(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に湿潤燃料が供給される乾燥炉と、
前記乾燥炉に流動化蒸気を供給し、前記湿潤燃料を流動させることで、前記乾燥炉内に流動層を形成する流動化蒸気供給部と、
前記乾燥炉内に設けられ、供給された前記湿潤燃料を加熱する伝熱部材と、
前記乾燥炉から排出される蒸気を圧縮し、圧縮した蒸気を前記伝熱部材へ向けて供給する圧縮機と、を備え、
前記乾燥炉は、前記湿潤燃料の流動方向の上流側に設けられる上流側乾燥室と、前記上流側乾燥室の下流側に設けられる下流側乾燥室とを有し、
前記伝熱部材は、前記上流側乾燥室に設けられた上流側伝熱部材と、前記下流側乾燥室に設けられた下流側伝熱部材とを有し、前記圧縮機から供給された蒸気が、前記下流側伝熱部材を流通した後、前記上流側伝熱部材を流通するように設けられ、
前記圧縮機は、前記下流側乾燥室から排出される蒸気を圧縮し、
前記流動化蒸気供給部は、前記流動化蒸気を前記上流側乾燥室および前記下流側乾燥室に供給すると共に、前記下流側乾燥室に比して非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気を前記上流側乾燥室に供給することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記乾燥炉は、前記上流側乾燥室を形成する上流側乾燥炉と、前記下流側乾燥室を形成する下流側乾燥炉とに分割されてい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】
前記乾燥炉は、内部を前記上流側乾燥室と前記下流側乾燥室とに区画する仕切り板を有してい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４】
前記下流側伝熱部材から流入した蒸気を気液分離して、気相の蒸気を前記上流側伝熱部材に供給する一方で、液相の蒸気を凝縮水として排出する気液分離装置を、さらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の流動層乾燥装置と、
前記流動層乾燥装置から供給された乾燥後の前記湿潤燃料を処理してガス化ガスに変換するガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンと連結された発電機とを備えたことを特徴とするガス化複合発電設備。
【請求項６】
乾燥炉内に供給された湿潤燃料を流動化蒸気により流動させながら、前記乾燥炉内に設けられた伝熱部材により前記湿潤燃料を加熱することで、前記湿潤燃料を乾燥させる乾燥方法であって、
前記乾燥炉は、前記湿潤燃料の流動方向の上流側に設けられる上流側乾燥室と、前記上流側乾燥室の下流側に設けられる下流側乾燥室とを有し、
前記伝熱部材は、前記上流側乾燥室に設けられた上流側伝熱部材と、前記下流側乾燥室に設けられた下流側伝熱部材とを有し、
前記流動化蒸気を前記上流側乾燥室および前記下流側乾燥室に供給する流動化蒸気供給工程と、
前記下流側乾燥室に比して非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気を流動化ガスとして前記上流側乾燥室に供給する流動化ガス供給工程と、
前記湿潤燃料の乾燥時に発生した蒸気を前記下流側乾燥室から排出させる蒸気排出工程と、
前記蒸気排出工程において排出された蒸気を圧縮する蒸気圧縮工程と、
前記蒸気圧縮工程において圧縮した蒸気を、前記下流側伝熱部材に供給する下流側蒸気供給工程と、
前記下流側伝熱部材を流通した蒸気を前記上流側伝熱部材に供給する上流側蒸気供給工程と、を備えたことを特徴とする乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置、ガス化複合発電設備および乾燥方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、褐炭等の低品位炭を、ホッパから乾燥容器へ向けて供給し、乾燥容器内に供給された低品位炭をスチーム（蒸気）により流動させて乾燥する低品位炭乾燥方法および装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この低品位炭乾燥装置では、乾燥容器から排出されたスチームを部分凝縮器に供給することで、スチームの潜熱を回収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２５００９６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、褐炭等の湿潤燃料を流動化蒸気（水蒸気）により流動させながら乾燥する流動層乾燥装置では、流動層乾燥装置から排出された蒸気を再圧縮して利用する場合がある。ここで、流動層乾燥装置では、窒素を含む空気等の非凝縮性ガスの混入を排除することが困難である。このため、再圧縮された蒸気には、非凝縮性ガスが混入する。再圧縮された蒸気は、例えば、湿潤燃料の加熱に利用され、湿潤燃料との間で熱交換が行われる。この場合、再圧縮された蒸気は、湿潤燃料との間で熱交換が行われることで、蒸気のクオリティが低下する。蒸気のクオリティが低下すると、蒸気の全量に対する液相の蒸気（すなわち凝縮水）の割合が増大することから、低クオリティとなった蒸気は、気相中に含まれる非凝縮性ガスの割合が増加する。これにより、低クオリティとなった蒸気は、気相中に含まれる非凝縮性ガスの割合が増加することで、蒸気温度が低下してしまう。このため、蒸気温度が低下した低クオリティの蒸気で湿潤燃料を加熱しようとすると、蒸気温度と湿潤燃料との温度差を好適に確保することが困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、低クオリティとなった蒸気を用いて、湿潤燃料を好適に乾燥することにより、蒸気の潜熱の回収効率の向上を図ることが可能な流動層乾燥装置および乾燥方法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】
【０００６】
本発明の流動層乾燥装置は、内部に湿潤燃料が供給される乾燥炉と、乾燥炉に流動化蒸気を供給し、湿潤燃料を流動させることで、乾燥炉内に流動層を形成する流動化蒸気供給部と、乾燥炉内に設けられ、供給された湿潤燃料を加熱する伝熱部材と、乾燥炉から排出される蒸気を圧縮し、圧縮した蒸気を伝熱部材へ向けて供給する圧縮機と、を備え、乾燥炉は、湿潤燃料の流動方向の上流側に設けられる上流側乾燥室と、上流側乾燥室の下流側に設けられる下流側乾燥室とを有し、伝熱部材は、上流側乾燥室に設けられた上流側伝熱部材と、下流側乾燥室に設けられた下流側伝熱部材とを有し、圧縮機から供給された蒸気が、下流側伝熱部材を流通した後、上流側伝熱部材を流通するように設けられ、圧縮機は、下流側乾燥室から排出される蒸気を圧縮し、流動化蒸気供給部は、流動化蒸気を上流側乾燥室および下流側乾燥室に供給すると共に、下流側乾燥室に比して非凝縮性ガスの含有率が多い流動化ガスを上流側乾燥室に供給することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、上流側乾燥室の湿潤燃料を、非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気により流動化させながら、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低クオリティの蒸気が流通する上流側伝熱部材で加熱することができる。一方で、下流側乾燥室の湿潤燃料を、流動化蒸気により流動化させながら、気相中の非凝縮性ガスの割合が少ない高クオリティの蒸気が流通する下流側伝熱部材で加熱することができる。このため、上流側乾燥室において、非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気を用いることで、上流側乾燥室内の露点温度を低下させることができ、露点温度の低下分、上流側乾燥室内を流動する湿潤燃料も低い温度で乾燥させることができる。これにより、上流側乾燥室において、低クオリティの蒸気であっても、湿潤燃料を好適に乾燥させることができるため、低クオリティの蒸気を有効に活用することができ、蒸気の潜熱を効率よく回収することができる。
【０００８】
この場合、乾燥炉は、上流側乾燥室を形成する上流側乾燥炉と、下流側乾燥室を形成する下流側乾燥炉とに分割されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、乾燥炉を上流側乾燥炉と下流側乾燥炉とに分割することができるため、上流側乾燥炉内に供給される流動化ガスが、下流側乾燥炉に混入することを抑制することができる。
【００１０】
この場合、乾燥炉は、内部を上流側乾燥室と下流側乾燥室とに区画する仕切り板を有していることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、仕切り板により乾燥炉を上流側乾燥室と下流側乾燥室とに区画することができるため、乾燥炉を簡易な構成とすることができる。
【００１２】
この場合、下流側伝熱部材から流入した蒸気を気液分離して、気相の蒸気を上流側伝熱部材に供給する一方で、液相の蒸気を凝縮水として排出する気液分離装置を、さらに備えたことが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、気液分離装置により下流側伝熱部材を流通した液相の蒸気を凝縮水として排出することで、上流側伝熱部材に供給される蒸気の気相の割合を増加させることができる。つまり、気液分離装置により、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低クオリティの蒸気を、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い高クオリティの蒸気とすることができる。これにより、上流側伝熱部材には、液相の蒸気の流入を抑制することができるため、上流側伝熱部材の内側における液膜の形成を抑制でき、熱伝達率の向上を図ることができる。
【００１４】
本発明のガス化複合発電設備は、上記の流動層乾燥装置と、流動層乾燥装置から供給された乾燥後の湿潤燃料を処理してガス化ガスに変換するガス化炉と、ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、ガスタービンおよび蒸気タービンと連結された発電機とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、流動層乾燥装置において蒸気の潜熱の回収効率の向上を図ることができるため、潜熱を有効活用し、蒸気タービンに連結された発電機の発電効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明の乾燥方法は、乾燥炉内に供給された湿潤燃料を流動化蒸気により流動させながら、乾燥炉内に設けられた伝熱部材により湿潤燃料を加熱することで、湿潤燃料を乾燥させる乾燥方法であって、乾燥炉は、湿潤燃料の流動方向の上流側に設けられる上流側乾燥室と、上流側乾燥室の下流側に設けられる下流側乾燥室とを有し、伝熱部材は、上流側乾燥室に設けられた上流側伝熱部材と、下流側乾燥室に設けられた下流側伝熱部材とを有し、流動化蒸気を上流側乾燥室および下流側乾燥室に供給する流動化蒸気供給工程と、下流側乾燥室に比して非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気を流動化ガスとして上流側乾燥室に供給する流動化ガス供給工程と、湿潤燃料の乾燥時に発生した蒸気を下流側乾燥室から排出させる蒸気排出工程と、蒸気排出工程において排出された蒸気を圧縮する蒸気圧縮工程と、蒸気圧縮工程において圧縮した蒸気を、下流側伝熱部材に供給する下流側蒸気供給工程と、下流側伝熱部材を流通した蒸気を上流側伝熱部材に供給する上流側蒸気供給工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、上流側乾燥室の湿潤燃料を、非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気により流動化させながら、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低クオリティの蒸気が流通する上流側伝熱部材で加熱することができる。一方で、下流側乾燥室の湿潤燃料を、流動化蒸気により流動化させながら、気相中の非凝縮性ガスの割合が少ない高クオリティの蒸気が流通する下流側伝熱部材で加熱することができる。このため、上流側乾燥室において、非凝縮性ガスの含有率が多い流動化蒸気を用いることで、上流側乾燥室内の露点温度を低下させることができ、露点温度の低下分、上流側乾燥室内を流動する湿潤燃料も低い温度で乾燥させることができる。これにより、上流側乾燥室において、低クオリティの蒸気であっても、湿潤燃料を好適に乾燥させることができるため、低クオリティの蒸気を有効に活用することができ、蒸気の潜熱を効率よく回収することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の流動層乾燥装置、ガス化複合発電設備および乾燥方法によれば、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低クオリティの蒸気により、湿潤燃料を好適に乾燥させることができるため、低クオリティの蒸気を有効に活用することができ、蒸気の潜熱を効率よく回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図３】図３は、実施例１に係る流動層乾燥装置における再圧縮蒸気のクオリティに関する一例のグラフである。
【図４】図４は、実施例１に係る流動層乾燥装置における再圧縮蒸気のクオリティに関する一例のグラフである。
【図５】図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図６】図６は、変形例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図７】図７は、変形例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図８】図８は、変形例３に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図９】図９は、変形例４に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１０】図１０は、変形例５に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図１１】図１１は、変形例６に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置、ガス化複合発電設備および乾燥方法について説明する。なお、以下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、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２１】
図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１が適用された石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）１００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。すなわち、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００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褐炭を使用している。
【００２２】
なお、実施例１では、湿潤燃料として褐炭を適用したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の泥炭を適用してもよく、また、高品位炭であっても適用可能である。また、湿潤燃料として、褐炭等の石炭に限らず、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。
【００２３】
実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１００は、給炭装置１１１、流動層乾燥装置１、微粉炭機１１３、石炭ガス化炉１１４、チャー回収装置１１５、ガス精製装置１１６、ガスタービン設備１１７、蒸気タービン設備１１８、発電機１１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０を有している。
【００２４】
給炭装置１１１は、原炭バンカ１２１と、石炭供給機１２２と、クラッシャ１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、褐炭を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機１２２に投下する。石炭供給機１２２は、原炭バンカ１２１から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ１２３に投下する。このクラッシャ１２３は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化する。
【００２５】
詳細は後述するが、流動層乾燥装置１は、給炭装置１１１から投入された褐炭を水蒸気等の流動化ガスにより流動させると共に、伝熱管３３，４３により加熱乾燥することで、褐炭が含有する水分を除去するものである。この流動層乾燥装置１には、排出された乾燥済の褐炭（乾燥炭）を冷却する冷却器１３１が接続されている。冷却器１３１には、冷却済の乾燥炭を貯留する乾燥炭バンカ１３２が接続されている。また、流動層乾燥装置１には、外部へ排出される排出ガスから乾燥炭の粒子を分離する集塵装置１３９として乾燥炭サイクロン１３３と乾燥炭電気集塵機１３４が接続されている。乾燥炭サイクロン１３３および乾燥炭電気集塵機１３４において排出ガスから分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機１３４で乾燥炭が分離された排出ガスは、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１の伝熱管３３，４３に熱媒として供給される。
【００２６】
微粉炭機１１３は、流動層乾燥装置１により乾燥された褐炭（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。すなわち、微粉炭機１１３は、乾燥炭バンカ１３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機１３６により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機１１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。
【００２７】
石炭ガス化炉１１４は、微粉炭機１１３で処理された微粉炭が供給されると共に、チャー回収装置１１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が供給される。
【００２８】
石炭ガス化炉１１４は、ガスタービン設備１１７（圧縮機１６１）から圧縮空気供給ライン１４１が接続されており、このガスタービン設備１１７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１４２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１４３が石炭ガス化炉１１４に接続され、この第１窒素供給ライン１４３に微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂからの給炭ライン１４４ａ，１４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン１４５も石炭ガス化炉１１４に接続され、この第２窒素供給ライン１４５にチャー回収装置１１５からのチャー戻しライン１４６が接続されている。更に、酸素供給ライン１４７は、圧縮空気供給ライン１４１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。
【００２９】
石炭ガス化炉１１４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、酸化剤（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１１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置１４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１１４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１１４は、チャー回収装置１１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン１４９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１４９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１１５に供給するとよい。
【００３０】
チャー回収装置１１５は、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２とを有している。この場合、集塵装置１５１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１１４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１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。供給ホッパ１５２は、集塵装置１５１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１５１と供給ホッパ１５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ１５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ１５２からのチャー戻しライン１４６が第２窒素供給ライン１４５に接続されている。
【００３１】
ガス精製装置１１６は、チャー回収装置１１５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１１６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１１７に供給する。なお、このガス精製装置１１６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。
【００３２】
ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１、燃焼器１６２、タービン１６３を有しており、圧縮機１６１とタービン１６３は、回転軸１６４により連結されている。燃焼器１６２は、圧縮機１６１から圧縮空気供給ライン１６５が接続されると共に、ガス精製装置１１６から燃料ガス供給ライン１６６が接続され、タービン１６３に燃焼ガス供給ライン１６７が接続されている。また、ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１から石炭ガス化炉１１４に延びる圧縮空気供給ライン１４１が設けられており、圧縮空気供給ライン１４１に昇圧機１６８が介設されている。従って、燃焼器１６２では、圧縮機１６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン１６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３３】
蒸気タービン設備１１８は、ガスタービン設備１１７における回転軸１６４に連結されるタービン１６９を有しており、発電機１１９は、この回転軸１６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ１２０は、ガスタービン設備１１７（タービン１６３）からの排ガスライン１７０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１２０は、蒸気タービン設備１１８のタービン１６９との間に蒸気供給ライン１７１が設けられると共に、蒸気回収ライン１７２が設けられ、蒸気回収ライン１７２に復水器１７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９が駆動し、回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００３４】
そして、排熱回収ボイラ１２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置１７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突１７５から大気へ放出される。
【００３５】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００３６】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００において、給炭装置１１１にて、原炭（褐炭）が原炭バンカ１２１に貯留されており、この原炭バンカ１２１の褐炭が石炭供給機１２２によりクラッシャ１２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、流動層乾燥装置１により加熱乾燥された後、冷却器１３１により冷却され、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１から排出された排出ガスは、乾燥炭サイクロン１３３および乾燥炭電気集塵機１３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１の伝熱管３３，４３に熱媒として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。
【００３７】
乾燥炭バンカ１３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機１３６により微粉炭機１１３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１３７ａ，１３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置１４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン１４３を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１１５で回収されたチャーが、空気分離装置１４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン１４５を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１１７から抽気された圧縮空気が昇圧機１６８で昇圧された後、空気分離装置１４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン１４１を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００３８】
石炭ガス化炉１１４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１１４からガス生成ライン１４９を通して排出され、チャー回収装置１１５に送られる。
【００３９】
このチャー回収装置１１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置１５１に供給され、集塵装置１５１は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。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１５３を通してガス精製装置１１６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１５２に堆積され、チャー戻しライン１４６を通して石炭ガス化炉１１４に戻されてリサイクルされる。
【００４０】
チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１１６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１１７では、圧縮機１６１が圧縮空気を生成して燃焼器１６２に供給すると、この燃焼器１６２は、圧縮機１６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１１６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１６３を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４１】
そして、ガスタービン設備１１７におけるタービン１６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１２０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１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００４２】
その後、ガス浄化装置１７４では、排熱回収ボイラ１２０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１７５から大気へ放出される。
【００４３】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１００における流動層乾燥装置１について詳細に説明する。図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１は、給炭装置１１１により投入された褐炭を、流動化ガスにより流動させながら、加熱乾燥させるものである。
【００４４】
図２に示すように、流動層乾燥装置１は、内部に褐炭が供給される乾燥炉５を備えている。乾燥炉５は、上流側乾燥炉５ａと下流側乾燥炉５ｂとを有している。上流側乾燥炉５ａの内部には、上流側ガス分散板６ａが設けられ、下流側乾燥炉５ｂの内部には、下流側ガス分散板６ｂが設けられている。上流側乾燥炉５ａおよび下流側乾燥炉５ｂは、長方体の箱状に形成されている。上流側ガス分散板６ａは、上流側乾燥炉５ａの内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置する上流側風室１１ａと、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する上流側乾燥室１２ａとに区分けしている。同様に、下流側ガス分散板６ｂは、下流側乾燥炉５ｂの内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置する下流側風室１１ｂと、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する下流側乾燥室１２ｂとに区分けしている。上流側ガス分散板６ａおよび下流側ガス分散板６ｂには、多数の貫通孔が形成されている。
【００４５】
流動層乾燥装置１は、上流側風室１１ａおよび下流側風室１１ｂに流動化蒸気を供給する流動化蒸気供給部２１と、上流側風室１１ａに窒素等の非凝縮性ガスを供給するガス供給部２５とを備えている。流動化蒸気供給部２１は、上流側風室１１ａおよび下流側風室１１ｂに接続されており、流動化蒸気を供給する。一方、ガス供給部２５は、流動化蒸気供給部２１と上流側風室１１ａとを接続する供給ラインに接続され、非凝縮性ガスを流動化蒸気と共に流動化ガスとして供給する。このため、上流側乾燥室１２ａには、上流側風室１１ａを介して流動化ガスが導入されることから、上流側乾燥室１２ａ内の露点温度は、１００℃よりも小さくすることが可能となる。一方で、下流側乾燥室１２ｂには、下流側風室１１ｂを介して流動化蒸気が導入されることから、下流側乾燥室１２ｂ内の露点温度は、１００℃前後にする必要がある。なお、ガス供給部２５から供給される非凝縮性ガスとしては、例えば、外部の非凝縮性ガス供給装置から供給してもよいし、ガスタービンやボイラ等から排出される排ガスを供給してもよい。
【００４６】
上流側乾燥炉５ａの上流側乾燥室１２ａには、褐炭が投入される上流側褐炭投入口３１と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する上流側乾燥炭排出口３４と、流動化ガスおよび乾燥時に発生する発生蒸気を排出するガス排出口３５と、褐炭を加熱する上流側伝熱管（上流側伝熱部材）３３とが設けられている。
【００４７】
上流側褐炭投入口３１は、上流側乾燥室１２ａの一端側（図示左側）の上部に形成されている。上流側褐炭投入口３１には、給炭装置１１１が接続されており、給炭装置１１１から供給された褐炭が、上流側乾燥室１２ａに供給される。
【００４８】
上流側乾燥炭排出口３４は、上流側乾燥室１２ａの他端側（図示右側）の下部に形成されている。上流側乾燥炭排出口３４からは、上流側乾燥室１２ａにおいて初期乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した下流側乾燥室１２ｂへ向けて供給される。
【００４９】
ガス排出口３５は、上流側乾燥室１２ａの他端側の上部に形成されている。ガス排出口３５は、褐炭の初期乾燥時において、上流側乾燥室１２ａに供給された流動化ガスと共に、褐炭が加熱されることによって発生する発生蒸気を排出している。なお、ガス排出口３５から排出された流動化ガスおよび発生蒸気は、保温対象物を保温するトレース管等に供給されることで、有効に活用される。
【００５０】
上流側伝熱管３３は、パネル状に構成されており、上流側乾燥室１２ａ内において褐炭が流動することにより形成される流動層３の内部に設けられている。上流側伝熱管３３には、後述する下流側伝熱管（下流側伝熱部材）４３の流出側が接続されており、管内に下流側伝熱管４３を流通した熱媒としての蒸気（後述する乾燥用蒸気）が供給される。
【００５１】
下流側乾燥炉５ｂの下流側乾燥室１２ｂには、初期乾燥された褐炭が投入される下流側褐炭投入口４１と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する下流側乾燥炭排出口４４と、流動化蒸気および乾燥時に発生する発生蒸気を排出する蒸気排出口４５と、褐炭を加熱する下流側伝熱管４３とが設けられている。
【００５２】
下流側褐炭投入口４１は、下流側乾燥室１２ｂの一端側（図示左側）の上部に形成されている。下流側褐炭投入口４１には、上流側乾燥炭排出口３４が燃料供給ラインＬ１を介して接続されている。燃料供給ラインＬ１には、ロータリーフィーダ４８が介設されている。ロータリーフィーダ４８は、作動することで、上流側乾燥炭排出口３４から排出された褐炭を、下流側褐炭投入口４１へ向けて供給する。このため、ロータリーフィーダ４８から供給された褐炭が、下流側褐炭投入口４１を介して下流側乾燥室１２ｂに供給される。
【００５３】
下流側乾燥炭排出口４４は、下流側乾燥室１２ｂの他端側（図示右側）の下部に形成されている。下流側乾燥炭排出口４４からは、下流側乾燥室１２ｂにおいて後期乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した冷却器１３１へ向けて供給される。
【００５４】
蒸気排出口４５は、下流側乾燥室１２ｂの他端側の上部に形成されている。蒸気排出口４５は、褐炭の後期乾燥時において、下流側乾燥室１２ｂに供給された流動化蒸気と共に、褐炭が加熱されることによって発生する発生蒸気を排出している。なお、蒸気排出口４５から排出された流動化蒸気および発生蒸気は、上記した集塵装置１３９へ向けて供給された後、蒸気圧縮機１３５に供給される。
【００５５】
下流側伝熱管４３は、パネル状に構成されており、下流側乾燥室１２ｂ内において褐炭が流動することにより形成される流動層３の内部に設けられている。下流側伝熱管４３には、蒸気圧縮機１３５の流出側が接続されており、管内に蒸気圧縮機１３５で圧縮された蒸気が乾燥用蒸気として供給される。
【００５６】
このため、蒸気圧縮機１３５から乾燥用蒸気が供給されると、供給された乾燥用蒸気は、下流側伝熱管４３に流入する。下流側伝熱管４３は、管内に乾燥用蒸気が供給されると、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、褐炭を加熱し、これにより、流動層３の褐炭中の水分を除去することで、下流側乾燥室１２ｂにおける褐炭を後期乾燥させる。この後、下流側伝熱管４３を流通した乾燥用蒸気は、上流側伝熱管３３に流入する。上流側伝熱管３３は、管内に乾燥用蒸気が供給されると、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、上流側乾燥室１２ａにおける褐炭を初期乾燥する。この後、初期乾燥に利用された乾燥用蒸気は、上流側乾燥室１２ａの外部に排出される。
【００５７】
また、上流側伝熱管３３と下流側伝熱管４３との間には、気液分離器５１が設けられている。気液分離器５１は、乾燥炉５の外部に設けられ、上流側伝熱管３３および下流側伝熱管４３が接続される。このため、気液分離器５１に接続される、下流側伝熱管４３の流出側の一部および上流側伝熱管３３の流入側の一部が乾燥炉５の外部に配置される。気液分離器５１には、下流側伝熱管４３から乾燥用蒸気が流入する。気液分離器５１は、下流側伝熱管４３から流入する乾燥用蒸気を液相と気相とに分離し、気相となった乾燥用蒸気を上流側伝熱管３３に供給する一方で、液相となった乾燥用蒸気を凝縮水として排出する。
【００５８】
流動化蒸気供給部２１は、上流側風室１１ａおよび下流側風室１１ｂに流動化蒸気を供給する（流動化蒸気供給工程）。ガス供給部２５は、流動化蒸気供給部２１にて供給された流動化蒸気に非凝縮性ガスを混合させ、流動化ガスとして上流側風室１１ａに供給する（流動化ガス供給工程）。上流側褐炭投入口３１を介して上流側乾燥室１２ａに供給された褐炭は、上流側ガス分散板６ａを介して供給される流動化ガスにより流動することで、上流側乾燥室１２ａに流動層３を形成すると共に、流動層３の上方にフリーボード部Ｆを形成する。上流側乾燥室１２ａに形成される流動層３は、その流動方向が、上流側乾燥室１２ａの一端側から他端側へ向かう方向となる。流動層３となった褐炭は、上流側伝熱管３３により加熱されることで、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化ガスと共にガス排出口３５から排出される。上流側伝熱管３３により加熱された褐炭は、水分が除去されることで、初期乾燥される。初期乾燥された褐炭は、上流側乾燥炭排出口３４から排出される。
【００５９】
上流側乾燥炭排出口３４から排出された褐炭は、作動するロータリーフィーダ４８により燃料供給ラインＬ１を通り、下流側褐炭投入口４１を介して下流側乾燥室１２ｂに供給される。下流側乾燥室１２ｂに供給された褐炭は、下流側ガス分散板６ｂを介して供給される流動化蒸気により流動することで、下流側乾燥室１２ｂに流動層３を形成すると共に、流動層３の上方にフリーボード部Ｆを形成する。下流側乾燥室１２ｂに形成される流動層３は、その流動方向が、下流側乾燥室１２ｂの一端側から他端側へ向かう方向となる。流動層３となった褐炭は、下流側伝熱管４３により加熱されることで、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化蒸気と共に蒸気排出口４５から排出される（蒸気排出工程）。下流側伝熱管４３により加熱された褐炭は、水分が除去されることで、後期乾燥される。後期乾燥された褐炭は、下流側乾燥炭排出口４４から排出される。
【００６０】
蒸気排出口４５から排出された排出蒸気は、集塵装置１３９で微粉炭が集塵された後、蒸気圧縮機１３５に供給され、蒸気圧縮機１３５によって圧縮されることで昇温される（蒸気圧縮工程）。圧縮された蒸気は、乾燥用蒸気として下流側伝熱管４３に供給され、下流側伝熱管４３内を流通する（下流側蒸気供給工程）。この後、下流側伝熱管４３内を流通した乾燥用蒸気は、気液分離器５１に流入する。気液分離器５１は、乾燥用蒸気を液相と気相とに気液分離し、液相となった蒸気を凝縮水として排出する一方で、気相となった乾燥用蒸気を上流側伝熱管３３に供給する（上流側蒸気供給工程）。そして、上流側伝熱管３３に供給された乾燥用蒸気は、上流側伝熱管３３内を流通した後、乾燥炉５の外部へ排出される。よって、伝熱管３３，４３は、褐炭の流動方向の下流側から上流側へ向けて、乾燥用蒸気を流通させる。
【００６１】
次に、図３および図４を参照して、流動層乾燥装置１の上流側伝熱管３３および下流側伝熱管４３に流通する乾燥用蒸気のクオリティについて説明する。図３および図４は、実施例１に係る流動層乾燥装置における乾燥用蒸気のクオリティに関するグラフである。図３および図４に示すグラフは、その横軸が乾燥用蒸気のクオリティであり、その縦軸が乾燥用蒸気の温度である。なお、クオリティとは、蒸気の全量に対する気相の蒸気の割合であり、クオリティが低ければ低いほど、気相の蒸気の割合が少なく、液相の蒸気の割合が多くなる。
【００６２】
このため、蒸気圧縮機１３５により圧縮された乾燥用蒸気は、下流側伝熱管４３を流通した後、上流側伝熱管３３を流通することから、クオリティの高い乾燥用蒸気が下流側伝熱管４３の流入側となり、クオリティの低い乾燥用蒸気が上流側伝熱管３３の流出側となる。
【００６３】
図３および図４のグラフでは、下流側乾燥炉５ｂ内の雰囲気に含まれる非凝縮性ガスの混入率は、５ｗｔ％となっている。このとき、乾燥炉５内の雰囲気の圧力は、０．１ＭＰａとなっている。このため、下流側乾燥炉５ｂ内の露点温度Ｔ１は、１００℃前後となる。一方、図３のグラフでは、上流側乾燥炉５ａ内の雰囲気に含まれる非凝縮性ガスの混入率は、５０ｗｔ％となっている。このとき、上流側乾燥炉５ａ内の雰囲気の圧力も、０．１ＭＰａとなっている。このため、上流側乾燥炉５ａ内の露点温度Ｔ２は、８６℃前後となる。また、図４のグラフでは、上流側乾燥炉５ａ内の雰囲気に含まれる非凝縮性ガスの混入率は、７５ｗｔ％となっている。このとき、上流側乾燥炉５ａ内の雰囲気の圧力も、０．１ＭＰａとなっている。このため、上流側乾燥炉５ａ内の露点温度Ｔ２は、７２℃前後となる。
【００６４】
また、図３および図４において、下流側乾燥炉５ｂから排出された蒸気は、蒸気圧縮機１３５により圧縮されて下流側伝熱管４３に供給されることから、上流側伝熱管３３および下流側伝熱管４３を流通する乾燥用蒸気に含まれる非凝縮性ガスの混入率は、５ｗｔ％となる。このとき、乾燥用蒸気が流通する上流側伝熱管３３および下流側伝熱管４３内の圧力は、それぞれ０．４９ＭＰａとなっている。
【００６５】
図３および図４に示すように、流動層乾燥装置１では、乾燥用蒸気に非凝縮性ガスが混入していることから、乾燥用蒸気のクオリティが低下すると、乾燥用蒸気の気相中における蒸気の割合が少なくなる。つまり、乾燥用蒸気の気相中における非凝縮性ガスの割合がより多くなる。このため、低クオリティの乾燥用蒸気から、潜熱を回収し難くなることから、乾燥用蒸気のクオリティが０．２よりも小さくなると、乾燥用蒸気の温度Ｔ３が急低下する。
【００６６】
ここで、下流側乾燥炉５ｂでは、炉内の露点温度Ｔ１が１００℃前後であるため、下流側伝熱管４３に供給される乾燥用蒸気の温度Ｔ３は１００℃以上とする必要があり、露点温度Ｔ１と乾燥用蒸気（下流側伝熱管４３）の温度Ｔ３との温度差が、所定の温度差ΔＴ１となる。一方、上流側乾燥炉５ａでは、炉内の露点温度Ｔ２が８６℃前後または７２℃前後であるため、上流側伝熱管３３に供給される乾燥用蒸気の温度Ｔ３が、下流側伝熱管４３に供給される乾燥用蒸気の温度Ｔ３より低くても、露点温度Ｔ２と乾燥用蒸気（上流側伝熱管３３）の温度Ｔ３との温度差が、所定の温度差ΔＴ２となる。このように、温度差ΔＴ２を確保できるため、上流側伝熱管３３により褐炭を好適に初期乾燥することができ、また、温度差ΔＴ１を確保できるため、下流側伝熱管４３により褐炭を好適に後期乾燥することができる。
【００６７】
以上のように、実施例１の構成によれば、上流側乾燥室１２ａでは、露点温度Ｔ２と乾燥用蒸気の温度Ｔ３との温度差ΔＴ２を好適に確保することができる。これにより、上流側乾燥室１２ａを流動する褐炭を、下流側乾燥室１２ｂに比して気相中の非凝縮性ガスの割合が多い乾燥用蒸気で初期乾燥することができる。一方で、下流側乾燥室１２ｂでは、露点温度Ｔ１と乾燥用蒸気の温度Ｔ３との温度差ΔＴ１を好適に確保することができる。これにより、下流側乾燥室１２ｂを流動する褐炭を、上流側乾燥室１２ａに比して気相中の非凝縮性ガスの割合が少ない乾燥用蒸気で後期乾燥することができる。よって、上流側乾燥室１２ａ内に非凝縮性ガスを含む流動化ガスを供給することで、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低い温度の乾燥用蒸気であっても、褐炭を好適に初期乾燥することができるため、蒸気を有効に活用することができ、蒸気の潜熱を効率よく回収することができる。
【００６８】
また、実施例１の構成によれば、乾燥炉５を上流側乾燥炉５ａと下流側乾燥炉５ｂとに分割することができるため、上流側乾燥炉５ａ内に供給される流動化ガスが、下流側乾燥炉５ｂに混入することを抑制することができる。
【００６９】
また、実施例１の構成によれば、気液分離器５１により下流側伝熱管４３を流通した液相の乾燥用蒸気を凝縮水として排出することで、上流側伝熱管３３に供給される乾燥用蒸気の気相の割合を増加させることができる。つまり、気液分離器５１により、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低クオリティの蒸気を、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い高クオリティの蒸気とすることができる。これにより、上流側伝熱管３３には、液相の蒸気（凝縮水）の流入を抑制することができるため、上流側伝熱管３３の内側における液膜の形成を抑制でき、熱伝達率の向上を図ることができる。なお、実施例１では、気液分離器５１を設けたが、省略した構成であってもよい。
【００７０】
なお、実施例１では、上流側乾燥室１２ａで初期乾燥された褐炭を、ロータリーフィーダ４８により下流側乾燥室１２ｂへ供給したが、この構成に限定されない。例えば、上流側乾燥室１２ａで初期乾燥された褐炭を、スクリューフィーダにより下流側乾燥室１２ｂへ供給してもよい。つまり、上流側乾燥室１２ａと下流側乾燥室１２ｂとを接続する接続管を設け、この接続管内にスクリューフィーダを設け、スクリューフィーダを作動させることで、上流側乾燥室１２ａから下流側乾燥室１２ｂへ褐炭を供給する構成であってもよい。
【実施例２】
【００７１】
次に、図５を参照して、実施例２に係る流動層乾燥装置２００について説明する。図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。なお、実施例２では、重複した記載を避けるべく、実施例１と異なる部分について説明すると共に、実施例１と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例１に係る流動層乾燥装置１は、乾燥炉５を上流側乾燥炉５ａと下流側乾燥炉５ｂとに分けて構成したが、実施例２に係る流動層乾燥装置２００では、単一の乾燥炉５とし、乾燥炉５内を上流側乾燥室１２ａと下流側乾燥室１２ｂとに分けて構成している。以下、実施例２に係る流動層乾燥装置２００について説明する。
【００７２】
図５に示すように、流動層乾燥装置２００は、単一の乾燥炉５を有している。乾燥炉５の内部には、ガス分散板６が設けられている。ガス分散板６は、乾燥炉５の内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置する風室１１ａ，１１ｂと、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１２ａ，１２ｂとに区分けしている。
【００７３】
流動層乾燥装置２００は、乾燥室１２ａ，１２ｂを区分けする乾燥室仕切り部材２０１と、風室１１ａ，１１ｂを区分けする風室仕切り部材２０２と、を有している。乾燥室仕切り部材２０１は、流動方向に沿って、乾燥室１２ａ，１２ｂを上流側乾燥室１２ａと下流側乾燥室１２ｂとに区分けしている。乾燥室仕切り部材２０１は、鉛直方向の上端部が乾燥室１２の上部に接続され、下端部がガス分散板６との間に隙間を空けて設けられている。このため、上流側乾燥室１２ａで初期乾燥された褐炭は、乾燥室仕切り部材２０１により形成された隙間を通って、下流側乾燥室１２ｂに導入される。よって、実施例２では、実施例１の上流側乾燥炭排出口３４を廃した構成となっている。
【００７４】
風室仕切り部材２０２は、流動方向に沿って、風室１１ａ，１１ｂを上流側風室１１ａと下流側風室１１ｂとに区分けしている。風室仕切り部材２０２は、鉛直方向の上端部が風室１１ａ，１１ｂの上部に接続され、下端部が風室１１ａ，１１ｂの下部に接続されている。
【００７５】
流動層乾燥装置２００は、上流側風室１１ａおよび下流側風室１１ｂに流動化蒸気を供給する流動化蒸気供給部２１と、流動化蒸気供給部２１と上流側風室１１ａとを接続する供給ラインに接続されたガス供給部２５とを備えている。流動化蒸気供給部２１およびガス供給部２５は、実施例１と同様に、上流側風室１１ａに、流動化蒸気および非凝縮性ガスを含む流動化ガスを供給し、下流側風室１１ｂに、流動化蒸気を供給する。
【００７６】
流動化蒸気供給部２１は、上流側風室１１ａおよび下流側風室１１ｂに流動化蒸気を供給する（流動化蒸気供給工程）。ガス供給部２５は、流動化蒸気供給部２１にて供給された流動化蒸気に非凝縮性ガスを混合させ、流動化ガスとして上流側風室１１ａに供給する（流動化ガス供給工程）。上流側褐炭投入口３１を介して上流側乾燥室１２ａに供給された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化ガスにより流動することで、上流側乾燥室１２ａに流動層３を形成すると共に、流動層３の上方にフリーボード部Ｆを形成する。上流側乾燥室１２ａに形成される流動層３は、その流動方向が、乾燥炉５の一端側から他端側へ向かう方向となる。流動層３となった褐炭は、上流側伝熱管３３により加熱されることで、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化ガスと共にガス排出口３５から排出される。上流側伝熱管３３により加熱された褐炭は、水分が除去されることで、初期乾燥される。上流側乾燥室１２ａにおいて初期乾燥された褐炭は、乾燥室仕切り部材２０１により形成された隙間を通って、下流側乾燥室１２ｂに導入される。
【００７７】
上流側乾燥室１２ａから下流側乾燥室１２ｂに導入された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化蒸気により流動することで、下流側乾燥室１２ｂに流動層３を形成すると共に、流動層３の上方にフリーボード部Ｆを形成する。下流側乾燥室１２ｂに形成される流動層３は、上流側乾燥室１２ａと同様に、その流動方向が、乾燥炉５の一端側から他端側へ向かう方向となる。流動層３となった褐炭は、下流側伝熱管４３により加熱されることで、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化蒸気と共に蒸気排出口４５から排出される（蒸気排出工程）。下流側伝熱管４３により加熱された褐炭は、水分が除去されることで、後期乾燥される。後期乾燥された褐炭は、下流側乾燥炭排出口４４から排出される。
【００７８】
蒸気排出口４５から排出された排出蒸気は、集塵装置１３９で微粉炭が集塵された後、蒸気圧縮機１３５に供給され、蒸気圧縮機１３５によって圧縮されることで昇温される（蒸気圧縮工程）。圧縮された蒸気は、乾燥用蒸気として下流側伝熱管４３に供給され、下流側伝熱管４３内を流通する（下流側蒸気供給工程）。この後、下流側伝熱管４３内を流通した乾燥用蒸気は、気液分離器５１に流入する。気液分離器５１は、乾燥用蒸気を液相と気相とに気液分離し、液相となった蒸気を凝縮水として排出する一方で、気相となった乾燥用蒸気を上流側伝熱管３３に供給する（上流側蒸気供給工程）。そして、上流側伝熱管３３に供給された乾燥用蒸気は、上流側伝熱管３３内を流通した後、乾燥炉５の外部へ排出される。よって、伝熱管３３は、褐炭の流動方向の下流側から上流側へ向けて、乾燥用蒸気を流通させる。
【００７９】
以上のように、実施例２の構成においても、上流側乾燥室１２ａでは、露点温度Ｔ２と乾燥用蒸気の温度Ｔ３との温度差ΔＴ２を好適に確保することができる。これにより、上流側乾燥室１２ａを流動する褐炭を、下流側乾燥室１２ｂに比して気相中の非凝縮性ガスの割合が多い乾燥用蒸気で初期乾燥することができる。一方で、下流側乾燥室１２ｂでは、露点温度Ｔ１と乾燥用蒸気の温度Ｔ３との温度差ΔＴ１を好適に確保することができる。これにより、下流側乾燥室１２ｂを流動する褐炭を、上流側乾燥室１２ａに比して気相中の非凝縮性ガスの割合が少ない乾燥用蒸気で後期乾燥することができる。よって、上流側乾燥室１２ａ内に非凝縮性ガスを含む流動化ガスを供給することで、気相中の非凝縮性ガスの割合が多い低い温度の乾燥用蒸気であっても、褐炭を好適に初期乾燥することができるため、蒸気を有効に活用することができ、蒸気の潜熱を効率よく回収することができる。
【００８０】
また、実施例２の構成によれば、乾燥室仕切り部材２０１を用いることで、単一の乾燥炉５で構成することができるため、流動層乾燥装置２００の構成を簡易なものとすることができる。
【００８１】
なお、本発明は、上述した実施例１および２の構成に限定されるものではなく、下記する変形例１ないし６の構成として実施することもできる。以下、変形例１ないし６について説明する。なお、変形例１ないし６の構成は、実施例１に適用して説明するが、実施例２に適用することも可能である。図６は、変形例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。図７は、変形例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。図８は、変形例３に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。図９は、変形例４に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。図１０は、変形例５に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。図１１は、変形例６に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【００８２】
図２に示すように、実施例１の流動層乾燥装置１では、下流側乾燥室１２ｂの他端側の上部に形成されている蒸気排出口４５から排出される蒸気が、集塵装置１３９を介して蒸気圧縮機１３５に供給され、圧縮機１３５で圧縮された蒸気が乾燥用蒸気として下流側伝熱管４３へ供給されている。しかしながら、図６に示すように、変形例１の流動層乾燥装置１では、下流側乾燥室１２ｂから排出された蒸気が、集塵機１３９を介して圧縮機１３５で圧縮された後、下流側伝熱管４３に供給される乾燥用蒸気の一部を抽気し、下流側風箱１１ｂに流動化蒸気として供給することができる。このような構成とすることによって、変形例１の流動層乾燥装置１では、外部から供給される蒸気量を少なくすることができる。また、図７に示すように、変形例２の流動層乾燥装置１では、下流側乾燥室１２ｂから排出された蒸気が集塵機１３９を介して圧縮機１３５へ供給される供給ラインに、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインを接続する。そして、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインに昇圧ブロア２１０を設け、昇圧ブロア２１０によって下流側風室１１ｂに圧縮した蒸気を供給することもできる。このような構成とすることによって、変形例２の流動層乾燥装置１では、圧縮機１３５の動力の低減を図ることができる。
【００８３】
また、図８に示すように、変形例３の流動層乾燥装置１では、下流側乾燥室１２ｂから排出された蒸気は、集塵機１３９を介して圧縮機１３５で圧縮した後、下流側伝熱管４３に供給される乾燥用蒸気の一部を抽気し、上流側風室１１ａと下流側風室１１ｂに流動化蒸気として投入することができる。このような構成とすることによって、変形例３の流動層乾燥装置１では、外部から供給する蒸気量を少なくすることができる。また、図９に示すように、変形例４の流動層乾燥装置１では、下流側乾燥室１２ｂから排出された蒸気が集塵機１３９を介して圧縮機１３５へ供給される供給ラインに、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインを接続すると共に、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインに、上流側風室１１ａへ供給する供給ラインを接続する。そして、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインに昇圧ブロア２１０を設け、昇圧ブロア２１０によって下流側風室１１ｂおよび上流側風室１１ａに圧縮した蒸気を供給することもできる。このような構成とすることによって、変形例４の流動層乾燥装置１では、圧縮機１３５の動力の低減を図ることができる。
【００８４】
また、図１０に示すように、変形例５の流動層乾燥装置１では、変形例１の構成に加え、上流側乾燥室１２ａの他端側の上部に形成されているガス排出口３５と、流動化蒸気供給部２１から上流側風室１１ａに流動化蒸気を供給する供給ラインと、を接続する循環ラインを設け、循環ラインに昇圧ブロア２１１を設ける。そして、上流側乾燥室１２ａのガス排出口３５から排出される気相中の非凝縮性ガスの割合が多い流動化ガスおよび発生蒸気を、流動化蒸気供給部２１からの流動化蒸気と共に、昇圧ブロア２１１によって上流側風室１１ａに供給する。このような構成とすることによって、変形例５の流動層乾燥装置１では、ガス供給部２２を設ける必要がなく装置の簡略化やコスト低減に繋がる。また、図１１に示すように、変形例６の流動層乾燥装置１では、変形例２の構成と変形例５の構成とを組み合わせている。つまり、変形例６の流動層乾燥装置１では、変形例５の構成に加え、下流側乾燥室１２ｂから排出された蒸気が集塵機１３９を介して圧縮機１３５へ供給される供給ラインに、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインを接続する。そして、下流側風室１１ｂへ供給する供給ラインに昇圧ブロア２１０を設け、昇圧ブロア２１０によって下流側風室１１ｂに圧縮した蒸気を供給することもできる。このような構成とすることによって、変形例６の流動層乾燥装置１では、圧縮機１３５の動力の低減を図ることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  流動層乾燥装置
３  流動層
５  乾燥炉
５ａ  上流側乾燥炉
５ｂ  下流側乾燥炉
６ａ  上流側ガス分散板
６ｂ  下流側ガス分散板
１１ａ  上流側風室
１１ｂ  下流側風室
１２ａ  上流側乾燥室
１２ｂ  下流側乾燥室
２１  流動化蒸気供給部
２５  ガス供給部
３１  上流側褐炭投入口
３３  上流側伝熱管
３４  上流側乾燥炭排出口
３５  ガス排出口
４１  下流側褐炭投入口
４３  下流側伝熱管
４４  下流側乾燥炭排出口
４５  蒸気排出口
４８  ロータリーフィーダ
５１  気液分離器
２００  流動層乾燥装置
２０１  乾燥室仕切り部材
２０２  風室仕切り部材
Ｆ  フリーボード部
Ｌ１  燃料供給ライン
【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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【図１１】
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