(57)【要約】  【課題】  褐炭などの低品位炭を乾燥させて火力発電プラントの燃料として用いる場合、火力発電プラントの出力や効率の低下を抑制して、また、硫酸腐食などの問題を低減させて、低品位炭を乾燥することが可能な低品位炭の乾燥方法および低品位炭を燃料とする火力発電プラントを提供する。  【解決手段】  脱硫装置出口のボイラ排ガスを一部取り出し、太陽熱エネルギを利用してボイラ排ガスを加熱し、加熱した高温のボイラ排ガスを用いて褐炭等の低品位炭を間接的に加熱して乾燥する。例えば、脱硫装置４６の出口のボイラ排ガスを乾燥ガス昇圧ファン５１で昇圧して太陽熱集熱装置５４に送り、太陽熱集熱装置５４で加熱したボイラ排ガスを褐炭乾燥装置２３に供給して褐炭を乾燥させ、褐炭ミル２５を介して乾燥した褐炭をボイラ１に供給して燃焼させる。【選択図】  図１
2013217588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電プラントにおけるボイラ排ガス処理設備の脱硫装置出口のボイラ排ガスを一部取り出し、太陽熱集熱装置で回収した太陽熱エネルギを利用して前記取り出したボイラ排ガスを加熱し、加熱した高温のボイラ排ガスを用いて低品位炭を間接的に加熱して乾燥することを特徴とする低品位炭の乾燥方法。
【請求項２】
ボイラと、蒸気タービンと、ボイラ排ガス処理設備と、太陽熱集熱装置と、間接加熱方式の褐炭乾燥装置と、褐炭ミルとを備え、
前記ボイラ排ガス処理設備の脱硫装置の出口側の配管から分岐し前記太陽熱集熱装置まで延びるボイラ排ガス移送配管系と、前記太陽熱集熱装置の出口から前記褐炭乾燥装置まで延びる高温乾燥ガス移送配管系と、前記褐炭乾燥装置と前記褐炭ミルをつなぐ乾燥後褐炭移送配管と、前記褐炭ミルと前記ボイラの燃焼バーナとをつなぐ微粉褐炭移送配管とを有することを特徴とする低品位炭を燃料とする火力発電プラント。
【請求項３】
請求項２において、乾燥ガス貯蔵タンクと、前記高温乾燥ガス移送配管系から分岐し前記乾燥ガス貯蔵タンクに延びる乾燥ガス貯蔵タンク入口配管系と、前記乾燥ガス貯蔵配管系の途中に設けられた圧縮機と、前記乾燥ガス貯蔵タンクと前記高温乾燥ガス移送配管系若しくは前記褐炭乾燥装置に延びる乾燥ガス貯蔵タンク出口配管系とを有することを特徴とする低品位炭を燃料とする火力発電プラント。
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記褐炭乾燥装置は、複数の伝熱管が内部に設けられた回転式乾燥機と、分離器とから構成され、
前記回転式乾燥機には、乾燥前の褐炭を前記伝熱管内に供給する乾燥前褐炭移送配管と、前記伝熱管内で加熱された褐炭を含む物質を前記分離器に移送する分離器入口配管と、前記高温乾燥ガス移送配管系または前記乾燥ガス貯蔵タンク出口配管系と連通し高温乾燥ガスを回転式乾燥機内に導入する褐炭乾燥装置入口配管と、前記脱硫装置後の排ガス処理設備の配管に接続し回転式乾燥機内の低温乾燥ガスを排出する低温乾燥ガス移送配管とが取り付けられ、
前記分離器には、前記ボイラの上部と連通する水蒸気および微粉褐炭移送管が分離器上部に、前記褐炭ミルと連通する前記乾燥後褐炭移送配管が分離器下部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする低品位炭を燃料とする火力発電プラント。
【請求項５】
請求項２又は３において、
前記褐炭乾燥装置は、複数の伝熱管が内部に設けられた回転式乾燥機と、分離器とから構成され、
前記回転式乾燥機には、乾燥前の褐炭を回転式乾燥機内に供給する乾燥前褐炭移送配管と、前記回転式乾燥機内で前記伝熱管により加熱された褐炭を含む物質を前記分離器に移送する分離器入口配管と、前記高温乾燥ガス移送配管系または前記乾燥ガス貯蔵タンク出口配管系と連通し高温乾燥ガスを前記伝熱管内に導入する褐炭乾燥装置入口配管と、前記脱硫装置後の排ガス処理設備の配管に接続し前記伝熱管内の低温乾燥ガスを排出する低温乾燥ガス移送配管とが取り付けられ、
前記分離器には、前記ボイラの上部と連通する水蒸気および微粉褐炭移送管が分離器上部に、前記褐炭ミルと連通する前記乾燥後褐炭移送配管が分離器下部にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする低品位炭を燃料とする火力発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の低品位炭の乾燥方法および低品位炭を燃料とする火力発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
褐炭等の多量の水分を含む低品位炭を燃料とする場合、火力発電プラント全体の熱効率を向上させるため、予め低品位炭を乾燥させてボイラ燃料として用いている（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１では、乾燥用ガスとして空気を用い、空気を乾燥用空気通風機によって乾燥ガス加熱器内に押し込み、乾燥ガス加熱器内で加熱された空気を褐炭の乾燥装置内に供給し、褐炭中の水分を除去するようにしている。特許文献１では、乾燥ガス加熱器の加熱源として、基本的には、蒸気タービンで仕事をした後の蒸気を凝縮・復水するコンデンサで回収した熱を用いている。即ち、コンデンサと乾燥ガス加熱器との間に熱交換器を配置し、コンデンサ内に導かれた蒸気の熱を回収して、その熱により乾燥ガス加熱器内で空気を加熱している。特許文献１にはこの他に多数の実施例が記載されている。例えば、乾燥ガス加熱器を出た後の空気を、蒸気タービンから抽気した蒸気を加熱源とする熱交換器でさらに加熱する方法や、コンデンサと乾燥ガス加熱器との間に配置された熱交換器の代わりに圧縮式ヒートポンプを備え、圧縮式ヒートポンプを介して乾燥ガス加熱器内の空気を加熱する方法などが開示されている。さらに、乾燥用ガスとして、空気の代わりに、空気予熱器から電気集塵器に導かれるボイラ排ガスの一部および／または電気集塵器から誘引通風機に導かれるボイラ排ガスの一部を用い、この排ガスを乾燥ガス加熱器などで加熱して褐炭の乾燥装置に供給することが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、太陽熱や地熱のような再生可能エネルギを用いて褐炭などを乾燥させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２３５７２号公報
【特許文献２】欧州特許公開公報ＥＰ２１９６７５６Ａ1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、乾燥ガス加熱器の加熱源として、基本的には、コンデンサ（復水器）での排気熱エネルギを用いている。乾燥装置に用いる乾燥用ガスの温度は、褐炭中の水分を除去するためには、少なくとも１００℃以上である必要がある。しかし、一般的に、復水器に導かれる排気蒸気の温度は３０〜５０℃程度である。圧縮式ヒートポンプを用いたとしても、復水器の排気熱エネルギにて乾燥用ガスを加熱するためには、蒸気タービンの排気圧力を一般的な高真空よりもかなり高い排気圧直とする必要がある。これでは、蒸気タービンで取り出せる出力が下がりプラント出力の低下や、プラント効率の低下を招く。また、蒸気タービンから抽気した蒸気を用いて乾燥ガス加熱器出口の空気をさらに加熱する場合には、蒸気タービン内を流す蒸気量が減少して蒸気タービンの出力が低下し、プラント出力や、プラント効率のさらなる低下を招く。
【０００６】
また、特許文献１では、乾燥用ガスとして空気予熱器から電気集塵器に導かれるボイラ排ガスの一部および／または電気集塵器から誘引通風機に導かれるボイラ排ガスの一部を用いる場合、乾燥装置が要求する温度に依存して電気集塵器前の排ガスと電気集塵器後の排ガスの比率を変えている。排ガスには硫黄分が含まれており、これをそのまま乾燥用ガスとして用いる場合には、熱交換器や配管などでの硫酸腐食の懸念が生じる。
【０００７】
特許文献２では再生可能エネルギを用いて褐炭などを乾燥させることが開示されているが、再生可能エネルギを単に乾燥装置に供給するだけである。
【０００８】
本発明の目的は、褐炭などの低品位炭を乾燥させて火力発電プラントの燃料として用いる場合、火力発電プラントの出力や効率の低下を抑制して、また、硫酸腐食などの問題を低減させて、低品位炭を乾燥することが可能な低品位炭の乾燥方法および低品位炭を燃料とする火力発電プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、脱硫装置出口のボイラ排ガスを一部取り出し、太陽熱エネルギを利用してボイラ排ガスを加熱し、加熱した高温のボイラ排ガスを用いて褐炭等の低品位炭を間接的に加熱して乾燥することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、火力発電プラントの出力や効率の低下を抑制して、また、硫酸腐食などの問題を低減させて、低品位炭を乾燥することが可能となり、そして、褐炭などの低品位炭を乾燥して火力発電プラントの燃料として用いることができるので火力発電プラント全体の熱効率も向上する。
【００１１】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例に係る褐炭乾燥システムを備えた火力発電プラント全体の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る褐炭乾燥システムを備えた火力発電プラント全体の説明図である。
【図３】本発明の実施例に係る褐炭乾燥装置の乾燥機部と分離機部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例に係る褐炭乾燥装置の乾燥機部と分離機部の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面を通し、同等の構成要素には同一の符号を付してある。
【実施例１】
【００１４】
本実施例は、脱硫装置４６出口のボイラ排ガスを一部取り出し、乾燥用ガス昇圧ファン５１にて昇圧して太陽熱回収装置５４に送り、脱硫後のボイラ排ガスを太陽熱エネルギにて高温の乾燥用ガスに変えて、褐炭等の低品位炭の乾燥装置２３に供給し、低品位炭を乾燥してボイラ燃料としている。
【００１５】
図１に本発明の実施例に係る褐炭乾燥システムを備えた火力発電プラント全体を示す。火力発電プラントは、基本的は、ボイラと、排ガス処理系統と、乾燥ガス昇圧ファンと、太陽熱集熱装置と、褐炭乾燥装置と、褐炭ミルと、ボイラ給炭系統と、蒸気タービン設備から構成されている。各構成について詳細に説明する。
【００１６】
先ず、ボイラ１まわりの構成から説明する。ボイラ１に供給される燃焼用空気は押込通風機入口ダクト３０を通じて吸い込む。燃焼用空気は、押込通風機３１にて昇圧され押込通風機出口ダクト３２を通じて空気予熱器３３に送られる。空気予熱器３３によりボイラ１の排ガスの熱エネルギを回収して燃焼用空気を加熱する。加熱された燃焼用空気は空気予熱器出口ダクト３４を流下して、褐炭ミル２５側に向かう微粉褐炭移送用１次空気ダクト３５と微粉褐炭燃焼用２次空気ダクト３７に分かれる。微粉褐炭燃焼用２次空気分配ダンパー３８を通った空気は、微粉褐炭燃焼用２次空気風箱入口ダクト３９を通過して風箱（ウインドボックス）４０に送られ、ボイラ１の褐炭燃焼バーナ４１の燃焼用空気として用いられる。微粉褐炭移送用１次空気分配ダンパー３６を通った空気は、褐炭ミル２５に褐炭移送用空気として送られ、褐炭ミルで微粉化された乾燥褐炭とともに微粉褐炭移送管２６を通過して褐炭燃焼用バーナ４１に供給される。
【００１７】
ボイラ１の火炉内で燃焼したガスは、排ガス処理系統に送られる。本実施例では、排ガス処理系統は、脱硝装置４３、電気集塵器４４、脱硫装置４５などで構成されている。ボイラ排ガスは、ボイラ出口ガスダクト４２を通過して脱硝装置４３に送られ、ガス中の窒素酸化物が取り除かれる。空気予熱器３３にて減温されたボイラ排ガスは、さらに電気集塵器４４にて煤塵が取り除かれる。電気集塵器４４を出た排ガスは、誘引通風機４５にて昇圧され脱硫装置４６に送られ、硫黄酸化物が取り除かれ、大気に排出可能な清浄な排ガスとなる。この清浄な排ガスは、通常、煙突４８を介して大気に放出される。
【００１８】
本実施例では、脱硫装置４６で浄化したボイラ排ガスの一部を乾燥用ガスとして用いる。脱硫装置出口ダクト４７からボイラ排ガスの一部を高温乾燥ガス取り出し配管５０へ抜き取り、高温乾燥ガス昇圧ファン５１によりボイラ排ガスを昇圧する。昇圧されたボイラ排ガスは高温乾燥ガス昇圧ファン出口バタフライ弁５２を通過して、高温乾燥ガス昇圧ファン出口配管５３を流下し太陽熱集熱装置５４に送られる。高温乾燥ガス取り出し配管５０、高温乾燥ガス昇圧ファン５１、高温乾燥ガス昇圧ファン出口バタフライ弁５２、高温乾燥ガス昇圧ファン出口配管５３は、ボイラ排ガス移送配管系を構成する。なお、弁としてバタフライ弁を用いているが他の流量調整機能を有する弁でも良い（後述のバタフライ弁も同じ。）。
【００１９】
脱硫装置出口ダクト４７から抜き出したボイラ排ガスは５０〜６０℃程度の温度を有する。本実施例ではこの排ガスの熱も有効利用している。即ち、大気を太陽熱で加温するよりも比較的高温の排ガスを加温する方が太陽熱集熱装置５４を小さくすることができる。また、後述の実施例２のように乾燥ガスを貯蔵する場合や太陽熱を蓄熱する場合、これらの貯蔵や蓄熱に回す太陽熱を多くすることができる。
【００２０】
太陽熱集熱装置５４において脱硫装置４６からの排ガスが太陽熱で２００℃程度まで加熱される。太陽１３から昼間照らされる直達日射光線１４は太陽熱集熱装置５４にて回収され、ボイラ排ガスを加温する。太陽熱集熱装置として、本実施例ではトラフ型太陽熱集熱装置を用いているが、フレネル型太陽熱集熱装置やタワー型太陽熱集熱装置などを用いることができる。また、加温の方法として、油などの熱媒体に太陽熱を集熱し、集熱して高温となった熱媒体を介してボイラ排ガスを加温するようにしても良い。太陽熱エネルギを乾燥用ガスの加温に用いることにより褐炭乾燥用の熱エネルギのランニングコストが不要となる。
【００２１】
加温された乾燥用高温ガスは、太陽熱集熱装置出口高温乾燥ガス配管５５を流れ、高温乾燥ガス配管５６及び太陽熱集熱装置出口バタフライ弁５７を通過して褐炭乾燥装置入口配管５８から、褐炭乾燥装置２３に導かれる。太陽熱集熱装置出口高温乾燥ガス配管５５、高温乾燥ガス配管５６、太陽熱集熱装置出口バタフライ弁５７、褐炭乾燥装置入口配管５８は、高温乾燥ガス移送配管系を構成する。一方、褐炭乾燥装置２３には、褐炭貯蔵サイロ２１の褐炭が褐炭移送配管２２内を流下して入る。褐炭貯蔵サイロ２１には、褐炭貯炭場２０にある褐炭を陸上輸送して集める。
【００２２】
褐炭乾燥装置２３に流入した褐炭は、褐炭乾燥装置２３内を通過する間に高温乾燥ガスにより乾燥され、乾燥した褐炭は褐炭移送配管２４を流下して褐炭ミル２５に運ばれる。褐炭の乾燥を終えた低温乾燥ガスは、低温乾燥ガス移送管２８を流下して、煙突４８近くの、ボイラ排ガスダクトに導かれ外気に排出される。本実施例では、褐炭乾燥装置として、後述のように間接加熱方式の乾燥装置を用いており、低温乾燥ガスには褐炭の微粉が含まれない。また、乾燥用ガスとして脱硫装置で浄化したボイラ排ガスを用いているので、褐炭乾燥装置２３から排出される排ガスに対して浄化処理をする必要がなく、排ガスをそのまま煙突から大気に排出することができる。
【００２３】
褐炭乾燥装置２３における乾燥過程で褐炭中の水分は水蒸気となり、また、一部の褐炭は微粉化される。乾燥過程で生成した水蒸気と微粉褐炭は、水蒸気および微粉褐炭移送管２７を通じてボイラ１の上部に導入され燃焼処理される。本実施例では、乾燥過程で生成する水蒸気と微粉褐炭の量が少ないので、ボイラ１にこれらを押し込む力を少なくすることができ、乾燥ガス昇圧ファンの容量を大きくする必要がない。この点については後述する図３及び図４に記載の褐炭乾燥装置を説明する際に詳述する。
【００２４】
褐炭乾燥装置２３からの乾燥褐炭は褐炭ミル２５で微粉化される。微粉化された乾燥褐炭は、微粉褐炭移送用１次空気分配ダンパー３６を通った空気（褐炭移送用空気）とともに微粉褐炭移送管２６を通じて風箱（ウインドボックス）４０中のある褐炭燃焼バーナ４１に送られボイラ１の火炉内で燃焼する。
【００２５】
ボイラ１内で燃焼した褐炭の燃焼熱エネルギはボイラ内の伝熱管（図示省略）を介して水蒸気を発生させる。ボイラ１で発生した主蒸気は、主蒸気配管２により高圧蒸気タービン３に入り、高圧蒸気タービン３で仕事をした後、低温再熱配管４により再度ボイラ１に送られ再熱される。再熱された蒸気は、高温再熱配管５により中圧蒸気タービン６に入り、中圧蒸気タービン６で仕事をした後、クロスオーバ配管７を経て低圧蒸気タービン８に入り仕事をする。これらの高・中・低圧蒸気タービンにより、蒸気タービン発電機９が回され、発電する。低圧蒸気タービン８を出た蒸気は復水器１０で復水器冷却水配管１１がもたらす冷却水で復水に戻り、復水配管１２にて再度ボイラに送られる。
【００２６】
本実施例では、褐炭等の低品位炭を乾燥する高温乾燥ガスを得るために、復水器に導入される蒸気の熱エネルギを用いる必要がないので、蒸気タービンの排気圧力を従来の真空状態に保ち、蒸気タービンの出力を最大限取り出せる。また、高温乾燥ガスを得るためにボイラで発生した蒸気を用いる必要がないので、蒸気タービンからの抽気の必要がなくなり、蒸気タービンの出力の減少、プラント出力や効率の低下を抑制することができる。言い換えれば、プラント出力や効率を低下させることなく、褐炭を乾燥してボイラ燃料として用いることができ、火力発電プラント全体の熱効率を向上させることができる。
【００２７】
また、本実施例では、乾燥用ガスとして、脱硫装置で浄化した後のボイラ排ガスを用いているので、乾燥用ガスには硫黄酸化物が含まれておらず、配管や太陽熱集熱装置、褐炭乾燥装置などの機器の硫酸腐食を防止することができる。また、脱硫装置の後のボイラ排ガスは清浄化された不活性なガスでもあるので、大気を用いる場合に懸念される酸化腐食も防止することができる。
【００２８】
また、本実施例では、乾燥した褐炭をボイラ燃料としてボイラで蒸気を発生させているので、火力発電プラント全体の熱効率を向上させることができ、さらに、褐炭等の低品位炭の乾燥に用いる熱エネルギのランニングコストが不要となるので、褐炭等の低品位炭を燃料とする火力発電プラントの経済性が向上する。
【実施例２】
【００２９】
本実施例は、実施例１の構成に加えて、太陽熱集熱装置５４出口の高温乾燥ガスを圧縮機６２にてさらに昇圧して乾燥ガス貯蔵タンク６３に加圧保存し、夜間等太陽エネルギが使えない時に乾燥ガス貯蔵タンク６３に加圧保存した高温乾燥ガスを褐炭乾燥装置２３に供給するようにしたものである。
【００３０】
図２に実施例２に係る褐炭乾燥システムを備えた火力発電プラント全体を示す。図１に示す実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００３１】
本実施例では、実施例１に示す構成に加えて、圧縮機６２と乾燥ガス貯蔵タンク６３を追設している。太陽１３が出ている昼間に夜間等で使用する乾燥用ガスを貯蔵しおいて、夜間等にも乾燥用ガスが使用できるようにしている。太陽１３が出ている昼間に、高温乾燥ガス配管５６を流れる高温乾燥ガスは２方向に分かれて流れる。一つは太陽熱集熱装置出口バタフライ弁５７側に流れる高温乾燥ガスであり、褐炭乾燥装置２３に供給され、上述の実施例１と同様に褐炭を乾燥するために用いられる。他方は乾燥ガス圧縮機入口配管６０を流れ乾燥ガス圧縮機入口バタフライ弁６１側に流れる高温乾燥ガスである。乾燥ガス圧縮機入口バタフライ弁６１側に流れる高温乾燥ガスは乾燥ガス圧縮機６２に入り昇圧される。乾燥ガス圧縮機入口配管６０と乾燥ガス圧縮機入口バタフライ弁６１は、乾燥ガス貯蔵タンク入口配管系を構成する。昇圧された高温乾燥ガスは、乾燥ガス貯蔵タンク６３に蓄えられる。太陽が沈んで、太陽熱を直接回収できない夜間において、乾燥ガス貯蔵タンク６３から高温乾燥ガスが抜き取られる。抜き取られた高温乾燥ガスは、乾燥ガス貯蔵タンク出口バタフライ弁６４、乾燥ガス貯蔵タンク出口配管６５内を流れ、褐炭乾燥装置入口配管５８に流れ込み、褐炭乾燥装置２３に供給され、上述の実施例１と同様に褐炭を乾燥するために用いられる。乾燥ガス貯蔵タンク出口バタフライ弁６４と乾燥ガス貯蔵タンク出口配管６５は、乾燥ガス貯蔵タンク出口配管系を構成する。乾燥ガス貯蔵タンク出口配管６５は、褐炭乾燥装置入口配管５８を経由することなく、褐炭乾燥装置２３に接続するようにしても良い。
【００３２】
本実施例では、乾燥ガス貯蔵タンクに高温乾燥ガスを加圧保存して、それを夜間等に利用するようにしているが、次のようにしても良い。例えば、油などの熱媒体に太陽熱を集熱し、集熱して高温となった熱媒体を用いて、蓄熱用媒体（硝酸ナトリウムや硝酸カリウムなどの溶融塩）に太陽熱エネルギを蓄熱し、蓄熱用媒体を蓄熱槽に保存する。夜間に蓄熱槽の畜熱用媒体を取り出し、熱媒体を介してボイラ排ガスを加熱する。
【００３３】
本実施例によれば、上述の実施例１の効果に加えて、太陽が沈んだ夜間でも褐炭乾燥装置を用いて褐炭を乾燥させて燃焼させることができる。特に、本発明では、脱硫装置を出たボイラ排ガスを乾燥用ガスとして用いているので、大気を太陽熱で加熱する場合と比べて、乾燥用ガスを所定温度まで昇温するのに必要な太陽熱エネルギが少なくて済み、乾燥ガス貯蔵タンク側に回す太陽熱エネルギを確保しやすくなる。
【実施例３】
【００３４】
本実施例は、実施例１および２における褐炭乾燥装置２３の詳細な構成の一例であり、間接加熱方式の乾燥機部により褐炭を乾燥し、分離器部により乾燥後褐炭と、水蒸気および微粉とに分けて、それぞれ褐炭ミル２５と、ボイラ１の火炉の上部に供給するようにしたものである。
【００３５】
褐炭乾燥装置における加熱方式としては直接加熱方式と間接加熱方式がある。さらに間接加熱方式としては、回転ドラムの内部に伝熱管を設けた回転ドラム方式や、蒸気流動層内に加熱管を設けた蒸気流動層方式などがある。本実施例では回転ドラム方式を用いている。
【００３６】
図３に本発明の実施例に係る褐炭乾燥装置の乾燥機部と分離機部の構成を示す。図３では、褐炭を回転式乾燥機の伝熱管内に流し、乾燥用ガスを伝熱管の外側に流し、褐炭の乾燥過程で生じた物質を分離器に流して水蒸気と微粉と褐炭に分離している。
【００３７】
乾燥機部である回転式乾燥機７０内には伝熱管８２が複数本配置されており、褐炭移送配管２２から乾燥前褐炭８３が伝熱管８２内に供給される。回転式乾燥機７０内には、褐炭乾燥装置入口配管５８から太陽エネルギにて加温された高温乾燥ガス８０が供給される。高温乾燥ガス８０は回転式乾燥機７０内において伝熱管８２の外側を流れ、伝熱管内を流れる褐炭を加熱する。乾燥前褐炭８３は、伝熱管８２内を流れる過程で、高温乾燥ガス８０により加熱される。伝熱管８２の外側を加熱して冷却された乾燥用ガスは低温乾燥ガス８１となって、回転式乾燥機７０から低温ガス移送配管２８に排出され、低温ガス移送配管２８を通ってボイラ１をバイパスして煙突４８入口へ移送される。
【００３８】
回転式乾燥機７０による乾燥過程で、乾燥前褐炭８３が乾燥後褐炭８４と水蒸気８５となる他に、少量の微粉８６が生じる。乾燥後褐炭８４、水蒸気８５および微粉８６の三種類の物質は、分離器入口配管７１を通って分離器７２に一緒に流入する。
【００３９】
分離器７２はサイクロン式の分離器が用いられている。分離器７２内で分離された大部分の乾燥後褐炭８４は自重により落下して褐炭移送配管２４内を通過して褐炭ミル２５に流下する。乾燥後褐炭８４は、上述したように褐炭ミル２５により微粉化されて微紛褐炭となり、ボイラ１に供給される。
【００４０】
他方、分離器７０内に流入した水蒸気８５と少量の微紛８６は、分離器７２内で乾燥後褐炭８４と分離される。水蒸気８５および微粉８６は、微粉移送管２７内を流れボイラ１の上部に投入され、褐炭を主成分とする微分８６はボイラ１の火炉で燃焼する。
【００４１】
本実施例の効果について特許文献１と比較しながら説明する。特許文献１では、乾燥装置内で褐炭と乾燥用ガスを直接接触させている。このため乾燥に用いられて温度の下がった空気または排ガスはボイラ内に押し込まれ、脱臭処理されている。ボイラ内は圧力が高いので空気または排ガスを押し込むために容量の大きな乾燥用通風機が必要とされる。特許文献１には、乾燥に用い温度の下がった空気または排ガスをボイラに押し込むことなく、煙突を介して大気に放出することも記載されている。しかし、乾燥に用いた空気または排ガスには微粉が含まれる可能性があり、煙突を介して大気に放出するよりもボイラに押し込み、微粉を燃焼させて、排ガス処理することが望ましい。しかし、乾燥装置内で褐炭と乾燥用ガスを直接接触させる方式では、微粉を含む多くの使用済みの乾燥用ガスが発生する。これをボイラに押し込むようにするには容量の大きな通風機が必要となる。流動用ガスとして蒸気を用いる流動層タイプの乾燥装置でも同様な課題が生ずる。
【００４２】
これに対して、本実施例では、間接加熱方式の乾燥機と分離器とを用いているので、褐炭の乾燥に用いた後の低温乾燥ガスに乾燥過程で生じる微粉が混じることがない。そして、乾燥用ガスは、脱硫装置で浄化されたボイラ排ガスでもあるので、低温乾燥ガスは、特に浄化処理する必要がなく、煙突から大気に放出することができる。従って、ボイラの排ガス処理系統に余計な負荷をかけることなく褐炭の乾燥作業を行うことができる。また、本実施例では、乾燥過程で生じた少量の微粉をボイラに供給するようにしているが、微粉を含むガス量が、直接加熱や蒸気流動層方式と比べて大幅に少ないので、ボイラに押し込む際の動力が小さくて良い。これにより乾燥ガス昇圧ファンのような通風機の容量を大きくする必要がない。
【００４３】
本実施例の乾燥機部と分離器部を有する褐炭乾燥装置は、脱硫装置で浄化されたボイラ排ガスを太陽熱集熱装置で加熱して高温乾燥用ガスとして用いる場合に最適である。しかしながら、太陽熱集熱装置の効率的運用という点で効果が低下するが、大気を昇圧ファンで昇圧して太陽熱集熱装置により加熱し、乾燥用ガスとして用いる場合にも適用できる。
【実施例４】
【００４４】
本実施例は、実施例１および２における褐炭乾燥装置２３の詳細な構成の他の一例であり、実施例３と同様に間接加熱方式の乾燥機部により褐炭を乾燥し、分離器部により乾燥後褐炭と、水蒸気および微粉とに分けて、それぞれ褐炭ミル２５と、ボイラ１の火炉の上部に供給するようにしたものである。
【００４５】
図４に本発明の実施例に係る褐炭乾燥装置の乾燥機部と分離機部の他の構成を示す。本実施例では、図３に示す実施例と異なり、乾燥用ガスを回転式乾燥機の伝熱管内に流し、褐炭を伝熱管の外側に流している。
【００４６】
乾燥機部である回転式乾燥機７５内には伝熱管８８が複数本配置されており、褐炭乾燥装置入口配管５８から太陽エネルギにて加温された高温乾燥ガス８０が伝熱管８８内に供給される。回転式乾燥機７５内には褐炭移送配管２２から乾燥前褐炭８３が伝熱管８８外に供給される。即ち、高温乾燥ガス８０は回転式乾燥機７５内において伝熱管８８の内側を流れ、伝熱管外を流れる褐炭を加熱する。その他の構成・作用は、基本的に、図３と同様であり、説明は省略する。本実施例においても実施例３と同様な効果を奏することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加，削除，置換をすることが可能である。
【００４８】
また、排ガスや水蒸気，水の流れ、熱交換器などは説明上必要と考えられるものを示しており、プラント上必ずしも全ての排ガスや水蒸気，水の流れ、熱交換器などを示しているとは限らない。実際にはプラントの熱効率などを向上させるために、水や蒸気の流れ、熱交換などの工夫が種々行われている。
【符号の説明】
【００４９】
１  ボイラ
２  主蒸気配管
３  高圧蒸気タービン
４  低温再熱配管
５  高温再熱配管
６  中圧蒸気タービン
７  クロスオーバ配管
８  低圧蒸気タービン
９  蒸気タービン発電機
１０  復水器
１１  復水器冷却水配管
１２  復水配管
１３  太陽
１４  直達日射光線
２０  褐炭貯炭場
２１  褐炭貯蔵サイロ
２２  褐炭移送配管
２３  褐炭乾燥装置
２４  褐炭移送配管
２５  褐炭ミル
２６  微粉褐炭移送管
２７  水蒸気および微粉褐炭移送管
２８  低温乾燥ガス移送配管
３０  押込通風機入口ダクト
３１  押込通風機
３２  押込通風機出口ダクト
３３  空気予熱器
３４  空気予熱器出口ダクト
３５  微粉褐炭移送用1次空気配管
３６  微粉褐炭移送用1次空気分配ダンパー
３７  微粉褐炭燃焼用２次空気ダクト
３８  微粉褐炭燃焼用２次空気分配ダンパー
３９  微粉褐炭燃焼用２次空気風箱入口ダクト
４０  風箱（ウインドボックス）
４１  褐炭燃焼バーナ
４２  ボイラ出口ガスダクト
４３  脱硝装置
４４  電気集塵器
４５  誘引通風機
４６  脱硫装置
４７  脱硫装置出口ダクト
４８  煙突
５０  高温乾燥ガス取り出し配管
５１  高温乾燥ガス昇圧ファン
５２  高温乾燥ガス昇圧ファン出口バタフライ弁
５３  高温乾燥ガス昇圧ファン出口配管
５４  太陽熱集熱装置
５５  太陽熱集熱装置出口高温乾燥ガス配管
５６  高温乾燥ガス配管
５７  太陽熱集熱装置出口バタフライ弁
５８  褐炭乾燥装置入口配管
６０  乾燥ガス圧縮機入口配管
６１  乾燥ガス圧縮機入口バタフライ弁
６２  乾燥ガス圧縮機
６３  乾燥ガス貯蔵タンク
６４  乾燥ガス貯蔵タンク出口バタフライ弁
６５  乾燥ガス貯蔵タンク出口配管
７０  回転式乾燥機
７１  分離器入口配管
７２  分離器
７５  回転式乾燥機
８０  高温乾燥ガス
８１  低温乾燥ガス
８２  伝熱管
８３  乾燥前褐炭
８４  乾燥後褐炭
８５  水蒸気
８６  微紛
８８  伝熱管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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