(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に供給された湿潤燃料を流動化蒸気により流動させることで内部に流動層を形成しながら、前記流動層の内部に設けられる伝熱管により前記湿潤燃料を乾燥させる流動層乾燥装置と、
前記流動層乾燥装置に供給される前記湿潤燃料を予熱する予熱装置と、を備え、
前記予熱装置は、内部に供給された前記湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで内部に流動層を形成しながら、前記湿潤燃料を予熱する流動層予熱装置であり、
前記流動層予熱装置は、前記湿潤燃料を加熱する加熱部としての予熱用伝熱管を有し、
前記予熱用伝熱管は、前記流動層乾燥装置に設けられる前記伝熱管で使用された加熱用熱媒が供給され、
前記流動層予熱装置には、前記流動化ガスとして、非凝縮性ガスである空気または燃焼排ガスが供給されることを特徴とする乾燥システム。
【請求項２】
前記予熱装置は、前記湿潤燃料を加熱する前記加熱部を有し、
前記予熱装置で予熱された前記湿潤燃料の予熱温度を計測する予熱温度計測装置と、
前記予熱温度計測装置により計測した前記予熱温度が蒸気の飽和温度となるように、前記加熱部の加熱温度を制御する制御装置と、をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥システム。
【請求項３】
前記湿潤燃料は、その含水率が５０％以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置を備えた乾燥システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この流動層乾燥機では、流動化ガスをガス分散板の下側から吹き込み、ガス分散板上に流動層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２５００９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、流動化ガスとして、流動化蒸気を用いる流動層乾燥装置では、流動層乾燥装置の燃料供給側において、低温の湿潤燃料が供給されることにより、流動化蒸気が凝縮して凝縮水が発生し、凝縮水により湿潤燃料が凝集し易くなる。湿潤燃料が凝集すると、流動層乾燥装置内において、湿潤燃料が流動し難くなり、湿潤燃料の流動不良が発生する虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、湿潤燃料の凝集を抑制し、湿潤燃料を好適に流動させることが可能な乾燥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】
【０００６】
本発明の乾燥システムは、内部に供給された湿潤燃料を流動化蒸気により流動させることで内部に流動層を形成しながら、湿潤燃料を乾燥させる流動層乾燥装置と、流動層乾燥装置に供給される湿潤燃料を予熱する予熱装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、予熱装置によって湿潤燃料を予熱し、予熱された湿潤燃料を流動層乾燥装置に供給することができる。このため、流動層乾燥装置には、予熱された湿潤燃料が供給されることにより、流動層乾燥装置内の流動化蒸気が凝縮し難くなる。これにより、流動化蒸気の凝縮による湿潤燃料の凝集を抑制することができ、湿潤燃料の流動不良の発生を抑制でき、流動層乾燥装置内における湿潤燃料の流動を好適なものとすることができる。
【０００８】
この場合、予熱装置は、内部に供給された湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで内部に流動層を形成しながら、湿潤燃料を予熱する流動層予熱装置であることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、湿潤燃料を流動させながら効率よく予熱することができる。
【００１０】
この場合、流動層予熱装置には、流動化ガスとして、非凝縮性ガスが供給されることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、流動化ガスとして非凝縮性ガスが供給されるため、流動層予熱装置内において、流動化ガスの凝縮の発生を抑制できる。これにより、流動化ガスの凝縮による湿潤燃料の凝集を抑制することができ、湿潤燃料の流動不良の発生を抑制でき、流動層予熱装置内における湿潤燃料の流動を好適なものとすることができる。
【００１２】
この場合、予熱装置は、内部に供給された湿潤燃料を移送しながら、湿潤燃料を予熱する移送式予熱装置であることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、湿潤燃料を移送しながら予熱することができる。このため、湿潤燃料の移動経路に設けることで、湿潤燃料の移送と予熱とを兼ねた構成とすることができる。
【００１４】
この場合、予熱装置は、湿潤燃料を加熱する加熱部を有し、予熱装置で予熱された湿潤燃料の予熱温度を計測する予熱温度計測装置と、予熱温度計測装置により計測した予熱温度が蒸気の飽和温度となるように、加熱部の加熱温度を制御する制御装置と、をさらに備えたことが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、加熱部の加熱温度を制御することで、湿潤燃料の予熱温度を蒸気の飽和温度とすることができる。このため、流動層乾燥装置には、蒸気の飽和温度まで予熱された湿潤燃料が供給されることにより、流動化蒸気がより凝縮し難くなる。
【００１６】
この場合、湿潤燃料は、その含水率が５０％以上であることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、含水率の高い湿潤燃料を凝集させることなく、流動層乾燥装置内において好適に流動させながら乾燥させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の乾燥システムによれば、予熱装置において湿潤燃料を予熱することで、流動層乾燥装置内において湿潤燃料の凝集を抑制し、湿潤燃料を好適に流動させながら乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。
【図３】図３は、実施例２に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る乾燥システムについて説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例１に係る乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例１の乾燥システム１が適用された石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）１００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っている。すなわち、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００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褐炭を使用している。湿潤燃料は、含水率が５０％以上となっており、主に、含水率が６０％前後の湿潤燃料が用いられる。
【００２２】
なお、実施例１では、湿潤燃料として褐炭を適用したが、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、湿潤燃料として、褐炭等の石炭に限らず、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。
【００２３】
実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１００は、給炭装置１１１、乾燥システム１、微粉炭機１１３、石炭ガス化炉１１４、チャー回収装置１１５、ガス精製装置１１６、ガスタービン設備１１７、蒸気タービン設備１１８、発電機１１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０を有している。
【００２４】
給炭装置１１１は、原炭バンカ１２１と、石炭供給機１２２と、クラッシャ１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、褐炭を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機１２２に投下する。石炭供給機１２２は、原炭バンカ１２１から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ１２３に投下する。このクラッシャ１２３は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化する。
【００２５】
詳細は後述するが、乾燥システム１は、予熱装置１０と流動層乾燥装置１１とを有しており、給炭装置１１１から投入された褐炭を予熱装置１０で予熱すると共に、予熱された褐炭を流動層乾燥装置１１で流動化蒸気により流動させながら伝熱管４４により加熱乾燥することで、褐炭が含有する水分を除去するものである。この流動層乾燥装置１１には、排出された乾燥済の褐炭（乾燥炭）を冷却する冷却器１３１が接続されている。冷却器１３１には、冷却済の乾燥炭を貯留する乾燥炭バンカ１３２が接続されている。また、流動層乾燥装置１１には、外部へ排出される排出ガスから乾燥炭の粒子を分離する集塵装置１３９として乾燥炭サイクロン１３３と乾燥炭電気集塵機１３４が接続されている。乾燥炭サイクロン１３３および乾燥炭電気集塵機１３４において排出ガスから分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機１３４で乾燥炭が分離された排出ガスは、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１１の伝熱管４４に熱媒として供給される。
【００２６】
微粉炭機１１３は、流動層乾燥装置１１により乾燥された褐炭（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。すなわち、微粉炭機１１３は、乾燥炭バンカ１３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機１３６により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機１１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。
【００２７】
石炭ガス化炉１１４は、微粉炭機１１３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１１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が供給される。
【００２８】
石炭ガス化炉１１４は、ガスタービン設備１１７（圧縮機１６１）から圧縮空気供給ライン１４１が接続されており、このガスタービン設備１１７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１４２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１４３が石炭ガス化炉１１４に接続され、この第１窒素供給ライン１４３に微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂからの給炭ライン１４４ａ，１４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン１４５も石炭ガス化炉１１４に接続され、この第２窒素供給ライン１４５にチャー回収装置１１５からのチャー戻しライン１４６が接続されている。更に、酸素供給ライン１４７は、圧縮空気供給ライン１４１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。
【００２９】
石炭ガス化炉１１４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１１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置１４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１１４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１１４は、チャー回収装置１１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン１４９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１４９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１１５に供給するとよい。
【００３０】
チャー回収装置１１５は、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２とを有している。この場合、集塵装置１５１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１１４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１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。供給ホッパ１５２は、集塵装置１５１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１５１と供給ホッパ１５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ１５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ１５２からのチャー戻しライン１４６が第２窒素供給ライン１４５に接続されている。
【００３１】
ガス精製装置１１６は、チャー回収装置１１５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１１６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１１７に供給する。なお、このガス精製装置１１６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。
【００３２】
ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１、燃焼器１６２、タービン１６３を有しており、圧縮機１６１とタービン１６３は、回転軸１６４により連結されている。燃焼器１６２は、圧縮機１６１から圧縮空気供給ライン１６５が接続されると共に、ガス精製装置１１６から燃料ガス供給ライン１６６が接続され、タービン１６３に燃焼ガス供給ライン１６７が接続されている。また、ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１から石炭ガス化炉１１４に延びる圧縮空気供給ライン１４１が設けられており、圧縮空気供給ライン１４１に昇圧機１６８が介設されている。従って、燃焼器１６２では、圧縮機１６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン１６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３３】
蒸気タービン設備１１８は、ガスタービン設備１１７における回転軸１６４に連結されるタービン１６９を有しており、発電機１１９は、この回転軸１６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ１２０は、ガスタービン設備１１７（タービン１６３）からの排ガスライン１７０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１２０は、蒸気タービン設備１１８のタービン１６９との間に蒸気供給ライン１７１が設けられると共に、蒸気回収ライン１７２が設けられ、蒸気回収ライン１７２に復水器１７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９が駆動し、回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３４】
そして、排熱回収ボイラ１２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置１７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突１７５から大気へ放出される。
【００３５】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００３６】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００において、給炭装置１１１にて、原炭（褐炭）が原炭バンカ１２１に貯留されており、この原炭バンカ１２１の褐炭が石炭供給機１２２によりクラッシャ１２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、乾燥システム１により予熱され加熱乾燥された後、冷却器１３１により冷却され、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１１から排出された排出ガスは、乾燥炭サイクロン１３３および乾燥炭電気集塵機１３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１１の伝熱管４４に熱媒として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。
【００３７】
乾燥炭バンカ１３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機１３６により微粉炭機１１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置１４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン１４３を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１１５で回収されたチャーが、空気分離装置１４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン１４５を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１１７から抽気された圧縮空気が昇圧機１６８で昇圧された後、空気分離装置１４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン１４１を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００３８】
石炭ガス化炉１１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１１４からガス生成ライン１４９を通して排出され、チャー回収装置１１５に送られる。
【００３９】
このチャー回収装置１１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置１５１に供給され、集塵装置１５１は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。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１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ１５２に堆積され、チャー戻しライン１４６を通して石炭ガス化炉１１４に戻されてリサイクルされる。
【００４０】
チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１１６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、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１１７では、圧縮機１６１が圧縮空気を生成して燃焼器１６２に供給すると、この燃焼器１６２は、圧縮機１６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン１６３を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４１】
そして、ガスタービン設備１１７におけるタービン１６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４２】
その後、ガス浄化装置１７４では、排熱回収ボイラ１２０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１７５から大気へ放出される。
【００４３】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１００における乾燥システム１について詳細に説明する。図２は、実施例１に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。実施例１の乾燥システム１は、給炭装置１１１により投入された褐炭を予熱し、予熱した褐炭を流動化蒸気により流動させながら、加熱乾燥させるものである。
【００４４】
図２に示すように、乾燥システム１は、予熱装置１０と、流動層乾燥装置１１とを有している。予熱装置１０は、内部に流動層１５を形成する流動層予熱装置となっている。予熱装置１０は、内部に褐炭が供給される予熱容器２１と、予熱容器２１の内部に設けられた予熱用ガス分散板２２と、を備えている。予熱容器２１は、長方体の箱状に形成されている。予熱用ガス分散板２２は、予熱容器２１内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置する予熱用風室２３と、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する予熱室２４とに区分けしている。予熱用ガス分散板２２には、多数の貫通孔が形成され、予熱用風室２３には、空気または燃焼器１６２で燃焼された燃焼排ガス等の非凝縮性ガスが、流動化ガスとして供給される。
【００４５】
予熱容器２１の予熱室２４には、褐炭を投入する褐炭投入口２６と、予熱した褐炭を排出する褐炭排出口２７と、流動化ガスおよび発生蒸気を排出するガス排出口２８と、予熱用伝熱管２９とが設けられている。
【００４６】
褐炭投入口２６は、予熱室２４の一端側（図示左側）の上部に形成されている。褐炭投入部２６には、給炭装置１１１が接続されており、給炭装置１１１から供給された褐炭が、予熱室２４に供給される。
【００４７】
褐炭排出口２７は、予熱室２４の他端側（図示右側）の下部に形成されている。褐炭排出口２７からは、予熱室２４において予熱された褐炭が排出され、排出された褐炭は、褐炭搬送装置３０に搬送されて、流動層乾燥装置１１へ向けて供給される。
【００４８】
ガス排出口２８は、予熱室２４の他端側の上部に形成されている。ガス排出口２８は、褐炭の予熱時において、予熱室２４に供給された流動化ガスと共に、予熱室２４から発生する発生蒸気を排出している。なお、ガス排出口２８から排出された流動化ガスおよび発生蒸気は、上記した集塵装置１３９とは異なる図示しない集塵装置へ向けて供給される。
【００４９】
予熱用伝熱管２９は、予熱室２４内に形成される流動層１５の内部に設けられ、湿潤燃料を加熱する加熱部として機能している。予熱用伝熱管２９には、加熱用熱媒が供給される。加熱用熱媒は、後述する流動層乾燥装置１１の伝熱管４４で使用された乾燥用蒸気であってもよく、特に限定されない。このとき、予熱用伝熱管２９に供給される加熱用熱媒の温度は、制御部６０によって制御されている。そして、予熱用伝熱管２９は、管内に加熱用熱媒が供給されると、流動層１５の褐炭を加熱し、褐炭を所定の予熱温度まで昇温させることで、褐炭を予熱する。この後、予熱に利用された加熱用熱媒は、予熱室２４の外部に排出される。
【００５０】
従って、予熱装置１０において、褐炭投入口２６を介して予熱室２４に供給された褐炭は、予熱用ガス分散板２２を介して供給される流動化ガスにより流動することで、予熱室２４内に流動層１５を形成する。流動層１５となった褐炭は、予熱用伝熱管２９に加熱されることで昇温され、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化ガスと共にガス排出口２８から排出される。所定の予熱温度まで昇温された褐炭は、褐炭排出口２７から排出される。
【００５１】
褐炭排出口２７から排出された褐炭は、褐炭搬送装置３０に供給される。褐炭搬送装置３０は、褐炭排出口２７から排出された褐炭を流動層乾燥装置１１へ向けて搬送する。褐炭搬送装置３０は、例えば、コンベアベルトを有するコンベア搬送装置であり、コンベアベルト上に載せられた褐炭を、コンベアベルトを周回させることで、褐炭を流動層乾燥装置１１へ向けて搬送する。なお、褐炭搬送装置３０は、コンベア搬送装置に限定されず、褐炭を搬送可能な装置であれば、いずれであってもよい。
【００５２】
流動層乾燥装置１１は、内部に褐炭が供給される乾燥容器３５を備えている。乾燥容器３５は、長方体の箱状に形成されており、内部に供給される褐炭は、一端側（図示左側）から他端側（図示右側）へ向かう流動方向に流動する。乾燥容器３５の内部には、ガス分散板３６が設けられている。ガス分散板３６は、乾燥容器３５内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置する風室３７と、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室３８とに区分けしている。ガス分散板３６には、多数の貫通孔が形成され、風室３７には、流動化蒸気が導入される。
【００５３】
また、乾燥容器３５の内部には、乾燥室３８を区分けする複数の乾燥室仕切り板３９と、風室３７を区分けする複数の風室仕切り板４０とが設けられている。実施例１において、乾燥室仕切り板３９は、２つ設けられ、流動方向に沿って、乾燥室３８を上流側の乾燥室３８ａと、中流側の乾燥室３８ｂと、下流側の乾燥室３８ｃとに区分けしている。各乾燥室仕切り板３９は、鉛直方向の上端部が乾燥室３８の上部との間に隙間を空けて設けられ、下端部がガス分散板３６との間に隙間を空けて設けられている。このため、上流側の乾燥室３８ａで乾燥された褐炭は、乾燥室仕切り板３９の下端側に形成された隙間を通って、中流側の乾燥室３８ｂに供給された後、下流側の乾燥室３８ｃに供給される。
【００５４】
同様に、実施例１において、風室仕切り板４０は、２つ設けられ、流動方向に沿って、風室３７を上流側の風室３７ａと、中流側の風室３７ｂと、下流側の風室３７ｃとに区分けしている。各風室仕切り板４０は、鉛直方向の上端部が風室３７の上部に接続され、下端部が風室３７の下部に接続されている。
【００５５】
乾燥容器３５には、褐炭を投入する褐炭投入口４１と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口４２と、流動化蒸気および乾燥時に発生する発生蒸気を排出する蒸気排出口４３と、褐炭を加熱する伝熱管４４とが設けられている。
【００５６】
褐炭投入口４１は、上流側の乾燥室３８ａにおける一端側（図示左側）の上部に形成されている。褐炭投入口４１には、褐炭搬送装置３０が接続されており、褐炭搬送装置３０から搬送された褐炭が、上流側の乾燥室３８ａに投入される。
【００５７】
乾燥炭排出口４２は、下流側の乾燥室３８ｃにおける他端側（図示右側）の下部に形成されている。乾燥炭排出口４２からは、乾燥室３８において乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した冷却器１３１へ向けて供給される。
【００５８】
蒸気排出口４３は、上流側の乾燥室３８ａ、中流側の乾燥室３８ｂおよび下流側の乾燥室３８ｃの上部にそれぞれ形成されている。蒸気排出口４３は、褐炭の乾燥時において、乾燥室３８に供給された流動化蒸気と共に、褐炭が加熱されることによって発生する発生蒸気を排出している。なお、蒸気排出口４３から排出された流動化蒸気および発生蒸気は、上記した集塵装置１３９へ向けて供給された後、蒸気圧縮機１３５に供給される。
【００５９】
伝熱管４４は、上流側の乾燥室３８ａ、中流側の乾燥室３８ｂおよび下流側の乾燥室３８ｃに形成される流動層１８の内部にそれぞれ設けられている。伝熱管４４には、蒸気圧縮機１３５の流出側が接続されており、管内に蒸気圧縮機１３５で圧縮された蒸気が乾燥用蒸気として供給される。このため、伝熱管４４は、管内に乾燥用蒸気が供給されると、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、流動層１８の褐炭を加熱し、これにより、流動層１８の褐炭中の水分を除去することで、乾燥室３８ａ，３８ｂ，３８ｃ内の褐炭を乾燥させる。この後、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、乾燥室３８の外部に排出される。なお、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、加熱用熱媒として、予熱用伝熱管２９に供給してもよい。
【００６０】
従って、褐炭投入口４１を介して上流側の乾燥室３８ａに供給された予熱後の褐炭は、ガス分散板３６を介して供給される流動化蒸気により流動することで、上流側の乾燥室３８ａから下流側の乾燥室３８ｃに亘って流動層１８を形成すると共に、流動層１８の上方にフリーボード部Ｆを形成する。乾燥室３８に形成される流動層１８は、その流動方向が、乾燥室３８の一端側から他端側へ向かう方向となる。そして、上流側の乾燥室３８ａに供給された褐炭は、流動方向に沿って流動しながら、伝熱管４４により加熱乾燥される。これにより、褐炭に含まれる水分は、発生蒸気となって流動化蒸気と共に蒸気排出口４３から排出される。水分が除去され、下流側の乾燥室３８ｃまで流動した褐炭は、乾燥炭として、乾燥炭排出口４２から排出される。
【００６１】
ここで、予熱装置１０から排出される褐炭は、予熱温度計（予熱温度計測装置）５０により予熱温度が計測される。予熱温度計５０は、予熱装置１０と褐炭搬送装置３０との間に設けられ、制御部６０に接続されている。なお、制御部６０は、石炭ガス化複合発電設備１００に設けられる制御盤であってもよいし、乾燥システム１に設けられる制御盤であってもよく、限定されない。
【００６２】
制御部６０は、予熱温度計５０により計測された予熱温度に基づいて、予熱用伝熱管２９に供給される加熱用熱媒の温度（加熱温度）を制御している。具体的に、制御部６０は、予熱温度計５０により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度となるように、加熱用熱媒の温度を制御する。このため、制御部６０は、予熱温度計５０により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度に達していない場合、加熱用熱媒の温度を上昇させる。なお、制御部６０は、予熱温度計５０により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度を超えている場合、加熱用熱媒の温度を昇温しない。
【００６３】
以上のように、実施例１の構成によれば、予熱装置１０によって褐炭を予熱し、予熱された褐炭を流動層乾燥装置１１に供給することができる。このため、流動層乾燥装置１１には、予熱された褐炭が供給されることにより、流動層乾燥装置１１内の流動化蒸気が凝縮し難くなる。これにより、流動化蒸気の凝縮による褐炭の凝集を抑制することができ、褐炭の流動不良の発生を抑制でき、流動層乾燥装置１１内における褐炭の流動を好適なものとすることができる。
【００６４】
また、実施例１の構成によれば、予熱装置１０は、流動化ガスとして非凝縮性ガスを用い、褐炭を流動化ガスにより流動させながら加熱することで、褐炭を効率よく昇温することができ、また、予熱装置１０内における流動化ガスの凝縮の発生を抑制することができる。これにより、予熱装置１０は、流動化ガスの凝縮による褐炭の凝集を抑制することができ、褐炭の流動不良の発生を抑制でき、予熱装置１０内における褐炭の流動を好適なものとすることができる。
【００６５】
また、実施例１の構成によれば、制御部６０により加熱用熱媒の温度を制御することで、褐炭の予熱温度を蒸気の飽和温度とすることができる。このため、流動層乾燥装置１１には、蒸気の飽和温度まで予熱された褐炭が供給されるため、流動化蒸気がより凝縮し難くなる。
【００６６】
また、実施例１の構成によれば、流動層乾燥装置１１は、含水率が５０％以上の褐炭を、流動化蒸気を用いて流動させながら乾燥させることができる。このため、流動層乾燥装置１１は、含水率の高い褐炭であっても、好適に乾燥させることができる。
【実施例２】
【００６７】
次に、図３を参照して、実施例２に係る乾燥システム２００について説明する。図３は、実施例２に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１に係る乾燥システム１において、予熱装置１０は、内部に流動層１５を形成して予熱する流動層予熱装置であったが、実施例２に係る乾燥システム２００において、予熱装置２０１は、内部の褐炭を移送しながら予熱する移送式予熱装置である。以下、実施例２に係る乾燥システム２００について説明する。
【００６８】
図３に示すように、実施例２に係る乾燥システム２００は、予熱装置２０１と流動層乾燥装置１１とを備えている。なお、流動層乾燥装置１１は、実施例１と同様の構成であるため、説明を省略する。予熱装置２０１は、内部に褐炭が供給される予熱容器２０５を備えている。
【００６９】
予熱容器２０５は、水平方向が軸方向となる円筒状に形成されている。予熱容器２０５は、その外周側に加熱用熱媒が流通する熱媒流路２０６が形成されており、熱媒流路２０６内を加熱用熱媒が流通することで、予熱容器２０５を加熱している。熱媒流路２０６には、加熱用熱媒が流入する熱媒流入口２１０と、加熱用熱媒が流出する熱媒流出口２１１とが形成されている。熱媒流入口２１０は、予熱容器２０５の他端側（図示右側）における熱媒流路２０６に設けられ、熱媒流出口２１１は、予熱容器２０５の一端側（図示左側）における熱媒流路２０６に設けられている。これにより、加熱用熱媒は、熱媒流路２０６内において、予熱容器２０５の他端側から一端側へ向かう方向に流れる。
【００７０】
予熱容器２０５には、褐炭投入口２１５と、ガス排出口２１６と、褐炭排出口２１７とが設けられている。褐炭投入口２１５は、予熱容器２０５の一端側の上部に形成されている。褐炭投入口２１５には、給炭装置１１１が接続されており、給炭装置１１１から供給された褐炭が、予熱容器２０５内に供給される。ガス排出口２１６は、予熱容器２０５の他端側の上部に形成されている。ガス排出口２１６からは、予熱容器２０５内で褐炭を加熱することにより発生した発生蒸気が排出される。褐炭排出口２１７は、予熱容器２０５の他端側の下部に形成されている。褐炭排出口２１７からは、予熱容器２０５内で予熱された褐炭が流動層乾燥装置１１へ向けて排出される。
【００７１】
また、予熱容器２０５の内部には、スクリューフィーダ２２２が設けられている。スクリューフィーダ２２２は、回転軸２３１と、回転軸２３１に設けられたスクリュー部２３２と、回転軸２３１を回転させるモータ２３３とを有している。回転軸２３１は、予熱容器２０５の軸方向と同方向となっている。そして、モータ２３３により回転軸２３１を回転させると、スクリュー部２３２が旋回しながら、褐炭を予熱容器２０５の一端側から他端側へ向けて移送する。つまり、褐炭は、その移送方向が、予熱容器２０５の一端側から他端側へ向かう方向となっている。
【００７２】
従って、給炭装置１１１から供給された褐炭は、予熱容器２０５の一端側に投入され、投入された褐炭は、スクリューフィーダ２２２により移送方向に移送される。移送方向に移送される褐炭は、予熱容器２０５を介して熱媒流路２０６を通る加熱用熱媒により加熱される。これにより、加熱された褐炭は、所定の予熱温度まで予熱される。そして、移送方向に移送される褐炭は、褐炭排出口２１７から流動層乾燥装置１１の上流側の乾燥室３８ａへ向けて投入される。
【００７３】
以上のように、実施例２の構成によれば、予熱装置２０１は、褐炭を移送方向に移送しながら予熱することができる。このため、予熱装置２０１を褐炭の移動経路に設けることで、褐炭の移送と予熱とを兼ねて行うことができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  乾燥システム
１０  予熱装置
１１  流動層乾燥装置
１５  予熱室の流動層
１８  乾燥室の流動層
２１  予熱容器
２２  予熱用ガス分散板
２３  予熱用風室
２４  予熱室
２６  予熱装置の褐炭投入口
２７  褐炭排出口
２８  ガス排出口
２９  予熱用伝熱管
３０  褐炭搬送装置
３５  乾燥容器
３６  ガス分散板
３７  風室
３８  乾燥室
４１  流動層乾燥装置の褐炭投入口
４２  乾燥炭排出口
４３  蒸気排出口
４４  伝熱管
５０  予熱温度計
６０  制御部
２００  乾燥システム（実施例２）
２０１  予熱装置（実施例２）
２０５  予熱容器（実施例２）
２０６  熱媒流路
２１０  熱媒流入口
２１１  熱媒流出口
２１５  予熱装置の褐炭投入口（実施例２）
２１６  ガス排出口（実施例２）
２１７  褐炭排出口（実施例２）
２２２  スクリューフィーダ
２３１  回転軸
２３２  スクリュー部
２３３  モータ
Ｆ  フリーボード部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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