(57)【要約】【課題】少ない動力で目標粒径を得ることができる湿潤燃料破砕装置を提供する。【解決手段】褐炭Ｃ１を貯蔵するホッパ２０と、ホッパ２０から褐炭コンベアＶ１を介して連続的に搬送されてくる褐炭Ｃ１を破砕して褐炭粉粒体Ｃ２とする破砕装置３０と、褐炭粉粒体Ｃ２を加熱して乾燥させた製品炭Ｃ３とする流動層乾燥装置４０と、流動層乾燥装置４０から製品炭Ｃ３を搬送する乾燥炭コンベアＶ３と、製品炭Ｃ３の一部を乾燥炭コンベアＶ３から連続的に抽出して褐炭コンベアＶ１で褐炭Ｃ１に合流させるリサイクルコンベアＶ４と、を具備して構成した。【選択図】図１
2014181333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤燃料を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部から湿潤燃料搬送部を介して連続的に搬送されてくる前記湿潤燃料を破砕して湿潤粉粒体とする破砕部と、
前記湿潤粉粒体を加熱して乾燥させた粉粒体燃料とする乾燥部と、
前記乾燥部から前記粉粒体燃料を搬送する粉粒体燃料搬送部と、
前記粉粒体燃料の一部を前記粉粒体燃料搬送部から連続的に抽出して前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させるリサイクル搬送路と、
を具備して構成したことを特徴とする湿潤燃料破砕装置。
【請求項２】
湿潤燃料を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部から湿潤燃料搬送部を介して連続的に搬送されてくる前記湿潤燃料を破砕して湿潤粉粒体とする破砕部及び前記湿潤粉粒体を加熱して乾燥させた粉粒体燃料とする乾燥部を一体化した破砕・乾燥部と、
前記破砕・乾燥部から前記粉粒体燃料を搬送する粉粒体燃料搬送部と、
前記粉粒体燃料の一部を前記粉粒体燃料搬送部から連続的に抽出して前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させるリサイクル搬送路と、
を具備して構成したことを特徴とする湿潤燃料破砕装置。
【請求項３】
前記乾燥部を流動層乾燥部とし、前記流動層乾燥部の排気ラインで排気中から捕集した粉粒体燃料を前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させる捕集燃料リサイクル搬送路を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の湿潤燃料破砕装置。
【請求項４】
湿潤燃料を破砕して乾燥させた粉粒体燃料の一部を搬送路から連続的に抽出し、前記湿潤燃料の破砕部へ連続的に搬送されている前記湿潤燃料に合流させてリサイクルすることを特徴とする湿潤燃料破砕装置の破砕方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば褐炭のような固体の湿潤燃料に適用される湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界に広く存在する褐炭は、将来有望なエネルギー源の一つとして期待されている。しかし、褐炭は水分を多量に含んでいるため、乾燥に莫大なエネルギーを要することから、発電効率が低いという問題を有している。このため、褐炭のような固体の湿潤燃料については、その有効活用を促進するため、湿潤燃料を効率よく乾燥させる技術の開発が求められている。
【０００３】
湿潤燃料（固体）を乾燥させる従来技術としては、ローラミル等の破砕装置により破砕した後に、流動層乾燥装置等の乾燥装置を用いて乾燥させることが行われている。
また、下記の特許文献１に開示された石炭乾燥装置付流動層ボイラプラントでは、乾燥装置から排出される微粉炭を分級し、粗粒炭を再循環させて原炭に混合することが行われている。この従来技術において、粉砕装置の乾燥熱源には流動層ボイラから発生する排ガスが用いられ、破砕ならびに集塵工程中の石炭を排ガスの保有熱で乾燥させている。
【０００４】
さらに、下記の特許文献２に開示された燃料の製造方法は、粗砕燃料と粉状燃料とを混合した後、破砕装置へ投入しているが、粉砕機には冷却器を通過した冷却風が供給されており、従って、破砕後の乾燥を行うものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−０９１１３０号公報
【特許文献２】特開昭５９−０７５９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、褐炭のような固体の高水分燃料、すなわち湿潤燃料を粉砕（破砕）する際には、燃料表面に付着した水分により粒子が凝集し、粉砕装置出口における目標粒径（微粉度）を達成できないことがある。このため、湿潤燃料を破砕して目標微粉度を達成するためには、破砕装置の動力（破砕能力）を増加させることや、破砕装置の上流で乾燥装置等による前処理を施すことが必要になると考えられる。
【０００７】
また、破砕装置の実運用上においては、ケーシング内面等に対して高水分粒子が付着・堆積して運転継続の妨げとなることも懸念される。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、少ない動力で目標粒径を得ることができる湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の第１態様に係る湿潤燃料破砕装置は、湿潤燃料を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部から湿潤燃料搬送部を介して連続的に搬送されてくる前記湿潤燃料を破砕して湿潤粉粒体とする破砕部と、前記湿潤粉粒体を加熱して乾燥させた粉粒体燃料とする乾燥部と、前記乾燥部から前記粉粒体燃料を搬送する粉粒体燃料搬送部と、前記粉粒体燃料の一部を連続的に前記粉粒体燃料搬送部から抽出して前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させるリサイクル搬送路と、を具備して構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
このような本発明の湿潤燃料破砕装置によれば、乾燥部で乾燥させた粉粒体燃料の一部を連続的に粉粒体燃料搬送部から抽出した後、これを湿潤燃料搬送部まで搬送して湿潤燃料に連続的に合流させるリサイクル搬送路を備えているので、湿潤燃料の表面に対して乾燥された粉粒体燃料を略均一に付着させることができ、この結果、湿潤燃料の表面に付着した水分による粒子の凝集を防止または抑制できる。
なお、粉粒体燃料に所望の粒径を得られない場合には、乾燥した粉粒体燃料を別に設けた破砕部へ送って再度破砕すればよい。
【００１０】
本発明の第２態様に係る湿潤燃料破砕装置は、湿潤燃料を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部から湿潤燃料搬送部を介して連続的に搬送されてくる前記湿潤燃料を破砕して湿潤粉粒体とする破砕部及び前記湿潤粉粒体を加熱して乾燥させた粉粒体燃料とする乾燥部を一体化した破砕・乾燥部と、前記破砕・乾燥部から前記粉粒体燃料を搬送する粉粒体燃料搬送部と、前記粉粒体燃料の一部を連続的に前記粉粒体燃料搬送部から抽出して前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させるリサイクル搬送路と、を具備して構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
このような本発明の湿潤燃料破砕装置によれば、破砕・乾燥部で乾燥させた粉粒体燃料の一部を粉粒体燃料搬送部から抽出した後、これを湿潤燃料搬送部まで搬送して湿潤燃料に合流させるリサイクル搬送路を備えているので、湿潤燃料の表面に対して乾燥された粉粒体燃料を略均一に付着させることができ、この結果、湿潤燃料の表面に付着した水分による粒子の凝集を防止または抑制できる。
【００１２】
上記の湿潤燃料破砕装置においては、前記乾燥部を流動層乾燥部とし、前記流動層乾燥部の排気ラインで排気中から捕集した粉粒体燃料を前記湿潤燃料搬送部で前記湿潤燃料に合流させる捕集燃料リサイクル搬送路を備えていることが好ましく、これにより、流動層乾燥部で乾燥された粉粒体燃料を無駄なく使用することができる。
【００１３】
本発明の湿潤燃料破砕装置の破砕方法は、湿潤燃料を破砕して乾燥させた粉粒体燃料の一部を搬送路から連続的に抽出し、前記湿潤燃料の破砕部へ連続的に搬送されている前記湿潤燃料に合流させてリサイクルすることを特徴とするものである。
【００１４】
このような本発明の湿潤燃料破砕装置の破砕方法によれば、湿潤燃料を破砕して乾燥させた粉粒体燃料の一部を搬送路から連続的に抽出し、湿潤燃料の破砕部へ連続的に搬送されている湿潤燃料に合流させてリサイクルするので、湿潤燃料の表面に対して乾燥された粉粒体燃料を略均一に付着させることができる。従って、湿潤燃料の表面には、乾燥した粉粒体燃料が付着した状態となるので、湿潤燃料の表面に付着した水分による粒子の凝集を防止または抑制できる。
【発明の効果】
【００１５】
上述した本発明の湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法によれば、湿潤燃料の粉砕性が向上し、少ない動力で目標粒径を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法の第１態様を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した第１態様の変形例を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法の第２態様を示す概略構成図である。
【図４】原炭水分変化時の破砕特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る湿潤燃料破砕装置及びその破砕方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す実施形態（第１態様）の湿潤燃料破砕装置は、水分を含む固体燃料である湿潤燃料を所望の粒径に破砕する装置である。湿潤燃料の具体例としては、例えば水分が６０重量％を超える褐炭を例示できる。この褐炭は、例えば石炭ガス化プラントで使用する場合、少なくとも５０〜６０重量％程度まで乾燥させるとともに、粒径を３００μｍ程度まで細かく破砕することが望まれる。なお、以下に説明する実施形態では、湿潤燃料を褐炭とするが、これに限定されることはない。
【００１８】
さて、図１に示す褐炭（湿潤燃料）破砕装置１０は、褐炭（湿潤燃料）Ｃ１を貯蔵するホッパ（貯蔵部）２０と、ホッパ２０から褐炭コンベア（湿潤燃料搬送部）Ｖ１を介して連続的に搬送されてくる褐炭Ｃ１を破砕して褐炭粉粒体（湿潤粉粒体）Ｃ２とする破砕装置（破砕部）３０と、褐炭粉粒体Ｃ２を加熱して乾燥させた製品炭（粉粒体燃料）Ｃ３とする流動層乾燥装置（乾燥部）４０と、流動層乾燥装置４０から製品炭Ｃ３を搬送する乾燥炭コンベア（粉粒体燃料搬送部）Ｖ３と、製品炭Ｃ３の一部を連続的に乾燥炭コンベアＶ３から抽出して褐炭コンベアＶ１で褐炭Ｃ１に合流させるリサイクルコンベア（リサイクル搬送路）Ｖ４と、を備えている。
【００１９】
破砕装置３０としては、例えばローラミルを例示できる。
破砕装置３０で破砕された褐炭粉粒体Ｃ２は、重力による落下または必要に応じて設けられる搬送コンベアＶ２を用いて、流動層乾燥装置４０へ連続的に供給される。
本実施形態では、乾燥部として流動層乾燥装置４０を例示しているが、流動層乾燥装置４０の他にも、例えばキルンや固定層乾燥装置等を採用することができる。
【００２０】
図示の流動層乾燥装置４０は、炉内下面（底部）から高温の流動化ガスによる熱風を投入し、褐炭粉粒体Ｃ２の流動層を形成した状態にして蒸気等の熱源で加熱するように構成された装置である。このような流動層乾燥装置４０は、流動層内における褐炭粉粒体Ｃ２と熱風との接触面積が大きく熱伝達係数が迅速であり、良好な乾燥特性を得ることができる。
【００２１】
流動層乾燥装置４０で乾燥した製品炭Ｃ３は、乾燥炭コンベアＶ３で所定の貯蔵容器等へ向けて搬送されるが、本実施形態の褐炭破砕装置１０では、製品炭Ｃ３の一部が乾燥炭コンベアＶ３から連続的に抽出される。抽出した製品炭Ｃ３は、リサイクルコンベアＶ４を介して褐炭コンベアＶ１まで連続的に搬送され、褐炭コンベアＶ１上を搬送される褐炭Ｃ１に連続的に合流させる。
【００２２】
すなわち、本実施形態の褐炭破砕装置１０は、流動層乾燥部４０で乾燥させた製品炭Ｃ３の一部を連続的に乾燥炭コンベアＶ３から抽出した後、これを褐炭コンベアＶ１まで搬送して褐炭Ｃ１に連続的に合流させるリサイクルコンベアＶ４を備えているので、褐炭Ｃ１と製品炭Ｃ３とが褐炭コンベアＶ１上で合流することにより、破砕前の状態にある褐炭Ｃ１の表面に対し、破砕後に乾燥させた製品炭Ｃ３が略均一に付着する。
【００２３】
この結果、破砕前の褐炭Ｃ１は、細かく破砕された後に乾燥された製品炭Ｃ３の粉粒体が表面に付着するので、褐炭Ｃ１の表面に付着している水分の露出が減少するとともに、製品炭Ｃ３の熱で水分量も減少する。
従って、水分による燃料粒子の凝集を防止または抑制できるようになり、破砕装置３０においては、褐炭Ｃ１を所定の目標粒径まで容易に破砕できるようになる。
【００２４】
このようにすれば、褐炭Ｃ１の破砕性向上に加えて、リサイクルコンベアＶ４のないものと比較して、少ない動力で目標粒径を達成することが可能になる。
なお、図４は、原炭水分変化時の破砕特性を示す図であり、この場合の原炭である褐炭Ｃ１を破砕装置３０により同一条件で破砕した場合、褐炭Ｃ１の破砕時粒子水分を高い状態で破砕すると、破砕後の平均粒径が大きくなることを示している。
【００２５】
また、製品炭Ｃ３に所望の粒径を得られない場合には、すなわち、目標粒径を達成できない場合には、図２に変形例として示す褐炭破砕装置１０Ａのように、乾燥した製品炭Ｃ３を別に設けた破砕装置３０´へ送って再度破砕すればよい。このような破砕装置３０´を使用する場合でも、破砕装置３０の破砕性が向上しているので、後段に配置した破砕装置３０´の負担が軽減され、リサイクルコンベアＶ４のないものと比較して、少ない動力で目標粒径を達成できる。
【００２６】
ところで、乾燥部を流動層乾燥装置４０とした場合には、投入した流動化ガスの熱風を炉外へ排出するため、排気ライン４１必要となる。しかし、この排気ライン４１を設けたことにより、流動化ガスとともに炉内の褐炭粉粒体Ｃ２も一部が流出することとなる。このため、排気ライン４１には、流動化ガスから褐炭粉粒体Ｃ２を分離させて回収するサイクロン５０や電気集塵機（ＥＰ）のような集塵装置が設けられている。
なお、図示の構成例において、サイクロン５０で褐炭粉粒体Ｃ２が回収された流動化ガスは排気となり、排気放出ライン５１を介して大気へ放出される。
【００２７】
そこで、本実施形態では、排気ライン５１において、サイクロン５０で流動化ガスの排気中から褐炭粉粒体Ｃ２を捕集し、捕集した褐炭粉粒体Ｃ２を褐炭コンベアＶ１で褐炭Ｃ１に合流させる捕集燃料リサイクルコンベアＶ５を設けてある。この捕集燃料リサイクルコンベアＶ５は、サイクロン５０で捕集した褐炭粉粒体Ｃ２について、褐炭コンベアＶ１へ直接供給してもよいし、あるいは、図１に示すように、リサイクルコンベアＶ４で搬送される製品炭Ｃ３と合流させてもよい。
なお、排気ライン５１へ流出する褐炭粉粒体Ｃ２は、炉内において粒径の小さい軽量のものが中心となり、その温度も製品炭Ｃ３に近いものとなる。
【００２８】
従って、サイクロン５０で回収した褐炭粉粒体Ｃ２は、上述した製品炭Ｃ３と同様に褐炭Ｃ１の表面に付着するので、褐炭Ｃ１の表面に付着している水分の露出が減少するとともに、製品炭Ｃ３の熱で水分量も減少する。
この結果、破砕装置３０においては、褐炭Ｃ１の破砕性向上に加えて、少ない動力で目標粒径を達成することが可能になる。すなわち、捕集燃料リサイクルコンベアＶ５を設置することは、流動層乾燥装置４０で乾燥された褐炭粉粒体Ｃ２が排気ライン４１へ流出しても廃棄するようなことをせず、製品炭Ｃ３として無駄なく有効利用するだけでなく、破砕性の向上や省動力化にも貢献する。
【００２９】
次に、図３に示す実施形態（第２態様）の褐炭破砕装置１０Ｂについて、上述した実施形態と異なる構成を中心に説明する。なお、上述した実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この褐炭破砕装置１０Ｂは、ホッパ２０と、破砕・乾燥装置（破砕・乾燥部）６０と、乾燥炭コンベアＶ３と、リサイクルコンベアＶ４と、を具備して構成される。
【００３０】
本実施形態の破砕・乾燥装置６０は、貯蔵部２０から褐炭コンベアＶ１を介して連続的に搬送されてくる褐炭Ｃ１を破砕して褐炭粉粒体Ｃ２とする破砕部３０Ａと、褐炭粉粒体Ｃ２を加熱して乾燥させた製品炭Ｃ３とする乾燥部４０Ａとを一体化したものである。破砕・乾燥装置６０の具体例を示すと、破砕部３０Ａとして設けたローラミル内に熱ガスを供給し、破砕しながら加熱して乾燥させる装置がある。
破砕・乾燥装置６０から供給される製品炭Ｃ３は、乾燥炭コンベアＶ３を介して所望の位置まで搬送されるが、乾燥炭コンベアＶ３の途中にはリサイクルコンベアＶ４が連結されている。
【００３１】
リサイクルコンベアＶ４は、上述した実施形態と同様に、製品炭Ｃ３の一部を抽出して褐炭コンベアＶ１まで搬送する。こうして搬送した製品炭Ｃ３は、褐炭コンベアＶ１上を搬送される褐炭Ｃ１と合流するので、破砕前の状態にある褐炭Ｃ１の表面に対して破砕後に乾燥された製品炭Ｃ３が略均一に付着する。
【００３２】
この結果、褐炭Ｃ１の表面に付着している水分の露出が減少するとともに、製品炭Ｃ３の熱で水分量も減少するので、水分による燃料粒子の凝集を防止又は抑制することが可能になる。従って、破砕・乾燥装置６０の破砕部３０Ａにおいては、褐炭Ｃ１を所定の目標粒径まで容易に破砕できるようになり、褐炭Ｃ１の破砕性向上や省動力化して目標粒径を達成できるようになる。
また、サイクロン５０で分離・捕集した褐炭粉粒体Ｃ２を褐炭コンベアＶ１へ供給する捕集燃料リサイクルコンベアＶ５を設けておけば、褐炭粉粒体Ｃ２を製品炭Ｃ３として無駄なく有効利用できるだけでなく、破砕性の向上や省動力化も可能となる。
【００３３】
上述した実施形態の褐炭破砕装置１０，１０Ａ，１０Ｂによれば、褐炭を破砕して乾燥させた製品炭の一部を搬送路となる乾燥炭コンベアＶ３から連続的に抽出し、破砕部へ連続的に搬送されている褐炭に合流させてリサイクルするという破砕方法を採用することができ、この結果、褐炭の表面に対して乾燥された褐炭粉粒体を略均一に付着させることが可能になる。従って、破砕前の褐炭表面には、乾燥した褐炭粉粒体が付着した状態となるので、褐炭の表面に付着した水分による粒子の凝集を防止または抑制した破砕が可能になるので、褐炭のような湿潤燃料の粉砕性が向上し、少ない動力で目標粒径を得ることが可能になる。
【００３４】
また、褐炭の乾燥が進行し、表面の付着水分が除去された粒子（例えば乾燥率５０％程度）を粉砕することになるので、褐炭をそのまま破砕する場合と比較して、簡易な破砕装置や少ない動力で目標粒径を得ることができる。
さらに、乾燥部として流動層乾燥装置４０を採用する場合には、流動層乾燥装置４０に投入される粒子径が小さくなることにより、流動化ガスのガス量低減にも寄与する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０，１０Ａ，１０Ｂ    褐炭（湿潤燃料）破砕装置
２０    ホッパ
３０，３０´    破砕装置（破砕部）
３０Ａ    破砕部
４０    流動層乾燥装置（乾燥部）
４０Ａ    乾燥部
５０    サイクロン（集塵装置）
６０    破砕・乾燥装置
Ｖ１    褐炭コンベア（湿潤燃料搬送部）
Ｖ２    搬送コンベア
Ｖ３    乾燥炭コンベア（粉粒体燃料搬送部）
Ｖ４    リサイクルコンベア（リサイクル搬送路）
Ｖ５    捕集燃料リサイクルコンベア
Ｃ１    褐炭（湿潤燃料）
Ｃ２    褐炭粉粒体（湿潤粉粒体）
Ｃ３    製品炭（粉粒体燃料）
【図１】
2014181333.tif 000003
【図２】
2014181333.tif 000004
【図３】
2014181333.tif 000005
【図４】
2014181333.tif 000006