(57)【要約】【課題】低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ること。【解決手段】過熱蒸気Ａの潜熱で間接的に低品位炭１０１を乾燥させる低品位炭乾燥装置１０２と、循環する低沸点熱媒１２１により蒸気タービン１２４が運転されて発電するバイナリサイクル１２０と、熱媒１２１が循環する過程に設けられ、乾燥により低品位炭１０１から発生する発生蒸気１０４との間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する予熱器１２８と、熱媒１２１が循環する過程に設けられ、発生蒸気１０４との間接的な熱交換により予熱器１２８を経た熱媒１２１を気化させる蒸発器１２７と、熱媒１２１が循環する過程に設けられ、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂとの間接的な熱交換により蒸発器１２７を経た熱媒１２１を過熱させる過熱器１２９とを備える。【選択図】図３
2011214559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過熱蒸気の潜熱で間接的に低品位炭を乾燥させる低品位炭乾燥装置と、
循環する低沸点熱媒により蒸気タービンが運転されて発電するバイナリサイクルと、
前記熱媒が循環する過程に設けられ、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気、または前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水の少なくとも一方との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱する予熱器と、
前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記発生蒸気または前記凝縮水の少なくとも他方との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させる蒸発器と、
を備えたことを特徴とする低品位炭乾燥システム。
【請求項２】
前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水との間接的な熱交換により前記蒸発器を経た前記熱媒を過熱させる過熱器を備え、
前記予熱器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱し、前記蒸発器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させることを特徴とする請求項１に記載の低品位炭乾燥システム。
【請求項３】
前記低品位炭乾燥装置により乾燥された前記低品位炭をガス化ガスとする石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉から供給されるガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンの運転により発電する発電機と、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスの排熱により生成された蒸気により運転される蒸気タービンとを有する発電システムに適用され、
前記蒸気タービンから抽気した蒸気を過熱蒸気として前記低品位炭を乾燥させることを特徴とする請求項１または２に記載の低品位炭乾燥システム。
【請求項４】
前記熱媒が循環する過程に設けられて前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスとの間接的な熱交換により前記予熱器に至る前記熱媒を事前に予熱する事前予熱器を備えたことを特徴とする請求項３に記載の低品位炭乾燥システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低品位炭乾燥装置により低品位炭を乾燥させた際に発生する蒸気を熱源として利用する低品位炭乾燥システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システムは、石炭をガス化し、ガスタービンおよび蒸気タービンからなる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、さらなる高効率化・高環境性を目指した発電システムである。この石炭ガス化複合発電システムは、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】
ところが、褐炭や亜瀝青炭などの低品位炭は、持ち込まれる水分が多く、この水分により発電効率が低下する問題がある。このため、低品位炭を乾燥させて水分を除去する必要がある。
【０００４】
従来、例えば、特許文献１に記載の低品位炭乾燥システム（低品位炭を燃料とする発電方法）は、低品位炭から水分を除去する脱水改質プロセスが示されている。この脱水改質プロセスでは、蒸発分離した水分が蒸気の状態にあり、この蒸気を発電プロセス由来の復水の加熱に使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１５３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のように、脱水改質プロセスで発生した蒸気を発電プロセス由来の復水の加熱に使用することで、発電効率の向上を図れる。しかし、近年では、さらなる発電効率の向上が切望されている。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることのできる低品位炭乾燥システム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】
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の低品位炭乾燥システムは、過熱蒸気の潜熱で間接的に低品位炭を乾燥させる低品位炭乾燥装置と、循環する低沸点熱媒により蒸気タービンが運転されて発電するバイナリサイクルと、前記熱媒が循環する過程に設けられ、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気、または前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水の少なくとも一方との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱する予熱器と、前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記発生蒸気または前記凝縮水の少なくとも他方との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させる蒸発器と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
この低品位炭乾燥システムによれば、乾燥により低品位炭から発生する発生蒸気、および低品位炭を乾燥させた過熱蒸気が凝縮した凝縮水の排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の予熱および蒸発に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水との間接的な熱交換により前記蒸発器を経た前記熱媒を過熱させる過熱器を備え、前記予熱器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱し、前記蒸発器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させることを特徴とする。
【００１１】
この低品位炭乾燥システムによれば、乾燥により低品位炭から発生する発生蒸気、および低品位炭を乾燥させた過熱蒸気が凝縮した凝縮水の排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の予熱、蒸発、および過熱に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【００１２】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記低品位炭乾燥装置により乾燥された前記低品位炭をガス化ガスとする石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉から供給されるガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンの運転により発電する発電機と、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスの排熱により生成された蒸気により運転される蒸気タービンとを有する発電システムに適用され、前記蒸気タービンから抽気した蒸気を過熱蒸気として前記低品位炭を乾燥させることを特徴とする。
【００１３】
この低品位炭乾燥システムによれば、石炭ガス化複合発電システムの蒸気タービンから抽気した蒸気を、低品位炭を乾燥させる過熱蒸気として用いることができる。
【００１４】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記熱媒が循環する過程に設けられて前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスとの間接的な熱交換により前記予熱器に至る前記熱媒を事前に予熱する事前予熱器を備えたことを特徴とする。
【００１５】
この低品位炭乾燥システムによれば、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の事前予熱に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、低品位炭乾燥システムの一例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す低品位炭乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。
【図４】図４は、バイナリサイクルに用いられる熱媒を説明する温度−エントロピ線図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１９】
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、低品位炭乾燥システムの一例を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、低品位炭乾燥システム１００は、水分含量が高い褐炭等の低品位炭１０１を乾燥する低品位炭乾燥装置１０２と、低品位炭乾燥装置１０２内に設けられ、管状の内部に過熱蒸気（例えば１５０℃蒸気）Ａを供給して低品位炭１０１中の水分を除去する伝熱部材１０３と、前記伝熱部材１０３によって低品位炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４を低品位炭乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ１と、前記発生蒸気ラインＬ１に介装され、発生蒸気１０４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、前記集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１０４の一部を分岐し、流動化蒸気１０７として低品位炭乾燥装置１０２内に供給する分岐ラインＬ２と、前記低品位炭乾燥装置１０２から抜き出された乾燥炭１０８を冷却して製品炭１０９とする冷却器１１０とを備えるものである。
【００２１】
低品位炭乾燥システム１００において、低品位炭１０１は、図示しない供給手段により低品位炭乾燥装置１０２内に投入され、低品位炭乾燥装置１０２内に別に導入される流動化蒸気１０７により流動されて流動層１１１を形成する。上述した伝熱部材１０３は、この流動層１１１内に配置されている。伝熱部材１０３内には、１５０℃の過熱蒸気Ａが供給され、その高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して低品位炭１０１を間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された過熱蒸気Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして低品位炭乾燥装置１０２の外部に排出されている。
【００２２】
すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３内面では、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、低品位炭１０１の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の過熱蒸気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。
【００２３】
伝熱部材１０３によって低品位炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４は、低品位炭乾燥装置１０２内において、流動層１１１の上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから発生蒸気ラインＬ１により低品位炭乾燥装置１０２の外部に排出される。この発生蒸気１０４は、低品位炭１０１が乾燥し微粉化したものが含まれているので、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置１０５により集塵して固体成分１１５として分離する。この固体成分１１５は、低品位炭乾燥装置１０２から抜き出された乾燥炭１０８に混合し、冷却器１１０で冷却し、製品炭１０９としている。この製品炭１０９は、例えばボイラ、ガス化炉等の原料として利用に供される。
【００２４】
一方、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５〜１１０℃の蒸気として低品位炭乾燥システム１００の外部に排出されている。また、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４の一部は、分岐ラインＬ２に介装された循環ファン１１４により低品位炭乾燥装置１０２内に送られて、低品位炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７として利用される。なお、流動層１１１を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気１０４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。
【００２５】
なお、上述した低品位炭乾燥装置１０２により乾燥する被乾燥物として低品位炭１０１を例示したが、水分含量の高いものであれば低品位炭１０１以外の被乾燥物を乾燥対象としてもよい。
【００２６】
上述した低品位炭乾燥装置１０２で乾燥した製品炭１０９を用い、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システムに適用した一例を説明する。図２は、図１に示す低品位炭乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【００２７】
図２に示すように、石炭ガス化複合発電システム２００は、石炭（低品位炭乾燥システム１００で乾燥された製品炭１０９）がミル２１０粉砕された微粉炭２０１ａを処理してガス化ガス２０２に変換する石炭ガス化炉２０３と、前記ガス化ガス２０２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）２０４と、前記ガスタービン２０４からのタービン排ガス２０５を導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０６で生成した蒸気２０７により運転される蒸気タービン（ＳＴ）２０８と、前記ガスタービン２０４および／または前記蒸気タービン２０８と連結された発電機（Ｇ）２０９とを備えるものである。
【００２８】
この石炭ガス化複合発電システム２００は、ミル２１０で粉砕された微粉炭２０１ａを石炭ガス化炉２０３でガス化し、生成ガスであるガス化ガス２０２を得る。このガス化ガス２０２は、サイクロン２１１およびガス精製装置２１２で除塵およびガス精製された後、発電手段であるガスタービン２０４の燃焼器２１３に供給され、ここで燃焼して高温高圧の燃焼ガス２１４を生成する。そして、この燃焼ガス２１４によってガスタービン２０４を駆動する。このガスタービン２０４は、発電機２０９と連結されており、ガスタービン２０４が駆動することによって発電機２０９が電力を発生する。ガスタービン２０４を駆動した後のタービン排ガス２０５は、まだ約５００〜６００℃の温度を持っているため、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６へ送られ、ここで熱エネルギーが回収される。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６では、タービン排ガス２０５の熱エネルギーによって蒸気２０７が生成され、この蒸気２０７によって蒸気タービン２０８を駆動する。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６で熱エネルギーが回収された排ガス２１５は、ガス浄化装置２１６で排ガス２１５中のＮＯｘおよびＳＯｘ分が除去された後、煙突２１７を介して大気中へ放出される。なお、図中、符号２１８は復水器、２１９は空気、２２０は圧縮機、２２１は空気を窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）とに分離する空気分離装置（ＡＳＵ）を各々図示する。
【００２９】
この石炭ガス化複合発電システム２００によれば、高い水分を有する低品位炭１０１を用いてガス化する場合においても、効率的な低品位炭乾燥装置１０２により低品位炭１０１を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
【００３０】
また、石炭ガス化複合発電システム２００においては、ガスタービンおよび蒸気タービンの組み合わせによって、従来４０％程度であった石炭焚発電プラントの効率を約４６％まで向上させることができる。このプラント効率の向上によって、ＣＯ２の排出量は従来の石炭焚ボイラに対して約１３％削減できる。
【００３１】
なお、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システム１００で乾燥した製品炭１０９を用いた発電システムとしては、上述した石炭ガス化複合発電システム２００に限らない。例えば、図には明示しないが、低品位炭乾燥システム１００で乾燥した製品炭１０９をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムであってもよい。
【００３２】
［実施の形態１］
図３は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。図３に示すように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム１００は、集塵装置１０５により集塵された後の約１０５〜１１０℃の発生蒸気１０４を、バイナリサイクル１２０に利用している。
【００３３】
バイナリサイクル１２０は、熱媒１２１を循環させる熱媒循環ライン１２２に、循環ポンプ１２３、蒸気タービン１２４および復水器１２５が設けられている。蒸気タービン１２４は、発電機（Ｇ）１２６が連結されている。熱媒循環ライン１２２に循環される熱媒１２１は、低沸点熱媒であり、タービン膨張過程で湿り域に入らないもの、すなわち図４の熱媒を説明する温度−エントロピ線図に示すように、タービン膨張過程での蒸発側の飽和曲線の勾配が正であることが好ましく、例えば、イソブタンやイソペンタンなどが適用される。
【００３４】
また、バイナリサイクル１２０は、熱媒循環ライン１２２に、蒸発器１２７、予熱器１２８および過熱器１２９が設けられている。そして、バイナリサイクル１２０は、熱媒循環ライン１２２における熱媒の循環方向で、循環ポンプ１２３、予熱器１２８、蒸発器１２７、過熱器１２９、蒸気タービン１２４、復水器１２５の順で配置されている。
【００３５】
蒸発器１２７は、熱媒１２１を通過させるケーシング１２７ａ内に、発生蒸気ラインＬ１に繋がる管状の伝熱部材１２７ｂが設けられている。また、予熱器１２８は、熱媒１２１を通過させるケーシング１２８ａ内に、発生蒸気ラインＬ１に繋がる管状の伝熱部材１２８ｂが設けられている。そして、低品位炭乾燥装置１０２から発生蒸気ラインＬ１に排出された発生蒸気１０４は、蒸発器１２７、予熱器１２８の順で蒸発器１２７および予熱器１２８を経由する。すなわち、低品位炭乾燥装置１０２にて低品位炭１０１の乾燥により発生する発生蒸気１０４は、蒸発器１２７にて間接的な熱交換により熱媒１２１を気化させる。その後、発生蒸気１０４は、予熱器１２８にて間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する。
【００３６】
過熱器１２９は、熱媒１２１を通過させるケーシング１２９ａ内に、低品位炭乾燥装置１０２における伝熱部材１０３の凝縮水Ｂを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材１２９ｂが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、過熱器１２９を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を過熱する。
【００３７】
バイナリサイクル１２０は、循環ポンプ１２３により熱媒循環ライン１２２に熱媒１２１が循環する過程で、予熱器１２８にて熱媒１２１が予熱され、続いて蒸発器１２７にて熱媒１２１が気化され、続いて過熱器１２９にて熱媒１２１が過熱されて蒸気タービン１２４に供給される。そして、蒸気タービン１２４が気化・過熱された熱媒１２１により運転され発電機１２６が電力を発生する。
【００３８】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム１００は、過熱蒸気Ａの潜熱で間接的に低品位炭１０１を乾燥させる低品位炭乾燥装置１０２と、循環する低沸点熱媒１２１により蒸気タービン１２４が運転されて発電するバイナリサイクル１２０と、熱媒１２１が循環する熱媒循環ライン１２２に設けられて乾燥により低品位炭１０１から発生する発生蒸気１０４との間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する予熱器１２８と、熱媒循環ライン１２２に設けられて発生蒸気１０４との間接的な熱交換により予熱器１２８を経た熱媒１２１を気化させる蒸発器１２７と、熱媒循環ライン１２２に設けられて低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂとの間接的な熱交換により蒸発器１２７を経た熱媒１２１を過熱する過熱器１２９とを備える。
【００３９】
この低品位炭乾燥システム１００によれば、乾燥により低品位炭１０１から発生する発生蒸気１０４、および低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂの排熱を、バイナリサイクル１２０における熱媒１２１の予熱、蒸発、および過熱に用いることでバイナリサイクル１２０での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【００４０】
ところで、上述した低品位炭乾燥システム１００は、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂを、バイナリサイクル１２０の過熱器１２９での熱媒１２１の過熱に利用しているが、この限りではない。図５〜図９は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【００４１】
図５に示す低品位炭乾燥システム１００では、図３の過熱器１２９を有さない代わりに、蒸発器１２７のケーシング１２７ａ内に、低品位炭乾燥装置１０２における伝熱部材１０３の凝縮水Ｂを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材１２７ｃが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、蒸発器１２７を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を気化させる。
【００４２】
図６に示す低品位炭乾燥システム１００では、図３の過熱器１２９を有さない代わりに、予熱器１２８のケーシング１２８ａ内に、低品位炭乾燥装置１０２における伝熱部材１０３の凝縮水Ｂを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材１２８ｃが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、予熱器１２８を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する。
【００４３】
図７に示す低品位炭乾燥システム１００では、図３の過熱器１２９を有さない代わりに、蒸発器１２７のケーシング１２７ａ内に、伝熱部材１２７ｂと共に伝熱部材１２７ｃが設けられている。また、予熱器１２８のケーシング１２８ａ内に、伝熱部材１２８ｂと共に伝熱部材１２８ｃが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、発生蒸気１０４と共に蒸発器１２７を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を気化させる。また、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、発生蒸気１０４と共に予熱器１２８を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する。
【００４４】
図８に示す低品位炭乾燥システム１００では、図３の過熱器１２９を有さない代わりに、蒸発器１２７のケーシング１２７ａ内に、伝熱部材１２７ｂと共に伝熱部材１２７ｃが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、発生蒸気１０４と共に蒸発器１２７を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を気化させる。
【００４５】
図９に示す低品位炭乾燥システム１００では、図３の過熱器１２９を有さない代わりに、予熱器１２８のケーシング１２８ａ内に、伝熱部材１２８ｂと共に伝熱部材１２８ｃが設けられている。すなわち、低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂは、発生蒸気１０４と共に予熱器１２８を経由し、間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する。
【００４６】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム１００の他の例は、過熱蒸気Ａの潜熱で間接的に低品位炭１０１を乾燥させる低品位炭乾燥装置１０２と、循環する低沸点熱媒１２１により蒸気タービン１２４が運転されて発電するバイナリサイクル１２０と、熱媒１２１が循環する熱媒循環ライン１２２に設けられ、乾燥により低品位炭１０１から発生する発生蒸気１０４、または低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂの少なくとも一方との間接的な熱交換により熱媒１２１を予熱する予熱器１２８と、熱媒１２１が循環する熱媒循環ライン１２２に設けられ、発生蒸気１０４または凝縮水Ｂの少なくとも他方との間接的な熱交換により予熱器を経た熱媒１２１を気化させる蒸発器１２７とを備える。
【００４７】
この低品位炭乾燥システム１００によれば、乾燥により低品位炭１０１から発生する発生蒸気１０４、および低品位炭１０１を乾燥させた過熱蒸気Ａが凝縮した凝縮水Ｂの排熱を、バイナリサイクル１２０における熱媒１２１の予熱および蒸発に用いることでバイナリサイクル１２０での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【００４８】
［実施の形態２］
図１０は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。図１０に示すように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム１００では、バイナリサイクル１２０は、上述した図３に示す実施の形態１の低品位炭乾燥システム１００に加え、熱媒循環ライン１２２の循環ポンプ１２３と予熱器１２８との間であって、予熱器１２８に至る以前の熱媒１２１に係り事前予熱器１３０が設けられている。
【００４９】
そして、事前予熱器１３０は、熱媒１２１を通過させるケーシング１３０ａ内に、タービン排ガス２０５が供給される管状の伝熱部材１３０ｂが設けられている。タービン排ガス２０５は、低品位炭乾燥装置１０２により乾燥された低品位炭１０１（製品炭１０９）が適用される上述した石炭ガス化複合発電システム２００においてガスタービン２０４から排出されるものである。すなわち、事前予熱器１３０は、ガスタービン２０４から排出されるタービン排ガス２０５との間接的な熱交換により予熱器１２８に至る熱媒１２１を事前に予熱する。
【００５０】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム１００は、上述した図３に示す実施の形態１の低品位炭乾燥システム１００に加え、低品位炭乾燥装置１０２により乾燥された低品位炭１０１（製品炭１０９）をガス化ガス２０２とする石炭ガス化炉２０３と、石炭ガス化炉２０３から供給されるガス化ガス２０２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）２０４と、ガスタービン２０４の運転により発電する発電機（Ｇ）２０９と、を有する発電システムに適用され、熱媒１２１が循環する熱媒循環ライン１２２に設けられてガスタービン２０４から排出されるタービン排ガス２０５との間接的な熱交換により予熱器１２８に至る熱媒１２１を事前に予熱する事前予熱器１３０を備える。
【００５１】
この低品位炭乾燥システム１００によれば、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクル１２０における熱媒１２１の事前予熱に用いることでバイナリサイクル１２０での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【００５２】
ところで、上述した事前予熱器１３０は、上述した図５〜図９に示す実施の形態１の低品位炭乾燥システム１００に加えることもできる。この低品位炭乾燥システム１００においても、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクル１２０における熱媒１２１の事前予熱に用いることでバイナリサイクル１２０での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【００５３】
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２の低品位炭乾燥システム１００において、低品位炭乾燥装置１０２の伝熱部材１０３に供給する過熱蒸気Ａとして、上述した石炭ガス化複合発電システム２００の蒸気タービン２０８から抽気した蒸気を用いてもよい。
【００５４】
この低品位炭乾燥システム１００によれば、石炭ガス化複合発電システム２００の蒸気タービン２０８から抽気した蒸気を、低品位炭１０１を乾燥させる過熱蒸気Ａとして用いることで、蒸気タービン２０８で得られる蒸気を有効利用することが可能になる。
【００５５】
なお、上述した実施の形態１および実施の形態２の低品位炭乾燥システム１００では、低品位炭乾燥装置１０２は、伝熱部材１０３として管状のもので説明したが、過熱蒸気Ａが内部に供給されるものであればよく、例えば板状のものであってもよい。
【００５６】
また、上述した実施の形態１および実施の形態２の低品位炭乾燥システム１００では、低品位炭乾燥装置１０２は、流動化蒸気１０７が低品位炭乾燥装置１０２内に導入されて低品位炭１０１を流動させる形態の、いわゆる流動層乾燥装置を一例として説明したが、これに限らない。例えば、スクリューフィーダを用いて低品位炭１０１を攪拌させつつ搬送することで低品位炭１０１を流動させる形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上のように、本発明に係る低品位炭乾燥システムは、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることに適している。
【符号の説明】
【００５８】
１００  低品位炭乾燥システム
１０１  低品位炭
１０２  低品位炭乾燥装置
１０３  伝熱部材
１０４  発生蒸気
１０５  集塵装置
１０７  流動化蒸気
１０８  乾燥炭
１０９  製品炭
１１０  冷却器
１１１  流動層
１１４  循環ファン
１１５  固体成分
１２０  バイナリサイクル
１２１  低沸点熱媒
１２２  熱媒循環ライン
１２３  循環ポンプ
１２４  蒸気タービン
１２５  復水器
１２６  発電機
１２７  蒸発器
１２７ａ  ケーシング
１２７ｂ  伝熱部材
１２７ｃ  伝熱部材
１２８  予熱器
１２８ａ  ケーシング
１２８ｂ  伝熱部材
１２８ｃ  伝熱部材
１２９  過熱器
１２９ａ  ケーシング
１２９ｂ  伝熱部材
１３０  事前予熱器
１３０ａ  ケーシング
１３０ｂ  伝熱部材
２００  石炭ガス化複合発電システム
２０１  石炭
２０２  ガス化ガス
２０３  石炭ガス化炉
２０４  ガスタービン
２０５  タービン排ガス
２０８  蒸気タービン
Ａ  過熱蒸気
Ｂ  凝縮水
Ｆ  フリーボード部
Ｌ１  発生蒸気ライン
Ｌ２  分岐ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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