやすい傾斜部における原料供給管の内壁への粉体状の原料の付着を好適に抑制することができる。
【００１０】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記原料供給管は、中心軸が水平方向に対して傾斜している傾斜部と、中心軸の傾斜角が前記傾斜部よりも大きい上流部と、前記上流部と前記傾斜部とを接続し、前記上流部側から前記傾斜部側に移動するに従って中心軸の傾斜角が小さくなる折曲部と、をさらに有し、前記チャンバは、前記傾斜部及び前記折曲部の少なくとも一部を覆い、前記貫通口の少なくとも１つは、前記傾斜部及び前記折曲部の前記チャンバに覆われている領域に形成されている。この構成によれば、粉体状の原料が滞留しやすい屈曲部及び傾斜部を有する原料供給管の内壁への粉体状の原料の付着を効果的に抑制することができる。
【００１１】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記チャンバは、前記上流部の中心軸と前記傾斜部の中心軸との交点を含み、前記折曲部の管路の中心軸に直交する方向の断面で、前記折曲部の管路の長い側の外周面となる位置から、前記原料供給管を覆っている領域の鉛直方向上側の端部までの距離をＨとし、管路内面の直径をＤとすると、０．３≦Ｈ／Ｄ≦０．５である。この構成により、屈曲部における粉体状の原料の付着を効果的に抑制することができる。
【００１２】
好ましい一形態に係る褐炭供給装置においては、前記チャンバは、前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面おいて、前記原料供給管の全周を覆っている。この構成によれば、高温のパージガスで原料供給管全周が覆われることにより、粉体上の原料の付着を一層効果的に抑制することができる。
【００１３】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記チャンバは、前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面おいて、前記原料供給管の鉛直方向下側端部を含む一部領域を覆っている。この構成によれば、粉体状の原料が滞留、付着しやすい原料供給管の鉛直方向下側端部における粉体状の原料の付着を効果的に抑制できる。
【００１４】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記原料供給管は、前記他方の端部が前記原料を乾燥させる乾燥槽に接続されており、前記パージガス供給部は、前記乾燥槽を流通する蒸気の一部が供給され、前記蒸気を前記パージガスの少なくとも一部として供給する。この構成によれば、乾燥槽から排出される蒸気を利用することができる。
【００１５】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記原料供給管の前記チャンバに覆われている部分を、管路の中心軸周りに回転させる回転機構を更に有する。この構成によれば、管路内部においてらせん状のパージガスの流れを発生させて、より効果的に粉体状の原料の付着を抑制することができる。
【００１６】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記貫通口の少なくとも１つは、その中心軸が形成されている位置の前記原料供給管の中心軸から外周面への放射方向である。この構成により、原料供給管内部における粉体状の原料の乾燥効果を一層向上させることができる。
【００１７】
好ましい一形態に係る原料供給装置においては、前記原料供給管の管路の中心軸に直交する方向の断面において、前記貫通口の少なくとも１つは、その中心軸が、前記原料供給管の中心軸に対して垂直な方向から傾斜している。この構成により、原料供給管内部における粉体状の原料の搬送性を一層向上させることができる。また搬送方向下流側から搬送方向上流側へ向けてパージガスを案内することによって、粉体状の材料の閉塞することをより確実に抑制することができる。
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成する本発明は、上記原料供給装置と、前記原料供給装置の他方の端部から供給された粉体状の原料を乾燥させる流動層乾燥装置と、を有することを特徴とする乾燥設備である。この構成によれば、粉体状の原料を流動層乾燥装置に安定して供給することができる。
【００１９】
上述した課題を解決し、目的を達成する本発明は、原料供給管を通過させて粉体状の原料を搬送する原料搬送工程と、前記原料供給管の前記原料が接触する面の少なくとも一部に形成された貫通口にパージガスを供給し、前記貫通口から前記原料供給管の内部にパージガスを噴射させる工程と、を有することを特徴とする原料供給方法である。この構成によれば、粉体状の原料を安定して供給することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、原料供給管内における粉体状の原料の凝縮、付着による閉塞を抑制することができ、安定して原料を供給することできるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施形態に係る褐炭供給装置及び流動層乾燥装置を適用可能な石炭ガス化複合発電設備の一構成例を示す概略工程図である。
【図２】図２は、褐炭供給装置を備えた流動層乾燥装置の一構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、褐炭供給装置の一構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、図３に示す給炭管の一部を拡大した部分拡大図である。
【図５Ａ】図５Ａは、褐炭供給装置の他の構成例を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図６は、褐炭供給装置の他の構成例を模式的に示す断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、貫通口が形成された給炭管の一例を示す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図８は、貫通口が形成された給炭管の一例を示す断面図である。
【図９】図９は、貫通口の構成を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係る褐炭供給装置の一構成例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付した図面を参照して、本発明について説明する。なお、以下の実施形態又は実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態又は実施例における構成要素には、当業者が置換可能であって置換容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、原料として褐炭を使用する本実施形態に係る褐炭供給装置及び流動層乾燥装置を適用できる一例として、石炭ガス化複合発電設備（以下、ＩＧＣＣと称する場合もある)の一構成例を示す工程図である。本実施形態に係る乾燥設備１Ａ及び流動層乾燥装置１０Ａを利用する石炭ガス化複合発電設備１００は、空気を酸化剤としてガス化炉で原料として石炭等の固体炭素質燃料をガス化して石炭ガスを生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１００は、一例として空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備を示しているが、酸化剤として酸素濃度の高いガスを用いる酸素吹き方式でもよい。
【００２４】
本実施形態において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１００は、給炭装置１１Ａ、流動層乾燥装置１０Ａを備えた乾燥設備１Ａ、微粉炭機（ミル）１１３、石炭ガス化炉１１４、チャー回収装置１１５、ガス精製装置１１６、ガスタービン設備１１７、蒸気タービン設備１１８、発電機１１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０を有している。
【００２５】
給炭装置１１Ａは、原炭バンカ１２１と、石炭供給機１２２と、クラッシャ１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、例えば水分含量の多い湿潤燃料である褐炭（原料）を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機１２２に投下する。石炭供給機１２２は、原炭バンカ１２１から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ１２３に投下する。このクラッシャ１２３は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化されることで、粉体状の褐炭とすることができる。この粉体状の褐炭とは、液体状でなく、また未破砕状態などのために数ｃｍ以上の大きな固体サイズでないものを示している。また、褐炭は含水した湿潤状態であるために、破砕してある程度の塊となったものも含めて、粉体状と表記する。
【００２６】
乾燥設備１Ａは、給炭装置１１Ａのクラッシャ１２３で粗粉砕された褐炭を搬送する褐炭供給装置２１０と、流動層乾燥装置１０Ａと、流動層乾燥装置１０Ａから排出される蒸気を褐炭供給装置２１０に供給する蒸気供給ライン２０３と、を有している。
【００２７】
流動層乾燥装置１０Ａは、褐炭供給装置（原料供給装置）２１０から供給された褐炭に対して過熱蒸気等の乾燥用蒸気を供給することで、褐炭を流動させながら加熱乾燥し、褐炭が含有する水分を除去する。この流動層乾燥装置１０Ａには、下部から取り出された乾燥済の褐炭（乾燥炭）を冷却する冷却器１３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１０Ａには、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン１３３と乾燥炭電気集塵機１３４とが設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機１３４で乾燥炭が分離された蒸気は、パージガス噴射手段を介して給炭管（原料供給管）２１２へ送られるが、一部蒸気は、流動層乾燥装置１０Ａの乾燥槽２１１内に流動化ガスとして戻すことができる。給炭管２１２及び乾燥槽２１１のいずれかへ蒸気を戻す場合は蒸気圧縮機１３５を適宜使用することができる。
【００２８】
微粉炭機１１３は、流動層乾燥装置１０Ａにより乾燥された褐炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。すなわち、微粉炭機１１３は、乾燥炭バンカ１３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機１３６により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機１１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。
【００２９】
石炭ガス化炉１１４は、微粉炭機１１３で処理された微粉炭が供給されると共に、チャー回収装置１１５で回収された未反応チャーが供給される。
【００３０】
石炭ガス化炉１１４は、ガスタービン設備１１７（圧縮機１６１）から圧縮空気供給ライン１４１が接続されており、このガスタービン設備１１７で圧縮された圧縮空気が供給可能となっている。空気分離装置１４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン１４３が石炭ガス化炉１１４に接続され、この第１窒素供給ライン１４３に微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂからの給炭ライン１４４ａ，１４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン１４５も石炭ガス化炉１１４に接続され、この第２窒素供給ライン１４５にチャー回収装置１１５からのチャー戻しライン１４６が接続されている。更に、酸素供給ライン１４７は、圧縮空気供給ライン１４１に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
【００３１】
本実施形態における石炭ガス化炉１１４は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、空気（酸素）、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉１１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置１４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１１４は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉１１４は、チャー回収装置１１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン１４９が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン１４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１１５に供給するとよい。
【００３２】
チャー回収装置１１５は、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２とを有している。この場合、集塵装置１５１は、１つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉１１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。供給ホッパ１５２は、集塵装置１５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ１５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ１５２からのチャー戻しライン１４６が第２窒素供給ライン１４５に接続されている。
【００３３】
ガス精製装置１１６は、チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置１１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１１７に供給する。なお、このガス精製装置１１６では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、アミン吸収液によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
【００３４】
ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１、燃焼器１６２、タービン１６３を有しており、圧縮機１６１とタービン１６３は、回転軸１６４により連結されている。燃焼器１６２は、圧縮機１６１から圧縮空気供給ライン１６５が接続されると共に、ガス精製装置１１６から燃料ガス供給ライン１６６が接続され、タービン１６３に燃焼ガス供給ライン１６７が接続されている。また、ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１から石炭ガス化炉１１４に延びる圧縮空気供給ライン１４１が設けられており、圧縮空気供給ライン１４１に昇圧機１６８が介設されている。従って、燃焼器１６２では、圧縮機１６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン１６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３５】
蒸気タービン設備１１８は、ガスタービン設備１１７における回転軸１６４に連結されるタービン１６９を有しており、発電機１１９は、この回転軸１６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ１２０は、ガスタービン設備１１７（タービン１６３）からの排ガスライン１７０に設けられており、高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ１２０は、蒸気タービン設備１１８のタービン１６９との間に蒸気供給ライン１７１が設けられると共に、蒸気回収ライン１７２が設けられ、蒸気回収ライン１７２に復水器１７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９が駆動し、回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３６】
そして、排熱回収ボイラ１２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置１７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突１７５から大気へ放出される。
【００３７】
ここで、本実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００３８】
石炭ガス化複合発電設備１００において、給炭装置１１Ａにて、原炭（褐炭）が原炭バンカ１２１に貯留されており、この原炭バンカ１２１の褐炭が石炭供給機１２２によりクラッシャ１２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、乾燥設備１Ａを構成する流動層乾燥装置１０Ａにより加熱乾燥された後、冷却器１３１により冷却され、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１０Ａの上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン１３３及び乾燥炭電気集塵機１３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１０Ａに乾燥用蒸気として、更にはパージガス噴射手段を介して給炭管２１２へパージガスとして戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。
【００３９】
乾燥炭バンカ１３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機１３６により微粉炭機１１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置１４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン１４３を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１１５で回収されたチャーが、空気分離装置１４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン１４５を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１１７から抽気された圧縮空気が昇圧機１６８で昇圧された後、空気分離装置１４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン１４１を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００４０】
石炭ガス化炉１１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１１４からガス生成ライン１４９を通して排出され、チャー回収装置１１５に送られる。
【００４１】
このチャー回収装置１１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置１５１に供給され、集塵装置１５１は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ１５２に堆積され、チャー戻しライン１４６を通して石炭ガス化炉１１４に戻されてリサイクルされる。
【００４２】
チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１１７では、圧縮機１６１が圧縮空気を生成して燃焼器１６２に供給すると、この燃焼器１６２は、圧縮機１６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン１６３を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４３】
そして、ガスタービン設備１１７におけるタービン１６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１２０にて、熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４４】
その後、ガス浄化装置１７４では、排熱回収ボイラ１２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突１７５から大気へ放出される。
【００４５】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１００における乾燥設備１Ａを構成する流動層乾燥装置１０Ａについて詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る流動層乾燥装置１０Ａを中心に乾燥設備１Ａを模式的に表した概略構成図である。流動層乾燥装置１０Ａは、水分含量が高い石炭である褐炭を、流動化ガスにより流動させながら、加熱乾燥させるものである。
【００４６】
図２に示すように、本実施例に係る乾燥設備１Ａは、クラッシャ１２３で粉砕された水分含有量が高い粉体状の褐炭１０１Ａを供給する褐炭供給装置２１０と、褐炭供給装置２１０から供給された褐炭を乾燥する乾燥槽２１１を形成する流動層乾燥装置１０Ａと、流動層乾燥装置１０Ａ内に設けられ、管状の内部に過熱蒸気（例えば１５０℃の蒸気）Ａを供給して褐炭１０１Ａ中の水分を除去する伝熱部材（加熱手段）１０３と、前記伝熱部材１０３によって褐炭１０１Ａが乾燥される際に発生する発生蒸気１０４を流動層乾燥装置１０Ａの外部に排出する発生蒸気ライン１２９と、前記発生蒸気ライン１２９に介装され、発生蒸気１０４中の粉塵を除去するサイクロン１３３及び集塵装置１３４と、前記流動層乾燥装置１０Ａから抜き出された乾燥炭１０１Ｂを冷却する冷却器１３１と、を備えるものである。
【００４７】
乾燥設備１Ａにおいて、褐炭１０１は、供給ホッパによりクラッシャ１２３に供給され、粉砕され、粉体状の褐炭１０１Ａとされる。この粉体状の褐炭１０１Ａは、流動層乾燥装置１０Ａの投入口から内部に投入され、流動層乾燥装置１０Ａ内に別に導入される流動化ガス（本実施形態においては流動化蒸気）１０７により流動されて流動層１１１を形成する。流動層乾燥装置１０Ａは、乾燥槽２１１の流動層１１１の形成される空間の下面に整流板１１２が配置されている。整流板１１２は、乾燥槽２１１に供給される流動化蒸気１０７を整流する。
【００４８】
伝熱部材１０３は、この流動層１１１内に配置されている。伝熱部材１０３内には、例えば１５０℃の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａが供給され、その高温の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａの潜熱を利用して褐炭１０１Ａを間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された乾燥用蒸気（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１０Ａの外部に排出されている。
【００４９】
すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３内面では、乾燥用蒸気（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１０１Ａの乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の乾燥用蒸気（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。
【００５０】
伝熱部材１０３によって褐炭１０１Ａが乾燥される際に発生する発生蒸気１０４は、流動層乾燥装置１０Ａ内において、流動層１１１の上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから発生蒸気ライン１２９により流動層乾燥装置１０Ａの外部に排出される。この発生蒸気１０４は、褐炭１０１Ａが乾燥し微粉化した乾燥炭が含まれているので、例えばサイクロン１３３及び集塵装置１３４により集塵して乾燥炭１０５を分離する。この乾燥炭１０５は、流動層乾燥装置１０Ａから抜き出された乾燥炭供給ラインに合流され、乾燥炭１０１Ｂと混合され、冷却器１３１で冷却され、その後石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００５１】
集塵装置１３４により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５〜１１０℃の蒸気であり、蒸気供給ライン１０６に介装された圧縮機１３５により適宜圧縮された後、分岐ライン１０８に介装された例えば循環ファン（不図示）により流動層乾燥装置１０Ａ内に流動化蒸気１０７として送られる。流動化蒸気１０７は、整流板１１２を介して乾燥漕２１１内に供給されて、乾燥漕２１１内の褐炭１０１Ａを流動化させ流動層１１１を形成する。なお、流動層１１１を流動化させる流動化ガスとしては、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、その他不活性ガスもしくはこれらの混合ガスまたはこれらと蒸気との混合ガス、あるいは窒素、二酸化炭素等を含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。また、圧縮機１３５により適宜圧縮された蒸気の一部である蒸気１０７ａは、分岐ライン１０８と分かれた蒸気供給ライン２０３を通過し、褐炭供給装置２１０へ送られる。つまり、圧縮機１３５により適宜圧縮された蒸気は、流動層乾燥装置１０Ａと褐炭供給装置２１０の両方に供給される。
【００５２】
なお、上述した流動層乾燥装置１０Ａは、伝熱部材１０３として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。また、乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａを伝熱部材１０３に供給して褐炭１０１Ａを間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、褐炭１０１Ａの流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７により褐炭１０１Ａを直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
【００５３】
一方、乾燥槽２１１から排出された乾燥炭１０１Ｂは、集塵装置１３４から回収された乾燥炭１０５と合流した後、冷却器１３１で冷却され、乾燥炭バンカ１３２、石炭供給機１３６、微粉炭機１１３、バグフィルタ１３７（１３７ａ、１３７ｂ）、及びホッパ１３８（１３８ａ、１３８ｂ）を介して石炭ガス化炉１１４へ送られる。
【００５４】
次に、図２から図４を用いて、本発明の原料供給装置を褐炭供給装置２１０に適用して説明する。図３は、褐炭供給装置の一構成例を示す模式図である。図４は、図３に示す給炭管の一部を拡大した部分拡大図である。褐炭供給装置２１０は、クラッシャ１２３から供給された粉体状の褐炭１０１Ａを流動層乾燥装置１０Ａの乾燥槽２１１に供給する。褐炭供給装置２１０は、給炭管２１２と、給炭管２１２内部にパージガスを噴射するパージガス噴射手段２１３と、を備える。
【００５５】
給炭管（原料供給管）２１２は、中空の管であり、一方の端部がクラッシャ１２３に接続され、他方の端部が乾燥槽２１１と接続されている。給炭管２１２は、管の中空部分で一方の端部から他方の端部に褐炭を案内することで、クラッシャ１２３から供給された粉体状の褐炭を乾燥槽２１１に供給する。ここで、給炭管２１２は、クラッシャ１２３側の一部が略鉛直方向に伸びており、乾燥槽２１１側の一部が水平方向及び鉛直方向に対して傾斜している。また、略鉛直方向に伸びた部分（鉛直部）と水平方向に対して傾斜している部分（傾斜部２１８）との間は屈曲した形状の部分（折曲部）で接続されている。したがって、クラッシャ１２３から供給された褐炭は、鉛直方向に落下した後、屈曲している部分または傾斜している部分の鉛直方向下側の領域等に接触し、傾斜している部分に沿って移動することで、乾燥槽２１１まで移動する。給炭管２１２は、内周面を粉体状の褐炭１０１Ａが付着しにくい材料や表面性状で形成することが好ましい。また、給炭管２１２は、内周面に離型剤の塗布等、褐炭が付着しにくくなる処理を施すことがさらに好ましい。これにより、給炭管２１２に褐炭が付着しにくくなる。
【００５６】
次に、パージガス噴射手段２１３は、給炭管２１２の内部にパージガスを噴射するものであり、チャンバ２１４と、パージガス供給部２１６と、貫通口２２４と、を有する。なお、貫通口２２４は、給炭管２１２に形成されているものであり、パージガス噴射手段２１３に含めなくてもよい。
【００５７】
チャンバ（ジャケット）２１４は、給炭管２１２の外周に配置されている。本実施形態のチャンバ２１４は、給炭管２１２の傾斜部２１８に配置されている。ここで、チャンバ２１４は、図４に示すように、給炭管２１２の延在方向、給炭管の管路の中心軸に直交する断面において、給炭管２１２の外周の全周を覆っている。これにより、チャンバ２１４と給炭管２１２とは、二重管形状となる。また、チャンバ２１４は、給炭管２１２よりも径が大きい筒形状であり、チャンバ２１４の内周面と給炭管２１２の外周面が向かい合う面の間には、空間２３０が形成される。
【００５８】
パージガス供給部２１６は、チャンバ２１４と給炭管２１２との間に形成された空間２３０にパージガスとなる蒸気１０７ａを供給する機構であり、ジョイント部２２２を有する。ジョイント部２２２は、空間２３０と繋がっており、蒸気供給ライン２０３と接続されている。蒸気供給ライン２０３は、流動層乾燥装置１０Ａから排出される蒸気が流れている配管である。また、ジョイント部２２２は、チャンバ２１４の内周面と給炭管２１２の外周面とが向かい合っている面の間に形成された空間２３０の延在方向の一方の端部（クラッシャ１２３側の端部）に設けられており、チャンバ２１４の端部と給炭管２１２との間の隙間をシールしている。つまり、ジョイント部２２２は、ジョイント部２２２が設けられている端部において、蒸気供給ライン２０３と接続している部分は、実質的に気体が流通しないように密閉している。
【００５９】
貫通口２２４は、給炭管２１２の傾斜部２１８に形成された穴であり、空間２３０から給炭管２１２の外周面から内部に向けて貫通している。貫通口２２４は、給炭管２１２のチャンバ２１４に覆われた領域、つまり、空間２３０に給炭管２１２の外周面が露出している領域のみに形成されている。本実施形態では、わかりやすく示すため貫通口２２４を大きく図示しているが、基本的に貫通口２２４は、給炭管２１２を移動する褐炭よりも径が小さい穴である。本実施形態においては、貫通口２２４は、給炭管２１２の外周面が空間２３０に露出している領域の全域に分散して形成されている。
【００６０】
パージガス噴射手段２１３は、パージガス供給部２１６からチャンバ２１４と給炭管２１２との間の空間２３０に蒸気１０７ａを供給する。パージガス噴射手段２１３は、空間２３０に蒸気１０７ａを供給し続けることまたは圧力の高い蒸気１０７ａを供給することで、貫通口２２４を通過させて、空間２３０蒸気を給炭管２１２の内部に噴射させる。
【００６１】
褐炭供給装置２１０は、給炭管２１２の外周面にチャンバ２１４を配置して空間２３０を形成し、貫通口２２４を設けて、貫通口２２４からパージガスを給炭管２１２内に噴射させる。これにより、給炭管２１２内に褐炭が付着することを抑制し、給炭管２１２内の閉塞が生じることを抑制することができる。
【００６２】
また、褐炭供給装置２１０は、貫通口２２４からパージガスを噴射させることで、つまり、給炭管２１２に設けた穴からパージガスを給炭管２１２内へと噴射させることで、パージガスの供給部分が給炭管２１２内を通過する褐炭の流れを積極的に支援することができる。
【００６３】
また、褐炭供給装置２１０は、パージガス噴射手段２１３が蒸気供給ライン２０３から供給される蒸気１０７ａをパージガスとして供給することで、つまりパージガスとして蒸気１０７ａを用いることで、褐炭の乾燥に用いる蒸気１０７ａの一部をパージガスとして用いることができる。これにより、蒸気１０７ａで褐炭を乾燥させることができ、給炭管２１２に褐炭が付着しにくい状態とすることができ、給炭管２１２に接触している褐炭が給炭管２１２から剥がれやすくすることができる。また、給炭管２１２に供給されたパージガスが乾燥槽２１１に流入しても、もともと流動層乾燥装置１０Ａに供給して、褐炭の乾燥に用いる蒸気であるため、流動層乾燥装置１０Ａに悪影響を与えることがない。また、褐炭供給装置２１０に供給された蒸気１０７ａが流動層乾燥装置１０Ａから排出される蒸気とすることで、流動層乾燥装置１０Ａに供給される蒸気と同様に蒸気を循環させることができる。これにより、蒸気の熱を効率よく利用することができる。
【００６４】
ここで、褐炭供給装置２１０は、パージガスを給炭管２１２の内部に噴射し続けてもよいが、弁等を設けて、パージガスの噴射のタイミングや、噴射の時間間隔を制御するようにしてもよい。この場合は、空間２３０に供給するパージガスを制御することで、貫通口２２４から噴射するパージガスを調整することができる。また、パージガスの噴射タイミングは、連続で噴射させても間歇的に噴射させてもよい。また、噴射量、つまり噴射圧力を調整してもよい。
【００６５】
ここで、給炭管２１２の傾斜部２１８は、傾斜角（傾斜部の鉛直方向下側の面と水平面（水平方向）とのなす角）を褐炭の安息角以上とすることが好ましい。給炭管２１２の傾斜角を褐炭の安息角以上とすることで、褐炭を給炭管内に付着しにくくすることができる。なお、給炭管２１２の傾斜角を褐炭の安息角以上とすることが好ましいが、本実施形態の褐炭供給装置２１０は、貫通口２２４からパージガスを噴射することで、褐炭の付着を抑制できるため、給炭管２１２の傾斜角を褐炭の安息角以下としても好適に用いることができる。
【００６６】
なお、給炭管２１２の形状は特に限定されず、種々の形状とすることができる。例えば、傾斜部を備えず、鉛直部のみで構成された形状としてもよい。また、傾斜角が異なる傾斜部を複数連結した形状としてもよい。なお、給炭管２１２は、一方の端部から他方の端部に向かった場合、中心線が徐々に低くなる形状とすることが好ましい。これにより、給炭管２１２内で褐炭が閉塞することを抑制することができる。
【００６７】
また、チャンバ２１４は、給炭管２１２の褐炭の接触する領域の少なくとも一部に対面して設ければよく、配置位置、形状も種々の形状とすることができる。例えば、本実施形態の褐炭供給装置２１０は、管路の延在方向に直交する断面において、給炭管２１２の外周面の全域を覆う形状としたが、外周面の一部を覆う形状としてもよい。この場合、給炭管２１２の外周面の鉛直方向の最も下側の位置を含む領域を覆うことが好ましい。
【００６８】
また、本実施形態における褐炭供給装置２１０は、チャンバ２１４を傾斜部２１８のみに設けたがこれに限定されない。図５Ａは、褐炭供給装置の他の構成例を模式的に示す断面図である。図５Ｂは、図５ＡのＡ−Ａ線断面図である。図５Ａ及び図５Ｂに示す褐炭供給装置３０１は、給炭管３１２とパージガス噴射手段３１３と、を有する。パージガス噴射手段３１３は、チャンバ３１４とパージガス供給部３１６と、貫通口と、を有する。図５Ａ及び図５Ｂでは、貫通口の図示を省略している。褐炭供給装置３０１は、パージガス噴射手段３１３のチャンバ３１４の構造以外は、基本的に褐炭供給装置２１０と同様である。以下、褐炭供給装置３０１に特有の点を重点的に説明する。ここで、パージガス供給部３１６は、ジョイント部３２４がチャンバ３１４に接続されている。ジョイント部３２４は、蒸気供給ラインと接続されている。
【００６９】
給炭管３１２は、管路の中心線が略鉛直方向である鉛直部３４０（上流部）と、管路の中心線（もしくは給炭管３１２の管路の鉛直方向下側の面）が水平面に対して傾斜する傾斜部３４４と、鉛直部３４０と傾斜部３４４を連結する折曲部３４２とを有する。また、傾斜部３４４は、水平方向に対して、角度θ（傾斜角度）傾斜している。角度θは、９０°未満の角度である。ここで、本実施形態の給炭管３１２における鉛直部３４０と傾斜部３４４は直管形状であり、この中心軸に直交する面によって、折曲部３４２との境界端部として規定する。従って、給炭管３１２の折曲部３４２は、鉛直部３４０側の褐炭の流れ方向上流側の他方の端部Ｓ１と傾斜部３４４側の褐炭の流れ方向下流側の一方の端部Ｓ２とで囲まれた部分となる。一方、端部Ｓ１は、折れ曲っていて短い側の鉛直部３４０と傾斜部３４４と交点Ｐを通る。また、端部Ｓ２は、折れ曲っていて短い側の鉛直部３４０と傾斜部３４４と交点Ｐを通る。さらに、交点Ｐと、鉛直部３４０の中心軸と傾斜部３４４の中心軸の交点を通る延長線上に、折れ曲っていて長い側の鉛直部３４０と傾斜部３４４との交点Ｐ１を規定する。言い換えると、鉛直部３４０の中心軸と傾斜部３４４の中心軸との交点を含み、折曲部３４２の管路の中心軸に直交する方向の断面で、折曲部３４２の管路の長い側の外周面となる位置が交点Ｐ１となる。ここで、端部Ｓ１と端部Ｓ２とのなす角は、αとなる。給炭管３１２に供給される褐炭は、鉛直部３４０の褐炭の流れ方向上流側の一方の端部から褐炭が供給され、傾斜部３４４の褐炭の流れ方向下流側の他方の端部から排出する。つまり、給炭管３１２に供給された褐炭は、鉛直部３４０、折曲部３４２、傾斜部３４４の順に通過し、乾燥漕２１１内に供給される。
【００７０】
チャンバ３１４は、図５Ｂに示すように給炭管３１２の管路の中心軸に直交する断面において、傾斜部３４４の外周のうち、給炭管３４４の中心を通り傾斜角度θと平行な面より鉛直方向下側の領域３５０に配置されている。また、チャンバ３１４は、傾斜部３４４と対面する領域と、折曲部３４２と対面する領域の両方に配置されている。
【００７１】
給炭管３１２の折曲部３４２と対面する領域でのチャンバ３１４を配置する範囲は、折れ曲っていて長い側の鉛直部３４０と傾斜部３４４との交点であるＰ１を通り、端部Ｓ１と平行になる面から鉛直方向上側に距離Ｈとなる範囲まで配置されている。また、傾斜部３４４の管路や折曲部３４２の管路や鉛直部３４０の管路が真円とは限らず、各管の中心軸が特定できない場合もある。別の視点からは、傾斜部３４４の折れ曲っていて長い側の変曲点をＰ１に規定してもよい。すなわち、折曲部３４２の管路の折れ曲っていて長い側の管表面の接線が傾斜部３４４の管路の長手方向となす角度と、接線が鉛直部３４０の管路の長手方向となす角度が同一になる点をＰ１とすることができる。チャンバ３１４は、給炭管３１２を覆っている領域のＰ１から鉛直方向上側の端部までの距離をＨとしてもよい。
【００７２】
ここで、チャンバ３１４は、管路内面の直径をＤとすると、０．３≦Ｈ／Ｄ≦０．５とすることが好ましい。チャンバ３１４は、Ｈ／Ｄを０．３以上とすることで、給炭管３１２の内部にパージガスを噴射が必要性な鉛直部３４０と折曲部３４２の配管の内部での褐炭の付着を好適に抑制することができる。またチャンバ３１４は、Ｈ／Ｄを０．５以下とすることで、給炭管３１２の内部にパージガスを噴射する必要性の少ない鉛直部３４０の管路を覆う領域が多くなることを抑制でき、効果の高い範囲に配置することができる。効果的にパージガスを供給することができる。チャンバ３１４を０．３≦Ｈ／Ｄ≦０．５と範囲に設けることで、褐炭の付着を好適に抑制することができる。
【００７３】
折曲部３４２と対面する領域のチャンバ３１４は、折れ曲っていて長い側の鉛直部３４０の傾斜部３４４との交点Ｐ１を通り端部Ｓ１と平行な面から鉛直方向上側に距離Ｈとなる範囲から、交点Ｐ１を通り端部Ｓ２までの間の領域Ｌの全域に設けることが好ましい。なお、チャンバ３１４は、少なくとも折曲部３４２の管路の中心軸に直交する方向の断面おける鉛直方向下側半分の外周面領域の全域を覆って配置されていることが好ましい。
【００７４】
チャンバ３１４を上記範囲に設けることで、褐炭の付着を好適に抑制することができる。なお、チャンバ３１４が設けられている領域の折曲部３４２には、貫通口を分散して配置することが好ましい。これにより、褐炭の付着を的確に抑制することができる。
【００７５】
図６は、褐炭供給装置の他の構成例を模式的に示す断面図である。図６に示す褐炭供給装置３０１ａは、チャンバ３１４ａを複数に分割した点を除いて他の構成は、褐炭供給装置３０１と同様である。図６に示す褐炭供給装置３０１は、給炭管３１２とパージガス噴射手段３１３ａと、を有する。パージガス噴射手段３１３ａは、チャンバ３１４ａとパージガス供給部３１６ａと、貫通口と、を有する。図６では、貫通口の図示を省略している。図６に示すように、チャンバ３１４ａは、分割チャンバ３５２、３５４、３５６を有する。分割チャンバ３５２は、折曲部３４２に配置され、分割チャンバ３５４、３５６は、傾斜部３４４に配置されている。分割チャンバ３５６は、分割チャンバ３５４よりも褐炭の流れ方向の下流側に配置されている。また、分割チャンバ３５２、３５４、３５６は、それぞれ、ジョイント部３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃと接続され、ジョイント部３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃからパージガスが供給される。
【００７６】
褐炭供給装置３０１ａは、チャンバ３１４ａを複数の分割チャンバ３５２、３５４、３５６に分割することでも同様に褐炭の付着を抑制することができる。また、チャンバ３１４ａは、複数に分割することで、それぞれの領域でのパージガスの供給量、圧力を調整することができる。また、分割チャンバ３５２、３５４、３５６は、給炭管３１２の中心軸方向において、互いに接する位置に配置することが好ましい。これにより、給炭管３１２の中心軸方向においてチャンバが配置されていない領域に褐炭が付着、蓄積することを抑制できる。
【００７７】
次に、図７Ａから図９を用いて、貫通口について説明する。ここで貫通口は、少なくとも１つ設ければよいが、複数設けることが好ましく、さらに分散して設けることが好ましい。図７Ａは、貫通口が形成された給炭管の一例を示す模式図である。図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線断面図であり、給炭管の中心軸に直交する方向の断面である。図８は、貫通口が形成された給炭管の一例を示す断面図である。図９は、貫通口の構成を説明するための説明図である。
【００７８】
図７Ａ及び図７Ｂに示す給炭管４１２は、複数の貫通口４２４が外周面の周方向に等間隔に配置されている。また、給炭管４１２は、複数の貫通口４２４が中心軸方向にも等間隔で配置されている。このように、複数の貫通口４２４を等間隔で配置することで、給炭管４１２の褐炭の通過する位置に配慮することなく、給炭管４１２内の一部に褐炭が蓄積することを抑制できる。給炭管４１２は、周囲をチャンバ４１４で覆われている。
【００７９】
また、図７Ａ及び図７Ｂに示す給炭管４１２は、複数の貫通口４２４を等間隔で配置したがこれに限定されない。給炭管４１２は、位置、領域によって貫通口４２４の配置間隔、密度を変化させても良い。例えば、給炭管４１２は、褐炭が通過する位置、特に褐炭が蓄積し易い個所、または、特に褐炭が蓄積する懸念がある個所における、貫通口４２４の配置間隔を狭くしたり、貫通口４２４の密度を高くしたりしてもよい。また、給炭管４１２は、中心軸方向おいて、折曲部など特に褐炭が蓄積し易い個所には、貫通口４２４をさらに密に、つまり貫通口４２４の配置間隔を狭くしたり、貫通口４２４の密度を高くしたりして配置してもよい。給炭管４１２は、外周面の周方向においても、鉛直方向下側など特に褐炭が蓄積し易い個所には、貫通口４２４をさらに密に、つまり貫通口４２４の配置間隔を狭くしたり、貫通口４２４の密度を高くしたりして配置してもよい。逆に、給炭管４１２は、外周面の周方向において、鉛直方向上側の半分の周領域など褐炭が蓄積し難い個所がある場合には、当該箇所における貫通口４２４の間隔を広くしたり密度を粗にしたりしてもよい。また、給炭管４１２は、たとえば、給炭管４１２の配置により褐炭の通過する位置や、褐炭が蓄積し難い個所や、褐炭が蓄積する懸念が無い個所が予め判明している場合、当該個所には貫通口４２４を設けなくてもよい。このように貫通口４２４の配置は、適宜選択することができる。
【００８０】
図８に示す給炭管４１２ａは、複数の貫通口４２４ａが外周面の周方向に等間隔に配置されている。給炭管４１２ａは、周囲をチャンバ４１４で覆われている。また、貫通口４２４ａは、貫通口４２４ａの中心軸（パージガスの噴射方向）が、給炭管４１２ａの中心軸から外周面へ向かう放射方向に対して所定角度傾斜している。言い換えると、給炭管４１２ａ周囲の接線に対して所定角度傾斜している。また、給炭管４１２ａの周方向に配置された複数の貫通口４２４ａは、給炭管４１２ａの中心軸から外周面へ向かう放射方向に対して同じ方向に傾斜している。このように、複数の貫通口４２４ａを給炭管４１２ａの中心軸から外周面へ向かう放射方向に対して同じ方向に傾斜させることで、給炭管４１２ａの内部に噴射したパージガスの流れで、給炭管４１２ａの内部に旋回流を形成することができる。これにより、給炭管４１２ａ流通する褐炭に旋回力を付加させるので、褐炭が付着することをより確実に抑制することができる。
【００８１】
また、貫通口の断面形状（給炭管の内周面における貫通口の形状）は、特に限定されず、長円形、円、三角以上の多角形、スリット等種々の形状とすることができる。
【００８２】
次に、図９は、給炭管４１２ｂの長手方向に平行で中心軸を通る断面における貫通口の傾斜角（給炭管４１２ｂの中心軸に向かう管壁に垂直な方向に対するパージガスの流れ方向側の角度）を種々とした貫通口を示している。図９は、鉛直方向下側の給炭管４１２ｂの管壁の断面であるが、給炭管４１２ｂの周方向のいずれの位置の管壁の断面でもよく、特定するものではない。貫通口４２４ｂは、給炭管４１２ｂの中心軸に向かう管壁に垂直な方向に対して貫通口４２４ｂの中心軸（パージガスの噴射方向）が平行となるように形成されている。これにより、パージガスは、矢印Ｄ１に示すように給炭管４１２ｂの中心軸に向かう管壁に垂直な方向に噴射される。貫通口４２４ｃは、給炭管４１２ｂの中心軸に向かう管壁に垂直な方向に対して、褐炭の流れ方向の下流側に向かって傾斜している。これにより、パージガスは、矢印Ｄ２に示すように褐炭の流れ方向の下流側に向かって噴射される。貫通口４２４ｄは、給炭管４１２ｂの中心軸に向かう管壁に垂直な方向に対して、褐炭の流れ方向の上流側に向かって傾斜している。これにより、パージガスは、矢印Ｄ３に示すように褐炭の流れ方向の上流側に向かって噴射される。
【００８３】
褐炭供給装置は、給炭管４１２ｂの長手方向に平行で中心軸を通る断面における貫通口の傾斜角を種々の組み合わせとすることができる。また、目的に応じて、貫通口の組み合わせを調整することで、好適な効果を得ることができる。ここで、方向Ｄ１にパージガスを供給する貫通口４２４ｂは、効果的に給炭管内の褐炭の乾燥を促進でき、方向Ｄ２にパージガスを供給する貫通口４２４ｃは、給炭管内における褐炭の搬送性を向上させることができ、方向Ｄ３にパージガスを供給する貫通口４２４ｄは、搬送方向と逆向きに褐炭に衝突することによって管内部での褐炭の凝集、付着による閉塞防止効果をもたらす。
【００８４】
また、例えば複数の貫通口４２４ｂから４２４ｄの内、方向Ｄ１にパージガスを供給する貫通口４２４ｂの占める割合を１００％とすることで、乾燥促進効果をより大きくすることができる。また、方向Ｄ２にパージガスを供給する貫通口４２４ｃの占める割合を１００％とすることで、搬送性向上効果をより大きくすることができる。また、方向Ｄ１にパージガスを供給する貫通口４２４ｂの占める割合を２０％以上３０％以下、方向Ｄ２にパージガスを供給する貫通口４２４ｃの占める割合を８０％以上７０％以下とすることで、乾燥促進効果と搬送性向上効果との良好なバランスが得られる。更には方向Ｄ１にパージガスを供給する貫通口４２４ｂの占める割合を１５％以上３０％以下、方向Ｄ２にパージガスを供給する貫通口４２４ｃの占める割合を８０％以上６０％以下、方向Ｄ３にパージガスを供給する貫通口４２４ｄの占める割合を５％以上１０％以下とすることで、乾燥促進、搬送性向上の二つの効果に加え、閉塞防止効果が得られる。
【００８５】
図１０は、他の実施形態に係る褐炭供給装置の一構成例を示す模式図である。図１０に示す褐炭供給装置５０１は、回転機構５１８を備えている以外は、基本的に褐炭供給装置２１０と同様である。褐炭供給装置５０１は、給炭管５１２とパージガス供給装置５１３と、回転機構５１８と、を有する。給炭管５１２は、パージガス供給装置５１３のチャンバ５１４と対面する領域である管路５１２ａを有する。また、管路５１２ａは、一方の端部がジョイント部５４０に接続されており、他方の端部が回転機構５１８のギア５５３に接続されている。管路５１２ａは、給炭管５１２の管路５１２ａ以外の管に対して回転可能な状態で支持されている。パージガス供給装置５１３は、チャンバ５１４とパージガス供給部５１６と、貫通口（不図示）と、を有する。ジョイント部５４０は、パージガス供給部５１６の一部であり、かつ、管路５１２ａを回転自在な状態で支持しながら、パージガスを漏れないようシールするロータリージョイントである。
【００８６】
回転機構５１８は、モータ５５０とギア５５２、５５３とベルト５５４と、を有する。また、ジョイント部５４０を回転機構５１８の一部としてもよい。モータ５５０は、回転軸にギア５５２が連結されている。また、ギア５５３は、少なくとも管路５１２ａとともに回転させる。なお、管路５１２ａとともにチャンバ５１４を回転させてもよい。ギア５５２とギア５５３には、ベルト５５４がかけられている。これにより、モータ５５０を回転させるとギア５５２が回転し、この回転力がベルト５５４を介してギア５５３を回転させる。これにより、ギア５５３が連結されている管路５１２ａが回転する。
【００８７】
このように、給炭管５１２の管路５１２ａを回転機構５１８で回転させることによって給炭管５１２の内面にて褐炭が接触する領域を変化させることができる。これにより、褐炭をより付着しにくくすることができる。回転機構５１８は、少なくとも給炭管５１２の管路５１２ａを回転させればよい。また、図１０は、給炭管５１２の管路５１２ａは上下方向に配置したものを示しているが、鉛直方向に対して傾斜していてもよく、また水平でもよく、特定するものではない。
【００８８】
なお、上記実施形態では、いずれもパージガスとして流動層乾燥装置１０Ａを循環する蒸気を用いたが、これに限定されない。流動層乾燥装置１０Ａが蒸気以外の気体で褐炭を乾燥させる場合、当該気体（例えば窒素）を用いてもよい。褐炭供給装置は、流動層乾燥装置１０Ａで乾燥、流動化に用いられる気体を用いることで上述したように熱効率の向上等の効果を得ることができる。また、褐炭供給装置は、パージガスとして流動層乾燥装置１０Ａを循環する気体とは別の気体を用いるようにしてもよい。例えば、蒸気、窒素ガス、その他の不活性ガスまたはこれらの混合ガスを使用することができる。なお、パージガスは、常温よりも加熱された気体、具体的には、蒸気と同様に１００℃以上に加熱された気体を用いることが好ましい。
【００８９】
また、上記実施形態では、湿潤燃料として褐炭を適用したが、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、スラッジ等の泥炭を適用してもよく、また、高品位炭であっても適用可能である。また、湿潤燃料として、褐炭等の石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。また、原料は、湿潤燃料に限るものではなく、粉体状の種々の物質を用いることができる。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ  乾燥設備
１０Ａ  流動層乾燥装置
１１Ａ  給炭装置
１００  石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）
２０３  蒸気供給ライン
２１０  褐炭供給装置（原料供給装置）
２１１  乾燥槽
２１２、３１２、４１２、４１２ａ  給炭管（原料供給管）
２１３、３１３  パージガス噴射手段
２１４、３１４、３１４ａ、４１４  チャンバ
２１６、３１６、５１６  パージガス供給部
２１８  傾斜部
２２２、５４０  ジョイント部
２２４、４２４、４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄ  貫通口
２３０  空間
３４０  鉛直部
３４２  折曲部
３４４  傾斜部
５１８  回転機構
５５０  モータ
５５２、５５３  ギア
５５４  ベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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