(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下のステップ、
１）煙道ガス余熱の段階的利用：多次の凝縮によってボイラ煙道ガス中の顕熱を段階的に回収し、前記顕熱を空気の段階的加熱に用いて高温乾燥空気と中温乾燥空気を得、更に、煙道ガス中の低位潜熱を回収し熱源として冷却管により冷却して低温乾燥空気を得るか又は低温の環境空気を利用して低温乾燥空気を形成するステップ、
２）一次高温高速熱風乾燥：前記高温乾燥空気を利用してバイオマス燃料に対して乾燥温度１５０〜１８０℃で対流乾燥を行い、バイオマス燃料を高速脱水して、含水量を３０〜３５％に低下させるステップ、
３）二次中温恒速熱風乾燥：前記中温乾燥空気を利用して一次高温高速熱風乾燥後のバイオマス燃料に対して乾燥温度８０〜１００℃で更に対流乾燥を行い、バイオマス燃料の含水量を２５〜３０％に低下させるステップ、
４）三次低温加速乾燥：前記低温乾燥空気を利用して二次中温恒速熱風乾燥後のバイオマス燃料に対して乾燥温度２５℃以下で冷風乾燥を行い、バイオマス燃料の含水量を２５％以下に低下させるステップ、
を含む、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法。
【請求項２】
前記ステップ４）における前記三次低温加速乾燥の温度が２０〜２５℃、前記低温乾燥空気の相対湿度が１５％以下、風速が３〜４ｍ／ｓであることを特徴とする、請求項１に記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法。
【請求項３】
前記ステップ２）における前記一次高温高速熱風乾燥の温度が１５０〜１６０℃、風速が３〜４ｍ／ｓ、前記ステップ３）における前記二次中温恒速熱風乾燥の温度が８０〜９０℃、風速が３〜４ｍ／ｓであることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法。
【請求項４】
前記ステップ２）におけるバイオマス燃料の初期含水量が３５〜４５％であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法。
【請求項５】
前記ステップ２）と前記ステップ３）において、一次高温高速熱風乾燥および二次中温恒速熱風乾燥過程中に生成する低温高湿空気をそれぞれ抽出し、熱交換加熱除湿後にそれぞれ乾燥に再利用することを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法。
【請求項６】
多層ベルト式乾燥機（１）を含み、前記多層ベルト式乾燥機（１）ケーシングの乾燥室内には横方向に多層の輸送ベルト（１−１）が設けられ、前記乾燥室内には少なくとも２枚の横方向仕切板（１−２）が設けられ、前記横方向仕切板（１−２）は前記乾燥室内の輸送ベルト（１−１）を上から下まで仕切って密閉された高温区（２）、中温区（３）および低温区（４）を形成し、前記高温区（２）の前端には高温風入口（５）が設けられ、後端には高温区排湿口（６）が設けられ、前記中温区（３）の前端には中温風入口（７）が設けられ、後端には中温区排湿口（８）が設けられ、前記低温区（４）の前端には低温風入口（９）が設けられ、後端には低温区排湿口（１０）が設けられ、互いに隣り合う前記輸送ベルト（１−１）の両端間には交互に排出シュート（１−３）が設けられてバイオマス燃料を上層から下層へ蛇形に輸送し、前記多層ベルト式乾燥機（１）と接続された一次煙道ガス凝縮器（１１）が設けられ、前記一次煙道ガス凝縮器（１１）の水出口は一次気液熱交換器（１２）と接続され、前記一次気液熱交換器（１２）の空気出口は前記高温風入口（５）と接続され、前記一次煙道ガス凝縮器（１１）の煙道ガス出口は二次煙道ガス凝縮器（１３）と接続され、前記二次煙道ガス凝縮器（１３）の水出口は二次気液熱交換器（１４）と接続され、前記二次気液熱交換器（１４）の空気出口は前記中温風入口（７）と接続され、前記二次煙道ガス凝縮器（１３）の煙道ガス出口は潜熱回収器（１５）と接続され、前記潜熱回収器（１５）の熱空気出口は冷却管束（１６）と接続され、前記冷却管束（１６）の冷空気出口は前記低温風入口（９）と接続されることを特徴とする、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備。
【請求項７】
更に三次煙道ガス凝縮器（１７）と三次気液熱交換器（１８）を含み、前記二次煙道ガス凝縮器（１３）の煙道ガス出口は三次煙道ガス凝縮器（１７）と接続され、前記三次煙道ガス凝縮器（１７）の煙道ガス出口は前記潜熱回収器（１５）と接続され、前記三次煙道ガス凝縮器（１７）の水出口は三次気液熱交換器（１８）と接続され、前記三次気液熱交換器（１８）の空気出口は前記中温風入口（７）と接続されることを特徴とする、請求項６に記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備。
【請求項８】
前記輸送ベルト（１−１）がメッシュベルトまたはチェーンベルトであり、ベルト上に通風孔が開口され、開口率が４５〜６５％であることを特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備。
【請求項９】
前記輸送ベルト（１−１）どうしが均等間隔で平行に配置され、前記輸送ベルト（１−１）と前記横方向仕切板（１−２）が均等間隔で平行に配置されることを特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備。
【請求項１０】
前記高温区排湿口（６）は第一熱回収装置（１９）と接続され、前記中温区排湿口（８）は第二熱回収装置（２０）と接続されることを特徴とする、請求項６または７のいずれかに記載の、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乾燥技術に関し、更に詳しくは、発電所の煙道ガス余熱を利用しバイオマス燃料を乾燥させる方法およびその設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
集散地の乾燥条件に制限されるため、バイオマス燃料の発電所到着時の含水量は一般的に４０〜４５％であるのに対し、ボイラに入れる燃料の水分要求値は２５％以下である。このため、バイオマス燃料は、集散地において一次乾燥を行った後、発電所において更に二次乾燥を行う必要がある。現在、発電所でバイオマス燃料に対して二次乾燥を行う時には、通常、人力による露天乾燥と乾燥設備を組み合わせた乾燥方法を採用している。具体的には、まずバイオマス燃料を露天陰干しにし、風を利用して乾燥させる方式によって燃料の水分を一定程度低下させ、その後、風乾燥後の燃料に対し乾燥設備を利用して更に乾燥を行い、燃料の水分を２５％前後に調整する。しかし、従来の乾燥方式には以下の問題が存在する。１）発電所のバイオマス燃料の含水量を一次乾燥したバイオマス燃料の含水量と比較して低くする必要があるために、脱水の難度も高い。従来の乾燥設備は乾燥効率が低く、燃料供給の要求を満足させることが難しい。２）発電所の燃料消費量が大きく、１基の３０ＭＷのバイオマス発電所の燃料消費量が８００〜１０００ｔ／ｈになる。このように乾燥のエネルギ消費が大きいことは、発電コストの高騰につながる。３）バイオマス燃料の露天陰干しは大きな土地面積を占めるだけでなく、陰干しと取り入れの作業量が多く、環境問題も引き起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、発電所の煙道ガス余熱を利用しバイオマス燃料を乾燥させる方法およびその設備を提供し、それによって乾燥効率を向上させ、乾燥のためのエネルギ消費を低下させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を実現するため、本発明が採用したのは、以下のステップ、
１）煙道ガス余熱の段階的利用：多次の凝縮によってボイラ煙道ガス中の顕熱を段階的に回収し、前記顕熱を空気の段階的加熱に用いて高温乾燥空気と中温乾燥空気を得、更に、煙道ガス中の低位潜熱を回収し熱源として冷却管により冷却して低温乾燥空気を得るか又は低温の環境空気を利用して低温乾燥空気を形成するステップ、
２）一次高温高速熱風乾燥：前記高温乾燥空気を利用してバイオマス燃料に対して乾燥温度１５０〜１８０℃で対流乾燥を行い、バイオマス燃料を高速脱水して、含水量を３０〜３５％に低下させるステップ、
３）二次中温恒速熱風乾燥：前記中温乾燥空気を利用して一次高温高速熱風乾燥後のバイオマス燃料に対して乾燥温度８０〜１００℃で更に対流乾燥を行い、バイオマス燃料の含水量を２５〜３０％に低下させるステップ、
４）三次低温加速乾燥：前記低温乾燥空気を利用して二次中温恒速熱風乾燥後のバイオマス燃料に対して乾燥温度２５℃以下で冷風乾燥を行い、バイオマス燃料の含水量を２５％以下に低下させるステップ、
を含む、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる方法である。
【０００５】
更には、前記ステップ４）における前記三次低温加速乾燥の温度が２０〜２５℃、前記低温乾燥空気の相対湿度が１５％以下、風速が３〜４ｍ／ｓである。
【０００６】
更には、前記ステップ２）における前記一次高温高速熱風乾燥の温度が１５０〜１６０℃、風速が３〜４ｍ／ｓ、前記ステップ３）における前記二次中温恒速熱風乾燥の温度が８０〜９０℃、風速が３〜４ｍ／ｓである。
【０００７】
更には、前記ステップ２）におけるバイオマス燃料の初期含水量が３５〜４５％である。
【０００８】
更には、前記ステップ２）と前記ステップ３）において、一次高温高速熱風乾燥および二次中温恒速熱風乾燥過程中に生成する低温高湿空気をそれぞれ抽出し、熱交換加熱除湿後にそれぞれ乾燥に再利用する。
【０００９】
本発明が上記方法を実現するために提供するのは、多層ベルト式乾燥機を含み、前記多層ベルト式乾燥機ケーシングの乾燥室内には横方向に多層の輸送ベルトが設けられ、前記乾燥室内には少なくとも２枚の横方向仕切板が設けられ、前記横方向仕切板は前記乾燥室内の輸送ベルトを上から下まで仕切って密閉された高温区、中温区および低温区を形成し、前記高温区の前端には高温風入口が設けられ、後端には高温区排湿口が設けられ、前記中温区の前端には中温風入口が設けられ、後端には中温区排湿口が設けられ、前記低温区の前端には低温風入口が設けられ、後端には低温区排湿口が設けられ、互いに隣り合う前記輸送ベルトの両端間には交互に排出シュートが設けられてバイオマス燃料を上層から下層へ蛇形に輸送し、前記多層ベルト式乾燥機と接続された一次煙道ガス凝縮器が設けられ、前記一次煙道ガス凝縮器の水出口は一次気液熱交換器と接続され、前記一次気液熱交換器の空気出口は前記高温風入口と接続され、前記一次煙道ガス凝縮器の煙道ガス出口は二次煙道ガス凝縮器と接続され、前記二次煙道ガス凝縮器の水出口は二次気液熱交換器と接続され、前記二次気液熱交換器の空気出口は前記中温風入口と接続され、前記二次煙道ガス凝縮器の煙道ガス出口は潜熱回収器と接続され、前記潜熱回収器の熱空気出口は冷却管束と接続され、前記冷却管束の冷空気出口は前記低温風入口と接続される、発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備である。
【００１０】
更には、更に三次煙道ガス凝縮器と三次気液熱交換器を含み、前記二次煙道ガス凝縮器の煙道ガス出口は三次煙道ガス凝縮器と接続され、前記三次煙道ガス凝縮器の煙道ガス出口は前記潜熱回収器と接続され、前記三次煙道ガス凝縮器の水出口は三次気液熱交換器と接続され、前記三次気液熱交換器の空気出口は前記中温風入口と接続される。
【００１１】
更には、前記輸送ベルトがメッシュベルトまたはチェーンベルトであり、ベルト上に通風孔が開口され、開口率が４５〜６５％である。
【００１２】
更には、前記輸送ベルトどうしが均等間隔で平行に配置され、前記輸送ベルトと前記横方向仕切板が均等間隔で平行に配置される。
【００１３】
更には、前記高温区排湿口は第一熱回収装置と接続され、前記中温区排湿口は第二熱回収装置と接続される。
【００１４】
本発明の乾燥の原理は以下の通りである。本発明は、それぞれ一次高温高速熱風乾燥段階、二次中温恒速熱風乾燥段階および三次低温加速乾燥段階の３段階に分けてバイオマス燃料の乾燥を行う。乾燥初期においては乾燥速度に対する熱風温度の影響が比較的大いので、一次高温高速熱風乾燥段階では１５０〜１８０℃の高温乾燥空気を採用して燃料を乾燥させる。熱風温度が比較的高いことにより、燃料表面の水分が受熱後迅速に蒸発する。この段階は「高温高速乾燥段階」とも呼び、その乾燥時間が比較的短い。燃料表面の水分減少に伴って脱水速度が下降すると、燃料は二次中温恒速熱風乾燥段階に入る。この段階においては、乾燥効率に対する温度の影響は相応に減少し、再度高温乾燥を採用する必要はないので、送風温度を８０〜１００℃に保持する。この時、燃料表面からはまだ水分蒸発があり、風速の影響も加わって、燃料表面温度が下降し、燃料の内外で温度勾配が生じ、燃料内部の水分の外表面に向かう移動が促進させるが、温度勾配も水分勾配も比較的小さいため、水で飽和した高温表面の形成には時間がかかり、この期間においては通常、水分減少速度の変化は小さい。このため、この段階を「中温恒速乾燥段階」とも呼ぶ。熱空気と燃料との間で熱と湿分の交換が進むにつれて、燃料の温度勾配と水分勾配の圧差が次第に縮小し、脱水速度が急激に低下する。これに伴い、燃料は三次低温加速乾燥段階に入る。この段階においては、脱水率を向上させるため、本発明は、燃料乾燥のために熱乾燥空気に換えて低温乾燥空気を採用し、冬季は環境温度を利用し、夏季及び春、秋季には送風温度を２５℃以下、好ましくは２０〜２５℃に制御することとした。更に低温の冷源があれば更に良い。低温空気の導入により、燃料と低温空気の温度勾配と水分勾配の圧差が拡大し、燃料が空気中に熱量を放出することが可能となり、燃料表面の水分もまた低温空気に向かって拡散することが可能となる。その温度勾配と水分勾配の方向が一致しているため、脱水速度が加速され、このため、この段階を「低温加速乾燥段階」とも呼ぶ。
【発明の効果】
【００１５】
従来技術と比較し、本発明は以下の利点を有している。
【００１６】
第一に、従来のバイオマス発電所の除塵器前の煙道ガスの利用は、主に、空気予熱器によって空気を余熱し燃焼を補助することであった。最終的に排出される煙道ガスの温度はいずれも約１５０℃で、その熱効率は約４８％であった。これに対し、本発明は煙道ガス余熱を段階的に回収してバイオマス燃料の乾燥に用いるので、総熱効率が約８６．５％に達することが可能となった。更に、本発明は、煙道ガス中の水蒸気の凝縮によって放出される潜熱も十分に利用できる。抽出できる潜熱の温度は比較的低いので、本発明は、冷却管技術を乾燥システムに導入し、潜熱中から抽出される低位熱量を十分に利用できるようにした。ボイラ煙道ガス余熱の利用を燃料の乾燥に広げることにより、ボイラの熱効率が１００％を超え、潜熱の利用も加えた測定と計算によれば、熱効率は１３６％にも上る。  
【００１７】
第二に、本発明は発電所の煙道ガス余熱の段階的利用を、バイオマス燃料の高温高速乾燥、中温恒速乾燥および低温加速乾燥と組み合わせ、バイオマス燃料に対して冷風、熱風を結合した多段階乾燥を行っているので、エネルギを最大限に利用できると同時に、乾燥効率を向上させエネルギを節約し、排出を削減する目標を達成することができる。エネルギコストの削減は顕著である。本発明の方法は、バイオマス燃料の露天陰干しが有していた、大きな土地面積を占める、陰干しと取り入れの作業量が大きい、環境汚染といった問題を同時に解決した。
【００１８】
第三に、本発明は煙道ガス余熱を段階的に利用することにより、顕熱を有効に回収するだけでなく、煙道ガス中の水蒸気の凝縮によって放出される潜熱も十分に利用し、煙道ガス余熱の利用効率を向上させると同時に、ＣＯ２と熱量の外部への排出量を削減し、煙道ガスによる環境汚染と熱汚染を低下させた。
【００１９】
第四に、本発明は、多層ベルト式乾燥機と冷却管束を組み合わせて、高温高速、中温恒速および低温加速の連続進行を実現しているので、乾燥効率を向上させ、燃料供給の要求を満足させることができる。バイオマス燃料が輸送ベルト上で熱風または冷風と層別に湿分および熱の交換を行い、仕切板を用いて高温区、中温区および低温区を隔離するので、低温と高温の気流が入り混じることを有効に防止し、更に乾燥効率が向上する。
【００２０】
第五に、冷却管を乾燥過程における熱量回収、除湿および冷却に用いたことは独創的である。冷却管は吸着器、凝縮器および蒸発器を一つに集めたもので、伝熱効果および物質移動効果が高く、駆動装置が少なく、コストが低い。製造と使用が簡単で、このため、効果的に煙道ガス余熱を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備の構成と原理を示す図である。
【図２】該設備中の多層ベルト式乾燥機の構造を示す図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】該設備中の冷却管の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の更に明確な理解を助けるため、図面を参照しながら、本発明を更に詳細に説明する。但し、これらは本発明の構成を限定するものではない。
【００２３】
図１〜４に示すように、本発明の発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備は、多層ベルト式乾燥機１を含む。多層ベルト式乾燥機１ケーシングの乾燥室内には、乾燥規模に応じて、横方向に、多層の往復動作する輸送ベルト１−１が設置される。輸送ベルト１−１はメッシュベルトまたはチェーンベルトであり、ベルト上に通風孔が開口され、開口率は４５〜６５％である。乾燥室内には、輸送ベルト１−１と平行な複数の横方向仕切板１−２が設けられ、輸送ベルト１−１どうしは均等間隔で平行に配置され、輸送ベルト１−１と横方向仕切板１−２とは均等間隔で平行に配置されている。横方向仕切板１−２は乾燥室内の輸送ベルト１−１を上から下まで仕切り、密閉された１つの高温区２、２つの中温区３、２つの低温区４を形成する。高温区２の前端には高温風入口５が設けられ、後端には高温区排湿口６が設けられている。中温区３の前端には中温風入口７が設けられ、後端には中温区排湿口８が設けられている。低温区４の前端には低温風入口９が設けられ、後端には低温区排湿口１０が設けられている。互いに隣り合う輸送ベルト１−１の両端の間には排出シュート１−３が設けられ、バイオマス燃料を、上層から下層に、蛇形（Ｓ字形）に輸送する（図３参照）。多層ベルト式乾燥機１には一次煙道ガス凝縮器１１が接続され、一次煙道ガス凝縮器１１の水出口は一次気液熱交換器１２と連接し、一次気液熱交換器１２の空気出口は高温風入口５と連接し、高温区排湿口６は第一熱回収装置１９と接続されている。一次煙道ガス凝縮器１１の煙道ガス出口は二次煙道ガス凝縮器１３に接続され、二次煙道ガス凝縮器１３の水出口は二次気液熱交換器１４と連接し、二次気液熱交換器１４の空気出口は、中温風入口７と連接し、二次煙道ガス凝縮器１３の煙道ガス出口は三次煙道ガス凝縮器１７に接続され、三次煙道ガス凝縮器１７の水出口は三次気液熱交換器１８と連接し、三次気液熱交換器１８の空気出口はまた中温風入口７と連接し、２つの中温区排湿口８はそれぞれ第二熱回収装置２０に接続される。三次煙道ガス凝縮器１７の煙道ガス出口は潜熱回収器１５と連接し、潜熱回収装置１５の熱空気出口は冷却管束１６に接続され、冷却管束１６の冷空気出口は低温区４の低温風入口９と連接する。
【００２４】
図４に示すように、冷却管束１６は、本発明の空気冷却のためのエネルギ節約装置である。冷却管束１６の上部は吸着部２２で、吸着部２２内には吸着剤２３が充填されている。冷却管束１６の下部は凝縮蒸発部２７であり、吸着部２２と凝縮蒸発部２７の間には熱絶縁層２５が設けられている。冷却管束１６内には鋼線製メッシュの内層２６と吸着質通路２４が設けられている。脱着過程においては、空気が吸着部を通過する際に降温増湿され、空気が凝縮／蒸発部を通過する際に等エンタルピ加熱される。吸着過程においては、空気が吸着部を通過する際に昇温除湿され、空気が凝縮／蒸発部を通過する際に等エンタルピ冷却される。このため、実施時には少なくとも２組の冷却管束が必要であり、一組が脱着中に他の組が吸着中であるようにする。このようにすることで、最終次の煙道ガス余熱を冷却管の熱源とし、その内の一組の冷却管束で脱着過程を行い、脱着後の降温した煙道ガスを更に他の一組の冷却管束に入れて吸着過程を行い、その凝縮部で生成する冷空気を用いて、低温乾燥を行うことができる。
【００２５】
上記発電所の煙道ガス余熱を利用してバイオマス燃料を乾燥させる設備の工程は以下の通りである。
【００２６】
１）煙道ガス余熱を利用して空気を段階的に加熱する：図１に示すように、発電所の除塵後のボイラ煙道ガスの小部分を煙突２１から排出し、煙道ガスの正常な排出を保証するとともに、残る大部分の煙道ガス（７５％の煙道ガスが例示される）の熱量を４段階に分けて利用する。まず、煙道ガスは、順次、一次煙道ガス凝縮器１１、二次煙道ガス凝縮器１３、三次煙道ガス凝縮器１７、及び潜熱回収器１５を通過し、熱回収される。一次煙道ガス凝縮器１１は、煙道ガス入口温度が２９０℃、出口温度が１９０℃、熱効率が３５％である。二次煙道ガス凝縮器１３は、煙道ガス入口温度が１９０℃、出口温度が１５０℃、熱効率が１３．５％である。三次煙道ガス凝縮器１７は、煙道ガス入口温度が１５０℃、出口温度が１００℃、熱効率が１７％である。潜熱回収器１５は、煙道ガス入口温度が１００℃、出口温度が４０℃、熱効率が２１％である。一次煙道ガス凝縮器１１の水出口から出た高温水が、一次気液熱交換器１２を通過して熱交換することにより、１５０〜１８０℃、好ましくは１５０〜１６０℃の高温乾燥空気を得る。二次煙道ガス凝縮器１３の水出口から出た高温水が、二次気液熱交換器１４を通過して熱交換することにより、８０〜１００℃、好ましくは８０〜９０℃の中温乾燥空気を得る。三次煙道ガス凝縮器１７の水出口から出た高温水が、三次気液熱交換器１８を通過して熱交換することにより、同様に８０〜１００℃、好ましくは８０〜９０℃の中温乾燥空気を得る。潜熱回収器１５は、顕熱を抽出するのに加えて更に潜熱の一部を抽出する。潜熱回収器１５から出た熱空気は、冷却管束で処理されて温度２５度以下の低温乾燥空気と熱源が生成される。熱源は、暖房または熱水供給に使用できる。潜熱回収装置１５から出た煙道ガスは、煙突２１に戻されて排出される。
【００２７】
２）冷、熱風により多段階乾燥を行う：図３に示すように、密封された多層ベルト式乾燥機１の乾燥室内において、互いに隣り合う輸送ベルト１−１は互いに反対方向に運転され、乾燥するバイオマス燃料が頂部から最上層の輸送ベルト１−１上に送入されると、バイオマス燃料は、上層から逐次下層まで落下するよう蛇形（Ｓ字形）に輸送され、最後は最下層輸送ベルト１−１の排出口から排出される。当該過程においては、気流の射程≧１５ｍの強力ノズル噴射気流方式を採用して、上述の一次煙道ガス凝縮と熱交換によって得られた高温乾燥空気を高温風入口５から多層ベルト式乾燥機１の高温区２に風速３〜４ｍ／ｓで送入し、輸送ベルト１−１上の含水量３５〜４５％のバイオマス燃料に対して一次高温高速熱風乾燥を行い、バイオマス燃料を高速脱水させ、含水量を３０〜３５％にまで低下させる。同時に、上述の二次煙道ガス凝縮と三次煙道ガス凝縮と熱交換によって得られた中温乾燥空気を中温風入口７から多層ベルト式乾燥機１の中温区３に風速３〜４ｍ／ｓで送入し、輸送ベルト１−１上のバイオマス燃料に対して二次中温恒速熱風乾燥を行い、バイオマス燃料の含水量を２５〜３０％にまで低下させる。一次高温高速熱風乾燥と二次中温恒速熱風乾燥過程の間に生成した低温高湿空気は第一熱回収装置１９および第二熱回収装置２０を経て熱交換することにより加熱除湿された後に、それぞれ乾燥システムで再利用される。同時に、上述の低温乾燥空気が低温風入口９から多層ベルト式乾燥機１の低温区４に送入され、二次中温恒速熱風乾燥後のバイオマス燃料に対して冷風乾燥を行う。低温乾燥空気は、相対湿度≦１５％、乾燥温度１０〜１５℃、風速３〜４ｍ／ｓで、バイオマス燃料の含水量を必要に応じて２５％以下に低下させる。燃料の水分排出を吸収した低温空気は、冷却管束１６によって回収再利用することができる。つまり、多層ベルト式乾燥機１の高温区２と中温区３で必要な熱風は煙道ガス余熱で段階的に加熱することによって獲得し、低温区４で必要な冷風は、冬季には環境空気の採用により、夏季および春、秋季には冷却管束１６により煙道ガス中の低位潜熱を熱源として獲得する。冬季の冷源を補助供冷源として貯蔵してもよい。
【００２８】
試験により、本発明の設備を発電所で排出される煙道ガスに対して適用した場合、煙道ガス余熱利用の総熱効率が８５％以上に達することが示され、バイオマス燃料乾燥のためのエネルギ消費を効果的に低下させ、バイオマス燃料の前処理コストを大幅に削減できることがわかった。
【符号の説明】
【００２９】
１        多層ベルト式乾燥機
１−１    輸送ベルト
１−２    横方向仕切板
１−３    排出シュート
２        高温区
３        中温区
４        低温区
５        高温風入口
６        高温区排湿口
７        中温風入口
８        中温区排湿口
９        低温風入口
１０      低温区排湿口
１１      一次煙道ガス凝縮器
１２      一次気液熱交換器
１３      二次煙道ガス凝縮器
１４      二次気液熱交換器
１５      潜熱回収器
１６      冷却管束
１７      三次煙道ガス凝縮器
１８      三次気液熱交換器
１９      第一熱回収装置
２０      第二熱回収装置
２１      煙突
２２      吸着部
２３      吸着剤
２４      吸着質通路
２５      熱絶縁層
２６      内層
２７      凝縮蒸発部
【図１】
0006353164.tif 000002
【図２】
0006353164.tif 000003
【図３】
0006353164.tif 000004
【図４】
0006353164.tif 000005