(57)【要約】【課題】乾燥ガスによる石炭との熱交換率の低下およびエロージョンの発生を抑制しつつ、石炭の乾燥を確実に行うことができる石炭乾燥装置を提供することにある。【解決手段】供給された原料石炭１を保持可能なグレート１１と、グレート１１の下方に設置され、当該グレート１１の下方を覆う下カバー１２と、下カバー１２の上方にグレート１１を介して設置され、当該グレート１１の上方を覆うフード１３とを具備し、下カバー１２に、内部へ乾燥ガス５を供給する乾燥ガス供給管１４を設けると共に、フード１３に、内部で使用された乾燥ガス６を排気する乾燥ガス排気管１５を設けた石炭乾燥装置１０であって、グレート１１が移動可能であり、乾燥ガス排気管１５が、グレート１１の移動方向上流側に配置されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された石炭を保持可能なグレートと、前記グレートの下方に設置され、当該グレートの下方を覆う下カバーと、前記下カバーの上方に前記グレートを介して設置され、当該グレートの上方を覆うフードとを具備し、前記下カバーに、内部へ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段を設けると共に、前記フードに、内部から乾燥ガスを排気する乾燥ガス排気手段を設けた石炭乾燥装置であって、
前記グレートが移動可能であり、
前記乾燥ガス排気手段が、前記グレートの移動方向上流側に配置される
ことを特徴とする石炭乾燥装置。
【請求項２】
請求項１に記載された石炭乾燥装置であって、
前記グレートの移動方向にて前記フード内を区画する仕切り板を少なくとも２つ備え、
前記フードと前記グレートの移動方向下流側に配置される前記仕切り板とで区画される下流領域の内部から乾燥ガスを排気する第２の乾燥ガス排気手段を設けると共に、前記第２の乾燥ガス排気手段を通じて排気される前記乾燥ガスを前記フードと前記グレートの移動方向上流側に配置される前記仕切り板とで区画される上流側領域内へ送給する乾燥ガス送給手段を設ける
ことを特徴とする石炭乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料石炭を乾燥する石炭乾燥装置に関し、特に、褐炭や亜瀝青炭などのような多孔質で水分含有量の多い低品位石炭（低質炭）を改質する場合に適用すると有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭（低質炭）は、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱処理して乾燥させることにより、単位重量当たりの発熱量を高めるようにしている。
【０００３】
原料石炭を乾燥する乾燥装置として、サーキュラグレート方式の熱処理装置がある。例えば、下記の特許文献１には、回動可能に設けられたドーナツ状の回転体と、その上下部に固設された上カバーおよび下カバーとを備えた石炭改質装置が記載されている。上カバーには、回転体内部のグレートトレイ上に石炭を供給する石炭供給口、および、内部の乾燥ガスを排出する乾燥ガス排出口が設けられている。下カバーには、内部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給口が設けられている。乾燥ガス供給口および乾燥ガス排出口はそれぞれ回転体の回動方向上流側およびその下流側に配置されている。
【０００４】
上述の石炭改質装置では、石炭を石炭供給口から回転体内部のグレートトレイ上に供給して積層する一方、例えば２００℃の不活性ガスを含む乾燥ガスを乾燥ガス供給口から内部に供給している。グレートトレイ上に積層された石炭が、回転体の回動により乾燥ガス雰囲気の乾燥ゾーン中を移動していく。このとき、石炭層の移動方向に対し垂直方向に乾燥ガスが通過することで、当該乾燥ガスが石炭と熱交換すると共に、石炭を乾燥している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２００２６９号公報（例えば、段落［００１１］−［００１６］、［図１］−［図３］など参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述の石炭改質装置を上述の低質炭の乾燥処理に利用すると、乾燥ガスが石炭層を通過したときに、石炭により加湿されて湿度の高いガス（高湿度ガス）となる。そのため、高湿度ガスが上カバーなどの壁面で冷却されると、容易に結露が発生する。このような結露が多く発生すると、結露水が石炭を濡らし石炭を冷却することになるため、乾燥ガスによる石炭との熱交換率が低下してしまう。
【０００７】
上述の乾燥ゾーンにおける乾燥ガスのガス流速は、垂直方向の成分よりも石炭層の移動方向の成分が大きいため、石炭供給口から供給された原料石炭のうち、例えば、数百μｍ以下の微粉が乾燥ガスに同伴されて乾燥ガス排出口から排出される。数百μｍより大きい原料石炭のうち石炭層上方にある原料石炭は、上トレー内の速いガス流速（例えば、１０ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓ）によって、回転体の移動速度よりも速く、石炭層上を石炭層の移動方向下流側に移動し、乾燥に十分な滞留時間を得られないまま乾燥ゾーンに隣接する乾留ゾーンに搬送されてしまう可能性があった。
【０００８】
また、供給される原料石炭中の微粉が初期段階で乾燥ガスに同伴される。上述の石炭改質装置のように、乾燥ガス排出口が石炭層の移動方向下流側にあると、前記微粉が乾燥ゾーン全体を通過することになる。乾燥ガスの流速が速いため、乾燥ガスに同伴される微粉が上トレーの壁面等に衝突することによりエロージョンが生じやすくなってしまう可能性があった。
【０００９】
さらに、石炭供給口から供給された石炭（原料石炭）は含水量が多いため石炭層中に結露水が生じやすく、石炭層中に結露水が生じると、乾燥ガスの流れの抵抗となりやすい。そのため、上述の石炭改質装置のように、乾燥ガス排出口が石炭層の移動方向下流側にあると、乾燥ガスが石炭層中における結露水の発生領域を迂回して流れやすく、乾燥ガスによる石炭との熱交換率の低下を招いてしまう。
【００１０】
以上のことから、本発明は前述した課題を解決するために為されたものであって、乾燥ガスによる石炭との熱交換率の低下およびエロージョンの発生を抑制しつつ、石炭の乾燥を確実に行うことができる石炭乾燥装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決する第１の発明に係る石炭乾燥装置は、供給された石炭を保持可能なグレートと、前記グレートの下方に設置され、当該グレートの下方を覆う下カバーと、前記下カバーの上方に前記グレートを介して設置され、当該グレートの上方を覆うフードとを具備し、前記下カバーに、内部へ乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給手段を設けると共に、前記フードに、内部から乾燥ガスを排気する乾燥ガス排気手段を設けた石炭乾燥装置であって、前記グレートが移動可能であり、前記乾燥ガス排気手段が、前記グレートの移動方向上流側に配置されることを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第２の発明に係る石炭乾燥装置は、前述した第１の発明に係る石炭乾燥装置であって、前記グレートの移動方向にて前記フード内を区画する仕切り板を少なくとも２つ備え、前記フードと前記グレートの移動方向下流側に配置される前記仕切り板とで区画される下流領域の内部から乾燥ガスを排気する第２の乾燥ガス排気手段を設けると共に、前記第２の乾燥ガス排気手段を通じて排気される前記乾燥ガスを前記フードと前記グレートの移動方向上流側に配置される前記仕切り板とで区画される上流側領域内へ送給する乾燥ガス送給手段を設けることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明に係る石炭乾燥装置によれば、乾燥ガス排気手段が、グレートの移動方向上流側に配置されることで、高温で且つ低湿度状態の乾燥ガスが前記乾燥ガス排気手段へ集合することになる。原料石炭上方の領域にて、低湿度状態の乾燥ガスが常に流通することになり、フード内での結露の発生を防ぐことができる。つまり、乾燥ガスによる原料石炭との熱交換率の低下を抑制することができる。原料石炭を乾燥処理する初期段階にて微粉が生じ乾燥ガスに同伴されても、乾燥ガス排気手段がグレートの移動方向上流側に配置されることから、前記微粉がフードの壁面に衝突することによるエロージョンの発生を抑制することができる。乾燥ガス排気手段がグレートの移動方向上流側に配置されることから、乾燥ガスがグレートの移動方向と逆方向へ流れることになる。これにより、乾燥処理中の原料石炭が前記乾燥ガスの流れの影響を受けたとしても、グレートの移動速度よりも速く当該グレートの移動方向下流側へ搬送されることがなく、原料石炭の乾燥を確実に行うことができる。
【００１４】
第２の発明に係る石炭乾燥装置によれば、第１の発明に係る石炭乾燥装置と同様な作用効果を奏すると共に、フード容積を小さくでき、装置をコンパクトにできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施例に係る石炭乾燥装置の展開図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る石炭乾燥装置の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る石炭乾燥装置を実施するための形態について各実施例にて説明する。
【実施例１】
【００１７】
本発明の第１の実施例に係る石炭乾燥装置について図１に基づいて説明する。
本実施例では、サーキュラグレート方式の熱処理装置に適用している。
【００１８】
本実施例に係る石炭乾燥装置１０は、図１に示すように、グレート１１と、グレート１１上部に設けられ当該グレート１１上部を覆うフード１３と、グレート１１下部に設けられグレート１１下部を覆う下カバー１２とを備える。
【００１９】
グレート１１は、平面視で円環状をなしている。グレート１１は多孔性であり、原料石炭１は通過できないが、後述の乾燥ガス５などの気体は上下方向に流通可能になっている。グレート１１は周方向（図１中左右方向）に移動可能に設けられている。グレート１１は多数のユニットに分割されこれらユニットを円周方向に並べることで円環状のグレート１１が構成される。グレート１１は、下カバー１２とフード１３の間で水平循環可能になっている。
【００２０】
下カバー１２におけるグレート１１の移動方向下流側に位置して乾燥ガス５を内部に供給する乾燥ガス供給手段である乾燥ガス供給管１４が設けられる。つまり、乾燥ガス供給管１４は、乾燥された石炭である乾燥炭２を排出する乾燥炭排出口（図示せず）近傍に設けられる。乾燥ガス５は、例えば２００℃で相対湿度が約５％程度の不活性ガスである。フード１３におけるグレート１１の移動方向上流側に位置して石炭の乾燥に使用された使用済み乾燥ガス６を内部から排気する乾燥ガス排気手段である乾燥ガス排気管１５が設けられる。つまり、乾燥ガス排気管１５は、原料石炭１を内部に供給する原料石炭供給口（図示せず）近傍に設けられる。原料石炭１として、例えば、褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭などが挙げられる。
【００２１】
このようにして構成された石炭乾燥装置１０の作動について次に説明する。
図示しない原料石炭供給口（図１中の左側）からグレート１１上に常温の原料石炭１が供給され当該グレート１１上に積層される。グレート１１は図１中で左側から右側へ移動するため、このグレート１１の移動に伴って原料石炭１も図１中で左側から右側へ移動していく。
【００２２】
他方、乾燥ガス５は、乾燥ガス供給管１４を通じて内部に供給される。乾燥ガス５は、グレート１１の移動方向に対し垂直方向に流通すると共に、グレート１１の移動方向の逆方向（図１中にて右側から左側への方向）に流通し、原料石炭１の乾燥に使用された使用済み乾燥ガス６が、グレート１１の移動方向上流側にある乾燥ガス排気管１５から系外に排気される。
【００２３】
このような経路で乾燥ガス５が流通するため、高温で且つ低湿度状態の乾燥ガス５が乾燥ガス排気管１５に集合することになる。これにより、前記石炭層上方の領域にて、低湿度状態の乾燥ガス５が常に流通することになるため、フード１３内での結露の発生を防ぐことができる。
【００２４】
前記石炭層中の上方にある、例えば、数百μｍより大きい原料石炭１は、乾燥ガス５の流れの影響を受けたとしても、乾燥ガス排気管１５が石炭層の移動方向上流側にあるため、乾燥ガス５の速いガス流速（例えば、１０ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓ）によって、当該石炭層上を石炭層の移動方向上流側にのみ移動することになる。そのため、前記石炭層中の上方にある、数百μｍより大きい原料石炭１は、乾燥ガス５雰囲気中で十分な乾燥時間（滞留時間）を得てから次の工程に搬送されることになる。つまり、原料石炭１が乾燥ガス５に同伴しないがその流れの影響を受けやすい大きさのものを含んでいても、乾燥ガス５により確実に乾燥することができる。
【００２５】
また、原料石炭１のうち、例えば、数百μｍ以下の微粉は、乾燥ガス５による乾燥処理の初期段階で発生し乾燥ガス５に同伴されるが、乾燥ガス排気管１５がグレート１１（石炭層）の移動方向上流側にあることから、微粉が乾燥領域の初期段階で排出されることになる。そのため、前記微粉がフード１３などの壁面に衝突することによるエロージョンの発生を抑制することができる。
【００２６】
また、乾燥ガス排気管１５をグレート１１の移動方向上流側に配置していることにより、原料石炭１を乾燥処理する初期段階にて石炭層中に結露水が生じたとしても、乾燥ガス５が結露水の発生領域を迂回するには迂回自体が抵抗となり、結露水のある石炭層を通りやすくなることから、原料石炭１の乾燥を効率良く行うことができる。
【００２７】
このようにして原料石炭１をグレート１１上に供給すると共に、乾燥ガス５を供給することにより、所望の水分含水量となった乾燥炭２を得ることができる。
【００２８】
したがって、本実施例に係る石炭乾燥装置１０によれば、乾燥ガス５による原料石炭１との熱交換率の低下およびエロージョンの発生を抑制しつつ、原料石炭１の乾燥を確実に行うことができる。
【００２９】
また、乾燥ガス供給管１４がグレート１１の移動方向下流側に配置されることで、乾燥ガス供給管１４と乾燥ガス排気管１５の間の距離が長くなり、乾燥ガス５により原料石炭１を乾燥処理する時間を確保することができ、原料石炭１の乾燥をより確実に行うことができる。
【実施例２】
【００３０】
本発明の第２の実施例に係る石炭乾燥装置について図２に基づいて説明する。
本実施例では、サーキュラグレート方式の熱処理装置に適用している。
【００３１】
本実施例に係る石炭乾燥装置２０は、上述の第１の実施例に係る石炭乾燥装置１０と同様、図２に示すように、グレート２１と、グレート２１上部に設けられ当該グレート２１上部を覆うフード２３と、グレート２１下部に設けられグレート２１下部を覆う下カバー２２とを備える。グレート２１は、平面視で円環状をなしている。グレート２１は多孔性であり、原料石炭１は通過できないが、後述の乾燥ガス３１、３２，４１，５１などの気体は上下方向に流通可能になっている。グレート２１は周方向（図２中左右方向）に移動可能に設けられている。グレート２１は多数のユニットに分割されこれらユニットを円周方向に並べることで円環状のグレート２１が構成される。グレート２１は、下カバー２２とフード２３の間で水平循環可能になっている。
【００３２】
フード２３には、グレート２１の移動方向にて２つの仕切り板２６ａ，２６ｂが設けられる。これにより、フード２３内は、３つの領域２７ａ，２７ｂ，２７ｃに区画される。つまり、フード２３とグレート２１の移動方向上流側に配置される仕切り板２６ａとで囲まれる第１の領域（上流側領域）２７ａ、フード２３とグレート２１の移動方向下流側に配置される仕切り板２６ｂとで囲まれる第２の領域（下流側領域）２７ｃ、フード２３と２つ仕切り板２６ａ，２６ｂとで囲まれる第３の領域（中央領域）２７ｂに区画される。
【００３３】
フード２３には、第１の領域２７ａにおけるグレート２１の移動方向上流側に位置して内部の原料石炭１の乾燥に使用された２次使用済み乾燥ガス３３および１次使用済み乾燥ガス５２を排気する乾燥ガス排気手段である乾燥ガス排気管２５ａが設けられる。第２の領域２７ｃにおけるグレート２１の移動方向上流側に位置して、原料石炭１の乾燥に利用された１次使用済み乾燥ガス３２を排気する第２の乾燥ガス排気手段である第２の乾燥ガス排気管２５ｃが設けられる。第２の乾燥ガス排気管２５ｃは、前記１次使用済み乾燥ガス３２を第１の領域２７ａ内に送給する乾燥ガス送給手段である乾燥ガス送給管（図示せず）を介して第１の領域２７ａに連絡している。第３の領域２７ｂにおけるグレート２１の移動方向上流側に位置して、内部の原料石炭１の乾燥に使用された１次使用済み乾燥ガス４２を排気する第３の乾燥ガス排気手段である第３の乾燥ガス排気管２５ｂが設けられる。
【００３４】
下カバー２２には、第１の領域２７ａにおけるグレート２１の移動方向下流側に位置して、内部へ乾燥ガス５１を供給する第２の乾燥ガス供給管２４ａが設けられる。第２の領域２７ｃにおけるグレート２１の移動方向下流側に位置して、内部へ乾燥ガス３１を供給する乾燥ガス供給手段である乾燥ガス供給管２４ｄが設けられる。第３の領域２７ｂにおけるグレート２１の移動方向略中央部および下流側に位置して、内部へ乾燥ガス４１を供給する第３の乾燥ガス供給手段である第３の乾燥ガス供給管２４ｂ，２４ｃが設けられる。
【００３５】
乾燥ガス３１，４１，５１は、例えば２００℃で相対湿度が約５％程度の不活性ガスである。
【００３６】
このようにして構成された石炭乾燥装置２０の作動について次に説明する。
原料石炭１は、図示しない原料石炭供給口（図２中の左側）からグレート２１上に供給されてグレート２１上に積層される。グレート２１は図２中で左側から右側へ移動するため、このグレート２１の移動に伴って原料石炭１も図２中で左側から右側へ移動していく。
【００３７】
他方、第２の領域２７ｃでは、乾燥ガス３１は、乾燥ガス供給管２４ｄを通じて内部へ供給される。乾燥ガス３１は、グレート２１の移動方向に対して垂直方向に流通すると共に、グレート２１の移動方向と逆方向に流通する。つまり、乾燥ガス３１は、第２の領域２７ｃ内にて、原料石炭１を乾燥する処理に利用されることになる。原料石炭１の乾燥処理に利用された１次使用済み乾燥ガス３２は第２の乾燥ガス排気管２５ｃから排気され、前記乾燥ガス送給管を通じて第１の領域２７ａの内部へ送給される。
【００３８】
第３の領域２７ｂでは、乾燥ガス４１は、第３の乾燥ガス供給管２４ｂ，２４ｃを通じて内部へ供給される。乾燥ガス４１は、グレート２１の移動方向に対して垂直方向に流通する。つまり、乾燥ガス４１は、第３の領域２７ｂ内にて、原料石炭１の乾燥処理に利用された１次使用済み乾燥ガス４２は第３の乾燥ガス排気管２５ｂから系外に排気される。
【００３９】
第１の領域２７ａでは、前記乾燥ガス送給管を通じて送給された１次使用済み乾燥ガス３２は、グレート２１の移動方向と逆方向に流通する。また、第２の乾燥ガス供給管２４ａを通じて供給された乾燥ガス５１は、グレート２１の移動方向に対して垂直方向に流通する。これにより、１次使用済み乾燥ガス３２および乾燥ガス５１は、第１の領域２７ａ内にて、混合される。原料石炭１の乾燥処理に利用された２次使用済み乾燥ガス３３および１次使用済み乾燥ガス５２は乾燥ガス排気管２５ａを介して系外に排気される。
【００４０】
したがって、本実施例に係る石炭乾燥装置２０によれば、上述の第１の実施例に係る石炭乾燥装置１０と同様、乾燥ガス３１，３２，４１，５１による原料石炭１との熱交換率の低下を抑制することができると共に、エロージョンの発生を抑制することができる。
【００４１】
［他の実施形態］
なお、上述した第１の実施例においては、乾燥ガス供給管１４をグレート１１の移動方向下流側に１つ設けた石炭乾燥装置１０について説明したが、乾燥ガス供給管をグレートの移動方向に沿って複数設けた石炭乾燥装置とすることも可能である。また、第１の実施例においては、乾燥ガス排気管１５をグレート１１の移動方向最上流側に１つ設けた石炭乾燥装置について説明したが、乾燥ガス排気管をグレートの移動方向最上流側とそれ以外の箇所の複数箇所に設けた石炭乾燥装置とすることも可能である。
【００４２】
上述した第２の実施例においては、２つの仕切り板２６ａ，２６ｂを設けてグレート２１の移動方向にて３つの領域２７ａ，２７ｂ，２７ｃに区画した石炭乾燥装置２０について説明したが、仕切り板を２つよりも多く設けてグレートの移動方向にて複数の領域に区画した石炭乾燥装置とすることも可能である。
【００４３】
上述した第２の実施例においては、４つの乾燥ガス供給管２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを備えた石炭乾燥装置２０について説明したが、４つより多い複数の乾燥ガス供給管を備えた石炭乾燥装置とすることも可能である。また、第２の実施例においては、乾燥ガス排気管２５ａ，２５ｂ，２５ｃを各領域２７ａ，２７ｂ，２７ｃにてグレート１１の移動方向最上流側に１つ設けた石炭乾燥装置について説明したが、乾燥ガス排気管をグレートの移動方向最上流側とそれ以外の箇所の複数箇所に設けた石炭乾燥装置とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る石炭乾燥装置は、乾燥ガスによる石炭との熱交換率の低下およびエロージョンの発生を抑制しつつ、石炭の乾燥を確実に行うことができるので、各種産業において、極めて有益に利用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    原料石炭
２    乾燥炭
５    乾燥ガス
６    使用済み乾燥ガス
１０  石炭乾燥装置
１１  グレート
１２  下カバー
１３  フード
１４  乾燥ガス供給管
１５  乾燥ガス排気管
２０  石炭乾燥装置
２１  グレート
２２  下カバー
２３  フード
２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ  乾燥ガス供給管
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ  乾燥ガス排気管
２６ａ，２６ｂ  仕切り板
３１  乾燥ガス
３２  １次使用済み乾燥ガス
３３  ２次使用済み乾燥ガス
４１  乾燥ガス
４２  １次使用済み乾燥ガス
５１  乾燥ガス
５２  １次使用済み乾燥ガス
【図１】
2013181664.tif 000003
【図２】
2013181664.tif 000004