(57)【要約】【課題】低品位炭に関する乾燥性の向上を図る。【解決手段】所定の流動化ガスを用いることにより低品位炭を流動化させつつ乾燥させる乾燥装置であって、低品位炭を受け入れる複数の炭投入部と、炭投入部に対応させて内部空間を仕切ことにより、炭投入部に対応した複数の流動層を設定する仕切板と、流動化ガスを複数の流動層に個別に噴射する複数のガス噴射部と、複数の流動層内に設けられ、当該流動層を加熱する加熱部と、炭投入部から離間して設けられた炭排出部と、ガス噴射部から離間して設けられたガス排気部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の流動化ガスを用いることにより低品位炭を流動化させつつ乾燥させる乾燥装置であって、
前記低品位炭を受け入れる複数の炭投入部と、
前記炭投入部に対応させて内部空間を仕切ことにより、前記炭投入部に対応した複数の流動層を設定する仕切板と、
前記流動化ガスを複数の前記流動層に個別に噴射する複数のガス噴射部と、
複数の前記流動層内に設けられ、当該流動層を加熱する加熱部と、
前記炭投入部から離間して設けられた炭排出部と、
前記ガス噴射部から離間して設けられたガス排気部と
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記仕切板は、前記内部空間のうち下部を選択的に仕切ることを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記加熱部は、前記仕切板を貫通して延在することにより複数の前記流動層を加熱する伝熱管であることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
複数の前記炭投入部には、各々に粒径が異なる前記低品位炭が供給されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の乾燥装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の乾燥装置と、
該乾燥装置の前段に設けられ、前記低品位炭を分級して複数の前記炭投入部にそうれぞれ供給する分級装置と
を備えることを特徴とする乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥装置及び乾燥システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１〜３には、水蒸気等の流動化ガスを用いることにより低品位炭等の対象物（含水物）を流動化させつつ乾燥させる乾燥装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８１８３９号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１２０２０号公報
【特許文献３】特開２０１２−２４１９９５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、上記乾燥装置を用いて褐炭等の低品位炭を乾燥処理する場合、低品位炭は前段に設けられた粉砕機によって粉砕された状態で乾燥装置に投入される。この粉砕状態の低品位炭は、粒径が比較的広範囲に分布する性状を有する。このような広範囲な粒径の低品位炭をそのまま上記乾燥装置を用いて乾燥させるに際して、例えば低品位炭の平均粒径に対応させて流動化ガスの流量を設定した場合、低品位炭の粒径が広範囲に分布しているが故に、平均粒径よりも大幅に小径な低品位炭は流動化ガスの気流に乗って、ほとんど乾燥されずに乾燥装置外に直ちに排出され、また平均粒径よりも大幅に大径な低品位炭は、流動化せずに、散気板等が設置された乾燥装置内底部に滞留してしまう。
【０００５】
すなわち、従来の乾燥装置では、平均粒径よりも大幅に小径な低品位炭については、本来の回収口から燃料として回収することが困難で、かつバグフィルタ等の粒子ろ過設備で回収される小径な低品位炭は十分に乾燥させることが困難である。また、従来の乾燥装置では、平均粒径よりも大幅に大径な低品位炭については流動せずに乾燥装置内に滞留するため、本来の回収口以外に、滞留した大径な低品位炭を排出させる回収口およびバルブ等の排出設備が必要となる。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、低品位炭に関する乾燥性の向上を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、乾燥装置に係る第１の解決手段として、所定の流動化ガスを用いることにより低品位炭を流動化させつつ乾燥させる乾燥装置であって、前記低品位炭を受け入れる複数の炭投入部と、前記炭投入部に対応させて内部空間を仕切ことにより、前記炭投入部に対応した複数の流動層を設定する仕切板と、前記流動化ガスを複数の前記流動層に個別に噴射する複数のガス噴射部と、複数の前記流動層内に設けられ、当該流動層を加熱する加熱部と、前記炭投入部から離間して設けられた炭排出部と、
前記ガス噴射部から離間して設けられたガス排気部とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
本発明では、乾燥装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記仕切板は、前記内部空間のうち下部を選択的に仕切る、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、乾燥装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記加熱部は、前記仕切板を貫通して延在することにより複数の前記流動層を加熱する伝熱管である、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、乾燥装置に係る第４の解決手段として、上記第１〜第３のいずれかの解決手段において、複数の前記炭投入部には、各々に粒径が異なる前記低品位炭が供給される、という手段を採用する。
【００１１】
本発明では、乾燥システムに係る解決手段として、上記第１〜第４のいずれかの乾燥装置と、該乾燥装置の前段に設けられ、前記低品位炭を分級して複数の前記炭投入部にそうれぞれ供給する分級装置とを備える、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低品位炭に関する乾燥性の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る乾燥システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る乾燥装置の構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る乾燥システムは、燃料を燃やして水蒸気を成果物として発生させるボイラシステムに設けられるものであり、低品位炭Ｘをボイラ本体に燃料として供給する燃料供給系の構成要素である。この乾燥システムは、図１に示すように分級装置１及び乾燥装置２を備える。
【００１５】
分級装置１は、乾燥装置２の前段に設けられ、粒状の低品位炭Ｘを３グループに分級して乾燥装置２に個別に供給する装置である。この分級装置１は、粒径の大小に応じて低品位炭Ｘを小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３に分級し、これら小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を乾燥装置２に個別に出力する。
【００１６】
上記低品位炭Ｘは、例えば石炭の中では比較的水分が多い褐炭であり、前工程に設けられた粉砕機により例えば０．００１〜２ｍｍの粒径範囲に破砕された粒子である。上記分級装置１は、このような性状の低品位炭Ｘを、例えば０．００１〜０．１の粒径範囲の小径炭Ｘ１、０．１〜０．５の粒径範囲の中径炭Ｘ２、また０．５〜２．０の粒径範囲の大径炭Ｘ３に分級する。
【００１７】
乾燥装置２は、上記小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を個別に受け入れると共に個別に乾燥処理する装置である。この乾燥装置２は、小径炭Ｘ１に乾燥処理を施した小径乾燥炭Ｘ１ａ、中径炭Ｘ２に乾燥処理を施した中径乾燥炭Ｘ２ａ及び大径炭Ｘ３に乾燥処理を施した大径乾燥炭Ｘ３ａを個別に排出する。
【００１８】
続いて、図２を参照して上記乾燥装置２の詳細構成を説明する。この乾燥装置２は、図示するように直方体形状（箱形）に形成された流動層型の乾燥炉であり、外部から取り入れた流動化ガスＧ及び熱媒Ｎを用いることにより低品位炭である小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を個別に流動化させつつ乾燥させる。このような乾燥装置２は、筐体３、３つの炭投入部４ａ〜４ｃ、２つの仕切板５ａ、５ｂ、３つのガス噴射部６ａ〜６ｃ、伝熱管７、３つの炭排出部８ａ〜８ｃ及びガス排気部９を備えている。
【００１９】
筐体３は、金属製の直方体形状（箱形）であり、乾燥能力に応じた内部容積を備えている。３つの炭投入部４ａ〜４ｃは、粒径範囲が異なる小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を分級装置１から受け入れるための受入部であり、筐体３の上面において当該上面の一辺近傍に当該一辺に沿って所定間隔を空けて設けられている。これら３つの炭投入部４ａ〜４ｃのうち、炭投入部４ａは、小径炭Ｘ１を受け入れるための受入部、炭投入部４ｂは、中径炭Ｘ２を受け入れるための受入部、また炭投入部４ｃは、大径炭Ｘ３を受け入れるための受入部である。
【００２０】
２つの仕切板５ａ、５ｂは、筐体３内の下部空間を３つの炭投入部４ａ〜４ｃに対応させて３つに仕切る金属板（平板）である。これら２つの仕切板５ａ、５ｂは、筐体３の内部空間の下部を３つに仕切ることにより、３つの炭投入部４ａ〜４ｃに対応した３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃを設定する。すなわち、２つの仕切板５ａ、５ｂは、筐体３の内部空間のうち下部のみを選択的に３領域に仕切る。
【００２１】
これら３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃのうち、流動層Ｒａは、炭投入部４ａに対応するものであり、炭投入部４ａから投下された小径炭Ｘ１が流動する領域である。流動層Ｒｂは、炭投入部４ｂに対応するものであり、炭投入部４ｂから投下された中径炭Ｘ２が流動する領域である。また、流動層Ｒｃは、炭投入部４ｃに対応するものであり、炭投入部４ｃから投下された大径炭Ｘ３が流動する領域である。
【００２２】
３つのガス噴射部６ａ〜６ｃは、このような３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃに対応して当該流動層Ｒａ〜Ｒｃの直下に設けられており、各流動層Ｒａ〜Ｒｃに流動化ガスＧを個別に噴射する。すなわち、これら３つのガス噴射部６ａ〜６ｃのうち、ガス噴射部６ａは、流動層Ｒａの直下に設けられ、上に位置する流動層Ｒａに向けて流動化ガスＧを噴出する。ガス噴射部６ｂは、流動層Ｒｂの直下に設けられ、上に位置する流動層Ｒｂに向けて流動化ガスＧを噴出する。ガス噴射部６ｃは、流動層Ｒｃの直下に設けられ、上に位置する流動層Ｒｃに向けて流動化ガスＧを噴出する。
【００２３】
ここで、ガス噴射部６ａから流動層Ｒａに向けて噴射される流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒａを形成する小径炭Ｘ１の粒径範囲に対して最適設定されている。すなわち、ガス噴射部６ａにおける流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒａの小径炭Ｘ１が飛散することなく、また十分に乾燥すように設定されている。
【００２４】
また、ガス噴射部６ｂから流動層Ｒｂに向けて噴射される流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒｂを形成する中径炭Ｘ２の粒径範囲に対して最適設定されている。すなわち、ガス噴射部６ｂにおける流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒｂの中径炭Ｘ２が飛散することなく、また十分に乾燥すように設定されている。
【００２５】
さらに、ガス噴射部６ｃから流動層Ｒｃに向けて噴射される流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒｃを形成する大径炭Ｘ３の粒径範囲に対して最適設定されている。すなわち、ガス噴射部６ｃにおける流動化ガスＧの流量は、流動層Ｒｃの大径炭Ｘ３が飛散することなく、また十分に乾燥すように設定されている。なお、このような３つのガス噴射部６ａ〜６ｃが各流動層Ｒａ〜Ｒｃに噴射する流動化ガスＧは、例えばボイラ本体から供給される水蒸気である。
【００２６】
伝熱管７は、筐体３内の下部空間において３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃに跨るように、つまり２つの仕切板５ａ、５ｂを貫通して延在する管状部材である。この伝熱管７は、外部から供給された熱媒Ｎが内部に流通することにより、３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃを均等に加熱する。上記熱媒Ｎは、例えばボイラ本体から供給される水蒸気である。このような伝熱管７は、本発明における加熱部に相当する。
【００２７】
３つの炭排出部８ａ〜８ｃは、筐体３の側面において３つの炭投入部４ａ〜４ｃの直下から離間した状態で各流動層Ｒａ〜Ｒｃの側方に設けられている。３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃにおいて、３つの炭投入部４ａ〜４ｃの直下から３つの炭排出部８ａ〜８ｃまでの距離は、小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３が流動しつつ移動することにより、小径乾燥炭Ｘ１ａ、中径乾燥炭Ｘ２ａ及び大径乾燥炭Ｘ３ａになる乾燥距離である。
【００２８】
このような３つの炭排出部８ａ〜８ｃのうち、炭排出部８ａは、流動層Ｒａに対応して設けられ、小径炭Ｘ１が乾燥距離で乾燥された小径乾燥炭Ｘ１ａを外部に排出する。炭排出部８ｂは、流動層Ｒｂに対応して設けられ、中径炭Ｘ２が乾燥距離で乾燥された中径乾燥炭Ｘ２ａを外部に排出する。また、炭排出部８ｃは、流動層Ｒｃに対応して設けられ、大径炭Ｘ３が乾燥距離で乾燥された大径乾燥炭Ｘ３ａを外部に排出する。
【００２９】
ガス排気部９は、３つのガス噴射部６ａ〜６ｃから離間するように筐体３の上面つまり３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃの上方に設けられており、３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃに噴射された流動化ガスＧを外部に排気する。
【００３０】
次に、このように構成された乾燥システム、特に乾燥装置２の動作について詳しく説明する。
【００３１】
本実施形態に係る乾燥システムでは、分級装置１が低品位炭Ｘを小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３に分級して乾燥装置２に個別に供給する。すなわち、分級装置１は、外部から連続的に供給される低品位炭Ｘ（原料）を粒径の大小に応じて比較的小さな粒径範囲の小径炭Ｘ１、中くらいの粒径範囲の中径炭Ｘ２及び比較的大きな粒径範囲の大径炭Ｘ３に順次連続的に分類する。そして、分級装置１は、上記小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を個別の供給ルートで乾燥装置２に順次連続的に供給する。
【００３２】
このような分級装置１に対して、乾燥装置２は、外部から順次取り入れた流動化ガスＧと同じく外部から順次取り入れた熱媒Ｎとを用いることにより、分級装置１から個別に順次受け入れた小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３を個別に順次乾燥させる。そして、乾燥装置２は、小径炭Ｘ１を乾燥して得られた小径乾燥炭Ｘ１ａ、中径炭Ｘ２を乾燥して得られた中径乾燥炭Ｘ２ａ、また大径炭Ｘ３を乾燥して得られた大径乾燥炭Ｘ３ａを個別に順次排出する。
【００３３】
ここで、乾燥装置２では、以下のようにして小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３が連続的に乾燥処理される。すなわち、小径炭Ｘ１は、炭投入部４ａから筐体３内に順次取り込まれて直下の流動層Ｒａ（流動層Ｒａの一端部）に順次供給される。そして、この小径炭Ｘ１は、ガス噴射部６ａによって下方から順次供給される流動化ガスＧによって、流動化されると共に流動層Ｒａの一端部から炭排出部８ａつまり流動層Ｒａの他端部に向けて順次移動する。
【００３４】
そして、この小径炭Ｘ１は、流動層Ｒａの一端部から他端部への移動の際に、内部に熱媒Ｎが流通する伝熱管７による加熱とガス噴射部６ａから噴き付けられる流動化ガスＧによる流動とによって、含有する水分が徐々に蒸発して乾燥する。そして、小径炭Ｘ１は、このような乾燥の結果として小径乾燥炭Ｘ１ａとなり、炭排出部８ａから外部に排出される。
【００３５】
一方、中径炭Ｘ２は、炭投入部４ｂから筐体１内に順次取り込まれて直下の流動層Ｒｂ（流動層Ｒｂの一端部）に順次供給される。そして、この中径炭Ｘ２は、ガス噴射部６ｂによって下方から順次供給される流動化ガスＧによって、流動化されると共に流動層Ｒｂの一端部から炭排出部８ｂつまり流動層Ｒｂの他端部に向けて順次移動する。
【００３６】
そして、この中径炭Ｘ２は、流動層Ｒｂの一端部から他端部への移動の際に、内部に熱媒Ｎが流通する伝熱管７による加熱とガス噴射部６ｂから噴き付けられる流動化ガスＧによる流動とによって、含有する水分が徐々に蒸発して乾燥する。そして、中径炭Ｘ２は、このような乾燥の結果として中径乾燥炭Ｘ２ａとなり、炭排出部８ｂから外部に排出される。
【００３７】
一方、大径炭Ｘ３は、炭投入部４ｃから筐体１内に順次取り込まれて直下の流動層Ｒｃ（流動層Ｒｃの一端部）に順次供給される。そして、この大径炭Ｘ３は、ガス噴射部６ｃによって下方から順次供給される流動化ガスＧによって、流動化されると共に流動層Ｒｃの一端部から炭排出部８ｃつまり流動層Ｒｃの他端部に向けて順次移動する。
【００３８】
そして、この大径炭Ｘ３は、流動層Ｒｃの一端部から他端部への移動の際に、内部に熱媒Ｎが流通する伝熱管７による加熱とガス噴射部６ｃから噴き付けられる流動化ガスＧによる流動とによって、含有する水分が徐々に蒸発して乾燥する。そして、大径炭Ｘ３は、このような乾燥の結果として大径乾燥炭Ｘ３ａとなり、炭排出部８ｃから外部に排出される。
【００３９】
一方、ガス噴射部６ａから流動層Ｒａに噴き込まれた流動化ガスＧは、小径炭Ｘ１から分離した水蒸気と共に流動層Ｒａから上方に上昇し、ガス排気部９から筐体１の外部に排気される。また、ガス噴射部６ｂから流動層Ｒｂに噴き込まれた流動化ガスＧは、中径炭Ｘ２から分離した水蒸気と共に流動層Ｒｂから上方に上昇し、ガス排気部９から筐体１の外部に排気される。さらに、ガス噴射部６ｃから流動層Ｒｃに噴き込まれた流動化ガスＧは、大径炭Ｘ３から分離した水蒸気と共に流動層Ｒｃから上方に上昇し、ガス排気部９から筐体１の外部に排気される。
【００４０】
すなわち、流動層Ｒａから離脱した水蒸気及び流動化ガスＧ、流動層Ｒｂから離脱した水蒸気及び流動化ガスＧ及び流動層Ｒｃから離脱した水蒸気及び流動化ガスＧは、筐体３内において３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃの上方で合流し、合流ガスとしてガス排気部９から排気される。
【００４１】
このような本実施形態によれば、低品位炭Ｘが分級装置１によって３つに分級された小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３が３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃにおいて個別に乾燥されるので、低品位炭Ｘに関する乾燥性の向上を図ることが可能である。
【００４２】
また、本実施形態によれば、２つの仕切板５ａ、５ｂが筐体３の下部のみを選択的に３領域に仕切るので、３つの流動層Ｒａ〜Ｒｃの上方において各流動層Ｒａ〜Ｒｃから離脱した水蒸気及び流動化ガスを合流させることが可能であり、よって単独のガス排気部９から外部に排気することができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、２つの仕切板５ａ、５ｂを貫通して延在するように設けられた伝熱管７によって各流動層Ｒａ〜Ｒｃを加熱するので、当該各流動層Ｒａ〜Ｒｃを均一に加熱することが可能である。すなわち、本実施形態によれば、流動層Ｒａ〜Ｒｃ毎の加熱ムラを抑制あるいは解消することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、低品位炭Ｘを小径炭Ｘ１、中径炭Ｘ２及び大径炭Ｘ３に分級して個別に乾燥処理したが、本発明はこれに限定されない。低品位炭Ｘを２つあるいは４以上、つまり複数に分級して個別に乾燥処理しても良い。すなわち、乾燥装置を構成する炭投入部、仕切板、ガス噴射部、炭排出部及び流動層は、低品位炭Ｘの分級数に応じて複数設けられる。
【００４５】
（２）上記実施形態では、炭投入部４ａ〜４ｃを筐体３の上面に設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、炭投入部４ａ〜４ｃを筐体３の側面に設けても良い。
【００４６】
（３）上記実施形態では、伝熱管７を加熱部として採用したが、本発明はこれに限定されない。また、炭排出部８ａ〜８ｃは側面の高さに限定されず、側面底部や底面に設けても良い。
【符号の説明】
【００４７】
Ｘ  低品位炭
Ｘ１  小径炭
Ｘ２  中径炭
Ｘ３  大径炭
Ｘ１ａ  小径乾燥炭
Ｘ２ａ  中径乾燥炭
Ｘ３ａ  大径乾燥炭
Ｒａ〜Ｒｃ  流動層
１  分級装置
２  乾燥装置
３  筐体
４ａ〜４ｃ  炭投入部
５ａ、５ｂ  仕切板
６ａ〜６ｃ  ガス噴射部
７  伝熱管
８ａ〜８ｃ  炭排出部
９  ガス排気部
【図１】
2018119770.tif 000003
【図２】
2018119770.tif 000004