(57)【要約】【課題】流動層乾燥装置において、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする。【解決手段】石炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３が設けられる乾燥容器１０１と、複数の貫通孔が設けられて乾燥容器１０１内に水平をなして配置されることで上部の乾燥室と下部の風室１１０とを区画する分散板１０９と、乾燥室を分割して複数の乾燥室１１１，１１２，１１３を形成すると共に石炭の通過開口部１１６，１１７が形成される仕切板１１４，１１５と、風室１１０を分割して複数の風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを形成すると共に仕切板１１４，１１５より石炭の流動方向の下流側に配置される区画板１１８，１１９と、石炭の流動方向における上流側の乾燥室１１１，１１２，１１３ほど高い空塔速度となるように風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに流動化蒸気を供給する流動化蒸気供給装置とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなすと共に一端側に湿潤燃料投入部が設けられて他端側に乾燥物排出部が設けられる乾燥容器と、
前記乾燥容器を湿潤燃料の流動方向に分割して複数の分割乾燥室を形成すると共に湿潤燃料の通過開口部が形成される仕切部材と、
前記複数の分割乾燥室の下方から湿潤燃料の流動方向における上流側ほど高い空塔速度となる流動化ガスを供給可能な風室を有してこの風室が前記複数の分割乾燥室の下方で且つ湿潤燃料の流動方向における下流側にずれて配置される流動化ガス供給装置と、
を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥容器は、複数の貫通孔を有する分散板が水平をなして配置されることで上部の前記分割乾燥室と下部の前記風室とに区画され、前記風室は、区画部材により湿潤燃料の流動方向に分割して複数の分割風室が形成され、前記区画部材は、前記仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側にずれて配置される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】
前記乾燥容器は、前記仕切部材により３個以上の前記分割乾燥室が形成され、湿潤燃料の流動方向の最上流側に位置する前記仕切部材に対して前記区画部材が前記仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側に配置されることを特徴とする請求項２に記載の流動層乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動化ガスにより湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、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、適用炭種を拡大することにより、さらにメリットが大きくなることが知られている。
【０００３】
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。
【０００４】
このような石炭ガス化複合発電設備に用いられる石炭の乾燥装置としては、下記特許文献に記載されたものがある。特許文献１に記載された多室型流動層分級装置は、風室の上側に多孔板型ガス分散板を介して流動層を設け、この室を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成し、風室に乾燥用熱風等としての役割と分級用気体としての役割を有する流動化ガスを供給可能とするものである。また、特許文献２に記載された流動層乾燥装置は、乾燥部を水平な多孔板により上部空間と下部空間に区画し、上部空間に垂直な複数の上部仕切りを所定間隔に配置し、下部空間に底で多孔板を貫通するように垂直な下部仕切りを配置し、上部仕切りと下部仕切りとの間に隔板で区画して異なる温度と流速のガスを供給するチャンネル空間を形成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９７８５４号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に記載された従来の多室型流動層分級装置では、流動化した被処理物が流動層から連絡通路を通って流動層へ移動して分級されるが、この連絡通路の通路面積が狭いことからここで被処理物が堆積して閉塞してしまうおそれがある。また、上述した特許文献２に記載された従来の流動層乾燥装置では、隔板で区画したチャンネル空間に異なる温度と流速のガスを供給するようにしているが、例えば、乾燥対象物粒子が第１空間から第２空間へ移動するとき、流速の速い空間から流速の遅い空間へ移動するため、乾燥対象物粒子の流動が不十分となり、前述と同様に、ここで堆積して閉塞してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、中空形状をなすと共に一端側に湿潤燃料投入部が設けられて他端側に乾燥物排出部が設けられる乾燥容器と、前記乾燥容器を湿潤燃料の流動方向に分割して複数の分割乾燥室を形成すると共に湿潤燃料の通過開口部が形成される仕切部材と、前記複数の分割乾燥室の下方から湿潤燃料の流動方向における上流側ほど高い空塔速度となる流動化ガスを供給可能な風室を有してこの風室が前記複数の分割乾燥室の下方で且つ湿潤燃料の流動方向における下流側にずれて配置される流動化ガス供給装置と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、上流側の分割乾燥室ほど高い空塔速度となるように流動化ガスを供給する風室を分割乾燥室の下方で且つ湿潤燃料の流動方向における下流側にずらして配置することから、上流側の分割乾燥室の湿潤燃料が通過開口部を通って下流側の分割乾燥室へ移動するとき、空塔速度が変化しないため、この通過開口部での湿潤燃料の滞留が抑制され、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【００１０】
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、複数の貫通孔を有する分散板が水平をなして配置されることで上部の前記分割乾燥室と下部の前記風室とに区画され、前記風室は、区画部材により湿潤燃料の流動方向に分割して複数の分割風室が形成され、前記区画部材は、前記仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側にずれて配置されることを特徴としている。
【００１１】
従って、風室を区画部材により分割して複数の分割風室を形成し、この区画部材を仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側に配置することから、簡単な構成で、上流側の分割乾燥室の湿潤燃料が通過開口部を通って下流側の分割乾燥室へ移動するときに空塔速度が変化しないようにすることができ、通過開口部での湿潤燃料の滞留を抑制することができると共に、構造の簡素化を可能とすることができる。
【００１２】
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、前記仕切部材により３個以上の前記分割乾燥室が形成され、湿潤燃料の流動方向の最上流側に位置する前記仕切部材に対して前記区画部材が前記仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側に配置されることを特徴としている。
【００１３】
従って、複数の分割乾燥室として、湿潤燃料の初期乾燥を行う予熱乾燥領域と、湿潤燃料の中期乾燥を行う定率乾燥領域と、湿潤燃料の後期乾燥を行う減率乾燥領域とすることが可能となり、湿潤燃料を効率的に乾燥することができ、また、最上流側の仕切部材に対して区画部材を下流側に配置することで、少なくとも初期乾燥状態にある湿潤燃料の滞留を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥容器を湿潤燃料の流動方向に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部が形成される仕切部材と、風室を湿潤燃料の流動方向に分割すると共に仕切部材より湿潤燃料の流動方向の下流側に配置される区画部材と、湿潤燃料の流動方向における上流側の分割乾燥室ほど高い空塔速度となるように各分割風室に流動化ガスを供給する流動化ガス供給装置とを設けるので、湿潤燃料が通過開口部を通るときの空塔速度が変化しないため、この通過開口部での湿潤燃料の滞留が抑制され、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図である。
【図２】図２は、本実施例の流動層乾燥装置を表す概略背面図である。
【図３】図３は、本実施例の流動層乾燥装置が適用された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】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図、図２は、本実施例の流動層乾燥装置を表す概略背面図、図３は、本実施例の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００１８】
本実施例の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）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、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備である。
【００１９】
本実施例において、図３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とを有している。原炭バンカ２１は、石炭を貯留可能であって、所定量の石炭を石炭供給機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から投下された石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破砕することができる。
【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、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に流動化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、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、本実施例の流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
【００３３】
流動層乾燥装置１２は、プラグフロー式の乾燥装置であって、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１と、石炭投入口（湿潤燃料投入部）１０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）１０３と、流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６，１０７，１０８とを有している。
【００３４】
乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に石炭を投入する石炭投入口１０２が形成される一方、他端側の下部に石炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。この場合、石炭投入口１０２や乾燥炭排出口１０３を乾燥容器１０１の端部に１つずつ設けたが、複数であってもよい。また、乾燥容器１０１は、石炭供給機２２（図３参照）により石炭投入口１０２から内部への石炭供給量を調整することができる。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３に設けられた図示しないロータリバルブの回転数を調整することで、石炭排出量を調整することができる。
【００３５】
また、乾燥容器１０１は、下部に底板１０１ａから所定距離をあけて複数の貫通孔を有する分散板１０９が設けられることで、上部の乾燥室（１１１，１１２，１１３）と下部の風室１１０とに区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風室１１０を介して分散板１０９の上方に流動化蒸気を供給する流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の天井板１０１ｂに流動化蒸気及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。
【００３６】
この乾燥容器１０１は、石炭投入口１０２から石炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から風室１１０及び分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。
【００３７】
そして、乾燥容器１０１は、内部が石炭の流動方向の上流側に設けられた第１乾燥室（分割乾燥室）１１１と、この第１乾燥室１１１より下流側に設けられた第２乾燥室（分割乾燥室）１１２と、石炭の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室（分割乾燥室）１１３とが設けられている。
【００３８】
詳細に説明すると、乾燥容器１０１は、複数（本実施例では、２個）の仕切板（仕切部材）１１４，１１５により流動層Ｓが石炭の流動方向に複数（本実施例では、３個）に分割されている。そして、乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５により下部に石炭の通過開口部１１６，１１７が形成されている。この各仕切板１１４，１１５は、石炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、石炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。各仕切板１１４，１１５は、下端部が分散板１０９と所定隙間をもって位置し、上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置している。即ち、各仕切板１１４，１１５と分散板１０９との間に、所定の高さと幅（開口面積）を有する通過開口部１１６，１１７が確保されており、この通過開口部１１６，１１７は、ほぼ同じ開口面積に設定されている。
【００３９】
このように乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１１４，１１５の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、石炭の初期乾燥を行う領域（予熱乾燥領域）となっている。第２乾燥室１１２は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、石炭の中期乾燥を行う領域（定率乾燥領域）となっている。第３乾燥室１１３は、フリーボード部Ｆ３と流動層Ｓ３が形成され、石炭の後期乾燥を行う領域（減率乾燥領域）となっている。
【００４０】
この場合、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、石炭の含水量などに応じて最適な比率に設定してもよく、例えば、第２乾燥室１１２の床面積を最大に設定することが望ましい。即ち、第１乾燥室１１１は、投入される石炭の含水率が高いことから、所定の含水率まで石炭の乾燥速度が上昇する予熱乾燥領域である。石炭の乾燥速度は、所定の乾燥速度まで上昇して一定となることから、第２乾燥室１１２は、石炭の乾燥速度が一定となる定率乾燥領域である。石炭の乾燥速度は、石炭の含水率が所定の含水率（限界含水率）になると、加工することから、第３乾燥室１１３は、石炭の乾燥速度が減少する減率乾燥領域である。従って、定率乾燥領域である第２乾燥室１１２の容積を最大にすることで、乾燥効率が向上する。
【００４１】
また、乾燥容器１０１は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、複数（本実施例では、２個）の区画板（区画部材）１１８，１１９により風室１１０が石炭の流動方向に複数（本実施例では、３個）に区画されている。即ち、風室１１０は、２個の区画板１１８，１１９により３個の風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３個の風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３個の流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。
【００４２】
この各区画板１１８，１１９は、石炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、石炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。このように乾燥容器１０１は、各区画板１１８，１１９が設けられることで、第１風室（分割風室）１０１ａと第２風室（分割風室）１１０ｂと第３風室（分割風室）１１０ｃに区画されている。また、この各区画板１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５の下方に配置されている。そして、各区画板１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５より石炭の流動方向の下流側に配置されている。即ち、区画板１１８は、仕切板１１４より下流側に所定距離Ｌ１だけずれて配置され、区画板１１９は、仕切板１１５より下流側に所定距離Ｌ２だけずれて配置されている。そのため、第１風室１０１ａが第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２の一部に対応しており、第２風室１１０ｂが第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３の一部に対応している。
【００４３】
流動層乾燥装置１２は、各乾燥室１１１，１１２，１１３に対して流動化蒸気を供給する蒸気供給ライン１２１が設けられており、この蒸気供給ライン１２１から分岐した３個の分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃがそれぞれ風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ（流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）に連結されている。そして、この分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃがそれぞれ設けられている。そのため、この流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃの開度を調整することで、各風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することができる。そして、各風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することで、分散板１０９の貫通穴を通して各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給する流動化蒸気量を調整し、各乾燥室１１１，１１２，１１３での空塔速度を調整することができる。本実施例では、石炭の流動方向における上流側の乾燥室ほど高い空塔速度となるように、つまり、第１乾燥室１１１、第２乾燥室１１２、第３乾燥室１１３の順に空塔速度が低下するように設定されている。
【００４４】
なお、本発明の流動化ガス供給装置は、流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）、分散板１０９、区画板１１８，１１９、蒸気供給ライン１２１、分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃなどにより構成されている。
【００４５】
この乾燥容器１０１は、その室内において、供給された石炭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、流動層Ｓにおいて、石炭が流動方向に拡散しないように、この石炭を流動方向に押し出す流れである。
【００４６】
また、乾燥容器１０１は、各乾燥室１１１，１１２，１１３にて、外部から乾燥容器１０１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を循環する複数の伝熱管１０６，１０７，１０８が配置されている。この伝熱管１０６，１０７，１０８は、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に埋設されるように位置し、内部を流れる流動化蒸気により各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の石炭を加熱して乾燥することができる。この場合、伝熱管１０６，１０７，１０８は、供給される過熱蒸気の圧力を変更することで、その温度を調整することができる。
【００４７】
従って、第１乾燥室１１１に供給された石炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された石炭は、仕切板１１４の下部の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に移動され、ここで、伝熱管１０７により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された石炭は、仕切板１１５の下部の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に移動され、ここで、伝熱管１０８により加熱されることで後期乾燥される。
【００４８】
これにより、各乾燥室１１１，１１２，１１３の流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成する石炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を上流側から通過開口部１１６，１１７を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。
【００４９】
ここで、本実施例の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。
【００５０】
流動層乾燥装置１２において、乾燥容器１０１に対して、石炭投入口１０２から石炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。石炭は、流動化蒸気により流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６，１０７，１０８から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
【００５１】
即ち、石炭投入口１０２から石炭が供給されると、まず、第１乾燥室１１１では、流動化蒸気供給部１０４ａから第１風室１１０ａに流動化蒸気が供給され、この流動化蒸気が分散板１０９の各貫通穴を通して第１乾燥室１１１に供給される。そのため、石炭は、この流動化蒸気と伝熱管１０６からの熱を受けることで、流動層Ｓ１で流動しながら乾燥される。
【００５２】
次に、第１乾燥室１１１で初期乾燥が終了した石炭は、仕切板１１４の下方の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動する。この第２乾燥室１１２では、流動化蒸気供給部１０４ｂから第２風室１１０ｂに流動化蒸気が供給され、この流動化蒸気が分散板１０９の各貫通穴を通して第２乾燥室１１２に供給される。そのため、石炭は、この流動化蒸気と伝熱管１０７からの熱を受けることで、流動層Ｓ２で流動しながら乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥が終了した石炭は、仕切板１１５の下方の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に流動する。
【００５３】
この第３乾燥室１１３では、流動化蒸気供給部１０４ｃから第３風室１１０ｃに流動化蒸気が供給され、この流動化蒸気が分散板１０９の各貫通穴を通して第３乾燥室１１３に供給される。そのため、石炭は、この流動化蒸気と伝熱管１０８からの熱を受けることで、流動層Ｓ３で流動しながら乾燥される。このように石炭は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、伝熱管１０６，１０７，１０８により加熱されながら、供給される流動化蒸気により流動し、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく乾燥される。
【００５４】
上述した石炭の乾燥工程で、第１乾燥室１１１では、第１風室１１０ａから分散板１０９を通して流動層Ｓ１に高速の流動化蒸気が噴出されることで、石炭は流動層Ｓ１で流動しながら乾燥する。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された石炭は、通過開口部１１６を通して第２乾燥室１１２に流動する。この第１乾燥室１１１の石炭が通過開口部１１６から第２乾燥室１１２に流動するとき、第１風室１１０ａが第２乾燥室１１２の下部まで延長されていることから、第１乾燥室１１１の石炭が完全に第２乾燥室１１２に流動するまでの間、高速の空塔速度で流動することとなる。そのため、乾燥途中にある石炭は、通過開口部１１６でその流動速度が低下することはなく、流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通して流動層Ｓ２に適正に移動することとなり、この通過開口部１１６での石炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における石炭の通過不良が防止される。
【００５５】
その後、通過開口部１１６を通過して第２乾燥室１１２（流動層Ｓ２）に移動した石炭は、第１風室１１０ａの上方から第２風室１１０ｂの上方に流動するが、ここは第２乾燥室１１２の広い空間であることから、空塔速度が高速から中速に低下しても、石炭が滞留することなく適正に流動することができる。
【００５６】
また、第２乾燥室１１２では、第２風室１１０ｂから分散板１０９を通して流動層Ｓ２に中速の流動化蒸気が噴出されることで、石炭は流動層Ｓ２で流動しながら乾燥する。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された石炭は、通過開口部１１７を通して第３乾燥室１１３に流動する。この第２乾燥室１１２の石炭が通過開口部１１７から第３乾燥室１１３に流動するとき、第２風室１１０ｂが第３乾燥室１１３の下部まで延長されていることから、第２乾燥室１１２の石炭が完全に第３乾燥室１１３に流動するまでの間、中速の空塔速度で流動することとなる。そのため、乾燥途中にある石炭は、通過開口部１１７でその流動速度が低下することはなく、流動層Ｓ２から通過開口部１１７を通して流動層Ｓ３に適正に移動することとなり、この通過開口部１１７での石炭の滞留が抑制され、通過開口部１１７における石炭の通過不良が防止される。
【００５７】
その後、通過開口部１１７を通過して第３乾燥室１１３（流動層Ｓ３）に移動した石炭は、第２風室１１０ｂの上方から第３風室１１０ｃの上方に流動するが、ここは第３乾燥室１１３の広い空間であることから、空塔速度が高速から中速に低下しても、石炭が滞留することなく適正に流動することができる。
【００５８】
そして、石炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、流動層Ｓで石炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。
【００５９】
このように本実施例の流動層乾燥装置にあっては、中空形状をなすと共に一端側に石炭投入口１０２が設けられて他端側に乾燥炭排出口１０３が設けられる乾燥容器１０１と、複数の貫通孔が設けられて乾燥容器１０１内に水平をなして配置されることで上部の乾燥室と下部の風室１１０とを区画する分散板１０９と、乾燥室を石炭の流動方向に分割して複数の乾燥室１１１，１１２，１１３を形成すると共に石炭の通過開口部１１６，１１７が形成される仕切板１１４，１１５と、風室１１０を石炭の流動方向に分割して複数の風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを形成すると共に仕切板１１４，１１５より石炭の流動方向の下流側に配置される区画板１１８，１１９と、石炭の流動方向における上流側の乾燥室１１１，１１２，１１３ほど高い空塔速度となるように風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに流動化蒸気を供給する流動化蒸気供給装置とを設けている。
【００６０】
従って、例えば、上流側の第１乾燥室１１１の石炭が通過開口部１１６を通って下流側の第２乾燥室１１２へ移動するとき、空塔速度が変化しないため、この通過開口部１１６での石炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における石炭の通過不良を防止し、石炭の乾燥効率を向上することができる。なお、上流側の第２乾燥室１１２の石炭が通過開口部１１７を通って下流側の第３乾燥室１１３へ移動するときも同様に、通過開口部１１７における石炭の通過不良を防止し、石炭の乾燥効率を向上することができる。
【００６１】
この場合、区画板１１８，１１９により複数の風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを形成し、この区画板１１８，１１９を仕切板１１４，１１５より石炭の流動方向の下流側に配置することから、簡単な構成で、上流側の乾燥室１１１，１１２の石炭が通過開口部１１６，１１７を通って下流側の乾燥室１１２，１１３へ移動するときに空塔速度が変化しないようにすることができ、通過開口部１１６，１１７での石炭の滞留を抑制することができると共に、構造の簡素化を可能とすることができる。
【００６２】
なお、本実施例では、仕切板１１４，１１５と区画板１１８，１１９を同数としたが、仕切板１１４，１１５と区画板１１８だけとし、区画板１１９をなくしてもよい。
【００６３】
また、上述した実施例では、仕切板１１４の下流側に所定距離Ｌ１だけずれて区画板１１８を配置し、仕切板１１５の下流側に所定距離Ｌ２だけずれて区画板１１９を配置したが、この所定距離Ｌ１，Ｌ２は、浸潤燃料（石炭）の形態（粒径や含水率など）、通過開口部１１６，１１７の開口面積などにより設定すればよいものである。
【００６４】
また、上述した実施例では、本発明の流動化ガス供給装置として、区画板１１８，１１９や流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃなどを設け、この流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃにより各風室１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃへの流動化蒸気の供給量を調整することで、各乾燥室１１１，１１２，１１３での空塔速度を変更するようにしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、各乾燥室１１１，１１２，１１３の下方に対応して分散板１０９の貫通穴の開口面積が異なる３個の風室を構成し、石炭の流動方向の上流側ほど乾燥室１１１，１１２，１１３の空塔速度が高くなるように、上流側の風室ほど開口面積を大きく設定する。この場合、区画板や分岐ライン、流量調整弁が不要となる。
【００６５】
また、上述した実施例では、乾燥容器１０１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に区画したが、２つの乾燥室または４つ以上の乾燥室としてもよい。また、乾燥容器１０１の形状、石炭投入口１０２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、ガス排出口１０５、伝熱管１０６，１０７，１０８の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置１２の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。
【００６６】
また、上述した実施例では、湿潤燃料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、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。
【００６７】
また、上述した実施例では、乾燥容器１０１内に流動化蒸気を供給するものとして説明したが、流動化蒸気として空気などを適用してもよい。また、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の中間部に通過開口部１１６，１１７を設けたが、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の下部に通過開口部１１６，１１７を設けてもよく、通過開口部１１６，１１７の位置に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６８】
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
１０１  乾燥容器
１０２  石炭投入口
１０３  乾燥炭排出口
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ  流動化蒸気供給部（流動化ガス供給装置）
１０５  ガス排出口
１０６，１０７，１０８  伝熱管
１１０  風室（流動化ガス供給装置）
１１０ａ  第１風室（分割風室）
１１０ｂ  第２風室（分割風室）
１１０ｃ  第３風室（分割風室）
１１１  第１乾燥室（分割乾燥室）
１１２  第２乾燥室（分割乾燥室）
１１３  第３乾燥室（分割乾燥室）
１１４，１１５  仕切板（仕切部材）
１１６，１１７  通過開口部
１１８，１１９  区画板（区画部材、流動化ガス供給装置）
１２１  蒸気供給ライン（流動化ガス供給装置）
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ  分岐ライン（流動化ガス供給装置）
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ  流量調整弁（流動化ガス供給装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  流動層
【図１】
2014145578.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014145578.tif 000005