(57)【要約】【課題】例えばバイオマス原料等の水分が多い湿潤材料を効率的に乾燥させることができる簡易な構成の湿潤材料乾燥装置を提供する。【解決手段】湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給する湿潤材料供給装置１３と、前記流動床装置１２の流動床１４内に配設され、内部に加熱媒体１５を供給し、外部からの流動化ガスＧにより、前記流動床装置１２内の流動材１７と共に前記湿潤材料１１が流動物１８として流動されつつ前記湿潤材料１１を乾燥する加熱装置（伝熱管）１９と、前記流動床１４から流動物１８の一部を抜き出し、流動材１７と乾燥材料２０とを分離する分離装置２１と、分離した流動材１７を流動床装置１２内に供給する流動材供給装置２２とを具備する。【選択図】図１
2011163628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤材料を流動床装置内に供給する湿潤材料供給装置と、
前記流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置と、
を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
更に、前記流動床から流動物の一部を抜き出し、流動材と乾燥材料とを分離する分離装置と、
分離した流動材を流動床装置内に供給する流動材供給装置とを具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記流動材が平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記湿潤材料が棒状のバイオマス原料であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加することを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
前記加熱装置の加熱が高温水蒸気であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置。
【請求項７】
流動床装置内で湿潤材料と流動材により流動床を形成し、該流動床内に配設された加熱装置により湿潤材料を乾燥させることを特徴とする湿潤材料乾燥方法。
【請求項８】
請求項７において、
乾燥後に、流動床から流動物の一部を抜き出し、流動材と乾燥材料とを分離し、分離した流動材を流動床装置内に供給して再利用することを特徴とする湿潤材料乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば湿潤材料であるバイオマスを効率よく乾燥させることができる湿潤材料乾燥装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば水分を含有する石炭等の湿潤材料を乾燥するには、従来流動層乾燥装置を用いている（特許文献１乃至３参照）。
従来の流動層乾燥装置は、流動層を形成する装置本体内に湿潤材料である例えば石炭を供給し、流動及び加熱用ガスとして例えば加熱空気を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１９７８５４号公報
【特許文献２】特開２００３−１３０５４５号公報
【特許文献３】特開２００８−１２８５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、湿潤原料の大きさが数ｍｍ以上となると、流動化ガス流速を大きくとる必要があり、従来の熱風乾燥式の流動層乾燥装置の場合、大量の乾燥熱ガスを使用するので、そのエネルギーコストが増大すると共に加熱用の熱風発生装置及び送風装置が大がかりとなる、という問題がある。
【０００５】
また、湿潤原料として、水分が多いバイオマス原料、特に棒状のバイオマス原料（わら、木くず滓等）である棒状湿潤材料を乾燥させる場合には、流動ガスとして、加熱空気を用いるだけでは、棒状湿潤材料の流動化がなされない、という問題もある。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑み、例えばバイオマス原料等の水分が多い湿潤材料を効率的に乾燥させることができる簡易な構成の湿潤材料乾燥装置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】
【０００７】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、湿潤材料を流動床装置内に供給する湿潤材料供給装置と、前記流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置と、を具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、更に、前記流動床から流動物の一部を抜き出し、流動材と乾燥材料とを分離する分離装置と、分離した流動材を流動床装置内に供給する流動材供給装置とを具備することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【０００９】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記流動材が平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【００１０】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記湿潤材料が棒状のバイオマス原料であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【００１１】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加することを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【００１２】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記加熱装置の加熱が高温水蒸気であることを特徴とする湿潤材料乾燥装置にある。
【００１３】
第７の発明は、流動床装置内で湿潤材料と流動材により流動床を形成し、該流動床内に配設された加熱装置により湿潤材料を乾燥させることを特徴とする湿潤材料乾燥方法にある。
【００１４】
第８の発明は、第７の発明において、乾燥後に、流動床から流動物の一部を抜き出し、流動材と乾燥材料とを分離し、分離した流動材を流動床装置内に供給して再利用することを特徴とする湿潤材料乾燥方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、流動床装置の流動床内に配設され、内部に加熱媒体を供給し、外部からの流動化ガスにより、前記流動床装置内の流動材と共に前記湿潤材料が流動物として流動されつつ前記湿潤材料を乾燥する加熱装置により湿潤材料を乾燥するので、湿潤材料を効率的に流動化させつつ乾燥することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、こ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、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
本発明による実施例に係る湿潤材料乾燥装置について、図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る湿潤材料乾燥装置１０は、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給する湿潤材料供給装置１３と、前記流動床装置１２の流動床１４内に配設され、内部に加熱媒体１５を供給し、外部からの流動化ガスＧにより、前記流動床装置１２内の流動材１７と共に前記湿潤材料１１が流動物１８として流動されつつ前記湿潤材料１１を乾燥する加熱装置（伝熱管）１９と、前記流動床１４から流動物１８の一部を抜き出し、流動材１７と乾燥材料２０とを分離する分離装置２１と、分離した流動材１７を流動床装置１２内に供給する流動材供給装置２２とを具備するものである。
なお、図１中、符号２３は抜き出し装置、２４は流動化目皿、２４ａはガス供給孔、２５は乾燥排ガス、２６は凝縮水を各々図示する。
【００１９】
流動床装置１２内に、湿潤材料１１を湿潤材料供給装置１３から供給し、別途投入された流動材１７と流動床１４を形成している。
この流動床１４には、外部から流動化ガスＧが風箱１６を介して、内部に供給され、流動材１７を流動化させて湿潤材料１１の流動化を促進させるようにしている。
よって、良好な流動状態とするために、湿潤材料の重量に対して、流動材を５〜１５重量倍添加するようにすればよい。なお、流動材１７の添加量は、湿潤材料１１の湿潤の度合いと形状により左右されるので、適宜変更するようにすればよい。
【００２０】
流動材１７は、例えばケイ砂、石灰石、ガラスビーズ等の難反応性で平均粒径１００〜１０００μｍの粒状流動材とするのが好ましい。
【００２１】
本発明で湿潤材料１１とは、例えばもみ殻、藁、木片、木材チップ等の水分含有量が多いバイオマス原料や、水分含量が多い褐炭や亜瀝青炭や泥炭の化石燃料等を例示することができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、棒状の湿潤材料の場合は、例えば数ｍｍ×１０〜５０ｍｍのバイオマス原料が一部でも混合した原料である。
【００２２】
また、湿潤材料１１の水分含有量は、水分が３０％以上の高い水分含有量のものである。
【００２３】
流動床１４内部に配設される加熱装置１９である伝熱管内には、外部から高温蒸気（例えば１５０℃蒸気）を加熱媒体１５として用い、高温蒸気の潜熱を利用して湿潤材料１１を乾燥させるようにしている。乾燥に利用された高温蒸気は、例えば１５０℃の凝縮水２６として、外部に排出されている。
すなわち、加熱装置（伝熱管）１９内面では、高温蒸気が凝縮して液体（水分）になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、湿潤材料１１の乾燥の加熱に有効利用することができる。加熱媒体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、伝熱管の替わりに電気ヒータを設置しても良い。
【００２４】
流動床１４を流動化させる流動化ガスＧは、装置内部で結露しない物性のガスを使用する必要がある。尚、発火しにくい湿潤材料を乾燥させる場合には、空気の使用が好ましい。また、発火し易い湿潤材料を乾燥させる場合には、例えば窒素、二酸化炭素又はこれらのガスを含む低酸素濃度の空気の使用が好ましい。
【００２５】
流動床装置１２内の流動床１４の上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから排出される乾燥排ガス２５は、湿潤材料が乾燥し微粉化したものが含まれているので、別途集塵装置等により固体成分を分離し、後述する乾燥材料２０に混合するようにすればよい。
【００２６】
所定時間流動床１４内で多量の流動材１７により撹拌混合された湿潤材料１１は流動床１４を形成し、流動化ガスＧの供給により撹拌され、加熱装置１９により乾燥されて乾燥材料２０となり、流動物１８の一部は抜き出し装置２３により、抜き出され、篩い等の分離装置２１に送られる。
【００２７】
分離装置２１では、流動材１７と乾燥材料２０とに分級され、両者を分離する。
流動材１７は流動材供給装置２２により、再利用される。
一方、乾燥材料２０は、乾燥バイオマス原料として、例えばボイラ、ガス化炉、発酵装置等の原料として利用に供される。
【００２８】
この湿潤材料乾燥装置１０を用いて、湿潤材料１１を乾燥するには、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給して、ケイ砂等の流動材１７を投入し、流動床１４を形成する。次いで、風箱１６から供給される流動化ガスＧを流動化目皿２４のガス供給孔２４ａを介して流動床１４内に供給し、内部を流動化させつつ、配設された加熱装置１９である伝熱管からの加熱により湿潤材料１１を乾燥させる。
その後、所定時間乾燥に供された湿潤材料１１はその水分が除去されて、乾燥材料２０となり、流動物１８としてその一部が抜き出し装置２３から抜き出されて、分離装置２１に送られる。この分離装置２１で流動材１７と乾燥材料２０とを分離させて、乾燥製品とする。
【００２９】
このように、本発明によれば、流動材１７として湿潤材料１１よりも最小流動化速度が小さいケイ砂等の物質を混合することにより、低い流動化ガス流速で流動化を行うことが可能となり、伝熱効率を向上することが出来、乾燥効率が向上する。
【００３０】
この結果、従来のように、流動化ガスのみで、乾燥を行う場合のような、湿潤材料の流動の不具合を解消すると共に、大がかりな加熱装置を必要とせず、少ないエネルギーのみで湿潤材料の良好な乾燥が可能となる。
【００３１】
本実施例では、抜き出し装置２３を用いて連続して流動物１８を排出するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、湿潤材料１１を流動床装置１２内に供給して、ケイ砂等の流動材１７を投入し、流動床１４を形成して、流動化ガスＧで流動化させる際に、流動床１４内に配設された伝熱管である加熱装置１９を用いて、湿潤材料１１を加熱乾燥させるバッチ式の乾燥形態であってもよい。加熱完納後は、乾燥材料２０と流動材１７からなる流動物１８を全て抜き出し、分離装置２１により流動材１７と乾燥材料２０とを分離するようにし、分離された流動材１７は再度、流動床装置１２内に投入して、次の湿潤材料１１の乾燥に用いるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明に係る湿潤材料乾燥装置によれば、例えば棒状のバイオマス原料等の湿潤材料を効率よく乾燥させることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０  湿潤材料乾燥装置
１１  湿潤材料
１２  流動床装置
１３  湿潤材料供給装置
１４  流動床
１５  加熱媒体
１６  風箱
１７  流動材
１８  流動物
１９  加熱装置（伝熱管）
２０  乾燥材料
２１  分離装置
２２  流動材供給装置
Ｆ  フリーボード部
Ｇ  流動化ガス
【図１】
2011163628.tif 000003