(57)【要約】  粗材から粉砕された乾燥材料を製造する方法であって：（ａ）加熱された乾燥ガスを乾燥ガス源から提供し；（ｂ）粗材を貯蔵ビン内に提供し；（ｃ）粗材及び加熱された乾燥ガスを粉砕設備内に給送し；（ｄ）粉砕された乾燥材料を取得するために粗材を粉砕設備内で粉砕し、かつ乾燥し；（ｅ）乾燥ガスと粉砕された乾燥材料との混合物を粉砕設備から収集し、粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから分離するために混合物を分離装置に給送する、各工程を含み；（ｆ）事前調整ガスとして、工程（ｅ）からの乾燥ガスの少なくとも一部を再循環し、事前調整ガスを、粗材を事前調整するために貯蔵ビンの下部に給送する工程を更に含むことを特徴とする方法。【選択図】図３
2019501016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粗材から粉砕された乾燥材料を製造する方法であって：
（ａ）加熱された乾燥ガスを乾燥ガス源から提供し；
（ｂ）粗材を貯蔵ビン内に提供し；
（ｃ）粗材及び加熱された乾燥ガスを粉砕設備内に給送し；
（ｄ）粉砕された乾燥材料を取得するために粗材を粉砕設備内で粉砕し、かつ乾燥し；
（ｅ）乾燥ガスと粉砕された乾燥材料との混合物を粉砕設備から収集し、粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから分離するために混合物を分離装置に給送する、
各工程を含み；
（ｆ）事前調整ガスとして、工程（ｅ）からの乾燥ガスの少なくとも一部を再循環し、事前調整ガスを、粗材を事前調整するために貯蔵ビンの下部に給送する工程を更に含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載された方法において、
工程（ｆ）が、事前調整ガスを、貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、乾燥ガス源からの加熱された乾燥ガスと混合する工程（ｆ１）を含む方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された方法において、
工程（ｆ）が、事前調整ガスを貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、事前調整ガスの圧力を調整する工程（ｆ２）を含む方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載された方法において、
工程（ｆ）が、事前調整ガスを貯蔵ビンの上部で収集する工程（ｆ３）を含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載された方法において、
工程（ｆ）が、工程（ｆ３）で収集した事前調整ガスを、事前調整ガスから残留微細材料を全て分離する更なる分離装置に給送する工程（ｆ４）を含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載された方法において、
工程（ｆ３）で収集した事前調整ガスを、工程（ｆ４）の更なる分離装置へ給送する前に、乾燥ガス源からの加熱された乾燥ガスと混合する方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載された方法において、
乾燥ガス源は、他のプロセスからの高温オフガス、好ましくは高炉ガスのような、低含水素の低発熱量ガスを供給する方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載された方法において、
乾燥ガス源が燃焼設備を含む方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載された方法において、
工程（ｅ）における分離装置が１つ以上のサイクロン、好ましくは並列に配置された２つ以上のサイクロンを含む方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載された方法において、
粗材が、高炉スラグのようなスラグ、又は黒炭、亜炭若しくは褐炭のような石炭である方法。
【請求項１１】
粗材から粉砕された乾燥材料を製造するための破砕及び乾燥プラントであって：
所定の温度で加熱された乾燥ガスを提供するための加熱された乾燥ガス源と；
粗材を一時的に貯蔵するための粗材の貯蔵ビンと；
粉砕された乾燥材料を取得するために粗材を粉砕し、かつ乾燥する粉砕設備と；
粗材を粗材の貯蔵ビンから粉砕設備内に給送するための粗材の給送設備と；
加熱された乾燥ガスを粉砕設備内に給送するための管路と；
粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから収集及び分離するための粉砕設備の下流にある分離装置と、
を含み；
粗材の貯蔵ビン内で粗材を事前調整するための事前調整ガスとして、乾燥ガスの少なくとも一部を粗材の貯蔵ビンの下部に再循環する、分離装置の下流にある再循環管路を含むことを特徴とする破砕及び乾燥プラント。
【請求項１２】
請求項１１に記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
事前調整ガスを、貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、乾燥ガス源からの加熱された乾燥ガスと混合するための再循環管路内の混合装置を含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
事前調整ガスを貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、事前調整ガスの圧力を調整するための圧力調整手段を含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１４】
請求項１１から１３のいずれかに記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
粗材の貯蔵ビンが、その上部に配置された事前調整ガスを収集するためのガス出口を含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１５】
請求項１４に記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
収集した事前調整ガスから残留微細材料を全て分離するための、ガス出口の下流にある更なる分離装置を含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１６】
請求項１１から１５のいずれかに記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
乾燥ガス源が、他のプロセスからの高温オフガス、好ましくは高炉ガスのような低含水素の低発熱量ガスを供給するために配置されている破砕及び乾燥プラント。
【請求項１７】
請求項１１から１６のいずれかに記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
乾燥ガス源が燃焼設備を含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１８】
請求項１１から１７のいずれかに記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから収集しかつ分離する分離装置が、１つ以上のサイクロン、好ましくは並列に配置された２つ以上のサイクロンを含む破砕及び乾燥プラント。
【請求項１９】
請求項１１から１８のいずれかに記載された破砕及び乾燥プラントにおいて、
高炉スラグのようなスラグ、又は黒炭、亜炭若しくは褐炭のような石炭の破砕及び乾燥のための破砕及び乾燥プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、複数の応用に役立つ粉砕された（comminuted）乾燥材料の製造用の破砕（grinding）及び乾燥プラント（plant）に関する。
【背景技術】
【０００２】
破砕プラントはバルク材料を粉砕するために使用される。多くの場合、このような破砕プラントは、同時にバルク材料の水分含有量を減らすための乾燥設備（equipment）を含む。典型的な事例として、このような破砕及び乾燥プラントは、セメントの製造のための粒状高炉スラグの処理に、又は、湿った粗い原料炭を、高炉内に注入するか発電所で点火するための乾燥粉炭に変えるための所謂石炭破砕及び乾燥プラントに使用される。
【０００３】
破砕及び乾燥すべきバルク材料が可燃性である場合、例えば石炭の場合、得られる生成物は爆発性であり、かつ主として、爆発性材料と接触するガス中の酸素濃度を所謂爆発下限値未満に維持すること（爆発防止設計）によって爆発を防止／回避するか、又は設備とその周辺部をそのような爆発の影響から保護する（爆発保護設計）ために、プロセス及びプラントの設計に対して特に注意を払わなければならない。
【０００４】
典型的な破砕及び乾燥プラントでは、原材料の粉砕、普通は、破砕及び乾燥が、粉砕設備又はミル内で大抵並行して行われる。粗材は、例えば回転ローラ、ボウルなどと、回転破砕テーブル又はボウルとの間で破砕され、水分が高温乾燥ガスと接触して蒸発する。乾燥ガスは、破砕された材料を通常、ミルの最上部に一体に設けられた分級機内に移送（ｃｏｎｖｅｙ）する。粗材は乾燥ガス流から除去され、破砕テーブル又はボウルに戻され、微細材料（fine material）は、水蒸気含有量が増えた状態で、冷却された乾燥廃ガスによって、通常バグフィルタ（bag filter）である、下流にあるガス−固体分離のための設備中に輸送（transported）される。
【０００５】
このような破砕及び乾燥プラントの構想及び運用（operation）に関しては、これまで多くの改良がなされてきたが、全体的なプロセスは、依然としてエネルギー消費の面で非常にコストが掛かる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の目的は、エネルギー効率のより良い運用を可能にする、粗材から粉砕された乾燥材料を製造するための改善した方法及びプラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、第１の観点において、本発明は、粗材から粉砕された乾燥材料を製造する方法であって：
（ａ）加熱された乾燥ガスを乾燥ガス源から提供し；
（ｂ）粗材を貯蔵ビン（bin）内に提供し；
（ｃ）粗材及び加熱された乾燥ガスを粉砕設備内に給送（feed）し；
（ｄ）粉砕された乾燥材料を取得するために粗材を粉砕設備内で粉砕し、かつ乾燥し；
（ｅ）乾燥ガスと粉砕された乾燥材料との混合物を粉砕設備から収集し、粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから分離するために混合物を分離装置に給送する、
各工程（steps）を含む方法を提案する。
【０００８】
本発明の方法は、事前調整ガスとして、工程（ｅ）からの乾燥ガスの少なくとも一部を再循環し、事前調整ガスを、粗材を事前調整するために貯蔵ビンの下部に給送する工程（ｆ）を更に含む。
【０００９】
第２の観点において、本発明は、ここに記載された方法を実行するために構成された破砕及び乾燥プラントを提供する。特に、本発明は、粗材から粉砕された乾燥材料を製造するための破砕及び乾燥プラントであって：所定の温度で加熱された乾燥ガスを提供するための加熱された乾燥ガス源と；粗材を一時的に貯蔵するための粗材の貯蔵ビンと；粉砕された乾燥材料を取得するために粗材を粉砕し、かつ乾燥する粉砕設備と；粗材を粗材の貯蔵ビンから粉砕設備内に給送するための粗材の給送設備と；加熱された乾燥ガスを粉砕設備内に給送するための管路と；粉砕された乾燥材料を乾燥ガスから収集及び分離するための粉砕設備の下流にある分離装置と、を含む破砕及び乾燥プラントを提供する。本発明の破砕及び乾燥プラントは、粗材の貯蔵ビン内で粗材を事前調整するための事前調整ガスとして、乾燥ガスの少なくとも一部を粗材の貯蔵ビンの下部に再循環する、分離装置の下流にある再循環管路を更に含む。
【００１０】
本発明は、２つの主要な利点を提供する２つの主要な知見に基づいている。本発明の第１の重要な利点は、粉砕設備の上流にある粗材を事前調整するために、乾燥ガスの少なくとも一部を再循環することで、最終生成物の品質を落とすことなく、粉砕設備又はミルを極めて低い能力（capacity）のものにできることである。
【００１１】
実際に、ミルの必要能力を調整する要素（factor）には、主として、生成物（破砕及び乾燥された材料）の要求定格出力流量、破砕能（grindability；軟度）及び原材料の水分含有量及び生成物の細かさ（fineness：粒度分布パラメータ）が含まれる。現在、原材料の粒度（範囲）が生成物の粒度（範囲）よりはるかにより大きい、例えば１０の数乗倍（ｍｍ対μｍ）である通常の場合、ミルの能力に対する原材料の粒度の影響（impact）は無視できる。
【００１２】
更に、必要乾燥能力を決定する要素には、主として、生成物（破砕及び乾燥された材料）の要求定格出力流量、原材料の水分含有量及び生成物の残留水分含有量が含まれる。例えば石炭の場合、求められる残留水分含有量は、通常１％のオーダーである（実際に達成される値は、等温収着曲線を反映して考慮した石炭のブランドの実際の水分保持能力によって調整される）のに対し、原料炭の水分は、黒炭については、最高で略１５％、亜炭、褐炭については更に高い。
【００１３】
そのため、ミルの能力に対する原材料の水分含有量の影響は大きいことがある。図１の例は、残留水分含有量１％であり、かつ８０％＜９０μｍの粒度分布の粉炭を生成するときの出力能力の低下を示し、影響を与えるパラメータは、ハードグローブ指数（ＨＧＩ、ハードグローブ破砕能指数）によって表された原材料の水分含有量（受領ベース、すなわち湿った材料に対する水の比率）と破砕能である。
【００１４】
ミルの供給者は、通常、規定された原材料及び微細材料（生成物）条件に対する格付及び向上した能力又は生成物の定格出力を備えた一連のユニット（ミルのサイズ）にして設備を提供する。並行して、各ユニット又はミルのサイズで許容される乾燥ガス流量範囲が確定される。これらの範囲は、性能又は生成物出力が増大するにしたがって、より大きくなりかつより高い値のレベルに移行する。
【００１５】
つまり、粗い出発材料は水分に関して非常に変化し易い可能性があるので、プラント、特にミルは全ての等級の出発材料、すなわち、相対的に乾燥しているか又は非常に湿った材料に対処するための大きさにしなければならない。一例として、石炭でかつ図１の条件の場合では、原料炭の水分含有量を例えば１５％から７％に減らすことで、破砕能に基づき、必要能力を初期値と比較して［１／（≦０．８）］−１＝（≧０．２５）、すなわち２５％以上減らす結果となる。必要能力の低減が、実際に結果として当初条件で考慮されたサイズより小さいミルサイズの設備をもたらすならば、この場合かなりの節約がミルのレベルで実際に生じる。
【００１６】
加えて、もし低減された乾燥ガス流量がミルの許容乾燥ガス流量の範囲に適合していれば、ミルの入口における高温乾燥ガスの温度範囲が確定され、ミルの上流の事前調整によって原材料の水分含有量が既に低減されていることで、必要乾燥ガス流量、したがってガス−固体分離設備（バグフィルタ）のサイズ及び乾燥ガスのメインファン（主送風機）の処理性能もかなり低減できる結果となる。また、このことで勿論ミルのサイズについても、以上で説明したと同様に低減できる可能性が高い。
【００１７】
本発明の第２の主要な利点は、それが破砕及び乾燥プロセスのより容易かつより安定な運用を可能にすることである。実際に、出発材料の明らかに不可避なばらつきは、プラントのオペレータに重大な負担を掛け、いかなる未制御の変動（variation）も粉砕された材料の連続的な生成にとってリスクになる。実際に、材料は、十分に乾燥していないと、凝集し、かつ使用できない材料を生成するだけではなく、下流にある設備、特に分離装置又はフィルタを詰まらせる。
【００１８】
この第２の主要な利点は、事実、一方では材料導入中における低減されたミル内の温度降下（及びより少ない変動）によるものであり、他方では目詰まり及び予期しないプラントの停止のリスクを低減したより信頼性の高い乾燥によるものである。つまり、本発明は、予備加熱及び／若しくは予備乾燥又はばらつきの低減によって、水分と温度双方について粗材を事前調整し、それによって運用を容易にするとともに全体のプロセスの信頼性を向上する方法を提供する。
【００１９】
本発明の更なる変更例では、工程（ｆ）は、事前調整ガスを、貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、乾燥ガス源からの加熱された乾燥ガスと混合する工程（ｆ１）を含む。そのため、破砕及び乾燥プラントは、好ましくは、更に事前調整ガスを、貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、乾燥ガス源からの加熱された乾燥ガスと混合するための再循環管路内の混合装置（arrangement）を含む。
【００２０】
もし必要なら、工程（ｆ）は、事前調整ガスを貯蔵ビンの下部内へ給送する前に、事前調整ガスの圧力を調整する工程（ｆ２）を含む。圧力調整は、貯蔵ビンの構造及び粗材に応じて、貯蔵ビン内での適切な流量を有するために必要となる。いくつかの実施形態では、圧力調整は、貯蔵ビンの上流（事前調整ガス流の意味で）の管路内に設けられたファンにより行われることとなる。代替的或いは付加的に、吸引ファンは貯蔵ビンの下流にある管路又は更なる分離装置の更に下流に配置してもよい（下記参照）。
【００２１】
通常、事前調整ガスは、貯蔵ビンの上部での事前調整後に収集される（工程（ｆ３））。そのため、粗材の貯蔵ビンは、好ましくは、その上部に配置された事前調整ガスを収集するためのガス出口を含む。事前調整ガスは粗材を通して前進するにつれて次第に水分を多く含むものとなり、次第に冷えて、事前調整ガスの温度は露点未満に低下することになる。そのため、貯蔵ビンの上端より下の高さ、すなわち事前調整ガスが粗材の充填高さ全体を越えない位置で事前調整ガスを抽出することは有利であろう。
【００２２】
貯蔵ビンから出て行く事前調整ガスは、依然として微細材料を含み、そしてもしこのガスが大気中に放出されることになると、ガスを濾過することが必要になる。したがって、本方法は、好ましくは、工程（ｆ３）で収集した事前調整ガスを、事前調整ガスから残留微細材料を全て分離する更なる分離装置に給送する工程（ｆ４）を含む。したがって、プラントは、好ましくは、収集した事前調整ガスから残留微細材料を全て分離するための、貯蔵ビンのガス出口の下流にあるこのような更なる分離装置を含む。
【００２３】
上記と同様の理由で、ガス温度が更なる分離装置内で露点未満に低下するのを回避するため、工程（ｆ３）で収集した事前調整ガスを、工程（ｆ４）の更なる分離装置へ給送する前に、乾燥ガス源からの付加的な加熱された乾燥ガスと混合することが有利である。プラントは、こうして好ましくは適切な管路及び混合装置を備える。
【００２４】
本発明の状況（context）において、乾燥ガス源は、任意の適切な高温ガス源、例えば乾燥ガス発生機でよい。特に、もし利用可能ならば、このような高温ガス源は、破砕及び乾燥プラントに近接した他のプロセスからの高温オフガス、好ましくは高炉ガスのような低含水素の低発熱量ガスを使用してもよい。
【００２５】
もし必要であるか或いは望ましいなら、乾燥ガス源は、乾燥ガスを粉砕された材料の乾燥に有用な温度に加熱するのに十分な加熱能力を備えた燃焼設備を含む。もし乾燥ガスが他のプロセスから来ており、既に比較的高温であるならば、必要に応じて温度を調整するために低能力の燃焼装置を使用してもよい。
【００２６】
乾燥ガスから粉砕された乾燥材料を収集かつ分離する（工程（ｅ））ための分離装置は、バグフィルタ、カートリッジフィルタ、サイクロン、などのような１つ以上の適切なタイプであってよい。
【００２７】
特に好ましい実施形態では、工程（ｅ）からの全ての乾燥ガスは再循環され、その一部は貯蔵ビン内の粗材の事前調整に使用され、またその一部は粉砕設備又はミル内の粉砕された材料の乾燥に使用される（工程（ｄ））。好ましくは、少なくとも工程（ｄ）で使用する部分は、乾燥ガス源からの高温乾燥ガスと混合される。より好ましくは、全ての乾燥ガスが高温乾燥ガスと混合される。全ての乾燥ガスが再循環されるため、プラントは分離装置の後方にオフガススタック（off-gas stack）を必要としない。更なる利点は、そのため分離装置が乾燥ガスを同程度に濾過することを要しないことである。実際に、全ての乾燥ガスが再循環され、大気中に放出されないので、ガス内のある程度の残留微細材料又は塵は許容される。そのため、それほど要求が厳しくない分離装置が使用でき、それによって調達及び運用コストが低減し（費用がそれほど掛からず、保守がそれほど必要でない）、かつ信頼性が向上する（詰まる傾向がより少ない）。特に好ましい実施形態では、分離装置はサイクロン型の分離装置である。したがって、分離装置は、浄化すべき実際のガス流に応じて、好ましくは１つ以上のサイクロン、より一層好ましくは並列に配置された２つ以上のサイクロンを含む。
【００２８】
粗材を収容する貯蔵ビンは、下方が先細り状で、全体的に円錐形の出口部を有する従来のホッパのような任意の適切なタイプでよい。貯蔵ビンは、好ましくは速度制御機能を備えた除去アーム（clearing arm）コンベヤのような、一般に材料を貯蔵ビンの出口へ移送（conveying）する手段を備えた平らな底部を有してもよい。
【００２９】
ここに記載されている方法と破砕及び乾燥プラントは、原則として粉砕及び乾燥すべき任意の粗材に使用することができる。特に好ましい使用は、高炉スラグのようなスラグ、又は黒炭、亜炭若しくは褐炭のような石炭の破砕及び乾燥である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本発明の好ましい実施形態は、添付図面とともに例によって説明する：
【図１】破砕能及び水分に応じた相関的なミル出力の例を示す図である。
【図２】粗材を粉砕した乾燥材料に粉砕するための従来の破砕及び乾燥プラントの模式図である。
【図３】粗材を粉砕した乾燥材料に粉砕するための本発明の第１の実施形態の破砕及び乾燥プラントの模式図である。
【図４】粗材を粉砕した乾燥材料に粉砕するための本発明の第２の実施形態の破砕及び乾燥プラントの模式図である。
【００３１】
本発明の更なる細部と利点は、添付図面に関する幾つかの非限定的な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになろう。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、破砕能及び水分に応じた相関的なミル出力の例を示す。実際に、この例は、残留水分含有量１％であり、かつ８０％＜９０μｍの粒度分布の粉炭を生成するときの出力能力の低下を示している。影響を与えるパラメータは、ハードグローブ破砕能指数（ＨＧＩ）によって表された原材料の水分含有量（受領ベース、すなわち湿った材料に対する水の比率）と破砕能である。図１及び更なる上記の説明から明らかなように、ミルの能力に対する原材料の水分含有量の影響は重大であるおそれがある。
【００３３】
図２は、従来の爆発防止型設計の破砕及び乾燥プラント１００、特に石炭破砕及び乾燥プラント（従来技術）を示す。
【００３４】
原材料、例えば、粗いスラグ又は石炭は、ミル１３０上流にある原材料貯蔵ビン１１０に貯蔵される。原材料は、乾燥され、かつ粉砕された材料、例えば粉砕されたスラグ又は石炭に加工するため、好ましくは、速度可変（能力可変）コンベヤ１１５、例えば速度可変ドラッグチェーンコンベヤ及び／又は回転弁によってミル１３０内に供給される。破砕及び乾燥プラントの実際の出力は、プラントの破砕及び乾燥能力の制限内でコンベヤの処理能力により調整される。
【００３５】
破砕及び乾燥すべきバルク材料が可燃性である場合、例えば石炭の場合、得られる生成物は爆発性であり、かつ主として、爆発性材料と接触するガス中の酸素濃度を所謂爆発下限値未満に維持すること（爆発防止設計）によって爆発を防止／回避するか、又は設備とその周辺部をそのような爆発の影響から保護する（爆発保護設計）ために、プロセス及びプラントの設計に対して特に注意を払わなければならない。
【００３６】
乾燥エネルギーは、可燃性ガスを燃焼させる能力可変な乾燥ガス発生機１２０によって供給される。利用可能である限り、可燃性ガスは好ましくは低含水素の低発熱量ガス、例えば高炉ガスである。低含水素であることで生成する乾燥ガスの水蒸気含有量が制限され、そのため乾燥効率が向上する。乾燥ガス発生機１２０は、一般に、プラントを加熱するために必要な、及び低発熱量燃焼ガスの燃焼を支援するために必要かも知れない高発熱量燃焼ガス、例えば天然ガス又はコークス炉ガスのための燃焼用空気ファン及び付加的な低能力燃焼装置も含む。ストイキ燃焼（化学量論的燃焼；stoichiometric combustion）に近づくと−燃料ガス（flue gas）中の高酸素濃縮を避けつつ−低発熱量燃焼ガスであっても−約１０００℃及びそれより高いレベルの温度、すなわちミル内で、かつ湿った原材料、特に乾燥される石炭との接触状態における許容温度より数倍高い温度になるので、乾燥ガス発生機１２０内で生成される高温燃料ガスは、実際に必要な値は主として原材料の水分含有量によって調整されるが、石炭の場合略２００から３５０℃の範囲であるミル前方での適切な乾燥ガス温度にするために、管路１７０からの略１００℃の再循環される大流量の乾燥廃ガスと混合しなければならない。
【００３７】
利用可能であれば、他のプロセスからの、適合した温度範囲と制限された酸素含有量の高温オフガスを、燃焼ガスを燃焼することで、乾燥ガス発生機内で生成される乾燥ガス全体の少なくとも一部と理想的な状態で置き換えるため、使用することができる。
【００３８】
典型的な破砕及び乾燥プラント１００では、原材料の粉砕、普通は、破砕及び乾燥が、ミル１３０内で大抵並行して行われる。材料は、例えば回転ローラ、ボウルなどと、回転破砕テーブル又はボウルとの間で破砕され、水分が高温乾燥ガスと接触して蒸発する。乾燥ガスは、破砕された材料を通常、ミル１３０の最上部に一体に設けられた分級機内に移送する。粗材は乾燥ガス流から除去され、破砕テーブル又はボウルに戻され、微細（粉砕された）材料は、水蒸気含有量が増えた状態で、冷却された乾燥廃ガスによって、管路１３５を通って、通常バグフィルタである、ガス−固体分離のための下流にあるフィルタ設備１４０中に輸送される。
【００３９】
乾燥廃ガスから分離された粉末材料（pulverized material）は、管路１４５を通って、下流にある貯蔵設備又は運搬設備１５０、例えば微細材料／生成物（粉炭）貯蔵ビン、運搬ホッパ、粉末ポンプなどに移される（transferred）。
【００４０】
乾燥廃ガスは、乾燥ガスメインファン１７１によって吸引され、その一部はオフガスとしてスタック（排気筒）１６０を通って大気中に放出されて、高温燃料ガスの入力と、蒸発した水分、ファルスエア（false air）などを等量化し、残りの部分は発生機１２０の燃焼装置内で生成される高温燃料ガスと混合するために、管路１７０を通って乾燥ガス発生機１２０に戻される。
【００４１】
石炭の破砕では、始動の前にプラント１００を不活性ガス、通常、窒素で洗い流して（flush）、酸素濃度を爆発下限値未満にする。動作中は、大部分の入力ガス、燃料ガス、水蒸気は、制限された酸素濃度を有し、スタック１６０を通る乾燥廃オフガスにおける酸素の解放との組み合わせで、酸素濃度を低く維持し、そのためプラントを不活性な爆発防止状態に維持する。
【００４２】
乾燥ガス回路（circuit）を不活性な状態に維持した状態で、希釈用空気と呼ばれることが多い補足的空気を、管路１７２を通して該回路内に最大許容酸素濃度まで注入することが有用であろう。この冷気の入力により、乾燥ガス発生機１２０に必要な乾燥ガスエネルギー出力が付加的に（僅かに）増える。すなわちより多く燃料ガスが生成される。増加したオフガス流量によってバランスが維持された、空気と燃料ガスの混合された付加的入力により、乾燥ガスの水蒸気含有量が低減し、乾燥ガス中の露点が低下し、乾燥効率が向上する。希釈用空気は、図２で乾燥ガス発生機１２０に並んで示された専用のファン１７３によって供給される。
【００４３】
図３に示されている破砕及び乾燥プラント２００の実施形態では、乾燥ガスのメインファンの下流で、一部の乾燥廃ガスを、オフガススタック１６０（図２参照）を介して放出するのに代えて、全ての乾燥廃ガスを、管路２７０を通して乾燥ガス発生機２２０に再循環し、高温燃料ガスと混合して適切なミル入口温度レベルを有する高温乾燥ガスを生成する。次に、大部分の高温乾燥ガスは、通常ミル２３０に供給され、残りの部分は管路２７５経由で原材料貯蔵ビン２１０に供給され、入口２７６を通してビン２１０の下部（円錐状）部分に注入される。ビン２１０内に注入された高温乾燥ガスは、原材料ベッド（bed）を通って流れ、原材料を加熱し、原材料の水分の一部を蒸発させ、冷却されてビン２１０の上部から出て行く。原材料貯蔵ビン２１０から出た乾燥廃ガスは、下流にあるオフガスバグフィルタ２８０で浄化され、最終的にはオフガススタック２９０を通して大気中に放出される；オフガスから分離された微細な固体材料は、微細材料／生成物ビン２５０内に移される。水分含有量が減少した原材料は、原材料貯蔵ビン２１０からミル２３０内に移され、乾燥した微細材料に加工される。貯蔵ビン２１０は、図３及び４に示すように、下方が先細り状の出口部を有する従来のホッパであってもよい。代替的には、貯蔵ビン２１０が、好ましくは速度制御機能を備えた除去アームコンベヤのような、一般に材料を貯蔵ビンの出口へ移送する手段を一体に備える場合には、平らな底部と理解してよい。
【００４４】
図２の従来の設計と比べて、ミル２３０の上流にある原材料の水分含有量が低減することにより、ミル２３０に供給される乾燥ガスの流量が（ミルによって確定される乾燥ガスの流量の範囲の制限内で）低減され、（この乾燥ガスの流量によって調整されるとき）ガス−固体分離設備２４０（バグフィルタ）のサイズが低減され、乾燥ガスメインファン２７１の処理性能が低減され、かつ最終的にミル２３０のサイズが低減される。しかしながら、乾燥ガス発生機２２０の能力は基本的に同じままであり、原材料貯蔵ビン２１０内に供給される付加的な乾燥エネルギー、それぞれ除去すべき全体の水分含有量（加熱すべき原材料、加熱しかつ蒸発すべき水）は変わらないままである。
【００４５】
回路内の圧力レベルは、乾燥ガス発生機２２０の下流とミル２３０の上流と原材料貯蔵ビン２１０が、原材料貯蔵ビン２１０、バグフィルタ２８０の下流及びスタック２９０（オフガス管）を介して所定の乾燥ガス流量を大気中に移送するための、適切な過圧レベルを有するような仕方で、（オフガス流の制御により）制御される。代替的に或いは付加的には、ビン２１０又はオフガスバグフィルタ２８０の下流に設けられた付加的な吸引ファン（図示されていない）によって、乾燥ガス流が原材料貯蔵ビン２１０、バグフィルタ２８０の下流及びスタック２９０（オフガス管）を介して大気中に移送されている状態において、乾燥ガス発生機２２０の下流とミル２３０の上流と原材料貯蔵ビン２１０の圧力レベルを、より低いレベルに確定することができる。
【００４６】
ビン内への高温乾燥ガスの入力開始時の、原材料貯蔵ビン２３０の充填レベルによっては、ビンから出ていく乾燥廃ガスが露点の近く又は未満の温度レベルに冷却されることがあり、それが下流にあるオフガスバグフィルタ２８０の動作を強く害することになる。好ましい実施形態においては、オフガスバグフィルタ２８０の前で適切な温度レベルに達するように、低温乾燥廃ガスと高温乾燥ガスとの混合を可能にする、原材料貯蔵ビン２１０を迂回する付加的な高温乾燥ガス経路（ｌｉｎｅ）を設けてもよい。大容量の原材料貯蔵ビンの場合、乾燥ガスの固体材料の熱交換と水の蒸発を、ビンの下部のみで起こるようにして、乾燥廃ガスがビン２１０の上端より低いレベルから出て行くようにすることも考えられる。
【００４７】
本発明による事前調整工程を備えた破砕及び乾燥プラントの設計により、（潜在的な）入口での高い水分含有量用の大きさで作られた従来の設計の重要な欠点を回避又は軽減することができる。つまり、この従来の設計では、原材料が、実際の水分含有量が設計水分含有量より極めて低い及び／又は設計出力流量より極めて低い出力流量の状態で運用しなければならない。ミルをその能力レベルで運用するか又は定格入力より非常に低い破砕エネルギー入力で運用する場合、この欠点は、ミルの大きく増大した電気エネルギーに関する特殊な要件になる。
【００４８】
所定容量の微細材料又は生成物出力を達成するために、新たなプラントに設けられる設備のサイズと性能の削減を意図した概説した解決策は、能力の制限がミルにありかつ原材料の高い水分含有量に起因するのであれば、原則として、既存のプラントの能力向上のためにも同様に使用可能である。この場合、乾燥ガス発生機の能力を向上させなければならないかもしれない；原材料貯蔵ビン内に供給されるガスを加熱するために、それぞれ付加的な乾燥ガス発生機を設けなければならないかもしれない。既存の原材料貯蔵ビンが、原材料の事前乾燥に必要とされる付加的な設備に対応できない場合には、乾燥ガスから原材料への熱伝達のための専用のサイズにした付加的なビンを既存の原材料貯蔵ビンの上流に設けることも適切であろう。
【００４９】
更なる潜在的なコスト削減が図４に示されている実施形態により可能である。この実施形態の破砕及び乾燥プラント２００ａはミル２３０の下流にあるバグフィルタの代わりに複合サイクロン２４０ａの設備を含む。全ての乾燥廃ガスがミル２３０に再循環されるか又は原材料貯蔵ビン２１０に供給されるので、それぞれ乾燥廃ガスが当初考慮されたバグフィルタの下流から大気中に全く放出されない。乾燥廃ガス中の残留固体材料含有量は、複合サイクロンの下流ではバグフィルタの下流より非常に多いが、設備のコストは非常に低い。反対に、原材料貯蔵ビンの下流にある乾燥廃オフガス中に想定される粉塵の含有量は低く、従来のバグフィルタよりも寧ろカートリッジフィルタを設ける方が、その部分の設備コストを削減するかもしれない。
【００５０】
ここに記載されている原材料の事前調整の発想について、定格含水率１２％の原料炭から８０％＜９０μｍの粉炭を生成する既存の５０ｔ／ｈの石炭破砕及び乾燥プラントについて分析を行ってきた。当初必要とされたミルを次のより小さなサイズで置き換え、バグフィルタ及びメイン乾燥ガスファンの能力を低減することができるであろう。定格状態、すなわち、受け取った５０ＨＧＩの破砕能の原料炭と１２％の水からの８０％＜９０μｍの粉炭の５０ｔ／ｈにおいて、全電気プロセスのエネルギーの削減要件は、主としてミルのより低い要件（より低い水分含有量）と乾燥ガスメインファンのより低い要件（より低い乾燥廃ガス流量）により、略２２％になると推定される。
【符号の説明】
【００５１】
参照符号  名称  代替的名称
図２（従来技術）
１００…破砕及び乾燥プラント
１１０…粗材ホッパ  粗材貯蔵ビン
１１５…粗材コンベヤ
１２０…乾燥ガス発生機
１３０…粉砕設備  ミル
１３５…管路
１４０…分離装置  フィルタ設備
１４５…管路
１５０…粉砕された材料のホッパ
１６０…スタック  オフガススタック
１７０…再循環ライン
１７１…再循環メインファン
１７２…希釈用空気管路
１７３…希釈用空気ファン
図３、図４
２００，２００ａ…破砕及び乾燥プラント
２１０…粗材ホッパ
２１５…粗材コンベヤ
２２０…乾燥ガス発生機
２３０…粉砕設備  ミル
２３５…管路
２４０，２４０ａ…分離装置  フィルタ設備，特に２４０：バグフィルタ，特に２４０ａ：サイクロン
２４５…管路
２５０…粉砕された材料のホッパ
２７０…再循環ライン
２７１…再循環メインファン
２７２…希釈用空気管路
２７３…希釈用空気ファン
２７５…管路
２７６…入口  貯蔵ビンの入口
２８０…更なる分離装置  更なるバグフィルタ
２９０…スタック  オフガススタック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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