(57)【要約】【課題】低品位炭乾燥設備及びガス化複合発電システムを提供する。【解決手段】原炭流動層バンカ１０２の上方側から原炭微粒１０１ａを抜き出す、原炭微粒抜き出しラインＬ1と、その下方側から原炭粗粒１０１ｂを抜き出す、原炭粗粒抜き出しラインＬ2と、原炭粗粒１０１ｂを微粉砕する粉砕機１０３と、粉砕された微粉炭１０１ｃを、粉砕機１０３から気流搬送する気流搬送ラインＬ3と、各々導入される原炭微粒１０１ａ及び微粉炭１０１ｃから搬送ガスを分離する分離機１０４と、搬送ガスが分離された微粉炭１０１ｃを微粉炭供給ラインＬ4により乾燥室に供給し、流動化ガス１０５ｂにより乾燥室に供給された微粉炭１０１ｃを流動させつつ乾燥し、乾燥炭を貯留させる流動層乾燥ビン１０５と、流動層乾燥ビン１０５で乾燥した乾燥炭１０１ｄを、石炭ガス化炉１４へ所定量供給する加圧ビン１０７とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低品位の原料炭を一時的に流動させつつ貯留する原炭流動層バンカと、
前記原炭流動層バンカの上方側から原炭微粒を抜き出す、原炭微粒抜き出しラインと、
前記原炭流動層バンカの下方側から原炭粗粒を抜き出す、原炭粗粒抜き出しラインと、
前記原炭粗粒抜き出しラインから導入される前記原炭粗粒を微粉砕する粉砕機と、
粉砕された微粉炭を、前記粉砕機から気流搬送する気流搬送ラインと、
原炭微粒抜き出しラインと、気流搬送ラインとから各々導入される原炭微粒及び微粉炭から搬送ガスを分離する分離機と、
前記分離機で搬送ガスが分離された微粉炭が供給される乾燥室を有し、流動化ガスにより供給された微粉炭を流動させつつ乾燥し、乾燥炭を貯留させる流動層乾燥ビンと、
前記流動層乾燥ビンで乾燥した乾燥炭を、石炭ガス化炉へ所定量供給する加圧ビンとを具備することを特徴とする低品位炭乾燥設備。
【請求項２】
請求項１の低品位炭乾燥設備と、
前記低品位炭乾燥設備から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、
前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とするガス化複合発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水分含有量の高い低品位炭を効率よく乾燥する低品位炭乾燥設備及びガス化複合発電システム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（ＩＧＣＣ）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（ＩＧＣＣ）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】
ところで、このような石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）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）を用いている。
前記石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）に供給する石炭は、ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ず粉砕機（例えばハンマークラッシャ等）により粗粉砕され、その後、粗粉砕物を乾燥機で乾燥した後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミル（例えば竪型ミル等）に供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされる。その後、微粉炭は搬送ガスより搬送されてガス化炉に供給されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２７９６２１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、近年においては、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）以外に、例えば亜瀝青炭や褐炭のように水分含有量が多く比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（「低品位炭」又は「高水分炭」ともいう。）を用いて、ガス化することが提案されているが、この低品位炭は、水分含有量が多い（例えば水分約６０％）ので、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまうので、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により低品位炭を乾燥して水分を除去し、さらに石炭ミルにより粉砕してガス化炉に供給する場合には、機器点数が多くなり、システムが複雑となると共に、乾燥に要する機器コストが高くなるという、問題がある。
【０００７】
よって、低品位炭をガス化するガス化システムにコンパクトに供給することができ、コストの削減を図ることができる低品位炭乾燥設備の出現が切望されている。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、低品位炭をガス化するガス化システムにコンパクトに供給することができる低品位炭乾燥設備及びガス化複合発電システム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、低品位の原料炭を一時的に流動させつつ貯留する原炭流動層バンカと、前記原炭流動層バンカの上方側から原炭微粒を抜き出す、原炭微粒抜き出しラインと、前記原炭流動層バンカの下方側から原炭粗粒を抜き出す、原炭粗粒抜き出しラインと、前記原炭粗粒抜き出しラインから導入される前記原炭粗粒を微粉砕する粉砕機と、粉砕された微粉炭を、前記粉砕機から気流搬送する気流搬送ラインと、原炭微粒抜き出しラインと、気流搬送ラインとから各々導入される原炭微粒及び微粉炭から搬送ガスを分離する分離機と、前記分離機で搬送ガスが分離された微粉炭が供給される乾燥室を有し、流動化ガスにより供給された微粉炭を流動させつつ乾燥し、乾燥炭を貯留させる流動層乾燥ビンと、前記流動層乾燥ビンで乾燥した乾燥炭を、石炭ガス化炉へ所定量供給する加圧ビンとを具備することを特徴とする低品位炭乾燥設備にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の低品位炭乾燥設備と、前記低品位炭乾燥設備から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とするガス化複合発電システムにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、１次乾燥を原炭流動層バンカで行い、低品位炭の原料炭を予備乾燥させつつ原炭微粒と原炭粗粒とに分離し、分離した原炭粗粒は、例えば竪型ミル等の粉砕機で、粉砕と乾燥とを同時に実施する。そして、微粉炭を流動層乾燥ビンを用いて流動層乾燥を実施し、仕上げ乾燥をするようにしているので、低品位炭の乾燥設備のコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例１に係る低品位炭乾燥設備の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係るガス化複合発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明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】
【００１４】
図１は、本実施例に係る低品位炭乾燥設備の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る低品位炭乾燥設備１００は、低品位の原料炭１０１を一時的に流動させつつ貯留する原炭流動層バンカ１０２と、原炭流動層バンカ１０２の上方側から例えば１ｍｍ以下の原炭微粒１０１ａを抜き出す、原炭微粒抜き出しラインＬ1と、原炭流動層バンカ１０２の下方側から例えば１ｍｍ以上の原炭粗粒１０１ｂを抜き出す、原炭粗粒抜き出しラインＬ2と、前記原炭粗粒抜き出しラインＬ2から導入される前記原炭粗粒１０１ｂを微粉砕する粉砕機(竪型ミル、ケージミル)１０３と、粉砕された例えば１ｍｍ以下の微粉炭１０１ｃを、粉砕機１０３から気流搬送する気流搬送ラインＬ3と、原炭微粒抜き出しラインＬ1と、気流搬送ラインＬ3とから各々導入される原炭微粒１０１ａ及び微粉炭１０１ｃから搬送ガスを分離する分離機１０４と、分離機１０４で搬送ガスが分離された微粉炭１０１ｃを、微粒炭供給ラインＬ4により乾燥室に供給し、流動化ガス１０５ｂにより乾燥室に供給された微粉炭１０１ｃを流動させつつ乾燥し、乾燥炭を貯留させる流動層乾燥ビン１０５と、流動層乾燥ビン１０５で乾燥した乾燥炭１０１ｄを、石炭ガス化炉１４へ所定量供給する加圧ビン１０７とを具備するものである。
【００１５】
図１に示すように、原炭流動層バンカ１０２は、粉砕機１０３の前流側に設けられて、原料の低品位炭を流動化ガス１２２により予備乾燥するものである。
この予備乾燥の際に、フリーボードＦ内に舞い上がるガス中には予備乾燥された原炭微粒１０１ａが存在するので、その原炭微粒１０１ａを原炭微粒抜き出しラインＬ1により、抜き出し、原炭微粒抜き出しラインＬ1に介装した例えばサイクロン等の分離機１０４により排ガス１３０と原炭微粒１０１ａとを分離している。この分離された原炭微粒１０１ａは、微粉炭１０１ｃであるので、微粉炭供給ラインＬ4を介して、流動層乾燥ビン１０５に直接供給するようにしている。
【００１６】
ここで、原炭流動層バンカ１０２内に整流板１２１から供給される流動化ガス１２２としては、例えば窒素、空気を利用している。また、流動層を外部から加熱するための加熱手段を設けるようにしてもよい。
【００１７】
原料炭１０１中に流動化ガス１２２を通気することで、セグリゲーションを促し、原炭微粒１０１ａを上部に、原炭粗粒１０１ｂを下部に分離させるようにしている。
【００１８】
流動化ガス１２２の流量を最適流量に設定することで、原炭微粒１０１ａは上部からサイクロン等の分離機１０４を経由して、流動層乾燥ビン１０５へ供給されることとなる。
【００１９】
これに対し、原炭粗粒１０１ｂは、流動層の下部側に集中し、流動化される際に、大塊の異物１２３は、下部より抜き出される。
また、原炭粗粒１０１ｂは、流動層の底部から中段にかけての所定の位置から抜き出すことにより、異物１２３と分離させるようにしている。
【００２０】
原炭流動層バンカ１０２内の原炭微粒１０１ａは、フリーボードＦ内に舞い上がった際、風力分級により、原炭微粒抜き出しラインＬ1により分離機１０４に抜き出される。
【００２１】
また、原炭粗粒１０１ｂは、異物除去後に粉砕機１０３に投入されるため、粉砕機１０３において余分な破砕が不要となる。これにより、粉砕機１０３の動力の低減を図ることができる。
【００２２】
また、大塊の異物１２３が予め除去されるため、粉砕機１０３でのトラブル回避に繋がることとなる。なお、異物１２３は、例えば選別機等で金属や土砂等を分離し、原料炭１０１と共に、再度原炭流動層バンカ１０２に再投入するようにしてもよい。
【００２３】
原炭粗粒抜き出しラインＬ2で抜き出された原炭粗粒１０１ｂは、例えば竪型ミルやケージミル等の粉砕機１０３で、所定粒径（例えば１ｍｍ）以下まで粉砕され、搬送ガスと共に、気流搬送ラインＬ3によりサイクロン等の分離機１０４へ搬送され、ここで搬送ガスを排ガス１３０として粉塵と共に分離し、微粉炭１０１ｃを微粉炭ラインＬ4により、流動層乾燥ビン１０５へ搬送している。
粉砕機１０３には、原炭粗粒１０１ｂを直接加熱する直接加熱用ガス（蒸気）１０３ａが供給され、搬送ガスを兼用している。
ここで、所定粒径とは、石炭ガス化炉１４でガス化燃料として許容される粒径の最大径をいい、石炭ガス化炉１４により適宜変更される。
【００２４】
分離した粉塵と排ガスは除塵設備１３１に送られ、ここで粉塵１３２を分離し、凝縮器１３３で凝縮水１３４を分離し、分離した凝縮水１３４は排水処理設備で別途処理される。
また、分離した排ガス１３５は、例えば原炭流動層バンカ１０２内の流動化ガスとして再利用される。
【００２５】
また、除塵設備１３１で分離された粉塵１３２は、粉塵供給ラインＬ5を介して、流動層乾燥ビン１０５に送られる。
【００２６】
流動層乾燥ビン１０５の本体は、整流板１０５ａの細孔より導入される流動化ガス１０５ｂにより流動されて流動層１０５ｃを形成する。
【００２７】
伝熱部材１０５ｄは、この流動層１０５ｃ内に配置されている。伝熱部材１０５ｄ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の潜熱を利用して微粉炭１０１ｃを間接的に仕上げ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として流動層乾燥ビン１０５の外部に排出されている。
【００２８】
すなわち、加熱手段である伝熱部材１０５ｄ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、微粒炭１０５ｃ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１０５ｄ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。
【００２９】
伝熱部材１０５ｄによって微粉炭１０１ｃが乾燥される際に発生する発生蒸気１０５ｅは、流動層乾燥ビン１０５内において、流動層１０５ｃの上部空間に形成されるフリーボードからガス排出ラインＬ6により流動層乾燥ビン１０５の外部に排出される。この発生蒸気１０５ｅは、乾燥し微粉化したものが含まれているので、例えば除塵設備１３１により除塵して粉塵１３２として分離する。分離した粉塵１３２は、粉塵供給ラインＬ5により流動層乾燥ビン１０５に供給される。
【００３０】
流動層乾燥ビン１０５から乾燥炭排出ラインＬ7より抜き出される乾燥炭１０１ｄは、加圧ビン１０７に送られ、石炭ガス化炉１４に供給される。
【００３１】
また、除塵設備１３１により集塵された後の発生蒸気の一部は、流動層乾燥ビン１０５内に送られて、微粉炭１０１ｃの流動層１０５ｃを流動させる流動化蒸気として利用される。なお、本実施例では、流動層１０５ｃを流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気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を用いてもよい。
【００３２】
なお、上述した伝熱部材１０５ｄ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１０５ｄに供給して微粉炭１０１ｃを間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、微粉炭１０１ｃの流動層１０５ｃを流動させる流動化蒸気により微粉炭１０１ｃ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。
【００３３】
本実施例では、１次乾燥を原炭流動層バンカ１０２で行い、低品位炭の原料炭１０１を予備乾燥させつつ原炭微粒１０１ａと原炭粗粒１０１ｂとに分離し、分離した原炭粗粒１０１ｂは、竪型ミル等の粉砕機１０３で、粉砕と乾燥とを同時に実施する。
この粉砕機１０３での乾燥は２次乾燥であり、微粉炭１０１ｃを気流搬送させるために、搬送系統で閉塞のない範囲でミル出口の微粉炭水分をコントロールするようにしている。
【００３４】
ここで、閉塞のない範囲の水分含有量としては、例えば６０％のものを、５５％以下％程度まで乾燥させるものである。
【００３５】
竪型ミルで微粉砕された微粉炭１０１ｃは気流搬送によって、ＩＧＣＣの石炭ガス化炉１４へ、微粉炭供給系統の流動層乾燥ビン１０５へ搬送させる。
【００３６】
ここで、竪型ミル等の粉砕機１０３における粉砕時の乾燥熱源は、トレース蒸気用ボイラの排ガス等の廃熱を利用でき、また粉砕テーブル等には蒸気を供給して加熱するなどの加熱強化を行うこともできる。
【００３７】
搬送した微粉炭１０１ｃをＩＧＣＣ微粉炭供給系統のビンに貯留するが、本実施例では、その貯留設備のビンシステム内で、流動層乾燥ビン１０５を用いて流動層乾燥を実施し、３次の仕上げ乾燥をするようにしている。
【００３８】
流動層乾燥ビン１０５において、流動化ガス１０５ｂとしては、例えばＩＧＣＣプラントの余剰Ｎ2、イナート用Ｎ2、トレース蒸気用ボイラの排ガス、余剰蒸気等を利用することができる。
【００３９】
流動層乾燥ビン１０５の間接加熱用の熱源は、プラント内の蒸気タービン抽気蒸気等を利用することができる。
【００４０】
本実施例では、ＩＧＣＣ微粉炭供給系統のビンを貯留容器兼乾燥装置として用いることにより、別個に大型の乾燥装置を設ける必要がなくなる。
この結果、低品位炭（高水分炭）の乾燥から石炭ガス化炉１４への微粉炭供給システム全体を簡素化できる。
よって、本実施例の低品位炭乾燥設備１００では、従来のような大型の流動層乾燥設備を用いていないので、乾燥設備のコンパクト化を図ることができる。
【００４１】
また、大規模な乾燥設備の代わりに、１次乾燥及び２次乾燥そして、３次乾燥と分担しているので、水分含有量が例えば３０％と幾分水分が残る乾燥炭１０１ｄとなるが、このような水分が多く含まれる乾燥炭１０１ｄを用いて石炭ガス化炉１４でガス化させる要求があるような場合には、低品位炭の乾燥に大掛かりな設備及び費用をかけずに済むこととなる。
【００４２】
本実施例では、粉砕機１０３で粉砕された微粉炭１０１ｃは気流搬送によってＩＧＣＣ微粉炭供給系統へ搬送することが可能であるため、従来のような安全対策（Ｎ2イナート化、気密構造）を施した例えばスクレーパチェーンコンベア等の機械的搬送設備を別途設置することが不要となる。
【００４３】
また、所定粒径以下の微粉炭１０１ｃの流動層乾燥となるため、大型の流動層乾燥装置を用いる必要がなく、コンパクトな流動層乾燥ビン１０５を用いることができ、また流動化ガスのガス流量も小さくて済み、また間接加熱による管外熱伝達率も高くできるため、乾燥性能も粗粒型の流動層乾燥設備よりも高いものとなる。
【００４４】
また、乾燥後の乾燥炭１０１ｄは流動した状態で、下部の加圧ビン１０７に搬送されるため、閉塞等のリスクが小さくなる。
【００４５】
ここで、従来の貯留ビンの底部は通常、紛体（石炭）の安息角以上を確保するため傾斜をとっているが、流動層乾燥ビン１０５にすることで、微粉炭１０１ｃの閉塞・付着リスクが軽減するため、底部をフラット構造にすることが可能となる。
このため、従来のような安息角以上を確保するビンと異なり、流動層乾燥ビン１０５と加圧ビン１０７とを併せた微粉炭供給系統全体の高さの低減に寄与し、装置構成のコンパクト化を図ることができる。
【００４６】
このように、本実施例によれば、原炭流動層バンカ１０２内でセグリゲーションを促し、原料炭１０１と原炭微粒１０１ａ、原炭粗粒１０１ｂ、大塊の異物１２３とに分類することで、原炭微粒１０１ａはそのまま流動層乾燥ビン１０５へ供給することで、粉砕機１０３での粉砕を省略し、粉砕機１０３の粉砕効率を向上させている。
【００４７】
また、大塊の異物１２３は系外に排出することで、原炭粗粒１０１ｂだけを選択的に粉砕機１０３に供給することができるため、効率的な粉砕が可能となる。よって、粉砕機１０３の粉砕容量の低減を図ると共に、動力低減を図ることができる。また、予め異物１２３を除去するので、粉砕時のトラブルを回避することができる。
【００４８】
流動層乾燥ビン１０５の乾燥室の上方に設けたガス排出ラインＬ6には、発生蒸気１０５ｅ中の粉塵を除去するサイクロン等の除塵設備１３１に送られ、ここで粉塵１３２を分離し、凝縮器１３３で凝縮水１３４を分離し、分離した凝縮水１３４は排水処理設備で別途処理される。
【実施例２】
【００４９】
図２は、実施例２に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。
【００５０】
実施例２の石炭を用いたガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤として石炭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っている。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。本実施例では、石炭ガス化炉１４に供給する石炭原料として低品位炭を使用している。
【００５１】
実施例２において、図２に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、原料炭１０１である低品位炭を事前に予備乾燥する原炭流動層バンカ１０２と、原炭粗粒１０１ｂを粉砕する粉砕機１０３と、粉砕機１０３で微粉砕された微粉炭１０１ｃを３次乾燥する流動層乾燥ビン１０５とからなる低品位炭乾燥設備１００と、乾燥炭１０１ｄを供給してガス化し可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を生成する石炭ガス化炉１４と、ガス化ガスである可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００中のチャー１０１Ｆを回収するチャー回収装置１５と、可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００Ａを精製するガス精製装置１６と、精製された燃料ガス２００Ｂを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備１７と、ガスタービン設備１７からのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）設備１８と、ガスタービン設備１７及び／又は蒸気タービン設備１８と連結された発電機（Ｇ）１９とを具備している。
【００５２】
本実施例に係る低品位炭乾燥設備１００は、１次乾燥の原炭流動層バンカ１０２と、２次乾燥の粉砕機１０３及び３次乾燥の流動層乾燥ビン１０５とを有している。原炭バンカ（図示せず）は、低品位炭の原料炭１０１を貯留可能であって、所定量の原料炭１０１を原炭流動層バンカ１０２に投下することができる。原炭流動層バンカ１０２で１次乾燥された原炭粗粒１０１ｂは、粉砕機１０３により所定の大きさに粉砕され、微粉炭１０１ｃとしている。
【００５３】
流動層乾燥ビン１０５で３次乾燥の仕上げ乾燥された乾燥炭１０１ｄは、加圧ビン１０７を介して、石炭ガス化炉１４に供給される。
【００５４】
石炭ガス化炉１４は、微粒の乾燥炭１０１ｄ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）１０１Ｆが戻されてリサイクル可能となっている。
【００５５】
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４０から窒素（Ｎ2）と酸素（Ｏ2）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は乾燥炭供給ラインＬ8に接続されている。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から回収されたチャー１０１Ｆを戻すチャー戻しライン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（Ｎ2）は、乾燥炭１０１ｄやチャー１０１Ｆの搬送用ガスとして利用され、酸素（Ｏ2）は、酸化剤として利用される。
【００５６】
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、内部に供給された乾燥炭１０１ｄ、チャー１０１Ｆ、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、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を発生させ、この可燃性ガス２００をガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。
本例では、石炭ガス化炉１４として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば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２００のガス生成ライン４９が設けられており、チャー１０１Ｆを含む可燃性ガス２００が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス２００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。
【００５７】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１とチャー供給ホッパ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２００に含有するチャー１０１Ｆを分離することができる。そして、チャー１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａ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。チャー供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガス２００から分離されたチャー１０１Ｆを貯留するものである。なお、集塵装置５１とチャー供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数のチャー供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、チャー供給ホッパ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。
【００５８】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａ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、チャー１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａを精製して燃料ガス２００Ｂ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１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａ中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、例えばアミン吸収液等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。
【００５９】
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４０Ａとガス精製装置１６から供給された燃料ガス２００Ｂとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス２０２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。
【００６０】
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４０と高温の排ガス２０３との間で熱交換を行うことで、蒸気２０４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２０４を供給する蒸気供給ライン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２０４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。
【００６１】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガス２０５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２０５Ａは、煙突７５から大気へ放出される。
【００６２】
ここで、実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００６３】
実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０において、低品位炭乾燥設備１００にて、原料炭１０１である低品位炭が原炭流動層バンカ１０２で原炭微粒１０１ａと原炭粗粒１０１ｂとに分離する。分離された原炭粗粒１０１ｂが粉砕機１０３に供給され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された微粉炭１０１ｃは、その後流動層乾燥ビン１０５に送られ、ここで仕上げ加熱乾燥され、貯留される。
【００６４】
貯留された乾燥炭１０１ｄは、加圧ビン１０７を介して、空気分離装置４２から供給される窒素により乾燥炭供給ラインＬ8を通して石炭ガス化炉１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャー１０１Ｆが、空気分離装置４２から供給される窒素によりチャー戻しライン４６を通して石炭ガス化炉１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気３７が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通して石炭ガス化炉１４に供給される。
【００６５】
石炭ガス化炉１４では、供給された乾燥炭１０１ｄ及びチャー１０１Ｆが圧縮空気（酸素）３７により燃焼し、乾燥炭１０１ｄ及びチャー１０１Ｆがガス化することで、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）２００を生成することができる。そして、この可燃性ガス２００は、石炭ガス化炉１４からガス生成ライン４９を通して排出され、チャー回収装置１５に送られる。
【００６６】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガス２００は、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガス２００に含有するチャー１０１Ｆが分離される。そして、チャー１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａ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。一方、可燃性ガス２００から分離した微粒のチャー１０１Ｆは、チャー供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通して石炭ガス化炉１４に戻されてリサイクルされる。
【００６７】
チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｆが分離された可燃性ガス２００Ａは、ガス精製装置１６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２００Ｂが製造される。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気４０Ａを生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気４０Ａと、ガス精製装置１６から供給される燃料ガス２００Ｂとを混合し、燃焼することで燃焼ガス２０２を生成し、この燃焼ガス２０２によりタービン６３を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００６８】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排ガス２０３は、排熱回収ボイラ２０にて、空気４０と熱交換を行うことで蒸気２０４を生成し、この生成した蒸気２０４を蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気２０４によりタービン６９を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００６９】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排ガス２０５の有害物質が除去され、浄化された排ガス２０５Ａが煙突７５から大気へ放出される。
【００７０】
なお、本実施例では、石炭原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】
【００７１】
１０  石炭ガス化複合発電設備
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  低品位炭乾燥設備
１０１  原料炭（低品位炭）
１０１ａ  原炭微粒
１０１ｂ  原炭粗粒
１０１ｃ  微粉炭
１０１ｄ  乾燥炭
１０２  原炭流動層バンカ
１０３  粉砕機
１０４  分離機
１０５  流動層乾燥ビン
【図１】
2014173790.tif 000003
【図２】
2014173790.tif 000004