(57)【要約】【課題】設備維持費用の低廉化を図る石炭の乾燥の際の自然発火を防止した流動層冷却装置を提供する。【解決手段】冷却容器１０２の下部に流動化ガスを供給することで冷却物と共に流動層を形成する流動化ガス供給部１０５Ａ、１０５Ｂと、冷却容器１０２の上方から流動化ガスを排出するガス排出部１０６Ａ、１０６Ｂと、流動層の冷却物である冷却原炭１０１Ｃの移動向に冷却容器１０２内を仕切板１０７ａ〜１０７ｃにより分割して、少なくとも２以上の冷却室１０２ａ〜１０２ｄを形成し、冷却室内に冷却手段１０８ａ〜１０８ｄとを備えてなり、第１冷却室１０２ａと、隣接する第２冷却室１０２ｂの流動層フリーボードＦ１、Ｆ２を仕切る仕切板１０７ａが冷却容器１０２の天井側から垂下すると共に、前記第１冷却室１０２ａに供給する流動化ガスを不活性ガス１０９Ａとしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥装置により乾燥された乾燥物を流動層により冷却する冷却容器を備えた流動層冷却装置であって、
該冷却容器の一端側に乾燥物を投入する乾燥物投入部と、
前記冷却容器の他端側から冷却した冷却物を排出する冷却物排出部と、
前記冷却容器の下部に流動化ガスを供給することで乾燥物と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、
前記冷却容器の上方から流動化ガスを排出するガス排出部と、
前記流動層の冷却物の移動向に冷却容器内を仕切板により分割して、少なくとも２以上の冷却室を形成し、各冷却室内の各々に冷却手段とを備えてなり、
前記乾燥物投入部側の冷却室と、それに隣接する冷却室の流動層フリーボード部を仕切る仕切板が冷却容器の天井側から垂下すると共に、前記乾燥物投入部側の冷却室に供給する流動化ガスを不活性ガスとすることを特徴とする流動層冷却装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記乾燥物投入部側の冷却室で流動に供された不活性ガスを循環再利用する不活性ガス循環ラインを有することを特徴とする流動層冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第２乾燥室から後流側の乾燥室に供給する流動化ガスが空気であることを特徴とする流動層冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭の乾燥の際の自然発火を防止した流動層冷却装置に関する。
【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、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。ところが、褐炭や亜瀝青炭等の湿潤原炭である低品位炭は、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。
【０００３】
従来、このような石炭を乾燥する流動層乾燥装置は、底部が多数の開孔を有する通気可能な分散板である乾燥室と、乾燥室下部に位置するチャンバ室とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置は、流動化ガス（乾燥用気体）を風箱から多孔板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させつつ乾燥させている（特許文献１又は２）。
【０００４】
ところで、被乾燥物である褐炭や亜瀝青炭などの低品位石炭は、水分含有量が高いため発熱量が低く、このため、乾燥処理を行い、その後、低温まで冷却され、保管、輸送、利用が行われている。前記流動層乾燥装置における乾燥処理により１００℃以上に加熱された低品位石炭（乾燥原炭）は、冷却装置により５０℃程度以下に冷却されて冷却原炭となる。
【０００５】
ここで、冷却装置としては一般的に流動層が使用されることが多いが、作動流体、作動温度は乾燥プラントのシステムによって異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−１３０８６号公報
【特許文献２】特開平０６−２９９１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述したように湿潤原炭である低品位炭は、流動層乾燥装置で乾燥された後、乾燥炭を冷却した後、石炭ガス火炉に搬送されている。
この低品位炭は一般に自然発火性が高く、流動層などの冷却装置で冷却する際、流動化ガスとして空気を使用すると酸化発熱により自然発火に至ることがある。
【０００８】
このため、酸化発熱を防止するために、例えば窒素などの不活性ガスを利用すると冷却にかかる設備・維持費用が高くなる、という問題がある。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、設備維持費用の低廉化を図る石炭の乾燥の際の自然発火を防止した流動層冷却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】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、乾燥装置により乾燥された乾燥物を流動層により冷却する冷却容器を備えた流動層冷却装置であって、該冷却容器の一端側に乾燥物を投入する乾燥物投入部と、前記冷却容器の他端側から冷却した冷却物を排出する冷却物排出部と、前記冷却容器の下部に流動化ガスを供給することで乾燥物と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、前記冷却容器の上方から流動化ガスを排出するガス排出部と、前記流動層の冷却物の移動向に冷却容器内を仕切板により分割して、少なくとも２以上の冷却室を形成し、各冷却室内の各々に冷却手段とを備えてなり、前記乾燥物投入部側の冷却室と、それに隣接する冷却室の流動層フリーボード部を仕切る仕切板が冷却容器の天井側から垂下すると共に、前記乾燥物投入部側の冷却室に供給する流動化ガスを不活性ガスとすることを特徴とする流動層冷却装置にある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記乾燥物投入部側の冷却室で流動に供された不活性ガスを循環再利用する不活性ガス循環ラインを有することを特徴とする流動層冷却装置にある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記第２乾燥室から後流側の乾燥室に供給する流動化ガスが空気であることを特徴とする流動層冷却装置にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、プラグフロー式冷却器において原料温度の高い乾燥物投入部側の冷却室については流動化ガスとして不活性ガスを使用し、その他の冷却室には空気を使用することで、設備コストを低減し、自然発火を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流動層冷却装置を表す概略側面図である。
【図２】図２は、流動層冷却装置の流動方法と乾燥原炭温度との関係を示す図である。
【図３】図３は、実施例の流動層乾燥装置及び流動層冷却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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。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】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層冷却装置を表す概略側面図、図３は、実施例の流動層乾燥装置及び流動層冷却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。
【００１７】
本実施例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、本実施例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。
【００１８】
図３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。
【００１９】
給炭装置１１は、原炭（低品位炭）１０１を貯留する原炭バンカ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、投下された原炭１０１である低品位炭を所定の大きさに破砕して粉砕原炭１０１Ａとすることができる。
【００２０】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された粉砕原炭１０１Ａに対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）を供給することで、この粉砕原炭１０１Ａを流動させながら加熱乾燥するものであり、粉砕原炭１０１Ａ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乾燥原炭１０１Ｂを冷却する流動層冷却装置３１が設けられ、乾燥冷却済の冷却原炭１０１Ｃ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。
【００２１】
微粉炭機１３は、粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥され、その後冷却装置３１で冷却された低品位炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭１０１Ｄ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１０１Ｄとするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭１０１Ｄ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。
【００２２】
石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭１０１Ｄ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）１０１Ｅが戻されてリサイクル可能となっている。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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１０１Ｅ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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）１０１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、破砕された粉砕原炭（低品位炭）１０１Ａは、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された乾燥原炭１０１Ｂとなり、その後、冷却装置３１により冷却され、冷却原炭１０１Ｃは乾燥炭バンカ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。
【００３２】
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１０１Ｄ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１０１Ｅ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。
【００３３】
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１０１Ｄ及びチャー１０１Ｅ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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の後流側に設置される流動層冷却装置について詳細に説明する。
【００３９】
流動層冷却装置３１は、図１に示すように、流動層乾燥装置（図３参照）１２により乾燥された乾燥物である高温の乾燥原炭１０１Ｂを流動層により冷却する冷却容器１０２を備えた流動層冷却手段であって、該冷却容器１０２の一端側に高温の乾燥原炭１０１Ｂを投入する乾燥物投入部１０３と、前記冷却容器１０２の他端側から冷却した冷却物である冷却原炭１０１Ｃを排出する冷却物排出部１０４と、前記冷却容器１０２の下部に流動化ガス１０９（１０９Ａ、１０９Ｂ）を供給することで冷却物と共に流動層Ｓ（Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4）を形成する流動化ガス供給部１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ）と、前記冷却容器１０２の上方から流動化ガスを排出するガス排出部１０６(１０６Ａ、１０６Ｂ)と、前記流動層Ｓの冷却物である冷却原炭１０１Ｃの移動向に冷却容器１０２内を仕切板１０７ａ、１０７ｂ・・・により分割して、少なくとも２以上（本実施例では４つ）の冷却室（第１冷却室１０２ａ、第２冷却室１０２ｂ、第３冷却室１０２ｃ、第４冷却室１０２ｄ）を形成し、各冷却室内の各々に冷却手段１０８（１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ）とを備えてなり、前記乾燥物投入部１０３側の第１冷却室１０２ａと、それに隣接する第２冷却室１０２ｂの流動層フリーボード部Ｆ1、Ｆ2を仕切る仕切板１０７ａが冷却容器１０２の天井側から垂下すると共に、前記第１冷却室１０２ａに供給する流動化ガスを不活性ガス１０９Ａとしている。
【００４０】
この冷却容器１０２は、乾燥物投入口１０３から高温の乾燥原炭１０１Ｂが供給されると共に、流動化ガス供給部１０５Ａ、１０５Ｂから風箱１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ及び分散板１２１を通して流動化ガス１０９が供給されることで、この分散板１２１の上方に所定厚さの流動層Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）が形成されると共に、この流動層Ｓ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）の上方にフリーボード部Ｆ（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）が形成される。
【００４１】
そして、本実施例の冷却容器１０２は、内部が乾燥原炭１０１Ｂの流動方向の上流側に設けられた第１冷却室１０２ａと、冷却物の流動方向の下流側に順次設けられた第２冷却室１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄとで構成され、分散板１２１上に各々の冷却室とを仕切る第１仕切板１０７ａ、第２仕切板１０７ｂ、第３仕切板１０７ｃが設けられている。
【００４２】
この第１仕切板１０７ａは、冷却容器１０２の天井側から直接垂下するように設置され、流動層フリーボード部Ｆ1、Ｆ2を仕切るようにしている。
また第２仕切板１０７ｂ及び第３仕切板１０７ｃは、冷却容器１０２の天井側に所定間隔をもって設置され、流動層フリーボードＦ２、Ｆ３、Ｆ４が連通できるようにしている。
【００４３】
また、第２仕切板１０７ｂ及び第３仕切板１０７ｃの上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置しており、流動された冷却炭が仕切板の上を越えて下流側に流入しないようにしている。
なお、仕切板１０７ａ〜１０７ｃの一部には、冷却物が通過する開口部（流通口）が形成されている。なお、開口部の形状及び開口大きさは、原炭の冷却状態により、適宜変更又は変更可能となるようにしてもよい。
【００４４】
このように、本実施例の冷却容器１０２内では、投入された高温の乾燥原炭１０１Ｂをプラグフロー状態で、上流側の第１冷却室１０２ａから下流側に順次移動させつつ、各々の冷却室で冷却を行うようにしている。
そして、投入された高温の乾燥原炭１０１Ｂは流動層Ｓ1〜Ｓ4内に各々配設された冷却手段１０８ａ〜１０８ｄの冷却管に供給される冷却水で主に冷却されてる。
【００４５】
第１冷却室１０２ａ、第２冷却室１０２ｂ、第３冷却室１０２ｃ、第４冷却室１０２ｄに対応して第１風箱１２０ａ、第２風箱１２０ｂ、第３風箱１２０ｃ、第４風箱１２０ｄが設けられ、これに流動化ガス供給部１０５Ａ、１０５Ｂから流動化ガス１０９Ａ、１０９Ｂが供給されている。
本実施例では、第１風箱１２０ａには、流動化ガスとして不活性ガス１０９Ａを供給すると共に、第２風箱１２０ｂ、第３風箱１２０ｃ、第４風箱１２０ｄには、流動化ガスとして空気１０９Ｂを供給するようにしている。
そして、図示しない流量調整弁の開度を調整することで、風箱１２０ａ〜１２０ｄ内に供給する流動化ガス１０９Ａ、１０９Ｂのガス量を調整することができる。
【００４６】
この場合、第１冷却室１０２ａは、フリーボード部Ｆ1と流動層Ｓ1が形成され、高温の乾燥原炭１０１Ｂの初期冷却（予備冷却）を行う領域となっており、第２冷却室１０２ｂ及び第３冷却室１０２ｃは、フリーボード部Ｆ2、Ｆ3と流動層Ｓ2、Ｓ3が形成され、本冷却を行う領域を形成している。また、第４冷却室１０２ｄは、フリーボード部Ｆ4と流動層Ｓ4が形成され、仕上げ冷却を行う領域を形成している。
なお、本実施例では、空気を供給する冷却室を３つとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷却室を１つ又は２つとしたり、４つ以上として、冷却物の処理量及び処理時間に合わせて、適宜変更できる。
【００４７】
第１冷却室１０２ａは仕切板１０７ａでフリーボード部Ｆ1が仕切られているので、第１冷却室１０２ａ内に導入された不活性ガス１０９Ａは、フリーボード部Ｆ1からガス排出部１０６Ａにより排出され、不活性ガス循環ライン１１０が設けられ、再度第１風箱１２０ａに供給している。
この不活性ガス循環ライン１１０には、ガス中の粉塵を除去する除塵装置１１１と、循環する循環ファンＦ1及びガス中のミストを除去するミストセパレータ１１２を介装して、再利用の不活性ガス１０９Ａの清浄化を図っている。
【００４８】
第２冷却室１０２ｂ〜１０２ｄには、空気１０９Ｂが導入され、流動層Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を形成すると共に、冷却を行っている。導入された空気１０９Ｂは、フリーボード部Ｆ2〜Ｆ4からガス排出部１０６Ｂにより外部に廃空気１１５として排出されている。なお、ガス排出部１０６Ｂには除塵装置１１６が介装され、廃空気１１５の粉塵を除去するようにしている。
【００４９】
また、第１冷却室１０２ａ側の流動化圧力が、第２冷却室１０２ｂの流動化圧力よりも高くするように流動ガスの調整を行っている。これは、第１冷却室１０２ａ側に空気１０９Ｂが混入しないためであり、圧力差は空気が混入しない程度とすれば十分である。
【００５０】
本実施例では、プラグフロー式の流動層を形成するので、投入された高温の乾燥原炭１０１Ｂの流れ方向に温度が低下していく。
このため、自然発火のリスクが高い入口側（上流側）の第１冷却室１０２ａの高温の乾燥原炭１０１Ｂの冷却に対して流動化ガスを不活性ガス１０９Ａとしている。また、低温である下流側の第２冷却室１０２ｂ以降の冷却物の冷却に供する流動化ガスを空気１０９Ｂとしている。
【００５１】
また、第１冷却室１０２ａの不活性ガス１０９Ａ領域に、下流側の空気１００Ｂが流入しないように、仕切板１０７ａで不活性ガス室と下流の空気流動化室を仕切るようにしており、さらに第１冷却室１０２ａの流動化圧力を他室より若干高めとしている。
これにより、第１冷却室１０２ａに導入される高温の乾燥原炭１０１Ｂの冷却を不活性ガス雰囲気として自然発火を確実に防止するようにしている。
【００５２】
ここで、高温の乾燥原炭１０１Ｂの酸化発熱速度は、酸素濃度と温度の関数であり、酸素濃度が高いほど、温度が高いほど大きくなる。
【００５３】
図２は、流動層冷却装置の流動方法と乾燥原炭温度との関係を示す図である。
図２に示すように、本実施例の流動層冷却装置３１では、高温の乾燥原炭１０１Ｂの温度が高い冷却器入口の第１冷却室１０２ａにおいては酸素濃度を低減した不活性ガス１０９Ａを使用することで、酸化発熱速度が低減される。
【００５４】
よって、本実施例のようなプラグフロー式の流動層冷却装置において、原炭温度の高い第１冷却室１０２ａについては流動化ガスとして不活性ガス１０９Ａを使用し、その他の冷却室（第２冷却室１０２ｂ〜第４冷却室１０２ｄ）には空気１０９Ｂを使用することで、設備コストを低減し、自然発火を抑制した冷却手段を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
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  原炭
１０１Ａ  粉砕原炭
１０１Ｂ  乾燥原炭
１０１Ｃ  冷却原炭
１０２  冷却容器
１０２ａ〜１０２ｄ  冷却室
１０３  乾燥物投入部
１０４  冷却物排出部
１０５Ａ、１０５Ｂ  流動化ガス供給部
１０６Ａ、１０６Ｂ  ガス排出部
１０７ａ〜１０７ｃ  仕切板
１０８  冷却手段
１０９Ａ  不活性ガス
１０９Ｂ  空気
【図１】
2013173086.tif 000003
【図２】
2013173086.tif 000004
【図３】
2013173086.tif 000005