(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、
前記乾燥容器に流動化蒸気を供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気供給部と、
前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、
前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、
上流側の前記流動層側に突出するように設けられて水平方向における四方に流動化蒸気を噴出する複数の第１蒸気ノズルと、
下流側の前記流動層側に突出するように設けられて水平方向における四方に流動化蒸気を噴出する複数の第２蒸気ノズルと、
前記通過開口部より上流側の前記流動層側に突出するように設けられて湿潤燃料の流動方向の下流側に向けて流動化蒸気を噴出して前記通過開口部に位置する湿潤燃料を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部と、
を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記流動化蒸気噴出部による流動化蒸気の噴出量を調整可能な噴出量調整装置と、前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記噴出量調整装置により流動化蒸気の噴出量を増加させる制御装置とを設けることを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出していないときに前記噴出量調整装置による流動化蒸気の噴出を停止する一方、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記噴出量調整装置による流動化蒸気の噴出を開始することを特徴とする請求項２に記載の流動層乾燥装置。
【請求項４】
前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度または前記流動層の高さが予め設定された所定領域から外れたときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴とする請求項２または３に記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
前記通過開口部の開口面積を調整可能な開口量調整装置と、前記流動化蒸気噴出部による噴出位置を調整可能な噴出位置調整装置とを設け、前記制御装置は、前記通過開口部の開口面積に応じて前記噴出位置を調整することを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動化蒸気により被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、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てさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、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】
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。
【０００４】
ところで、このような石炭ガス化複合発電設備にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。
【０００５】
このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された多室型流動層分級装置は、風箱の上側に多孔板型ガス分散板を介して流動層を備え、この室を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成し、風箱に乾燥用熱風等としての役割と分級用気体としての役割を有する流動化ガスを供給可能とし、分級室内に供給されるガスの風量を調整して分級粒子径を制御すると共に、乾燥室内に供給されるガスの風量及び／又は温度を調整するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９７８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の多室型流動層分級装置では、流動層を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成することで、この連絡通路により分級を行っている。ところが、上述したような低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥しにくい。そのため、乾燥装置における石炭の滞留時間を適正に制御することが重要となる。この場合、仕切板の下部の隙間を狭くするほうが好ましいが、一方で、この隙間が狭すぎると、流動層における石炭の高さが拡大して流動不安定や飛散粒子の増加などを招いてしまう。また、低品位炭の乾燥に水蒸気を利用した場合には、投入直後の原料粒子に水蒸気が凝縮し、凝集粒子を形成し、流動不良を発生させてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、前記乾燥容器に流動化蒸気を供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気供給部と、前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、流動化蒸気の噴出により前記通過開口部に位置する湿潤燃料を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、仕切板により流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割し、且つ、この仕切板に湿潤燃料の通過開口部を形成し、流動化蒸気噴出部が流動化蒸気の噴出により通過開口部に位置する湿潤燃料を流動方向に送り出すため、この通過開口部での湿潤燃料の滞留が抑制され、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化蒸気噴出部は、前記通過開口部の近傍に設けられ、湿潤燃料の流動方向に向けて流動化蒸気を噴出することを特徴としている。
【００１２】
従って、通過開口部の近傍に設けられた流動化蒸気噴出部から湿潤燃料の流動方向に向けて流動化蒸気を噴出することで、流動化蒸気供給部からの流動化蒸気による湿潤燃料の流動を阻害することなく、通過開口部での湿潤燃料の滞留を防止することができる。
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化蒸気噴出部は、前記通過開口部に向けて湿潤燃料の流動方向へ流動化蒸気を噴出することを特徴としている。
【００１４】
従って、流動化蒸気噴出部から通過開口部に向けて流動化蒸気を噴出することで、通過開口部における湿潤燃料の流動を促進することができる。
【００１５】
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化蒸気噴出部による流動化蒸気の噴出量を調整可能な噴出量調整装置と、前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記噴出量調整装置により流動化蒸気の噴出量を増加させる制御装置とを設けることを特徴としている。
【００１６】
従って、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出したときに、流動化蒸気の噴出量を増加させることで、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を早期に解消し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥装置では、前記制御装置は、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出していないときに前記噴出量調整装置による流動化蒸気の噴出を停止する一方、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記噴出量調整装置による流動化蒸気の噴出を開始することを特徴としている。
【００１８】
従って、湿潤燃料が通過開口部を適正に通過しているときは、流動化蒸気の噴出を停止し、湿潤燃料が通過開口部に滞留して通過不良を起こしたときに、流動化蒸気を噴出するため、流動化蒸気の使用量を最小限として通過開口部における湿潤燃料の通過不良を適正に防止することができると共に、運転コストの上昇を防止することができる。
【００１９】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度または前記流動層の高さが予め設定された所定領域から外れたときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００２０】
従って、流動層に圧力センサや温度センサ、または、流動層の高さセンサを設けるだけで、通過開口部の通過不良を容易に判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【００２１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過開口部の開口面積を調整可能な開口量調整装置と、前記流動化蒸気噴出部による噴出位置を調整可能な噴出位置調整装置とを設け、前記制御装置は、前記通過開口部の開口面積に応じて前記噴出位置を調整することを特徴としている。
【００２２】
従って、流動層における湿潤燃料の流動状況に応じて通過開口部の開口面積が変更されたとき、流動化蒸気噴出部による噴出位置を開口面積に応じて変更することで、通過開口部に位置する湿潤燃料を適正に送り出すことができ、常時、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥容器に流動化蒸気を供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成し、仕切板によりこの流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成して構成し、流動化蒸気の噴出により通過開口部に位置する湿潤燃料を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部を設けるので、通過開口部での湿潤燃料の滞留が抑制され、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図である。
【図２】図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図である。
【図３】図３は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流れを表す概略構成図である。
【図４】図４は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す側面図である。
【図５】図５は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図である。
【図６】図６は、実施例１の変形例を表す流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図である。
【図７】図７は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す側面図である。
【図９】図９は、実施例２の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置における流動化蒸気の供給制御を表す概略図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置における流動化蒸気の供給制御を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流れを表す概略構成図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す側面図、図５は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図、図６は、実施例１の変形例を表す流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図、図７は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００２７】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）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。即ち、実施例１の石炭ガス化複合発電設備は、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低品位炭を使用している。
【００２８】
実施例１において、図７に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。
【００２９】
給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機２２に投下することができる。石炭供給機２２は、原炭バンカ２１から投下された低品位炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
【００３０】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）を供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭が含有する水分を除去することができる。そして、この流動層乾燥装置１２は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン３３と乾燥炭電気集塵機３４が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として供給される。
【００３１】
微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された低品位炭（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。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
【００３２】
石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭が供給可能であると共に、チャー回収装置１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が戻されてリサイクル可能となっている。
【００３３】
即ち、石炭ガス化炉１４は、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン４１が接続されており、このガスタービン設備１７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４２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４３が石炭ガス化炉１４に接続され、この第１窒素供給ライン４３に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン４５も石炭ガス化炉１４に接続され、この第２窒素供給ライン４５にチャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、酸素供給ライン４７は、圧縮空気供給ライン４１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。
【００３４】
石炭ガス化炉１４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１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４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１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９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４９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１５に供給するとよい。
【００３５】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを有している。この場合、集塵装置５１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１４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５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１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５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００３６】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５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１６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１７に供給する。なお、このガス精製装置１６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。
【００３７】
ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６から燃料ガス供給ライン６６が接続され、タービン６３に燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１から石炭ガス化炉１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
【００３８】
蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７における回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０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２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に、蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が駆動し、回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
【００３９】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４０】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４１】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１にて、原炭（低品位炭）が原炭バンカ２１に貯留されており、この原炭バンカ２１の低品位炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン３３及び乾燥炭電気集塵機３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ３２に貯留される。
【００４２】
乾燥炭バンカ３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３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３７ａ，３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を通して石炭ガス化炉１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャーが、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を通して石炭ガス化炉１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通して石炭ガス化炉１４に供給される。
【００４３】
石炭ガス化炉１４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１４からガス生成ライン４９を通して排出され、チャー回収装置１５に送られる。
【００４４】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。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５３を通してガス精製装置１６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５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通して石炭ガス化炉１４に戻されてリサイクルされる。
【００４５】
チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１６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１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１６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６３を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４６】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０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１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４７】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０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７５から大気へ放出される。
【００４８】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
【００４９】
流動層乾燥装置１２は、プラグフロー式の乾燥装置であって、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６，１０７，１０８とを有している。
【００５０】
乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成される一方、他端側の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。この場合、原炭投入口１０２や乾燥炭排出口１０３を乾燥容器１０１の端部に１つずつ設けたが、複数であってもよい。この場合、乾燥容器１０１は、石炭供給機２２（図５参照）により原炭投入口１０２から内部への原炭供給量を調整することができる。また、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３に設けられた図示しないロータリバルブの回転数を調整することで、原炭排出量を調整することができる。
【００５１】
また、乾燥容器１０１は、下部に底板１０１ａから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板１０９が設けられることで、風箱１１０が区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風箱１１０を介して分散板１０９の上方に流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の天井板１０１ｂに流動化蒸気及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。
【００５２】
この乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から風箱１１０及び分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。
【００５３】
そして、乾燥容器１０１は、内部が原炭の流動方向の上流側に設けられた第１乾燥室１１１と、この第１乾燥室１１１より下流側に設けられた第２乾燥室１１２と、原炭の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室１１３とで構成されている。
【００５４】
詳細に説明すると、乾燥容器１０１は、複数（本実施例では、２個）の仕切板１１４，１１５により流動層Ｓが原炭の流動方向に複数に分割され、各仕切板１１４，１１５により原炭の通過開口部１１６，１１７が形成されている。この各仕切板１１４，１１５は、原炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、原炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。そして、各仕切板１１４，１１５は、下端部が分散板１０９と所定隙間をもって位置し、上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置している。即ち、各仕切板１１４，１１５と分散板１０９との間に、所定の高さと幅（開口面積）を有する通過開口部１１６，１１７が確保されており、この通過開口部１１６，１１７は、ほぼ同じ開口面積に設定されている。
【００５５】
このように乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１１４，１１５の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、原炭の初期乾燥を行う領域（予熱乾燥領域）となっている。第２乾燥室１１２は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、原炭の中期乾燥を行う領域（定率乾燥領域）となっている。第３乾燥室１１３は、フリーボード部Ｆ３と流動層Ｓ３が形成され、原炭の後期乾燥を行う領域（減率乾燥領域）となっている。
【００５６】
この場合、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、原炭の含水量などに応じて最適な比率に設定してもよく、例えば、第２乾燥室１１２の床面積を最大に設定することが望ましい。即ち、第１乾燥室１１１は、投入される原炭の含水率が高いことから、所定の含水率まで原炭の乾燥速度が上昇する予熱乾燥領域である。原炭の乾燥速度は、所定の乾燥速度まで上昇して一定となることから、第２乾燥室１１２は、原炭の乾燥速度が一定となる定率乾燥領域である。原炭の乾燥速度は、原炭の含水率が所定の含水率（限界含水率）になると、加工することから、第３乾燥室１１３は、原炭の乾燥速度が減少する減率乾燥領域である。従って、定率乾燥領域である第２乾燥室１１２の容積を最大にすることで、乾燥効率が向上する。
【００５７】
また、風箱１１０は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、仕切部材１１８，１１９により３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３つの流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。即ち、各仕切部材１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５の下方に配置されている。そして、流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、図示しない流動化蒸気供給管が連結されており、この流動化蒸気供給管に設けられ流量調整弁の開度を調整することで、風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することができる。
【００５８】
即ち、乾燥容器１０１は、その室内において、供給された原炭が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。この押し出し流れとは、流動層Ｓにおいて、原炭が流動方向に拡散しないように、この原炭を流動方向に押し出す流れである。
【００５９】
また、乾燥容器１０１は、各乾燥室１１１，１１２，１１３にて、外部から乾燥容器１０１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を循環する複数の伝熱管１０６，１０７，１０８が配置されている。この伝熱管１０６，１０７，１０８は、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に埋設されるように位置し、内部を流れる流動化蒸気（過熱蒸気）により各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の原炭を加熱して乾燥することができる。この場合、伝熱管１０６，１０７，１０８は、供給される過熱蒸気の圧力を変更することで、その温度を調整することができる。
【００６０】
従って、第１乾燥室１１１に供給された原炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された原炭は、仕切板１１４の下部の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に移動され、ここで、伝熱管１０７により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された原炭は、仕切板１１５の下部の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に移動され、ここで、伝熱管１０８により加熱されることで後期乾燥される。
【００６１】
これにより、各乾燥室１１１，１１２，１１３の流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成する原炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を上流側から通過開口部１１６，１１７を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。
【００６２】
また、図３に示すように、流動層乾燥装置１２は、各乾燥室１１１，１１２，１１３に対して流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する第１蒸気供給ライン１２１が設けられており、この第１蒸気供給ライン１２１から分岐した３つの分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃがそれぞれ風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに連結されている。また、流動層乾燥装置１２は、各乾燥室１１１，１１２，１１３内の伝熱管１０６，１０７，１０８に対して過熱蒸気を供給する第２蒸気供給ライン１２２が設けられており、この蒸気供給ライン１２２から分岐した分岐ライン１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが各伝熱管１０６，１０７，１０８の一端部（入口部）に連結されている。
【００６３】
流動層乾燥装置１２は、ガス排出口１０５にガス排出ライン１２３が連結され、このガス排出ライン１２３に除塵装置１２４が装着されている。そして、このガス排出ライン１２３は、分岐部１２５を介して第１蒸気供給ライン１２１の基端部と、第２蒸気供給ライン１２２の基端部と、余剰ガスライン１２６が連結されている。そして、第１蒸気供給ライン１２１は、加熱機１２７と流量調整弁１２８が装着され、第２蒸気供給ライン１２２は、昇圧機１２９と流量調整弁１３０が装着されている。
【００６４】
また、各伝熱管１０６，１０７，１０８は、他端部（出口部）にドレン管１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃが連結されている。
【００６５】
従って、流動化蒸気（過熱蒸気）は、第１蒸気供給ライン１２１から各分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃを通して風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給され、この風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃから各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給される。そして、各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給された流動化蒸気と原炭が乾燥することで発生した蒸気は、ガス排出口１０５からガス排出ライン１２３に排出され、除塵装置１２４により除塵された後、一部が第１蒸気供給ライン１２１で加熱機１２７により加熱され、一部が第２蒸気供給ライン１２２で昇圧機１２９により昇圧される。
【００６６】
その後、第１蒸気供給ライン１２１で加熱機１２７により加熱された流動化蒸気は、再び、各分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃから風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを介して各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給される。また、第２蒸気供給ライン１２２で昇圧機１２９により昇圧された流動化蒸気は、過熱蒸気として、第２蒸気供給ライン１２２から各分岐ライン１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを通して伝熱管１０６，１０７，１０８に供給され、各乾燥室１１１，１１２，１１３の原炭を加熱した後、凝縮水となってドレン管１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに排出される。
【００６７】
ところで、このような流動層乾燥装置１２にて、原炭として低品位炭を使用する場合、水分量が多いことから、乾燥不良を起こしやすい。また、本実施例の流動層乾燥装置１２では、乾燥容器１０１を仕切板１１４，１１５により分割し、各仕切板１１４，１１５の下方に流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を連通する原炭の通過開口部１１６，１１７を設けている。そのため、第１乾燥室１１１へ投入直後の水分量が多い原炭（低品位炭）は、原料粒子に水蒸気が凝縮して凝集粒子を形成し、流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２に移動するとき、ここに滞留して流動不良を発生させてしまうおそれがある。
【００６８】
そこで、実施例１では、図４及び図５に示すように、流動化蒸気の噴出により通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１４０を設けている。この流動化蒸気噴出部１４０は、通過開口部１１６の近傍に設けられ、原炭の流動方向に向けて流動化蒸気を噴出するものである。また、流動化蒸気噴出部１４０は、通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出するものである。
【００６９】
即ち、乾燥容器１０１は、仕切板１１４により流動層Ｓ１，Ｓ２に分割され、第１乾燥室１１１に対応する流動層Ｓ１の下方に分散板１０９と仕切部材１１８により風箱１１０ａが設けられ、第２乾燥室１１２に対応する流動層Ｓ２の下方に分散板１０９と仕切部材１１８により風箱１１０ｂが設けられている。そして、第１乾燥室１１１の流動層Ｓ１に対応する分散板１０９の領域に複数の第１蒸気ノズル１４１が設けられ、第２乾燥室１１２の流動層Ｓ２に対応する分散板１０９の領域に複数の第２蒸気ノズル１４２が設けられている。
【００７０】
第１蒸気ノズル１４１は、分散板１０９から上方の流動層Ｓ１側に突出するように設けられており、乾燥容器１０１の長手方向（原炭の流動方向）に沿って複数配置されると共に、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。そして、この第１蒸気ノズル１４１は、下部が風箱１１０ａに連通する一方、上部に水平方向における四方に流動化蒸気を噴出する４つの噴出口１４１ａが設けられている。
【００７１】
一方、第２蒸気ノズル１４２は、分散板１０９から上方の流動層Ｓ２側に突出するように設けられており、乾燥容器１０１の長手方向（原炭の流動方向）に沿って複数配置されると共に、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。そして、この第２蒸気ノズル１４２は、下部が風箱１１０ｂに連通する一方、上部に水平方向における四方に流動化蒸気を噴出する４つの噴出口１４２ａが設けられている。
【００７２】
この場合、第１蒸気ノズル１４１と第２蒸気ノズル１４２は、ほぼ同様の構成をなしている。そして、第１蒸気ノズル１４１及び第２蒸気ノズル１４２は、乾燥容器１０１の長手方向と幅方向に沿って複数配置されるようにしたが、この配置構成は、これに限定されるものではない。例えば、第１蒸気ノズル１４１及び第２蒸気ノズル１４２を千鳥状に配置してもよいし、ランダムに配置してもよい。また、第１蒸気ノズル１４１及び第２蒸気ノズル１４２における各噴出口１４１ａ，１４２ａを４つとし、乾燥容器１０１の長手方向及び幅方向に噴出するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、各噴出口の数を３つ以下としてもよいし、５つ以上としてもよく、また、噴出方向を乾燥容器１０１の長手方向及び幅方向に対して所定の傾斜角度を持って設定してもよい。更に、第１蒸気ノズル１４１及び第２蒸気ノズル１４２における各噴出口１４１ａ，１４２ａから流動化蒸気を水平方向に噴出するようにしたが、分散板１０９側の若干下方へ噴出したり、若干上方へ噴出したりするようにしてもよい。
【００７３】
そして、仕切板１１４の下方に設けられた通過開口部１１６より流動方向の上流側に、流動化蒸気噴出部１４０としての補助蒸気ノズル１４３が設けられている。この補助蒸気ノズル１４３は、分散板１０９から上方の流動層Ｓ１側に突出するように設けられており、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。そして、この補助蒸気ノズル１４３は、下部が風箱１１０ａに連通する一方、上部に水平方向であって、流動方向の下流側に流動化蒸気を噴出する噴出口１４３ａが設けられている。
【００７４】
即ち、補助蒸気ノズル１４３は、通過開口部１１６より流動方向の上流側に設けられると共に、流動方向の下流側に噴出口１４３ａが設けられていることから、通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出することができる。
【００７５】
ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。
【００７６】
流動層乾燥装置１２において、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。原炭は、流動化蒸気により流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６，１０７，１０８から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
【００７７】
即ち、原炭投入口１０２から原炭が供給されると、まず、第１乾燥室１１１では、流動化蒸気供給部１０４ａから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０６から熱を受けることで、流動層Ｓ１で流動しながら乾燥される。次に、第１乾燥室１１１で初期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１４の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動する。この第２乾燥室１１２では、流動化蒸気供給部１０４ｂから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０７から熱を受けることで、流動層Ｓ２で流動しながら乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１５の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に流動する。この第３乾燥室１１３では、流動化蒸気供給部１０４ｃから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０８から熱を受けることで、流動層Ｓ３で流動しながら乾燥される。このように原炭は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、伝熱管１０６，１０７，１０８により加熱されながら、供給される流動化蒸気により流動し、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく乾燥される。
【００７８】
このとき、第１乾燥室１１１では、複数の第１蒸気ノズル１４１から流動層Ｓ１に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ１で流動しながら乾燥する。そして、流動層Ｓ１は、通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動し、第２乾燥室１１２では、複数の第２蒸気ノズル１４２から流動層Ｓ２に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ２で流動しながら乾燥する。
【００７９】
また、仕切板１１４（通過開口部１１６）の上流側では、複数の補助蒸気ノズル１４３から通過開口部１１６に流動化蒸気が噴出されることで、流動層Ｓ１の原炭は、通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２へ適正に圧送される。そのため、原炭が低品位炭であって、水分量が多い場合であっても、通過開口部１１６では、各補助蒸気ノズル１４３から噴出された流動化蒸気が流動方向に流れることから、乾燥途中にある原炭は、この流動化蒸気により流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２に適正に移動することとなる。そのため、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良が防止される。
【００８０】
その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。
【００８１】
このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を原炭の流動方向に３つに分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、流動化蒸気の噴出により通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１４０とを設けている。
【００８２】
従って、流動化蒸気噴出部１４０は、通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気を噴出することで、この流動化蒸気により通過開口部１１６での原炭の流動が促進され、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良を防止して乾燥効率を向上することができる。
【００８３】
また、実施例１の流動層乾燥装置では、流動化蒸気噴出部１４０を通過開口部１１６の近傍に設けられる複数の補助蒸気ノズル１４３により構成し、原炭の流動方向に向けて流動化蒸気の噴出している。従って、複数の補助蒸気ノズル１４３からの流動化蒸気が、第１、第２蒸気ノズル１４１，１４２からの流動化蒸気による原炭の流動を阻害することなく、通過開口部１１６での原炭の滞留を適正に防止することができる。
【００８４】
また、実施例１の流動層乾燥装置では複数の補助蒸気ノズル１４３が通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出している。流動化蒸気が通過開口部１１６を流れることで、この通過開口部１１６における原炭の流動を促進することができる。
【００８５】
なお、上述した実施例では、流動化蒸気噴出部１４０としての複数の補助蒸気ノズル１４３が、流動方向の下流側に流動化蒸気を噴出する１つの噴出口１４３ａを有して構成されたが、この構成に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、補助蒸気ノズル１４４は、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されており、流動方向の下流側に流動化蒸気を噴出する３つの噴出口１４４ａが設けられている。この３つの噴出口１４４ａは、中央の噴出口１４４ａが流動方向と同様の方向へ蒸気を噴出し、両側の２つの噴出口１４４ａが流動方向に鋭角で傾斜した方向へ蒸気を噴出する。この場合、補助蒸気ノズル１４４は、通過開口部１１６のほぼ全域にわたって流動化蒸気を噴出することが可能となり、通過開口部１１６での原炭の滞留をより効率的に防止することができる。
【実施例２】
【００８６】
図８は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す側面図、図９は、実施例２の流動層乾燥装置における第１乾燥室と第２乾燥室との通過開口部を表す平面図である。なお、上述した実施例１と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８７】
実施例２では、図８及び図９に示すように、流動化蒸気の噴出により通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１５０を設けている。この流動化蒸気噴出部１５０は、通過開口部１１６より上流側に設けられ、通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出するものである。
【００８８】
即ち、第１乾燥室１１１の流動層Ｓ１に対応する分散板１０９の領域に複数の第１蒸気開口１５１が設けられ、第２乾燥室１１２の流動層Ｓ２に対応する分散板１０９の領域に複数の第２蒸気開口１５２が設けられている。
【００８９】
第１蒸気開口１５１は、分散板１０９に形成された丸穴として設けられており、乾燥容器１０１の長手方向（原炭の流動方向）に沿って複数配置されると共に、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。一方、第２蒸気開口１５２は、分散板１０９に形成された丸穴として設けられており、乾燥容器１０１の長手方向（原炭の流動方向）に沿って複数配置されると共に、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。
【００９０】
そして、仕切板１１４の下方に設けられた通過開口部１１６より流動方向の上流側に、流動化蒸気噴出部１５０としての補助蒸気開口１５３が設けられている。この補助蒸気開口１５３は、分散板１０９に形成された穴１５３ａと、この穴１５３ａから上方の流動層Ｓ１側に突出したガイド１５３ｂから構成されており、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。この補助蒸気開口１５３は、穴１５３ａ及びガイド１５３ｂにより流動方向の下流側に向けて流動化蒸気を噴出可能となっている。
【００９１】
即ち、補助蒸気開口１５３は、通過開口部１１６より流動方向の上流側に設けられると共に、流動方向の下流側に向いていることから、通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出することができる。この場合、補助蒸気開口１５３は、流動方向の下流側へ向けて水平方向に１８０度より小さい角度で開口している。
【００９２】
従って、第１乾燥室１１１では、複数の第１蒸気開口１５１から流動層Ｓ１に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ１で流動しながら乾燥する。そして、流動層Ｓ１は、通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動し、第２乾燥室１１２では、複数の第２蒸気開口１５２から流動層Ｓ２に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ２で流動しながら乾燥する。
【００９３】
また、仕切板１１４（通過開口部１１６）の上流側では、複数の補助蒸気開口１５３から通過開口部１１６に流動化蒸気が噴出されることで、流動層Ｓ１の原炭は、通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２へ適正に圧送される。そのため、原炭が低品位炭であって、水分量が多い場合であっても、通過開口部１１６では、各補助蒸気開口１５３から噴出された流動化蒸気が流動方向に流れることから、乾燥途中にある原炭は、この流動化蒸気により流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２に適正に移動することとなる。その結果、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良が防止される。
【００９４】
このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、流動化蒸気の噴出により通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１５０として、乾燥容器１０１の幅方向に沿った複数の補助蒸気開口１５３を設けている。
【００９５】
従って、複数の補助蒸気開口１５３は、通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気を噴出することで、この流動化蒸気により通過開口部１１６での原炭の流動が促進され、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良を防止して乾燥効率を向上することができる。
【実施例３】
【００９６】
図１０は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置における流動化蒸気の供給制御を表す概略図である。なお、上述した実施例１と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９７】
実施例３では、図１０に示すように、流動化蒸気の噴出により通過開口部１１６に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１４０を設けている。この流動化蒸気噴出部１４０は、通過開口部１１６より上流側に設けられ、通過開口部１１６に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出するものである。
【００９８】
即ち、第１乾燥室１１１の流動層Ｓ１に対応する分散板１０９の領域に複数の第１蒸気ノズル１４１が設けられ、第２乾燥室１１２の流動層Ｓ２に対応する分散板１０９の領域に複数の第２蒸気ノズル１４２が設けられている。また、仕切板１１４の下方に設けられた通過開口部１１６より流動方向の上流側の領域に流動化蒸気噴出部１４０としての複数の補助蒸気ノズル１４３が設けられている。
【００９９】
また、乾燥容器１０１は、仕切板１１４により流動層Ｓ１，Ｓ２に分割され、第１乾燥室１１１に対応する流動層Ｓ１の下方に分散板１０９と仕切部材１６１により風箱１１０ａが設けられ、第２乾燥室１１２に対応する流動層Ｓ２の下方に分散板１０９と仕切部材１６２により風箱１１０ｂが設けられ、仕切板１１４（通過開口部１１６）の下方に分散板１０９と仕切部材１６１，１６２により風箱１１０ｄが設けられている。そして、風箱１１０ａに対して複数の第１蒸気ノズル１４１が設けられ、風箱１１０ｂに対して複数の第２蒸気ノズル１４２が設けられ、風箱１１０ｄに対して補助蒸気ノズル１４３が設けられている。更に、風箱１１０ａに第１蒸気供給ライン１２１から分岐ライン１２１ａが連結され、風箱１１０ｂに分岐ライン１２１ｂが連結され、風箱１１０ｄに分岐ライン１２１ｄが連結され、各分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｄに流量調整弁１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｄが設けられている。
【０１００】
そして、流動層乾燥装置１２は、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１６４ａ，１６４ｂが設けられると共に、この圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果を入力する制御装置１６５が設けられている。この制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、流量調整弁１６３ｄの開度を大きくすることで、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに供給する流動化蒸気量を増加し、補助蒸気ノズル１４３が噴出する流動化蒸気の噴出量を増加させるようにしている。なお、制御装置１６５は、必要に応じて流量調整弁１６３ａ，１６３ｂの開度を調整することで、分岐ライン１２１ａ，１２１ｂから風箱１１０ａ，１１０ｂに供給する流動化蒸気量を変更し、補助蒸気ノズル１４１，１４２が噴出する流動化蒸気の変更可能となっている。
【０１０１】
具体的には、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなり、流動層Ｓ１の下部の圧力、つまり、圧力センサ１６４ａが検出した圧力Ｐ１が高くなる。一方、フリーボード部Ｆ１の圧力、つまり、圧力センサ１６４ｂが検出した圧力Ｐ０は、流動層Ｓ１の高さに拘わらずほぼ一定である。従って、圧力センサ１６４ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。この場合、流動層乾燥装置１２の形態に応じて、流動層Ｓ１の下部の適正圧力が相違することから、圧力センサ１６４ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１６４ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【０１０２】
なお、ここで、制御装置１６５は、正常運転時に、流量調整弁１６３ｄの開度を所定開度とし、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに流動化蒸気を所定量だけ供給し、補助蒸気ノズル１４３が流動化蒸気を所定量だけ噴出する一方、原炭の通過不良を検出したときには、流量調整弁１６３ｄの開度を大きくし、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに供給する流動化蒸気量を増加し、補助蒸気ノズル１４３が噴出する流動化蒸気量を増加するようにしているが、この方法に限定されるものではない。即ち、制御装置１６５は、正常運転時に、流量調整弁１６３ｄを閉止し、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに流動化蒸気を供給せず、補助蒸気ノズル１４３が流動化蒸気の噴出を停止する一方、原炭の通過不良を検出したときには、流量調整弁１６３ｄを開放し、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに流動化蒸気を供給し、補助蒸気ノズル１４３が流動化蒸気の噴出を開始するようにしてもよい。
【０１０３】
ここで、流動化蒸気噴出部１４０による流動化蒸気の噴出量を調整可能な噴出量調整装置としては、流量調整弁１６３ｄが機能し、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置としては、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂ及び制御装置１６５が機能する。
【０１０４】
なお、通過不良検出装置としては、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、フリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差に基づいて判定するものに限定されない。例えば、流動層Ｓ１の高さの異なる位置の圧力の偏差、つまり、圧力上昇量に基づいて、流動層Ｓ１の高さを推定し、流動層Ｓ１の高さが所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。また、流動層Ｓ１の下部の温度が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。更に、流動層Ｓ１の下部の温度と、流動層Ｓ１の上部の温度との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【０１０５】
従って、第１乾燥室１１１では、複数の第１蒸気ノズル１４１から流動層Ｓ１に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ１で流動しながら乾燥する。そして、流動層Ｓ１は、通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動し、第２乾燥室１１２では、複数の第２蒸気ノズル１４２から流動層Ｓ２に流動化蒸気が噴出されることで、原炭は流動層Ｓ２で流動しながら乾燥する。また、仕切板１１４（通過開口部１１６）の上流側では、複数の補助蒸気ノズル１４３から通過開口部１１６に流動化蒸気が噴出されることで、流動層Ｓ１の原炭は、通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２へ適正に圧送される。
【０１０６】
そして、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出している。ここで、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１６４ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高くなることで、通過開口部１１６の通過不良を検出すると、流量調整弁１６３ｄの開度を大きくする。すると、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに供給される流動化蒸気量が増加し、各補助蒸気ノズル１４３が噴出する流動化蒸気の噴出量が増加される。そのため、原炭が低品位炭であって、水分量が多い場合であっても、通過開口部１１６では、各補助蒸気ノズル１４３から噴出された流動化蒸気が流動方向に多く流れることから、乾燥途中にある原炭は、この流動化蒸気により流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２に適正に移動することとなる。その結果、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良が防止される。
【０１０７】
このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、独立した風箱１１０ｄに対して複数の補助蒸気ノズル１４３を設けると共に、分岐ライン１２１ｄを連結して流量調整弁１６３ｄを設け、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出したときには、流量調整弁１６３ｄの開度を大きくすることで、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに供給する流動化蒸気量を増加し、補助蒸気ノズル１４３が噴出する流動化蒸気の噴出量を増加させるようにしている。
【０１０８】
従って、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出したときに、補助蒸気ノズル１４３が噴出する流動化蒸気量を増加させることで、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【０１０９】
また、実施例３の流動層乾燥装置では、制御装置１６５は、正常運転時に、流量調整弁１６３ｄを閉止し、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに流動化蒸気を供給せず、補助蒸気ノズル１４３が流動化蒸気の噴出を停止する一方、原炭の通過不良を検出したときには、流量調整弁１６３ｄを開放し、分岐ライン１２１ｄから風箱１１０ｄに流動化蒸気を供給し、補助蒸気ノズル１４３が流動化蒸気の噴出を開始するようにしている。従って、流動化蒸気の使用量を最小限として通過開口部１１６における原炭の通過不良を適正に防止することができると共に、運転コストの上昇を防止することができる。
【０１１０】
また、実施例３の流動層乾燥装置では、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が、予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定している。従って、流動層Ｓ１に圧力センサ１６４ａ，１６４ｂを設けるだけで、通過開口部１１６の通過不良を容易に判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【０１１１】
なお、上述した説明では、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出したら、補助蒸気ノズル１４３からの流動化蒸気の噴出量を増加させるようにしたが、通過開口部１１６で原炭の通過不良の発生が推定されたら、補助蒸気ノズル１４３からの流動化蒸気の噴出量を増加させるようにしてもよい。
【実施例４】
【０１１２】
図１１は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置における流動化蒸気の供給制御を表す概略図である。なお、上述した実施例１と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１１３】
実施例４では、図１１に示すように、乾燥容器１０１は、仕切板１７１により流動方向に複数に分割され、この仕切板１７１により原炭の通過開口部１７２が形成されている。この各仕切板１７１は、鉛直方向における下部に所定の高さ（開口面積）を有する通過開口部１７２が確保されている。即ち、通過開口部１７２は、分散板１０９から所定距離だけ上方の位置に設けられている。
【０１１４】
そして、通過開口部１７２を通過する原炭の通過量を調整可能な開口量調整装置として、この通過開口部１７２の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１７３が設けられており、この調整板１７３は、仕切板１７１に対して昇降可能となっている。即ち、この調整板１７３は、仕切板１７１の平面部に密着するように配置され、幅方向の各端部が乾燥容器１０１の内壁面に設けられた図示しないガイドにより上下移動自在に支持されている。駆動装置（駆動モータ）１７４は、乾燥容器１０１の下部に固定され、駆動軸に一体に連結されたねじ軸１７５が調整板１７３に螺合している。従って、駆動装置１７４を駆動してねじ軸１７５を回転することで、仕切板１７１に対して調整板１７３を上下に移動し、通過開口部１７２の高さ、つまり、開口面積を変更することができる。
【０１１５】
また、本実施例では、流動化蒸気の噴出により通過開口部１７２に位置する原炭を流動方向に送り出す流動化蒸気噴出部１８０を設けている。この流動化蒸気噴出部１８０は、通過開口部１７２より上流側に設けられ、通過開口部１７２に向けて原炭の流動方向へ流動化蒸気を噴出するものである。
【０１１６】
即ち、仕切板１７１の下方に設けられた通過開口部１７２より流動方向の上流側に、流動化蒸気噴出部１８０としての補助蒸気ノズル１８１が設けられている。この補助蒸気ノズル１８１は、分散板１０９から上方の流動層Ｓ１側に突出するように設けられており、乾燥容器１０１の幅方向に沿って複数配置されている。そして、この補助蒸気ノズル１８１は、ノズル本体１８１ａに対して下部に配管１８１ｂが連結され、この配管１８１ｂが風箱１１０ａに貫通している。
【０１１７】
また、流動化蒸気噴出部１８０による噴出位置を調整可能な噴出位置調整装置として、補助蒸気ノズル１８１の高さ位置を調整可能な駆動装置（駆動モータ）１８２が乾燥容器１０１の下部に固定され、駆動軸に一体に連結されたねじ軸１８３が補助蒸気ノズル１８１の取付部１８１ｃに螺合している。従って、駆動装置１８２を駆動してねじ軸１８３を回転することで、補助蒸気ノズル１８１の高さ、つまり、噴出位置を変更することができる。
【０１１８】
そして、本実施例の流動層乾燥装置１２は、通過開口部１７２における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１６４ａ，１６４ｂが設けられると共に、この圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果を入力する制御装置１６５が設けられている。この制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、駆動装置１７４により調整板１７３を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【０１１９】
更に、制御装置１６５は、調整板１７３を移動して通過開口部１１６の面積を変更したとき、駆動装置１８２により補助蒸気ノズル１８１の高さを変更することで、通過開口部１１６に対して適切な位置に流動化蒸気を噴出するようにしている。この場合、通過開口部１１６に対する流動化蒸気の適切な噴出位置とは、通過開口部１１６における上下方向の中間位置である。
【０１２０】
従って、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａ，１６４ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出している。ここで、制御装置１６５は、圧力センサ１６４ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１６４ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高くなることで、通過開口部１１６の通過不良を検出すると、調整板１７３を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させる。また、制御装置１６５は、調整板１７３を上昇して通過開口部１１６の高さを広げると、補助蒸気ノズル１８１の高さを上昇することで、通過開口部１１６に対する流動化蒸気の噴出位置を変更する。そのため、原炭が低品位炭であって、水分量が多い場合であっても、通過開口部１１６の開口面積が拡大され、且つ、通過開口部１１６に対する流動化蒸気の噴出位置が最適化されることから、原炭が流動化蒸気により流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通って流動層Ｓ２に適正に移動することとなる。その結果、この通過開口部１１６での原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６における原炭の通過不良が防止される。
【０１２１】
このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、通過開口部１７２の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１７３を設けると共に、補助蒸気ノズル１８１の高さを変更可能とし、制御装置１６５は、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出したときには、調整板１７３を上昇して通過開口部１１６の高さを広げると共に、補助蒸気ノズル１８１の高さを上昇するようにしている。
【０１２２】
従って、通過開口部１１６の開口面積を拡大し、通過開口部１１６に対する流動化蒸気の噴出位置を調整するため、流動化蒸気により原炭を流動層Ｓ１から通過開口部１７２を通して流動層Ｓ２に適正に移動することができ、この通過開口部１７２における原炭の通過不良を防止することができる。
【０１２３】
なお、上述した各実施例では、流動化蒸気噴出部を通過開口部１１６，１７２より流動方向の上流側に配置したが、この配置構成に限定されるものではない。例えば、流動化蒸気噴出部を通過開口部１１６，１７２に配置することで、流動層Ｓ１に位置する原炭を吸引して流動層Ｓ２側に押し出すようにしてもよく、また、流動化蒸気噴出部を通過開口部１１６，１７２より流動方向の下流側に配置することで、通過開口部１１６，１７２に位置する原炭を流動層Ｓ２側に吸引するようにしてもよい。
【０１２４】
また、上述した各実施例では、流動層Ｓ１，Ｓ２間に設けられた仕切板１１４，１７１の通過開口部１１６，１７１に対して流動化蒸気噴出部を設けて構成したが、流動層Ｓ２，Ｓ３間に設けられた仕切板１１５の通過開口部１１７に対して流動化蒸気噴出部を設けてもよい。
【０１２５】
また、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に区画したが、２つの乾燥室または４つ以上の乾燥室としてもよい。また、乾燥容器１０１の形状、原炭投入口１０２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、ガス排出口１０５、伝熱管１０６，１０７，１０８の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置１２の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。
【０１２６】
また、上述した各実施例では、湿潤燃料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、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。
【０１２７】
また、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内に流動化蒸気を供給するものとして説明したが、流動化蒸気として空気などを適用してもよい。また、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の中間部に通過開口部１１６，１１７を設けたが、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の下部に通過開口部１１６，１１７を設けてもよく、通過開口部１１６，１１７の位置に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２８】
１１  給炭装置
１２  流動層乾燥装置
１３  微粉炭機
１４  石炭ガス化炉
１５  チャー回収装置
１６  ガス精製装置
１７  ガスタービン設備
１８  蒸気タービン設備
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
１０１  乾燥容器
１０２  原炭投入口
１０３  乾燥炭排出口
１０４  流動化蒸気供給部
１０５  ガス排出口
１０６，１０７，１０８  伝熱管
１１１  第１乾燥室
１１２  第２乾燥室
１１３  第３乾燥室
１１４，１１５  仕切板
１１６，１１７  通過開口部
１４０  流動化蒸気噴出部
１４１  第１蒸気ノズル
１４２  第２蒸気ノズル
１４３  補助蒸気ノズル
１５０  流動化蒸気噴出部
１５１  第１蒸気開口
１５２  第２蒸気開口
１５３  補助蒸気開口
１６３ｄ  流量調整弁（噴出量調整装置）
１６４ａ，１６４ｂ  圧力センサ（通過不良検出装置）
１６５  制御装置（通過不良検出装置）
１７１  仕切板
１７２  通過開口部
１７３  調整板（開口量調整装置）
１７４  駆動装置
１８０  流動化蒸気噴出部
１８１  補助蒸気ノズル
１８２  駆動装置（噴出位置調整装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３  流動層
【図１】
0005721647.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005721647.tif 000006
【図６】
0005721647.tif 000007
【図７】
0005721647.tif 000008
【図８】
0005721647.tif 000009
【図９】
0005721647.tif 000010
【図１０】
0005721647.tif 000011
【図１１】
0005721647.tif 000012