(57)【要約】【課題】湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる原料供給装置、流動層乾燥設備および原料供給方法を提供する。【解決手段】本発明の原料供給装置１０１は、流動層乾燥装置１０２に乾燥対象の湿潤原料１３０を供給する湿潤原料供給装置であって、乾燥室の上部に設けられ、乾燥室の上部から粉体状の前記湿潤原料１３０を鉛直方向下側に供給する給炭管１５１と、前記給炭管１５１の下端部側に、前記給炭管１５１から供給される前記湿潤原料を前記乾燥室の内部へ案内する下方向に漸次縮径した螺旋状案内板１５２を設けており、流動層乾燥装置１０２内部へ湿潤原料１３０を供給する際、均一分散が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の上部に設けられ、前記容器の上部から粉体状の原料を鉛直方向下側に案内する原料供給管と、
前記原料供給管の下端部側に、前記原料供給管から供給された前記原料を前記容器内に案内する下方向に漸次縮径した螺旋状案内板を有することを特徴とする原料供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記原料供給管又は前記螺旋状案内板のいずれか一方又は両方を駆動する駆動装置を有することを特徴とする原料供給装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記原料が湿潤原料であることを特徴とする原料供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つの前記原料供給装置と、
前記原料供給装置によって供給された前記原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一つの前記原料供給装置を用い、
供給される前記原料を鉛直方向下側に供給する前記原料供給管と、
前記原料供給管より供給された前記原料を前記容器内に案内する下方向に漸次縮径した螺旋状の案内板により分散供給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、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる原料供給装置、流動層乾燥設備および原料供給方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、原料として石炭等の固体炭素質燃料をガス化する石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種も拡大できる事が知られている。
【０００３】
このような石炭ガス化複合発電設備は、例えば褐炭（湿潤原料）を燃料として用いた場合、ガス化炉内に持ち込まれる水分量が多く、この水分の蒸発潜熱のためガス化炉内温度が低下し発電効率が低下してしまう。高水分炭の利用のためには流動層乾燥装置を設け、この流動層乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。
【０００４】
従来、このような褐炭等の被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置は、底部が多数の開孔を有する通気可能な分散板を有する乾燥室と、乾燥室下部に位置するチャンバ室とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置は、流動化ガス（乾燥用気体）を風箱から多孔板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させつつ乾燥させている（特許文献１）。
【０００５】
流動層乾燥装置に褐炭を供給する装置としては、供給ホッパに貯留された褐炭をロータリーフィーダで搬送する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−８９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、流動層乾燥装置に供給する材料は水分を多く含んだ湿潤原料である。そのため、流動層乾燥装置に湿潤原料を供給する供給装置に褐炭が付着する恐れがある。褐炭が付着すると、流動層乾燥装置への褐炭の供給が不安定になる。このように、供給装置への湿潤原料の付着を抑制する方法として、窒素等を供給する方法がある。しかしながら、窒素ガスを供給部に用いるための機構が必要となる。また、パージガスが流動層乾燥装置内に混入するため、流動層乾燥装置内の温度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる原料供給装置、流動層乾燥設備および原料供給方法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】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、容器の上部に設けられ、前記容器の上部から粉体状の原料を鉛直方向下側に案内する原料供給管と、前記原料供給管の下端部側に、前記原料供給管から供給された前記原料を前記容器内に案内する下方向に漸次縮径した螺旋状案内板を有することを特徴とする原料供給装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記原料供給管又は前記螺旋状案内板のいずれか一方又は両方を駆動する駆動装置を有することを特徴とする原料供給装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記原料が湿潤原料であることを特徴とする原料供給装置にある。
【００１２】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明の前記原料供給装置と、前記原料供給装置によって供給された前記原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備にある。
【００１３】
第５の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明の前記原料供給装置を用い、供給される前記原料を鉛直方向下側に供給する前記原料供給管と、前記原料供給管より供給された前記原料を前記容器内に案内する下方向に漸次縮径した螺旋状の案内板により分散供給することを特徴とする原料供給方法にある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、原料を供給する給炭管の下端部側に、螺旋状案内板を設けているので、流動層乾燥装置内部へ原料の供給がより均一分散化される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る流動層乾燥設備の概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例１に係る螺旋状案内板の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図４は、実施例１に係る螺旋状案内板の概略構成を示す上面図である。
【図５】図５は、実施例２に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図６】図６は、本実施例に係る原料供給装置の給炭管の回転支持構造を示す模式図である。
【図７】図７は、実施例２に係る他の湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】図８は、実施例３に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】図９は、実施例４に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本実施例の石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥設備の概略図である。図１０は、本実施例の石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００１８】
本実施例は原料として石炭等の固体炭素質燃料をガス化する石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）であり、石炭ガス化複合発電設備は、空気を酸化剤としてガス化炉で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うものである。即ち、本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、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、酸化剤として酸素の濃度の高いガスを用いる酸素吹き方式でもよい。
【００１９】
本実施例において、図１０に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。
【００２０】
給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３、供給ホッパ２４及び供給管２５とを有している。原炭バンカ２１は、例えば水分含量の多い原炭（例えば石炭、褐炭等の湿潤原料）を貯留可能であって、所定量の原炭を石炭供給機２２に投下することができる。石炭供給機２２は、原炭バンカ２１から投下された原炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された石炭を所定の大きさに粉砕して粉体状の湿潤原料とすることができる。粉砕された粉体状の石炭は、供給ホッパ２４及び供給管２５を介して、所定量が流動層乾燥装置１２に供給される。また、この原炭の粉体状とは、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。本実施形態での石炭は含水した湿潤状態であるために、破砕した原炭はある程度の塊となったものも含めて、粉体状と表記する。
【００２１】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された石炭に流動化蒸気（流動化ガス）を供給することで、この石炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、湿潤状態で粉体状の石炭に含有される水分を除去することができる。そして、この流動層乾燥装置１２は、取り出された乾燥炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２は、取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離するサイクロン３３と電気集塵機３４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３２に貯留される。なお、電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に加熱用蒸気として供給される。
【００２２】
微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された石炭（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。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
【００２３】
石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭が供給可能であると共に、チャー回収装置１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が戻されてリサイクル可能となっている。
【００２４】
即ち、石炭ガス化炉１４は、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン４１が接続されており、このガスタービン設備１７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４２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４３が石炭ガス化炉１４に接続され、この第１窒素供給ライン４３に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン４５も石炭ガス化炉１４に接続され、この第２窒素供給ライン４５にチャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、酸素供給ライン４７は、圧縮空気供給ライン４１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。
【００２５】
石炭ガス化炉１４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１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４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１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９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４９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１５に供給するとよい。
【００２６】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを有している。この場合、集塵装置５１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１４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５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１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。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００２７】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５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１６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１７に供給する。なお、このガス精製装置１６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。
【００２８】
ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６から燃料ガス供給ライン６６が接続され、タービン６３に燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１から石炭ガス化炉１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
【００２９】
蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７における回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０に設けられており、空気と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２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に、蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。そして、排熱回収ボイラ２０にガス浄化装置７４及び煙突７５が連結されている。
【００３０】
このように構成された本実施例の石炭ガス化複合発電設備１０では、給炭装置１１にて、原炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下されて破砕され、この粉砕された石炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。乾燥炭バンカ３２の乾燥炭は、微粉炭機１３で粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、石炭ガス化炉１４に供給され、圧縮空気により燃焼してガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）が生成される。そして、この可燃性ガスは、チャー回収装置１５によりチャーが分離されてガス精製装置１６に送られる。
【００３１】
ガス精製装置１６にて、可燃性ガスは、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。ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、この圧縮空気と燃料ガスとを混合して燃焼することで燃焼ガスを生成し、タービン６３を駆動して発電機１９による発電を行う。そして、ガスタービン設備１７から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０で蒸気を生成し、蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、この蒸気によりタービン６９を駆動して発電機１９により発電を行う。その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０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７５から大気へ放出される。
【００３２】
ここで、本実施例に係る流動層乾燥設備について詳細に説明する。図１は、本実施例に係る流動層乾燥設備の概略図である。
【００３３】
本実施例に係る流動層乾燥設備１００は、被乾燥物である原炭として、湿潤原料の１つである水分含量が高い例えば褐炭等の湿潤原料１３０等を供給・乾燥するものである。図１に示すように、本実施例に係る流動層乾燥設備１００は、図示しないホッパ等を介して投入される湿潤原料１３０等を供給する湿潤原料供給装置１０１（原料供給装置）と、供給された湿潤原料１３０を乾燥させる流動層乾燥装置１０２と、流動層乾燥装置１０２から排出される発生蒸気１０３中の粉塵を除去する集塵装置１０４と、流動層乾燥装置１０２から排出された乾燥炭１３１を冷却して製品炭１３２とする冷却器１０５と、集塵装置１０４の下流側に介装され、発生蒸気１０３の熱を回収する熱回収システム１１１と、熱回収システム１１１で熱を回収された発生蒸気１０３を処理して排水１１３として排出する水処理部１１２と、集塵装置１０４から排出された発生蒸気１０３の一部を循環させ流動化蒸気１０６として流動層乾燥装置１０２に供給する循環装置１０７とを備える。 
【００３４】
ここで、図１に示すように、本実施例の流動層乾燥装置１０２は、プラグフロー式の乾燥装置であって、複数の仕切板１０９Ａ、１０９Ｂにより分割され、湿潤原料の供給側から排出側へ向かう流動方向の上流側（一端側）に設けられた第１の乾燥室１０２Ａと、この第１乾燥室より下流側（他端側）に設けられた第２乾燥室１０２Ｂと、湿潤原料の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室１０２Ｃより構成される乾燥室（容器）を備え、第１乾燥室１０２Ａ側から湿潤原料１３０が供給され、第３乾燥室１０２Ｃの端部から乾燥炭１３１を排出するようにしている。
【００３５】
この流動層乾燥室１０２Ａ〜１０２Ｃ内においては、供給された湿潤原料１３０が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。この押し出し流れとは、形成される流動層Ｓにおいて、湿潤原料が流動方向に拡散しないように、この湿潤原料が乾燥炭とされ排出される排出側へ向かう流動方向に押し出す流れである。
本実施例では、仕切板１０９Ａ、１０９Ｂを介して、流動の乾燥層室を３室としているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、流動層乾燥設備１００は、各部を接続する配管として、湿潤原料１３０を乾燥させる際に発生する発生蒸気１０３を流動層乾燥装置１０２の外部に排出し、集塵装置１０４に案内する発生蒸気ラインＬ１と、集塵装置１０４から粉塵が除去された発生蒸気１０３の一部を分岐し、流動化蒸気（流動化ガス）１０６として流動層乾燥装置１０２内に供給する流動化蒸気供給ラインＬ２と、集塵装置１０４で集塵された乾燥炭１３３を流動層乾燥装置１０２内から乾燥炭１３１が排出される配管に供給する分離ラインＬ３と、乾燥炭１３１および乾燥炭１３３を冷却器１０５で冷却して生成した製品炭１３２を排出する製品ラインＬ４と、備える。
なお、流動化蒸気１０６は、流動層乾燥装置１０２の風箱１０８ａ、分散板１０８ｂを介して流動層乾燥室１０２Ａ〜１０２Ｃ内の流動層Ｓに導入されている。
【００３７】
湿潤原料供給装置１０１は、乾燥室の一端側である第１乾燥室１０２Ａの上部に設けられ、貯留している湿潤原料１３０を流動層乾燥装置１０２内部に供給する。なお、湿潤原料供給装置１０１については後述する。
【００３８】
流動層乾燥装置１０２は、湿潤原料供給装置１０１から供給される湿潤原料１３０と流動化蒸気１０６とで流動層Ｓを形成し、湿潤原料１３０を湿潤原料が乾燥炭とされ排出される排出側へ向かう流動方向に移動させつつ、加熱手段で加熱することで乾燥させ乾燥炭１３１とする。また、流動層乾燥装置１０２は、流動化蒸気１０６と乾燥時に生じる蒸気とが混合され発生蒸気１０３となる。流動層乾燥装置１０２は、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１２０と、伝熱部材１２０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）１２１と、を備える。
【００３９】
集塵装置１０４は、サイクロンや、ポーラスフィルタ、電気集塵機等であり、発生蒸気１０３中に含まれる粉塵（乾燥炭）を分離する。ここで、発生蒸気１０３は、湿潤原料１３０が乾燥し微粉化した乾燥炭１３３を含んでいる。集塵装置１０４は、発生蒸気１０３に含まれている微粉化した乾燥炭１３３を集塵して分離する。集塵装置１０４は、分離した乾燥炭１３３を、分離ラインＬ３に供給する。分離ラインＬ３に供給された乾燥炭１３３は、通過して流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３１に合流して混合される。
【００４０】
冷却器１０５は、流動層乾燥装置１０２から排出された乾燥褐炭１３１に乾燥炭１３３が混合された乾燥した乾燥炭１３１を冷却する。冷却器１０５は、冷却した乾燥炭１３１を製品炭１３２として製品ラインＬ４から排出する。この製品炭１３２は、上述したように、石炭ガス化炉１４に供給される。
【００４１】
熱回収システム１１１は、発生蒸気１０３の熱を熱交換等で回収するシステムである。熱回収システム１１１は、この発生蒸気１０３に対して熱回収を行う。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１０３を処理する処理装置である。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１０３を処理し、排水１１３として流動層乾燥設備１００の外部に排出する。
【００４２】
また、循環装置１０７は流動化蒸気供給ラインＬ２に介装されており、流動化蒸気供給ラインＬ２を流れる流動化蒸気を所定方向に送る。具体的には、流動化蒸気供給ラインＬ２を流れる集塵された後の発生蒸気１０３の一部を流動層乾燥装置１０２内に送る。なお、流動層乾燥装置１０２内に送られる発生蒸気１０３は、湿潤原料１３０の流動層を流動させる流動化蒸気１０６として利用される。なお、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、流動層を流動化させる流動化ガスとして、発生蒸気１０３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、あるいは窒素、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を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０４により集塵した後の発生蒸気１０３の一部を熱回収システム１１１で利用し、残りの部分を流動化蒸気１０６として利用したが、これに限定されない。この流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０４により集塵した後の発生蒸気１０３を例えば、熱交換器や蒸気タービン等で処理してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００４４】
次に、図２及び図３を用いて、湿潤原料供給装置（以下「原料供給装置」ともいう。）１０１について説明する。図２は、本実施例に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。図３は、実施例１に係る螺旋状案内板の概略構成を示す斜視図である。図４は、実施例１に係る螺旋状案内板の概略構成を示す上面図である。
【００４５】
図２に示すように、本発明の原料供給装置１０１は、流動層乾燥装置１０２に乾燥対象の湿潤原料１３０を供給する湿潤原料供給装置であって、乾燥室の一端側である第１乾燥室１０２Ａの上部に設けられ、前記湿潤原料１３０を鉛直方向下側に供給する給炭管（原料供給管）１５１と、前記給炭管１５１の下端部側に、湿潤原料を流動層乾燥室の第１乾燥室１０２Ａの内部へ案内する螺旋状案内板１５２を設けている。
【００４６】
螺旋状案内板１５２は、乾燥室の一端側である第１乾燥室１０２Ａの上部の天板１０２ａに固定して設けられ、給炭管１５１の出口１５１ｄから一定の落下距離をおいた箇所から開始する、下方向に漸次縮径した螺旋シュート（例えば本実施例では第１螺旋シュート１５２ａ〜第４螺旋シュート１５２ｄ）を連続して形成している。なお、螺旋シュートの巻き数は、本実施例に限定されるものではなく、乾燥装置の大きさや供給する湿潤原料により適宜変更するようにしてもよい。
これにより、第１螺旋シュート１５２ａ〜第４螺旋シュート１５２ｄ上を落下する湿潤原料１３０は、最終端に到達したものは、例えば３回転してから自然落下することとなる。なお、それ以外の湿潤原料は、第１螺旋シュート１５２ａ〜第４螺旋シュート１５２ｄの縁から自然に落下することとなる。
【００４７】
そこで、給炭管１５１の出口から所定の距離を持って、第１螺旋シュート１５２ａに落下するように、螺旋状案内板１５２を設置するための逆円錐台形状の中空の筒部１５３が設けられている。
【００４８】
螺旋状案内板１５２は、図４に示すように、給炭管１５１側の上方からみた場合、最初に落下する第１螺旋シュート１５２ａより下方向に連続する第２螺旋シュート１５２ｂは、その径が第１螺旋シュート１５２ａに比べ縮径されており、それが複数階層(本実施例では４層)形成されている。よって、最終端の第４螺旋シュート１５２ｄの開口１５５は第１螺旋シュート１５２ａ〜第３螺旋シュート１５２ｃに比べ小さいものとなっている。
【００４９】
ここで、螺旋状案内板１５２の上方からみた場合、巻貝の渦のように、下方側に位置する螺旋シュートが覗けるようになっているが、本発明はこれに限定されるものではなく、この第１螺旋シュート１５２ａ〜第４螺旋シュート１５２ｄの縮径の程度は、湿潤原料の供給量と付着程度により適宜変更され、第１螺旋シュート１５２ａ〜第４螺旋シュート１５２ｄの縮径割合を小さくして、重なるようにし、開口１５５が大きなその中心部分が中抜き状態となるようにしてもよい。
なお、あまり開口１５５量が大きいと、湿潤原料がそのまま落下する量が増大するので、設計時に適宜変更するようにすればよい。
【００５０】
給炭管１５１から鉛直方向に落下する湿潤原料１３０は、先ず螺旋状案内板１５２の第１螺旋シュート１５２ａに落下する。そして、第１螺旋シュート１５２ａの縁部から一部が落下すると共に、その残部はそのまま下方向に位置する第２螺旋案内シュート１５２ｂ側に送られる。これにより、縁から落下する湿潤原料１３０は、同心円状に均一に分散供給されることとなる。
【００５１】
また、螺旋状案内板１５２の傾斜角は、供給する原料である粉体の安息角（安息角：α）以上とするのが好ましい。また、第１螺旋シュート１５２ａから第２螺旋シュート１５２ｂまでの傾斜角度をその後の螺旋シュートに比べややきつくし、滑り易いようにし、その後の螺旋シュートを安息角以上でなだらかな角度となるようにしてもよい。
【００５２】
これに対し、滑りやすい原料を供給する場合には、角度をなだらかにして、落下速度を制御するようにしてもよい。
【００５３】
本実施例のような湿潤原料供給装置１０１によれば、湿潤原料１３０が給炭管１５１を介して鉛直軸方向に投入される場合、その落下の際、螺旋状案内板１５２に同心円状に分散落下されることにより、流動層乾燥室の第１乾燥室１０２Ａ内への均一な分散供給が実現される。
【００５４】
この結果、第１乾燥室１０２Ａへの湿潤原料投入負荷が高い場合でも、均一な分散供給がなされるので、安定した流動性を確保することができることとなる。
【００５５】
本実施例では、原料として湿潤原料を適用したが、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。また湿潤原料として、褐炭等の石炭に限定されるものではなく、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）などを用いることができる。
【実施例２】
【００５６】
次に、実施例２に係る湿潤原料供給装置について説明する。なお、実施例１に係る湿潤原料供給装置の構成と同一部材には、同一符号を付してその説明は省略する。
図５は、本実施例に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。図６は、本実施例に係る原料供給装置の給炭管の支持構造を示す模式図である。図７は、実施例２に係る他の湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
実施例１においては、給炭管１５１と螺旋状案内板１５２とを固定としているが、本実施例では、給炭管１５１側を駆動装置１６０により回動可能としている。
【００５７】
また、本実施例の湿潤原料供給装置１０１は、湿潤原料１３０を鉛直軸方向に投入する筒状の給炭管１５１の下部内面側に設けられ、その内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０を掻き取るスクレーパ１５７を設けている。そして、該スクレーパ１５７により掻き取られた湿潤原料１３０を、落下させ螺旋状案内板１５２を介して第１乾燥室１０２Ａの内部へ分散・投入するようにしている。
【００５８】
ここで、給炭管１５１の下端部は、図６に示すように、天板１０２ａの開口部１０２ｂ近傍に沿って周設したベアリング等の摺動手段１０２ｃを介して、回動自在に支持されている。
【００５９】
本実施例では、給炭管１５１が駆動装置１６０の駆動により給炭管１５１の中心軸を基点として回転可能とされ、その回転の際、スクレーパ１５７と内周壁面１５１ａとが摺接することで、スクレーパ１５７での内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０の掻き取りを確実としている。なお、駆動装置１６０は図示しない支持手段により固定されている。
【００６０】
ここで、スクレーパ１５７は、図６に示すように、流動層乾燥装置１０２の天板１０２ａに支持部材１５４を介して、支持・固定されている。
また、給炭管１５１の回転の際、給炭管１５１内部からのガスリークを防止するために、蒸気を内部に導入する蒸気シール手段１５６が、給炭管１５１の下端部を覆うように設けられている。そして、蒸気シール手段１５６において、外部から蒸気１５５を導入することにより、内部からのガスリークの防止を図っている。
この導入する蒸気は、例えば１５０℃程度の蒸気とすることで、給炭管１５１の内部に導入された際には、給炭管１５１及びスクレーパ１５７が温められるため、給炭される湿潤原料１３０が給炭管１５１の内周壁面１５１ａ、スクレーパ１５７に付着することを抑制できると共に、湿潤原料１３０の加熱乾燥にも寄与することとしている。
【００６１】
本実施例のような湿潤原料供給装置１０１によれば、湿潤原料１３０が給炭管１５１を介して鉛直方向下側に投入される際、給炭管１５１の内部において付着・閉塞等が発生した場合であっても、駆動装置１６０の駆動により給炭管１５１が回転されることで、湿潤原料１３０が給炭管１５１の内部に付着・閉塞されることが抑制され、また、スクレーパ１５７により内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０を掻き取り除去される。これにより、湿潤原料１３０の付着・閉塞が抑制され、その後螺旋状案内板１５２により、流動層乾燥室の第１乾燥室１０２Ａ内への均一な分散供給が実現される。
【００６２】
この結果、第１乾燥室１０２Ａへの湿潤原料投入負荷が高い場合でも、均一な分散供給がなされるので、安定した流動性を確保することができることとなる。
【００６３】
ここで、本実施形態においてスクレーパ１５７は、給炭管１５１の下部内面側に設けられているがこれに限ることはなく、例えば湿潤原料１３０の付着性の程度に応じて、給炭管１５１の中心部方向又は上方部方向に各々延設するようにしてもよい。このようにすることで、給炭管１５１の中心部方向又は上部方向の内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０の掻き取りを行うことが可能となる。
【００６４】
また、スクレーパ１５７の材料としては、例えばステンレス鋼を用いているが、例えば樹脂材料等を用いて、付着した湿潤原料１３０の掻き取りの際に、撓むことによる逃がし作用を発揮させるようにして、ロックを防止するようにしてもよい。
【００６５】
給炭管１５１の駆動装置１６０による回転は、その回転数が例えば５ｒｐｍから数１０ｒｐｍ程度のゆっくりした回転とするのが、安定供給から好ましい。
【００６６】
以上説明したように、本実施例の原料供給装置１０１を用いることにより、プラグフロー方式の流動層乾燥装置１０２において、第１乾燥室１０２Ａへの湿潤原料１３０の投入の流動性の確保を図るために、湿潤原料１３０の均一分散投入することが可能となる。
【００６７】
また、スクレーパ１５７を設置する代わりに、図７に示すように、給炭管１５１の内部に、スクリュー手段１５９をさらに設けるようにしてもよい。スクリュー手段を設けることにより、給炭管１５１内部の閉塞を抑制することができる。
また、スクレーパ１５７を設置せずに、スクリュー手段１５９のみを給炭管１５１の内部に単独で設置するようにしてもよい。
【実施例３】
【００６８】
次に、実施例３に係る湿潤原料供給装置について説明する。なお、実施例１又は２に係る湿潤原料供給装置の構成と同一部材には、同一符号を付してその説明は省略する。
図８は、本実施例に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。
実施例２においては、給炭管１５１が駆動装置１６０により回転可能としたが、本実施では、螺旋状案内板１５２側を駆動装置１６１により回転するようにしている。
【００６９】
本実施例では、給炭管１５１の外周に配設した外筒１７１の下端部側に、連結部１７２を介して螺旋状案内板１５２が垂下され、外筒１７１を駆動装置１６１で駆動させることで、スクレーパ１５７と螺旋状案内板１５２側とを駆動するようにしている。
なお、外筒１７１の下端部は、図６と同様に、天板１０２ａの開口部１０２ｂ近傍に沿って周設したベアリング等の摺動手段１０２ｃを介して、回動自在に支持されている。
【００７０】
すなわち、外筒１７１の下端部側に連結された連結部１７２によってスクレーパ１５７の下端部と螺旋状案内板１５２の筒部１５３の上端部とが連結部１７２により連結固定されており、外筒１７１を駆動装置１６１で回転駆動させることで、螺旋状案内板１５２を駆動するようにしている。
【００７１】
ここで、給炭管１５１は、流動層乾燥装置１０２の天板１０２ａに支持部材１５６を介して、支持・固定されている。
【００７２】
また、給炭管１５１の回転の際、内部からのガスリークを防止するために、蒸気を内部に導入する蒸気シール手段が、駆動装置１６１の回転軸が支持部材１５６を貫通させるための貫通口から外部より蒸気１５５を導入し、ガスシールを図っている。
【００７３】
そして、駆動装置１６１の駆動により、外筒１７１を時計回又は反時計回に回転させ、これに伴い螺旋状案内板１５２を回転させるようにしている。これにより、給炭管１５１の内部において、スクレーパ１５７と内周壁面１５１ａとが摺接することで、スクレーパ１５７での内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０の掻き取りを確実とし、その後螺旋状案内板１５２による案内が確実となり、流動層乾燥装置１０２内部へ湿潤原料１３０を螺旋状案内板１５２により供給する際、その均一分散が可能となる。
【実施例４】
【００７４】
次に、実施例４の係る湿潤原料供給装置について説明する。なお、実施例１乃至３に係る湿潤原料供給装置の構成と同一部材には、同一符号を付してその説明は省略する。
図９は、本実施例に係る湿潤原料供給装置の概略構成を示す模式図である。なお、本実施例では、駆動装置１６０、１６１及びシール手段１５６については、実施例２及び実施例３の構成と同様であるので、図示を省略し、簡略化したものとしている。
実施例２及び３においては、給炭管１５１側か螺旋状案内板１５２側のいずれか一方が駆動装置１６０、１６１により回転するようにしているが、本実施例では、両者を相対回転させるようにしている。
【００７５】
本実施例では、給炭管１５１側を時計回りに回転させた場合、螺旋状案内板１５２側を反時計周りに回転させるために、給炭管１５１と外筒１７１とを相対回転させることで、給炭管１５１側とスクレーパ１５７と螺旋状案内板１５２と側とを互いに逆回転させて、湿潤原料１３０の掻き取りをより確実としている。また、給炭管１５１側を反時計回りに回転させた場合は、スクレーパ１５７及び螺旋状案内板１５２側を時計周りに回転させるようにする。
【００７６】
これにより、給炭管１５１の内部において、スクレーパ１５７内周壁面１５１ａとが摺接することで、スクレーパ１５７での内周壁面１５１ａに付着した湿潤原料１３０の掻き取りを実施例２又は実施例３よりもより確実とし、その後流動層乾燥装置１０２内部へ湿潤原料１３０を螺旋状案内板１５２により供給する際、その均一分散が可能となる。
【００７７】
ここで、実施例１乃至４の湿潤原料供給装置の性能評価について、検討する。
表１はこれらの評価の結果を示す。
【００７８】
【表１】
2014159934.tif 000003
表１に示すように、実施例１の原料供給装置の均一分散効果、シール性及び補機動力の評価を標準（○）とする場合、実施例２の原料供給装置の均一分散効果は、実施例１よりも優位性が発揮されるが、シール性がやや劣ることが判明した。また、スクレーパを備えていることにより閉塞防止効果が発揮された。なお、補機動力が劣ることが判明した。
実施例３の原料供給装置では、均一分散効果については、実施例２よりも優位性が更に発揮されるが、シール性及び補機動力が劣ることが判明した。
実施例４の原料供給装置では、均一分散効果については、実施例３よりも優位性が更に発揮されるが、シール性及び補機動力については、実施例３よりもやや劣ることが判明した。
【符号の説明】
【００７９】
１１  給炭装置
１２  流動層乾燥装置
１３  微粉炭機
１４  石炭ガス化炉
１５  チャー回収装置
１６  ガス精製装置
１７  ガスタービン設備
１８  蒸気タービン設備
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
１００  流動層乾燥設備
１０１  湿潤原料供給装置（原料供給装置）
１０２  流動層乾燥装置
１３０  湿潤原料
１５１  給炭管（原料供給管）
１５２  螺旋状案内板
１５２ａ〜１５２ｄ  第１〜第４の螺旋シュート
１５７  スクレーパ
１６０、１６１  駆動装置
【図１】
2014159934.tif 000004
【図２】
2014159934.tif 000005
【図３】
2014159934.tif 000006
【図４】
2014159934.tif 000007
【図５】
2014159934.tif 000008
【図６】
2014159934.tif 000009
【図７】
2014159934.tif 000010
【図８】
2014159934.tif 000011
【図９】
2014159934.tif 000012
【図１０】
2014159934.tif 000013