(57)【要約】【課題】流動層乾燥装置において、湿潤燃料への伝熱効率を高めることで乾燥効率の向上を可能とする。【解決手段】一端側の原炭投入口１０２から原炭を投入可能であると共に他端側の乾燥炭排出口１０３から原炭が加熱乾燥された乾燥炭を排出可能な中空形状をなす乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１に流動化ガスを供給することで原炭を流動して乾燥させる流動化ガス供給部１０４と、原炭を下降させる下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ、下降式流動室１０６に連続して流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄとを設けている。【選択図】図１
2014112020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、
前記乾燥容器に流動化ガスを供給することで湿潤燃料を流動して乾燥させる流動化ガス供給部と、
湿潤燃料を下降させる下降式流動室と、
前記下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室と、
を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互に直列をなして複数配置され、前記下降式流動室の下部と前記上昇式流動室の下部とがされる下部連通部と、前記上昇式流動室の上部と前記下降式流動室の上部とが連通される上部連通部とが形成されてい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】
前記流動化ガス供給部は、少なくとも前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給することを特徴とする請求項１または２に記載の流動層乾燥装置。
【請求項４】
前記流動化ガス供給部は、前記下降式流動室と前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室の空塔速度が前記下降式流動室の空塔速度より高く設定されることを特徴とする請求項３に記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
前記上昇式流動室の圧力が前記下降式流動室の圧力より低く設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項６】
前記上昇式流動室の上部に圧力調整装置が設けられることを特徴とする請求項５に記載の流動層乾燥装置。
【請求項７】
前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する分散板の開口率が前記下降式流動室に対応する分散板の開口率より高く設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項８】
前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで前記上昇式流動室及び前記下降式流動室にそれぞれ対応した風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量が前記下降式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量より多く設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項９】
前記下降式流動室は、下部に前記上昇式流動室の下部に向けて下方に傾斜する傾斜面が設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項１０】
前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置され、最上流側の前記下降式流動室の上部に前記投入部が設けられ、最下流側の前記下降式流動室の下部に前記排出部が設けられることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つ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、流動化ガスにより被乾燥物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、石炭ガス化炉に微粉炭として供給される。そして、空気が取り込まれ、微粉炭が燃焼ガス化されてガス化ガス（可燃性ガス）が生成される。このガス化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、高温・高圧の燃焼ガスが生成されて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る。そして、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンが駆動されて発電が行なわれる。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】
ところで、このような石炭ガス化複合発電設備にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。また、燃料として、石炭の代わりにバイオマスなどが用いられることがある。この低品位炭やバイオマスは、水分量が多く含まれるため、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、このような湿潤燃料を使用する場合、上述した乾燥装置により燃料を乾燥して水分を除去する必要がある。
【０００５】
このような燃料を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された流動層乾燥装置及び流動層乾燥設備は、乾燥室に流動化ガスを供給することで乾燥室に供給された被乾燥物を流動させて乾燥させるものであり、被乾燥物を所定粒径まで破砕する破砕機と、流動層乾燥装置内を隔壁で分割して破砕された被乾燥物を供給して流動・乾燥化を開始させる第一流動室と、第一流動室で流動・乾燥された微細粒子がオーバーフローして流動・乾燥化を行う第二流動室と、第一流動室から払い出された粗大粒子を破砕機側へ搬送する搬送ラインを設けたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１４８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低品位炭やバイオマスなどの燃料は、含水率が高く、また、この含水率のばらつきが大きいものであり、このような燃料を乾燥する場合、伝熱効率を高めることが重要となる。上述した従来の流動層乾燥装置では、被乾燥物を流動・乾燥化させる第一流動室と、第一流動室で流動・乾燥された微細粒子を更に流動・乾燥化させる第二流動室とを設けると共に、第一流動室から払い出された粗大粒子を破砕機へ搬送して再度破砕することで、良好な乾燥を可能としている。ところが、このような構成をとることで、装置が大型化してしまい、経済性が悪化してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、湿潤燃料への伝熱効率を高め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】
【０００９】
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、一端側の投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、前記乾燥容器に流動化ガスを供給することで湿潤燃料を流動して乾燥させる流動化ガス供給部と、湿潤燃料を下降させる下降式流動室と、前記下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室と、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
従って、湿潤燃料を下降させる下降式流動室とこの下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室を設けることで、湿潤燃料は、下降式流動室と上昇式流動室とを繰り返し昇降しながら流動化ガスにより加熱されて乾燥される。これにより、乾燥容器の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することができ、乾燥容器における湿潤燃料の滞留時間を長くし、湿潤燃料への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互に直列をなして複数配置され、前記下降式流動室の下部と前記上昇式流動室の下部とがされる下部連通部と、前記上昇式流動室の上部と前記下降式流動室の上部とが連通される上部連通部とが形成されていることを特徴としている。
【００１２】
従って、下降式流動室を下降した湿潤燃料は、下部連通部を通過して上昇式流動室に移動して上昇し、上昇式流動室を上昇した湿潤燃料は、上部連通部を通過して下降式流動室に移動して下降することとなり、湿潤燃料を下降式流動室と上昇式流動室との間で適正に移動させることができ、湿潤燃料を効率良く乾燥することができる。
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化ガス供給部は、少なくとも前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給することを特徴としている。
【００１４】
従って、流動化ガス供給部から上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給することで、上昇式流動室の湿潤燃料を適正に上昇させながら加熱して乾燥することができる。
【００１５】
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化ガス供給部は、前記下降式流動室と前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室の空塔速度が前記下降式流動室の空塔速度より高く設定されることを特徴としている。
【００１６】
従って、上昇式流動室の空塔速度を下降式流動室の空塔速度より高く設定することで、湿潤燃料は、上昇式流動室を適正に上昇することができると共に、下降式流動室を適正に下降することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥装置では、前記上昇式流動室の圧力が前記下降式流動室の圧力より低く設定されることを特徴としている。
【００１８】
従って、上昇式流動室の圧力が下降式流動室の圧力より低く設定されることで、上昇式流動室の湿潤燃料は、低圧空間を適正に上昇することができ、下降式流動室の湿潤燃料は、高圧空間を適正に下降して隣接する低圧空間の上昇式流動室に効率的に移動することができる。
【００１９】
本発明の流動層乾燥装置では、前記上昇式流動室の上部に圧力調整装置が設けられることを特徴としている。
【００２０】
従って、流動化ガス供給部により乾燥容器に流動化ガスが供給されることで、下降式流動室が高圧空間に設定されるが、上昇式流動室は、圧力調整装置により圧力が調整されることから適正な低圧空間に設定することができる。
【００２１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する分散板の開口率が前記下降式流動室に対応する分散板の開口率より高く設定されることを特徴としている。
【００２２】
従って、上昇式流動室に対応する分散板の開口率が下降式流動室に対応する分散板の開口率より高く設定されることで、上昇式流動室の空塔速度が下降式流動室の空塔速度より高くなり、上昇式流動室で湿潤燃料を適正に上昇させることができ、下降式流動室で湿潤燃料を適正に下降させることができる。
【００２３】
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで前記上昇式流動室及び前記下降式流動室にそれぞれ対応した風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量が前記下降式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量より多く設定されることを特徴としている。
【００２４】
従って、上昇式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量を下降式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量より多く設定することで、上昇式流動室の空塔速度が下降式流動室の空塔速度より高くなり、上昇式流動室で湿潤燃料を適正に上昇させることができ、下降式流動室で湿潤燃料を適正に下降させることができる。
【００２５】
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室の底面は、前記上昇式流動室に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴としている。
【００２６】
従って、下降式流動室は傾斜面が形成されることで、この下降式流動室を下降する湿潤燃料は、この傾斜面に沿って適正に上昇式流動室に移動することができ、湿潤燃料の流動化を促進することができる。
【００２７】
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置され、最上流側の前記下降式流動室の上部に前記投入部が設けられ、最下流側の前記下降式流動室の下部に前記排出部が設けられることを特徴としている。
【００２８】
従って、乾燥容器の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することで、乾燥容器における湿潤燃料の滞留時間を長くすることができ、湿潤燃料への伝熱効率を高めて乾燥効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の流動層乾燥装置によれば、湿潤燃料を下降させる下降式流動室とこの下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室を設けるので、湿潤燃料への伝熱効率を高めて、乾燥効率を向上することができ、湿潤燃料の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図２】図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のII−II断面図である。
【図３】図３は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のIII−III断面図である。
【図４】図４は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のIV−IV断面図である。
【図５】図５は、実施例１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。
【図６−１】図６−１は、従来の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフである。
【図６−２】図６−２は、従来の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。
【図７−１】図７−１は、実施例１の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフである。
【図７−２】図７−２は、実施例１の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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】
【００３２】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のII−II断面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のIII−III断面図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置を表す図１のIV−IV断面図、図５は、実施例１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。
【００３３】
実施例１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ガス化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ガス化ガスを燃料としてガスタービン設備に供給して発電を行っている。即ち、実施例１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。この場合、ガス化炉に供給する湿潤燃料として低品位炭を使用している。
【００３４】
実施例１において、図５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。
【００３５】
給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、ミル２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機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から投下された低品位炭をコンベアなどにより搬送し、ミル２３に投下することができる。このミル２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
【００３６】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して流動化ガス（例えば、加熱蒸気）を供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭が含有する水分を除去することができる。そして、流動層乾燥装置１２から取り出された乾燥済の低品位炭（以下、乾燥炭と説明する。）は、冷却器３１を介して乾燥炭バンカ３２に搬送される。また、流動層乾燥装置１２の上部から排出されるガスは、ガスサイクロン３３と電気集塵機３４によって、ガスと乾燥炭の粒子に分離されて粒子は乾燥炭バンカ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ガスは、排気された後にプラントのエコノマイザに供給されて潜熱が回収される。
【００３７】
微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３に投入される。この微粉炭機１３は石炭粉砕機であって、乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭に粉砕するものである。そして、粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
【００３８】
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されると共に、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。
【００３９】
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、微粉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。
【００４０】
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（図示略）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。
【００４１】
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。なお、集塵装置５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が駆動し、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。
【００４５】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４６】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
【００４７】
流動層乾燥装置１２は、図１から図４に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口（投入部）１０２と、乾燥炭排出口（排出部）１０３と、流動化ガス供給部１０４と、ガス排出口１０５とを有している。
【００４８】
乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室１０６と、流動化ガス（例えば、流動化蒸気）により原炭を上昇させる上昇式流動室１０７とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室１０６（１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ）と、上昇式流動室１０７（１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ）とが、水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、本実施例では、下降式流動室１０６は、５つの下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅからなるものであり、上昇式流動室１０７は、４つの上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄからなるものである。
【００４９】
そして、乾燥容器１０１は、一端側の第１下降式流動室１０６ａの側壁の上部に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成され、他端側の第５下降式流動室１０６ｅの側壁の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。この場合、原炭投入口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５参照）により原炭投入口１０２から内部への原炭供給量を調整することができる。また、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、原炭排出量を調整することができる。
【００５０】
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開口を有する分散板１０８が設けられることで、風箱１０９が区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風箱１０９を介して分散板１０８の上方に流動化ガス（加熱蒸気）を供給する流動化ガス供給部１０４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に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口１０５が形成されている。
【００５１】
この乾燥容器１０１は、原炭が原炭投入口１０２から下降式流動室１０６ａに供給される。また、乾燥容器１０１は、流動化ガスが流動化ガス供給部１０４から風箱１０９及び分散板１０８を通して全ての下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに供給されることで、この分散板１０８の上方に流動層が形成される。
【００５２】
そして、乾燥容器１０１は、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅと、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄが交互に配列されている。即ち、第１下降式流動室１０６ａは、乾燥容器１０１の角部に配置され、原炭投入口１０２が設けられており、隣接して第１上昇式流動室１０７ａと第２下降式流動室１０６ｂが直線状をなして配置されている。そして、第２下降式流動室１０６ｂから直角に屈曲した方向に第２上昇式流動室１０７ｂが配置され、この第２上昇式流動室１０７ｂに隣接して第３下降式流動室１０６ｃと第３上昇式流動室１０７ｃが直線状をなして配置されている。更に、第３上昇式流動室１０７ｃから直角に屈曲して第４下降式流動室１０６ｄが配置され、この第４下降式流動室１０６ｄに隣接して第４上昇式流動室１０７ｄと第５下降式流動室１０６ｅが直線状をなして配置されており、第５下降式流動室１０６ｅは、乾燥炭排出口１０３が設けられている。
【００５３】
また、交互に配列された下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄは、上部または下部で連通している。即ち、図２から図４に示されるように、第１下降式流動室１０６ａと第１上昇式流動室１０７ａとは、第１下部連通部１１０ａにより連通し、第１上昇式流動室１０７ａと第２下降式流動室１０６ｂとは、第１上部連通部１１１ａにより連通している。第２下降式流動室１０６ｂと第２上昇式流動室１０７ｂとは、第２下部連通部１１０ｂにより連通している。第２上昇式流動室１０７ｂと第３下降式流動室１０６ｃとは、第２上部連通部１１１ｂにより連通している。第３下降式流動室１０６ｃと第３上昇式流動室１０７ｃとは、第３下部連通部１１０ｃにより連通している。第３上昇式流動室１０７ｃと第４下降式流動室１０６ｄとは、第３上部連通部１１１ｃにより連通している。第４下降式流動室１０６ｄと第４上昇式流動室１０７ｄとは、第４下部連通部１１０ｄにより連通し、第４上昇式流動室１０７ｄと第５下降式流動室１０６ｅとは、第４上部連通部１１１ｄにより連通している。
【００５４】
この場合、各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び各上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄは、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、原炭の含水量などに応じて適正な比率に設定してもよい。
【００５５】
また、各下部連通部１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ及び各上部連通部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄは、ほぼ同じ開口面積に設定されて、段差なく設けられている。この場合、隣接する各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び各上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの間に、堰となる段差や上向きの傾斜面などを設けることで、原炭の滞留時間が長くなるようにしてもよい。
【００５６】
従って、第１下降式流動室１０６ａに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第１下降式流動室１０６ａの原炭は、第１下部連通部１１０ａを通って第１上昇式流動室１０７ａに移動し、この第１上昇式流動室１０７ａを流動化ガスにより流動しながら上昇する。そして、各下降式流動室１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び各上昇式流動室１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄを交互に昇降しながら乾燥される。
【００５７】
また、乾燥容器１０１は、各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び各上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに対して流動化ガスを供給するガス供給ライン１１２が設けられている。即ち、このガス供給ライン１１２の先端部が風箱１０９の下部に設けられた流動化ガス供給部１０４に連結されている。従って、ガス供給ライン１１２から流動化ガス供給部１０４を通して風箱１０９に供給された流動化ガスは、分散板１０８を通して各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ及び各上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄにほぼ均等に供給される。
【００５８】
このとき、乾燥容器１０１は、各上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄにおける空塔速度が、各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの圧力が各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの圧力より低く設定されている。
【００５９】
第１下降式流動室１０６ａ及び各上部連通部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄは、上面（天井板１０１ｂ）に圧力調整装置が設けられている。この圧力調整装置は、開度調整式のダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅが各ガス排出部１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅに設けられているものである。従って、各開度調整式のダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅによって開度を調整することで、各流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの圧力設定を調整することができる。
【００６０】
従って、高圧の各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄから低圧の上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに適正に移動することができる。また、低圧の上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄでは、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄから高圧の下降式流動室１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅに適正に移動することができる。
【００６１】
また、乾燥容器１０１は、上部に排気室１１５が形成されている。この排気室１１５は、各ガス排出部１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅから排出ガスを集合させ、まとめてガス排出口１０５から排出して処理することができる。
【００６２】
なお、この実施例１では、ガス排出部１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅの開口面積をほぼ同様に構成したが、ダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅの開度を調整することで、各下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの圧力を調整することができる。ここでは、ダンパ１１３ａの開度を他のダンパ１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅの開度に比べて小さく設定している。
【００６３】
また、この実施例１では、第１下降式流動室１０６ａと各上部連通部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄの上部にガス排出部１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅとダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅを設けたが、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの上部に設けてもよい。
【００６４】
ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。
【００６５】
流動層乾燥装置１２において、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガスが、流動化ガス供給部１０４から風箱１０９を介して分散板１０８を通って供給されて、この分散板１０８の上方に流動層が形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、この流動化ガスから熱を受けることで加熱されて乾燥される。
【００６６】
即ち、原炭投入口１０２から第１下降式流動室１０６ａに原炭が供給されると、原炭が流動化ガスにより第１下降式流動室１０６ａを流動化しながら加熱され、下降する。下降した原炭は、流動化ガスにより第１下降式流動室１０６ａから下部連通部１１０ａを通って第１上昇式流動室１０７ａの下部に移動する。この場合、第１上昇式流動室１０７ａの上部に設けられたダンパ１１３ａが所定角度だけ開口状態にあることから、第１下降式流動室１０６ａの圧力に比べて第１上昇式流動室１０７ａの圧力が低くなっている。そのため、風箱１０９から分散板１０８を通して第１上昇式流動室１０７ａに流れる流動化ガスの流速が速くなり、この第１上昇式流動室１０７ａの空塔速度が第１下降式流動室１０６ａの空塔速度より高くなっている。その結果、第１下降式流動室１０６ａの下部にある原炭は、下部連通部１１０ａを通して第１上昇式流動室１０７ａ側に吸引され、この第１上昇式流動室１０７ａを上昇することができる。
【００６７】
原炭が流動化ガスにより第１上昇式流動室１０７ａを流動化しながら加熱され、上昇する。上昇した原炭は、流動化ガスにより第１上昇式流動室１０７ａから上部連通部１１１ａを通って第２下降式流動室１０６ｂに移動する。この場合、下流側で、原炭が第２下降式流動室１０６ｂから下部連通部１１０ｂを通って第２上昇式流動室１０７ｂに移動する流れが発生していることから、第１上昇式流動室１０７ａを上昇した原炭は、上部連通部１１１ａを通して第２下降式流動室１０６ｂに吸引されて適正に移動することができる。そして、第２下降式流動室１０６ｂに移動した原炭は、前述と同様に、この第２下降式流動室１０６ｂを下降した後、流動化ガスにより第２下降式流動室１０６ｂから下部連通部１１０ｂを通って第２上昇式流動室１０７ｂの下部に移動し、この第２上昇式流動室１０７ｂを上昇する。原炭は、流動化ガスから熱を受け、流動しながら乾燥されて乾燥炭排出口１０３から排出される。
【００６８】
また、流動層で原炭が加熱乾燥されることで発生したガスは、流動化ガスと共に上昇し、各ガス排出部１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ，１１４ｄ，１１４ｅから排出室１１５に集合させてガス排出口１０５から外部に排出される。
【００６９】
このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、原炭を昇降させながら流動化ガスにより乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器１０１の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器１０１における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
【００７０】
図６−１は、従来の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフ、図６−２は、従来の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。また、図７−１は、実施例１の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフ、図７−２は、実施例１の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。
【００７１】
従来の流動層乾燥装置では、図６−１に示すように、原炭は滞留時間Ｔ１のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅Ａ１となっている。一方、実施例１の流動層乾燥装置では、図７−１に示すように、原炭は滞留時間Ｔ２のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅Ａ２となっており、従来に比べてそのばらつき幅が狭く（Ａ１＞Ａ２）なっている。また、従来の流動層乾燥装置では、図６−２に示すように、原炭は含水量Ｗ１のときが最も多く、含水量のばらつき幅Ｂ１となっている。一方、実施例１の流動層乾燥装置では、図７−２に示すように、原炭は含水量Ｗ２のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅Ｂ２となっており、従来に比べてそのばらつき幅が狭く（Ｂ１＞Ｂ２）なっている。即ち、実施例１の流動層乾燥装置にあっては、従来と同様な容積で長い流動経路を確保することができるため、乾燥容器１０１における原炭の滞留時間を長くして水分をより低減することが可能となり、原炭における滞留時間のばらつきを抑制して含水量のばらつきを低減することができる。
【００７２】
実施例１の流動層乾燥装置では、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅと上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄとを水平方向に交互に直列をなして複数配置し、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの下部と上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの下部とを下部連通部１１０により連通し、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの上部と下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの上部が上部連通部１１１により連通している。従って、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅを下降した原炭は、下部連通部１１０を通して上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに移動した後にここを上昇し、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄを上昇した原炭は、上部連通部１１１を通して下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅに移動した後にここを下降することとなり、原炭を下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅと上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄとの間で適正に移動させることができ、原炭を効率良く乾燥することができる。
【００７３】
実施例１の流動層乾燥装置では、流動化ガス供給部１０４は、少なくとも上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの下部に流動化ガスを供給している。従って、流動化ガス供給部１０４により上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの下部に流動化ガスを供給することで、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの原炭を適正に上昇させながら加熱して乾燥することができる。
【００７４】
実施例１の流動層乾燥装置では、流動化ガス供給部１０４は、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅと上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの下部に流動化ガスを供給可能であり、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの空塔速度を下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの空塔速度より高く設定している。従って、原炭は、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄを適正に上昇することができると共に、上部連通部１１１から下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅを適正に移動して下降することができる。
【００７５】
実施例１の流動層乾燥装置では、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの圧力を下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの圧力より低く設定している。従って、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの原炭は、低圧空間を適正に上昇することができ、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅの原炭は、高圧空間を適正に下降して隣接する低圧空間の上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄに効率的に移動することができる。
【００７６】
実施例１の流動層乾燥装置では、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄの上部に圧力調整装置としてのダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄを設けている。従って、流動化ガス供給部１０４により乾燥容器１０１に流動化ガスが供給されることで、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅが高圧空間に設定されるが、上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄは、ダンパ１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄにより圧力が調整されることから適正な低圧空間に設定することができる。
【００７７】
実施例１の流動層乾燥装置では、下降式流動室１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅと上昇式流動室１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄとを水平方向に交互でハニカム形状をなして配置し、第１下降式流動室１０６ａの上部に原炭投入口１０２を設け、第５下降式流動室１０６ｅの下部に乾燥炭排出口１０３を設けている。従って、乾燥容器１０１の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することで、乾燥容器１０１における原炭の滞留時間を長くすることができ、原炭への伝熱効率を高めて乾燥効率を向上することができる。
【実施例２】
【００７８】
図８は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【００７９】
実施例２にて、図８に示すように、流動層乾燥装置２００は、乾燥容器２０１と、原炭投入口（投入部）２０２と、乾燥炭排出口（排出部）２０３と、流動化ガス供給部２０４と、ガス排出口２０５とを有している。
【００８０】
乾燥容器２０１は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室２０６と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室２０７とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室２０６（２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ）と、上昇式流動室２０７（２０７ａ・・・）とが水平方向に交互でハニカム形状をなして配置されている。なお、下降式流動室２０６は、複数の下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅからなるものであり、上昇式流動室２０７は、複数の上昇式流動室２０７ａ・・・からなるものである。
【００８１】
そして、乾燥容器２０１は、第１下降式流動室２０６ａに原炭投入口２０２が形成される一方、第５下降式流動室２０６ｅに乾燥炭排出口２０３が形成されている。また、乾燥容器２０１は、下部に複数の開口を有する分散板２０８（２０８ａ，２０８ｂ）が設けられることで、風箱２０９が区画されている。そして、乾燥容器２０１は、この風箱２０９に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部２０４が設けられている。更に、乾燥容器２０１は、乾燥炭排出口２０３側に流動化ガス及び発生ガスガスを排出するガス排出口２０５が形成されている。
【００８２】
この乾燥容器２０１は、原炭投入口２０２から原炭が下降式流動室２０６ａに供給されると共に、流動化ガス供給部２０４から風箱２０９及び分散板２０８を通して流動化ガスが全ての下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ及び上昇式流動室２０７ａ・・・に供給されることで、この分散板２０８の上方に流動層が形成される。
【００８３】
そして、交互に配列された下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ及び上昇式流動室２０７ａ・・・は、上部または下部が下部連通部２１０ａ・・・及び上部連通部２１１ａ・・・により連通している。
【００８４】
従って、第１下降式流動室２０６ａに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第１下降式流動室２０６ａの原炭は、第１下部連通部２１０ａを通って第１上昇式流動室２０７ａに移動し、この第１上昇式流動室２０７ａを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
【００８５】
また、乾燥容器２０１は、各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ及び各上昇式流動室２０７ａ・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン２１２が設けられている。即ち、このガス供給ライン２１２の先端部が風箱２０９の下部に設けられた流動化ガス供給部２０４に連結されている。従って、ガス供給ライン２１２から流動化ガス供給部２０４を通して風箱２０９に供給された流動化ガスは、分散板２０８を通して各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ及び各上昇式流動室２０７ａ・・・に供給される。
【００８６】
このとき、乾燥容器２０１は、各上昇式流動室２０７ａ・・・における空塔速度が、各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、各上昇式流動室２０７ａ・・・に対応する分散板２０８ｂの開口率が各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅに対応する分散板２０８ａの開口率より高く設定されている。
【００８７】
即ち、各上昇式流動室２０７ａ・・・では、分散板２０８ｂの開口率が高いことから、風箱２０９から分散板２０８ｂを通して多くの流動化ガスが供給される。一方、各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅでは、分散板２０８ａの開口率が低いことから、風箱２０９から分散板２０８ａを通して供給される流動化ガスが少ない。そのため、乾燥容器２０１は、各上昇式流動室２０７ａ・・・の空塔速度が高く、各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅの空塔速度が低くなる。
【００８８】
従って、流動化ガスの供給量の少ない各下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部２１０ａ・・・から流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室２０７ａ・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室２０７ａ・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部２１１ａ・・・から流動化ガスの供給量の少ない下降式流動室２０６ｂ・・・２０６ｅに適正に移動することができる。
【００８９】
このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅと上昇式流動室２０７ａ・・・とで繰り返し昇降させながら流動化ガスにより乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器２０１の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器２０１における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
【００９０】
実施例２の流動層乾燥装置では、乾燥容器２０１の下部に複数の開口を有する分散板２０８ａ，２０８ｂを設けることで風箱２０９を区画し、流動化ガス供給部２０４が風箱２０９を介して下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅ及び上昇式流動室２０７ａ・・・の下部に流動化ガスを供給可能とし、上昇式流動室２０７ａ・・・に対応する分散板２０８ｂの開口率を下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅに対応する分散板２０８ａの開口率よりも高く設定している。従って、上昇式流動室２０７ａ・・・の空塔速度が下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅの空塔速度より高くなり、上昇式流動室２０７ａ・・・で原炭を適正に上昇させることができ、下降式流動室２０６ａ，２０６ｂ・・・２０６ｅで原炭を適正に下降させることができる。
【実施例３】
【００９１】
図９は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【００９２】
実施例３にて、図９に示すように、流動層乾燥装置３００は、乾燥容器３０１と、原炭投入口（投入部）３０２と、乾燥炭排出口（排出部）３０３と、流動化ガス供給部３０４と、ガス排出口３０５とを有している。
【００９３】
乾燥容器３０１は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室３０６と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室３０７とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室３０６（３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅ）と、上昇式流動室３０７（３０７ａ・・・）とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、下降式流動室３０６は、複数の下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅからなるものであり、上昇式流動室３０７は、複数の上昇式流動室３０７ａ・・・からなるものである。
【００９４】
そして、乾燥容器３０１は、第１下降式流動室３０６ａに原炭投入口３０２が形成される一方、第５下降式流動室３０６ｅに乾燥炭排出口３０３が形成されている。また、乾燥容器３０１は、下部に複数の開口を有する分散板３０８が設けられることで、風箱３０９（３０９ａ，３０９ｂ）が区画されている。そして、乾燥容器３０１は、この風箱３０９に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部３０４（３０４ａ，３０４ｂ）が設けられている。更に、乾燥容器３０１は、乾燥炭排出口３０３側に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口３０５が形成されている。
【００９５】
この乾燥容器３０１は、原炭投入口３０２から原炭が下降式流動室３０６ａに供給されると共に、流動化ガス供給部３０４から風箱３０９及び分散板３０８を通して流動化ガスが全ての下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅ及び上昇式流動室３０７ａ・・・に供給されることで、この分散板３０８の上方に流動層が形成される。
【００９６】
そして、交互に配列された下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅ及び上昇式流動室３０７ａ・・・は、上部または下部が下部連通部３１０ａ・・・及び上部連通部３１１ａ・・・により連通している。
【００９７】
従って、第１下降式流動室３０６ａに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第１下降式流動室３０６ａの原炭は、第１下部連通部３１０ａを通って第１上昇式流動室３０７ａに移動し、この第１上昇式流動室３０７ａを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
【００９８】
また、乾燥容器３０１は、各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅ及び各上昇式流動室３０７ａ・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン３１２が設けられている。即ち、乾燥容器３０１の下部に設けられた風箱３０９は、仕切板３１３により各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅに対応する風箱３０９ａと、各上昇式流動室３０７ａ・・・に対応する風箱３０９ｂに区画されており、各風箱３０９ａ，３０９ｂに対応して流動化ガス供給部３０４ａ，３０４ｂが設けられている。一方、ガス供給ライン３１２は、先端部が複数の分岐ライン３１４ａ，３１４ｂに分岐され、分岐ライン３１４ａが各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅに対応した流動化ガス供給部３０４ａに連結され、分岐ライン３１４ｂが流動化ガス供給部３０４ｂに連結されている。そして、各分岐ライン３１４ａ，３１４ｂに流量調整弁３１５ａ，３１５ｂが設けられている。
【００９９】
従って、ガス供給ライン３１２から各分岐ライン３１４ａ，３１４ｂを介して各流動化ガス供給部３０４ａ，３０４ｂに供給された流動化ガスは、各風箱３０９ａ，３０９ｂ及び分散板３０８を通して各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅ及び各上昇式流動室３０７ａ・・・に供給される。
【０１００】
このとき、乾燥容器３０１は、各上昇式流動室３０７ａ・・・における空塔速度が、各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、各上昇式流動室３０７ａ・・・に対応する風箱３０９ｂへの流動化ガスの供給量が各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅに対応する風箱３０９ａへの流動化ガスの供給量より多く設定されている。
【０１０１】
即ち、分岐ライン３１４ａの流量調整弁３１５ａの開度に対して、分岐ライン３１４ｂの流量調整弁３１５ｂの開度を大きくすることで、流動化ガス供給部３０４ａから各風箱３０９ａを通して各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅに供給される流動化ガスの供給量（供給速度）に対して、流動化ガス供給部３０４ｂから各風箱３０９ｂを通して各上昇式流動室３０７ａ・・・に供給される流動化ガスの供給量を多く（供給速度を高く）している。そのため、乾燥容器３０１は、各上昇式流動室３０７ａ・・・の空塔速度が高く、各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅの空塔速度が低くなる。
【０１０２】
従って、流動化ガスの供給量の少ない各下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部３１０ａ・・・から流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室３０７ａ・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室３０７ａ・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部３１１ａ・・・から流動化ガスの供給量の少ない下降式流動室３０６ｂ・・・３０６ｅに適正に移動することができる。
【０１０３】
このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅと上昇式流動室３０７ａ・・・とを繰り返し昇降させながら乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器３０１の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器３０１における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
【０１０４】
実施例３の流動層乾燥装置では、乾燥容器３０１の下部に複数の開口を有する分散板３０８を設けることで、下降式流動室３０６と上昇式流動室３０７ａ・・・にそれぞれ対応した風箱３０９ａ，３０９ｂ及び流動化ガス供給部３０４ａ，３０４ｂを設け、ガス供給ライン３１２の各分岐ライン３１４ａ，３１４ｂに流量調整弁３１５ａ，３１５ｂを設けて各流動化ガス供給部３０４ａ，３１４ｂに連結し、流量調整弁３１５ａ，３１５ｂにより上昇式流動室３０７ａ・・・への流動化ガスの供給量を下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅへの流動化ガスの供給量より多く設定している。従って、上昇式流動室３０７ａ・・・の空塔速度が下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅの空塔速度より高くなり、上昇式流動室３０７ａ・・・で原炭を適正に上昇させることができ、下降式流動室３０６ａ，３０６ｂ・・・３０６ｅで原炭を適正に下降させることができる。
【実施例４】
【０１０５】
図１０は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【０１０６】
実施例４にて、図１０に示すように、流動層乾燥装置４００は、乾燥容器４０１と、原炭投入口（投入部）４０２と、乾燥炭排出口（排出部）４０３と、流動化ガス供給部４０４と、ガス排出口４０５とを有している。
【０１０７】
乾燥容器４０１は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室４０６と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室４０７とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室４０６（４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅ）と、上昇式流動室４０７（４０７ａ・・・）とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、下降式流動室４０６は、複数の下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅからなるものであり、上昇式流動室４０７は、複数の上昇式流動室４０７ａ・・・からなるものである。
【０１０８】
そして、乾燥容器４０１は、第１下降式流動室４０６ａに原炭投入口４０２が形成される一方、第５下降式流動室４０６ｅに乾燥炭排出口４０３が形成されている。また、乾燥容器４０１は、下部に複数の開口を有する分散板４０８が設けられることで、風箱４０９が区画されている。そして、乾燥容器４０１は、この風箱４０９に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部４０４が設けられている。更に、乾燥容器４０１は、乾燥炭排出口４０３側に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口４０５が形成されている。
【０１０９】
この乾燥容器４０１は、原炭投入口４０２から原炭が下降式流動室４０６ａに供給されると共に、流動化ガス供給部４０４から風箱４０９及び分散板４０８を通して流動化ガスが上昇式流動室４０７ａ・・・に供給されることで、この分散板４０８の上方に流動層が形成される。
【０１１０】
そして、交互に配列された下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅ及び上昇式流動室４０７ａ・・・は、上部または下部が下部連通部４１０ａ・・・及び上部連通部４１１ａ・・・により連通している。
【０１１１】
従って、第１下降式流動室４０６ａに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第１下降式流動室４０６ａの原炭は、第１下部連通部４１０ａを通って第１上昇式流動室４０７ａに移動し、この第１上昇式流動室４０７ａを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
【０１１２】
また、乾燥容器４０１は、各下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅ及び各上昇式流動室４０７ａ・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン４１２が設けられている。即ち、このガス供給ライン４１２の先端部が風箱４０９の下部に設けられた流動化ガス供給部４０４に連結されている。従って、ガス供給ライン４１２から流動化ガス供給部４０４を通して風箱４０９に供給された流動化ガスは、分散板４０８を通して各上昇式流動室４０７ａ・・・に供給される。
【０１１３】
ところで、乾燥容器４０１は、各下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅの下部に上昇式流動室４０７ａ・・・の下部に向けて下方に傾斜する傾斜面４１３ａ・・・４１３ｅが設けられている。
【０１１４】
従って、流動化ガスがほとんど供給されない各下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅでは、原炭が重力により適正に下降し、傾斜面４１３ａ・・・４１３ｅにより各下部連通部４１０ａ・・・から流動化ガスが供給されている上昇式流動室４０７ａ・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスが供給されている上昇式流動室４０７ａ・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部４１１ａ・・・から下降式流動室４０６ｂ・・・４０６ｅに適正に移動することができる。
【０１１５】
このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降させる下降式流動室４０６（４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅ）と、原炭を上昇させる上昇式流動室４０７（４０７ａ・・・）と、上昇式流動室４０７（４０７ａ・・・）の下部に流動化ガスを供給することで原炭を流動して乾燥させる流動化ガス供給部４０４と、下降式流動室４０６（４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅ）の下部に上昇式流動室４０７（４０７ａ・・・）の下部に向けて下方に傾斜する傾斜面４１３ａ・・・４１３ｅを設けている。
【０１１６】
従って、原炭は、下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅと上昇式流動室４０７ａ・・・とを繰り返し昇降しながら流動化ガスにより加熱されて乾燥することとなる。即ち、原炭が昇降しながら加熱されるため、原炭が水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器４０１の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器４０１における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができる。また、下降式流動室４０６ａ，４０６ｂ・・・４０６ｅを下降する原炭は、この傾斜面４１３ａ・・・４１３ｅに沿って適正に上昇式流動室４０７ａ・・・に移動することができ、原炭の流動化を促進することができる。
【０１１７】
なお、上述した実施例では、乾燥容器内を９個の流動室に区画したが、その数は、２個以上であれば、いくつであってもよい。また、乾燥容器内の各流動室をハニカム形状に配列したが、一直線上としてもよい。更に、下降式流動室の上部に投入部を設け、下降式流動室の下部に排出部を設けたが、上昇式流動室を最上流部に配置して投入部を設けたり、上昇式流動室を最下流部に配置して排出部を設けたりしてもよく、排出部を上部に設けたりしてもよい。そして、乾燥容器の形状、原炭投入口、乾燥炭排出口、流動化ガス供給部、ガス排出口の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。
【０１１８】
また、上述した実施例では、湿潤燃料を乾燥容器内に供給する流動化ガスにより加熱して乾燥するように構成したが、流動層内に流動化ガスなどが流れる伝熱管を配置し、乾燥を促進するようにしてもよい。この場合、伝熱管により下降式流動室と上昇式流動室との仕切壁を形成してもよい。
【０１１９】
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。
【符号の説明】
【０１２０】
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
１０１，２０１，３０１，４０１  乾燥容器
１０２，２０２，３０２，４０２  原炭投入口
１０３，２０３，３０３，４０３  乾燥炭排出口
１０４，２０４，３０４，４０４  流動化ガス供給部
１０５，２０５，３０５，４０５  ガス排出口
１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ，２０６，２０６ａ，２０６ｂ，２０６ｅ，３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｅ，４０６ａ，４０６ｂ，４０６ｅ  下降式流動室
１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ，１０７ｄ，２０７ａ，３０７ａ，４０７ａ  上昇式流動室
１０８，２０８ａ，２０８ｂ，３０８，４０８  分散板
１０９，２０９，３０９ａ，３０９ｂ，４０９  風箱
１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ，２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ  下部連通部
１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ，２１１ａ，３１１ａ，４１１ａ  上部連通部
１１２，２１２，３１２，４１２  ガス供給ライン
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ，１１３ｄ，１１３ｅ  ダンパ（圧力調整装置）
３１５ａ，３１５ｂ  流量調整弁
４１３ａ，４１３ｅ  傾斜面
【図１】
2014112020.tif 000003
【図２】
2014112020.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014112020.tif 000006
【図５】
2014112020.tif 000007
【図６−１】
2014112020.tif 000008
【図６−２】
2014112020.tif 000009
【図７−１】
2014112020.tif 000010
【図７−２】
2014112020.tif 000011
【図８】
2014112020.tif 000012
【図９】
2014112020.tif 000013
【図１０】
2014112020.tif 000014