(57)【要約】【課題】脱水剤の使用量を抑えることのできる低品位炭の脱水システムを提供する。【解決手段】本発明に係る低品位炭の脱水システムは、低品位炭に脱水剤の液化物を接触させ、低品位炭に含有された水分を脱水剤に溶解させて水と脱水剤との混合物を得ることによって低品位炭を脱水し、混合物を気体状態の脱水剤と水とに気水分離させて気体状態の脱水剤を回収し、回収された気体状態の脱水剤を加圧、冷却、または加圧と冷却の併用の何れかの方法により液化させ、液化した脱水剤を再利用して低品位炭を脱水する化学的脱水システム（Ｃ）と、化学的脱水システムの上流側に設けられ、低品位炭中に含まれるバルク水の全部または一部を機械的に脱水すると共に、脱水された低品位炭を化学的脱水システムへ供給する機械的脱水システム（Ｂ）と、を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低品位炭に常温・常圧で気体である有機化合物（以下、「脱水剤」という）の液化物を接触させ、低品位炭に含有された水分を前記脱水剤に溶解させて水と前記脱水剤との混合物を得ることによって低品位炭を脱水し、前記混合物を気体状態の前記脱水剤と水とに気水分離させて前記気体状態の脱水剤を回収し、回収された前記気体状態の脱水剤を加圧、冷却、または加圧と冷却の併用の何れかの方法により液化させ、液化した前記脱水剤を再利用して低品位炭を脱水する化学的脱水システムと、前記化学的脱水システムの上流側に設けられ、低品位炭中に含まれるバルク水の全部または一部を機械的に脱水すると共に、脱水された低品位炭を前記化学的脱水システムへ供給する機械的脱水システムと、を備えた低品位炭の脱水システム。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記化学的脱水システムは、低品位炭と前記脱水剤の液化物とを接触させて脱水する化学的脱水装置と、前記化学的脱水装置にて生成された前記混合物のうち前記脱水剤を気化させる脱水剤気化手段を有する気水分離装置と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を回収して貯留するレシーバタンクと、前記レシーバタンクに貯留されている気体状態の脱水剤を加圧する圧縮機と、前記圧縮機にて加圧された脱水剤を冷却して液化する冷却器と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を前記レシーバタンクまで搬送するブロワと、前記気水分離装置にて前記混合物から分離された水を系外へ排出するポンプと、を備えることを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項３】
請求項２の記載において、
前記化学的脱水システムの入口と出口に其々設けられた圧力仕切弁と、前記レシーバタンクと前記圧縮機の吸込口との間に設けられた圧力制御弁と、前記化学的脱水システムにおける液体状態の前記脱水剤が流れる経路と前記化学的脱水システムにおける気体状態の前記脱水剤が流れる経路とに其々に設けられ、前記脱水剤の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段による計測に基づいて前記圧力仕切弁の開閉動作の切り換え並びに前記圧力制御弁の開度の調整を行う制御装置と、をさらに備えたことを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項４】
請求項２の記載において、
前記化学的脱水装置は、低品位炭を搬送するベルトコンベア部と、搬送中の低品位炭へ前記脱水剤の液化物を噴霧する噴霧部と、前記混合物を貯留する貯留部と、を有することを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項５】
請求項２の記載において、
前記脱水剤気化手段は、加熱により前記脱水剤を気化させることを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項６】
請求項１または２の記載において、
前記機械的脱水システムは、出口がテーパ状に形成され、内部に低品位炭を搬送するスクリューフィーダが設けられた機械的脱水装置を有することを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項７】
請求項２の記載において、
前記気水分離装置にて分離された水に含まれる前記脱水剤を脱気する脱気塔と、前記脱気塔にて脱気された脱水剤を前記レシーバタンクに戻す経路と、をさらに備えたことを特徴とする低品位炭の脱水システム。
【請求項８】
ボイラから排出された燃焼排ガスを、脱硝装置、エアーヒータ、集塵装置、脱硫装置の順に流す排ガス系統と、前記ボイラが生成する蒸気によって蒸気タービンを駆動し、前記蒸気タービンを駆動した後に復水器へ蒸気を供給する蒸気系統と、前記復水器によって復水された水を前記ボイラに供給する給水系統と、低品位炭を脱水処理して前記ボイラに燃料として供給する低品位炭の脱水システムと、を備えた発電プラントであって、
前記低品位炭の脱水システムは、低品位炭に常温・常圧で気体である有機化合物（以下、「脱水剤」という）の液化物を接触させ、低品位炭に含有された水分を前記脱水剤に溶解させて水と前記脱水剤との混合物を得ることによって低品位炭を脱水し、前記混合物を気体状態の前記脱水剤と水とに気水分離させて前記気体状態の脱水剤を回収し、回収された前記気体状態の脱水剤を加圧、冷却、または加圧と冷却の併用の何れかの方法により液化させ、液化した前記脱水剤を再利用して低品位炭を脱水する化学的脱水システムと、前記化学的脱水システムの上流側に設けられ、低品位炭中に含まれるバルク水の全部または一部を機械的に脱水すると共に、脱水された低品位炭を前記化学的脱水システムへ供給する機械的脱水システムと、を備えたことを特徴とする発電プラント。
【請求項９】
請求項８の記載において、
前記化学的脱水システムは、低品位炭と前記脱水剤の液化物とを接触させて脱水する化学的脱水装置と、前記化学的脱水装置にて生成された前記混合物のうち前記脱水剤を気化させる熱交換器を有する気水分離装置と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を回収して貯留するレシーバタンクと、前記レシーバタンクに貯留されている気体状態の脱水剤を加圧する圧縮機と、前記圧縮機にて加圧された脱水剤を冷却して液化する冷却器と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を前記レシーバタンクまで搬送するブロワと、前記気水分離装置にて前記混合物から分離された水を系外へ排出するポンプと、を備えることを特徴とする発電プラント。
【請求項１０】
請求項９の記載において、
前記エアーヒータの出口から抽気した前記燃焼排ガスを、前記熱交換器を介して前記集塵装置へと流す経路を設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１１】
請求項９の記載において、
前記集塵装置の出口から抽気した前記燃焼排ガスを、前記熱交換器を介して前記脱硫装置へと流す経路を設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１２】
請求項１０または１１の記載において、
前記排ガス系統にガスガスヒータを設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１３】
請求項９の記載において、
前記復水器にて蒸気と熱交換して蒸発潜熱を得た熱媒体を前記熱交換器へと導いた後、再び前記復水器へと戻す経路を設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１４】
請求項１３の記載において、
前記熱媒体として、水または空気が用いられることを特徴とする発電プラント。
【請求項１５】
請求項９の記載において、
前記給水系統に、前記蒸気タービンから抽気した蒸気を前記熱交換器へと導き、当該熱交換器で前記脱水剤との熱交換により前記蒸気を凝縮水として回収し、当該凝縮水を前記ボイラへ供給する経路を設けたことを特徴とする発電プラント。
【請求項１６】
請求項９の記載において、
前記気水分離装置にて分離された水に含まれる前記脱水剤を脱気する脱気塔と、前記脱気塔にて脱気された脱水剤を前記レシーバタンクに戻す経路と、をさらに備えたことを特徴とする発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低品位炭（亜瀝青炭、褐炭あるいは亜炭）を化学的に脱水するシステム及びその脱水システムを用いた発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
低品位炭の脱水方法として、低品位炭に含有されている水分を水蒸気もしくは高温ガスにより蒸発させて低品位炭から脱水する方法（蒸発法）、水分を蒸発させることなく液体の状態を維持したまま低品位炭から脱水する方法（非蒸発法）がある。非蒸発法では水の蒸発潜熱に相当する熱が不要となるので、非蒸発法の方が蒸発法より必要なエネルギが少なくて済む。
【０００３】
蒸発法の代表例としては、蒸気流動層方式、バンド流動層方式並びにロータリーチューブ方式がある。一方、非蒸発法の代表例としては、フライスナープロセス、Mechanical Thermal Dewatering（MTE）法並びに溶剤置換法がある。
【０００４】
また、溶剤置換法に関しては、例えば特許文献１に記載の技術が公知である。特許文献１に記載の溶剤置換法は、脱水剤を使用する化学的脱水法である。脱水剤として、２５℃、１気圧（即ち、常温、常圧）において気体である物質、例えば、ジメチルエーテル（以下、「ＤＭＥ」と略記する）が利用される。当該脱水剤を加圧して液化物とし、当該液化物と低品位炭とを向流接触させて低品位炭に含有された水分が脱水される。当該液化物を減圧により気体へ相変化させ、当該気体と水が分離される。当該気体は、系内で循環されて、再び脱水に利用される。系内には圧縮機（１段目）と同軸で連結された膨張機が設置されている。膨張機が外界に対して行う仕事は回収され、気体となった脱水剤を加圧するために圧縮機の動力の一部として利用されている。なお、特許文献１では、圧縮機（１段目）だけでは当該気体の加圧が不十分なため、圧縮機（１段目）の下流側に圧縮機（２段目）が設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２９１７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術のように化学的脱水法だけで低品位炭から所定の水分を脱水する場合、脱水量に応じた脱水剤が必要となる。即ち、目標とする脱水量が多ければ使用する脱水剤量も多くなる。例えば、液化ＤＭＥは極性物質なので非極性物質と比較すれば水の溶解度が大きいが、それでも水の液化ＤＭＥへの溶解度は約０．０７ｗｔ％である。低品位炭から水１ｋｇを脱水するのに必要なＤＭＥ量は１／０．０７＝１４．３ｋｇとなる。ＤＭＥは循環させて再利用可能であるが、ＤＭＥの使用量に応じてイニシャルコストが高くなり、圧縮機の所要動力は大きくなるといった課題がある。
【０００７】
また、従来技術では、膨張機、複数台の圧縮機、脱水剤を液化させる凝縮器と気化させる蒸発器を接続させた熱交換器が必要となり、システムを構成する機器が多く、イニシャルコストが高くなるといった課題もある。
【０００８】
また、低品位炭を燃料とする発電プラントにおいては、低品位炭を脱水するシステムを用いた燃料前処理が行われるが、この燃料前処理に化学的脱水法を用いた場合も、上記と同様の課題がある。さらに、発電プラントにおいては、エネルギの有効利用及びプラント全体の熱効率の向上が恒久の課題である。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、脱水剤の使用量を抑えることのできる低品位炭の脱水システム及びそれを用いた発電プラントを提供することにある。さらに、第２の目的は、低品位炭の脱水システムを簡素な構成かつ低コストで提供することにある。また、第３の目的は、低品位炭の脱水システムを用いた発電プラントにおいて、エネルギの有効利用を図ると共に、熱効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、第１〜第７の手段から成る低品位炭の脱水システムと、第８〜第１６の手段からなる発電プラントを開示する。
【００１１】
まず、上記目的を達成するために、本発明の第１の手段は、低品位炭に常温・常圧で気体である有機化合物（以下、「脱水剤」という）の液化物を接触させ、低品位炭に含有された水分を前記脱水剤に溶解させて水と前記脱水剤との混合物を得ることによって低品位炭を脱水し、前記混合物を気体状態の前記脱水剤と水とに気水分離させて前記気体状態の脱水剤を回収し、回収された前記気体状態の脱水剤を加圧、冷却、または加圧と冷却の併用の何れかの方法により液化させ、液化した前記脱水剤を再利用して低品位炭を脱水する化学的脱水システムと、前記化学的脱水システムの上流側に設けられ、低品位炭中に含まれるバルク水の全部または一部を機械的に脱水すると共に、脱水された低品位炭を前記化学的脱水システムへ供給する機械的脱水システムと、を備えた低品位炭の脱水システムである。
【００１２】
この第１の手段によれば、機械的脱水システムにより脱水された低品位炭を化学的脱水システムにて脱水するので、脱水剤の使用量と低減することができる。また、第１の手段によれば、脱水剤の使用量を低減できることから、脱水システムを駆動するための動力を抑えることができる。
【００１３】
本発明の第２の手段は、前記第１の手段において、前記化学的脱水システムは、低品位炭と前記脱水剤の液化物とを接触させて脱水する化学的脱水装置と、前記化学的脱水装置にて生成された前記混合物のうち前記脱水剤を気化させる脱水剤気化手段を有する気水分離装置と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を回収して貯留するレシーバタンクと、前記レシーバタンクに貯留されている気体状態の脱水剤を加圧する圧縮機と、前記圧縮機にて加圧された脱水剤を冷却して液化する冷却器と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を前記レシーバタンクまで搬送するブロワと、前記気水分離装置にて前記混合物から分離された水を系外へ排出するポンプと、を備えることを特徴としている。この第２の手段によれば、脱水システムの構成を簡素化でき、低コストを実現できる。
【００１４】
本発明の第３の手段は、前記第２の手段において、前記化学的脱水システムの入口と出口に其々設けられた圧力仕切弁と、前記レシーバタンクと前記圧縮機の吸込口との間に設けられた圧力制御弁と、前記化学的脱水システムにおける液体状態の前記脱水剤が流れる経路と前記化学的脱水システムにおける気体状態の前記脱水剤が流れる経路とに其々に設けられ、前記脱水剤の圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段による計測に基づいて前記圧力仕切弁の開閉動作の切り換え並びに前記圧力制御弁の開度の調整を行う制御装置と、をさらに備えたことを特徴としている。
【００１５】
低品位炭からの水分が脱水される場合、脱水剤は液体状態で存在させ、低品位炭から脱水された水分と脱水剤とを分離させる場合、脱水剤は気体状態で存在させる必要がある。したがって、化学的脱水システムでは、脱水剤は液体状態もしくは気体状態の何れかの状態で存在することになる。脱水剤の存在状態は運転圧力に大きく依存するが、本発明の第３の手段によれば、制御装置が圧力計測手段による計測に基づいて、圧力仕切弁の開閉動作の切り換えと圧力制御弁の開度の調整を行うように制御しているから、化学的脱水システムで脱水剤を液体状態もしくは気体状態に維持することができる。
【００１６】
このとき、水との親和性の観点から当該脱水剤には極性を有する有機化合物を使用するのが好ましい。例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、エチルメチルエーテル等を利用することができる。また、脱水剤として、これらの有機化合物を単一もしく複数組み合わせて利用しても良い。
【００１７】
本発明の第４の手段は、前記第２の手段において、前記化学的脱水装置は、低品位炭を搬送するベルトコンベア部と、搬送中の低品位炭へ前記脱水剤の液化物を噴霧する噴霧部と、前記混合物を貯留する貯留部と、を有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の第５の手段は、前記第２の手段において、前記脱水剤気化手段は、加熱により前記脱水剤を気化させることを特徴としている。
【００１９】
本発明の第６の手段は、前記第１の手段または前記第２の手段において、前記機械的脱水システムは、出口がテーパ状に形成され、内部に低品位炭を搬送するスクリューフィーダが設けられた機械的脱水装置を有することを特徴としている。この第６の手段によれば、機械的脱水装置の出口がテーパ状となっているので、低品位炭を出口部で加圧し、水切り（脱水）することができる。
【００２０】
本発明の第７の手段は、前記第２の手段において、前記気水分離装置にて分離された水に含まれる前記脱水剤を脱気する脱気塔と、前記脱気塔にて脱気された脱水剤を前記レシーバタンクに戻す経路と、をさらに備えたことを特徴としている。この第７の手段によれば、脱水剤の回収量を増加させることができる。
【００２１】
次に、上記第１〜第７の手段に係る本発明の作用について説明する。
２５℃、１気圧において気体である物質を加圧により液化し、低品位炭の脱水剤として利用する場合において、脱水剤に要求される条件は、水との親和力が大きいこと、環境負荷物質（重金属、硫黄及びハロゲン等）を未含有であること、可燃性の有機化合物（ボイラで燃焼可能）であること、物性値（比熱、密度及び飽和蒸気圧等）が既知であること、低毒性であること、安価であること等である。例えば、ＤＭＥは、これら要求条件を満たす脱水剤の１つである。脱水剤としてＤＭＥを用いた場合、ＤＭＥの沸点は−２５℃なので、常温において脱水した水とＤＭＥとの混合物を減圧すれば、ＤＭＥは容易（蒸発潜熱相当のエネルギが不要）に気化して水と分離する。
【００２２】
図１に、低品位炭の水分含有割合並びに低品位炭中の水分存在割合の一例を示す。低品位炭の産地にもよるが、本例では、低品位炭の水分含有割合を６０ｗｔ％とする。低品位炭の全水分含量の内、６０％が低品位炭表面に物理吸着している付着水、比較的大きなクラック内に保持されている水、いわゆるバルク水として存在、３０％が細孔水として存在、１０％が低品位炭の含酸素官能基（カルボキシル基、水酸基等）と水素結合している化学結合水として存在する。バルク水、細孔水を脱水すれば、低品位炭でも高品位炭並の水分含有割合となる。
【００２３】
低品位炭に含有される水の脱水の容易さは、バルク水→細孔水→結合水の順であり、この順に脱水される。化学的脱水システムと比較して機械的脱水システムでの細孔水、結合水の脱水には時間がかかる。そこで、機械的脱水システムでは比較的容易に脱水可能なバルク水の一部を脱水する。目標とする脱水量にもよるが、機械的脱水システムによる脱水の後、化学的脱水システムにおいて脱水剤を用いて残りのバルク水及び細孔水を脱水する。これにより脱水剤の量を低減させることができる。
【００２４】
図２に従来技術による脱水のイメージと本発明による脱水のイメージを示す。従来技術による脱水では、低品位炭の表面がバルク水に覆われているので、まず、バルク水と脱水剤（例えばＤＭＥ）とを接触させた後、バルク水の一部を脱水剤へ溶解・脱水した後、フレッシュな脱水剤と細孔内の水とを接触させて、細孔内の水の一部を脱水剤へ溶解・脱水した脱水という２段階の脱水が生じている。一方、本発明による脱水では、機械的脱水装置によりバルク水の半分程度を脱水すれば、低品位炭の表面の一部が現れて細孔と脱水剤との接触が容易となる。バルク水と細孔内の水との同時脱水（１段階の脱水）ができるので、従来技術と比較して、化学的脱水システムでの低品位炭の脱水効率が向上する。
【００２５】
低品位炭の細孔内で水と置換された脱水剤は、細孔における表面張力の作用により雰囲気が常温・常圧となっても気化し難いので、脱水後の低品位炭は細孔内に脱水剤を含有することになる。低品位炭に付着した脱水剤（例えばＤＭＥの場合、発熱量：１４１４３ｋｃａｌ／ｋｇ）の分だけ低品位炭の発熱量が増加することになる。
【００２６】
次に、上記目的を達成するために、本発明の第８の手段は、ボイラから排出された燃焼排ガスを、脱硝装置、エアーヒータ、集塵装置、脱硫装置の順に流す排ガス系統と、前記ボイラが生成する蒸気によって蒸気タービンを駆動し、前記蒸気タービンを駆動した後に復水器へ蒸気を供給する蒸気系統と、前記復水器によって復水された水を前記ボイラに供給する給水系統と、低品位炭を脱水処理して前記ボイラに燃料として供給する低品位炭の脱水システムと、を備えた発電プラントであって、前記低品位炭の脱水システムは、低品位炭に常温・常圧で気体である有機化合物（以下、「脱水剤」という）の液化物を接触させ、低品位炭に含有された水分を前記脱水剤に溶解させて水と前記脱水剤との混合物を得ることによって低品位炭を脱水し、前記混合物を気体状態の前記脱水剤と水とに気水分離させて前記気体状態の脱水剤を回収し、回収された前記気体状態の脱水剤を加圧、冷却、または加圧と冷却の併用の何れかの方法により液化させ、液化した前記脱水剤を再利用して低品位炭を脱水する化学的脱水システムと、前記化学的脱水システムの上流側に設けられ、低品位炭中に含まれるバルク水の全部または一部を機械的に脱水すると共に、脱水された低品位炭を前記化学的脱水システムへ供給する機械的脱水システムと、を備えたことを特徴としている。
【００２７】
この第８の手段によれば、機械的脱水システムにより脱水された低品位炭を化学的脱水システムにて脱水するので、脱水剤の使用量と低減することができる。また、第８の手段によれば、脱水剤の使用量を低減できることから、脱水システムを駆動するための動力を抑えることができる。
【００２８】
本発明の第９の手段は、前記第８の手段において、前記化学的脱水システムは、低品位炭と前記脱水剤の液化物とを接触させて脱水する化学的脱水装置と、前記化学的脱水装置にて生成された前記混合物のうち前記脱水剤を気化させる熱交換器を有する気水分離装置と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を回収して貯留するレシーバタンクと、前記レシーバタンクに貯留されている気体状態の脱水剤を加圧する圧縮機と、前記圧縮機にて加圧された脱水剤を冷却して液化する冷却器と、前記気水分離装置にて気化された脱水剤を前記レシーバタンクまで搬送するブロワと、前記気水分離装置にて前記混合物から分離された水を系外へ排出するポンプと、を備えることを特徴としている。この第９の手段によれば、発電プラントの構成を簡素化でき、低コストを実現できる。
【００２９】
本発明の第１０の手段は、前記第９の手段において、前記エアーヒータの出口から抽気した前記燃焼排ガスを、前記熱交換器を介して前記集塵装置へと流す経路を設けたことを特徴としている。この第１０の手段によれば、ボイラからの燃焼排ガスの熱源を、脱水剤を水から分離するためのエネルギとして有効利用できるから、発電プラントの熱効率向上に繋がる。
【００３０】
本発明の第１１の手段は、前記第９の手段において、前記集塵装置の出口から抽気した前記燃焼排ガスを、前記熱交換器を介して前記脱硫装置へと流す経路を設けたことを特徴としている。この第１１の手段によれば、ボイラからの燃焼排ガスの熱源を、脱水剤を水から分離するためのエネルギとして有効利用できるから、発電プラントの熱効率向上に繋がる。
【００３１】
本発明の第１２の手段は、前記第１０の手段または第１１の手段において、前記排ガス系統にガスガスヒータを設けたことを特徴としている。
【００３２】
本発明の第１３の手段は、前記第９の手段において、前記復水器にて蒸気と熱交換して蒸発潜熱を得た熱媒体を前記熱交換器へと導いた後、再び前記復水器へと戻す経路を設けたことを特徴としている。この第１３の手段によれば、復水器の蒸気の熱源を、脱水剤を水から分離するためのエネルギとして有効利用できるから、発電プラントの熱効率向上に繋がる。
【００３３】
本発明の第１４の手段は、前記第１３の手段において、前記熱媒体として、水または空気が用いられることを特徴としている。
【００３４】
本発明の第１５の手段は、前記第９の手段において、前記給水系統に、前記蒸気タービンから抽気した蒸気を前記熱交換器へと導き、当該熱交換器で前記脱水剤との熱交換により前記蒸気を凝縮水として回収し、当該凝縮水を前記ボイラへ供給する経路を設けたことを特徴としている。この第１５の手段によれば、蒸気タービンから抽気した蒸気の熱源を、脱水剤を水から分離するためのエネルギとして有効利用できるから、発電プラントの熱効率向上に繋がる。
【００３５】
本発明の第１６の手段は、前記第９の手段において、前記気水分離装置にて分離された水に含まれる前記脱水剤を脱気する脱気塔と、前記脱気塔にて脱気された脱水剤を前記レシーバタンクに戻す経路と、をさらに備えたことを特徴としている。この第１６の手段によれば、脱水剤の回収量を増加させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明に係る低品位炭の脱水システムによれば、機械的脱水システムにより脱水された低品位炭を化学的脱水システムにて脱水するので、脱水剤の使用量と低減することができる。また、脱水剤の使用量の低減に伴い、圧縮機の動力も低減できる。また、本発明に係る発電プラントによれば、未利用の熱源を、水と脱水剤との混合物を気水分離するためのエネルギとして有効利用でき、発電プラントの熱効率向上に繋がる。さらに、上記従来の技術と比較して、膨張機が不要となるうえ、圧縮機の員数低減並びに気化熱回収設備が不要となるのでシステムの簡素化及び低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】低品位炭に含まれる水分の含有割合と脱水の容易さを示す図である。
【図２】本発明と従来技術との低品位炭の脱水の仕組みの違いを示す図である。
【図３】本発明に係る低品位炭の脱水システムの第１実施例を示す系統図である。
【図４】図３に示す化学的脱水装置の詳細を示す図である。
【図５】図３に示す低品位炭の脱水システムの操作条件を示す図である。
【図６】本発明に係る低品位炭の脱水システムの第２実施例を示す系統図である。
【図７】本発明に係る発電プラントの第１実施例を示す系統図である。
【図８】図７に示す発電プラントの排ガス系統の変形例を示す図である。
【図９】本発明に係る発電プラントの第２実施例を示す系統図である。
【図１０】図９に示す発電プラントの排ガス系統の変形例を示す図である。
【図１１】本発明に係る発電プラントの第３実施例を示す系統図である。
【図１２】本発明に係る発電プラントの第４実施例を示す系統図である。
【図１３】本発明に係る発電プラントの第５実施例を示す系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
「低品位炭の脱水システムの第１実施例（ＳＹＳ１）」
本発明の内容を下記に記載の実施例にて詳細に説明するが、本発明が本実施例にて制限されるものではない。まず、本発明に係る低品位炭の脱水システムの第１実施例について、図３〜図５を参照しながら説明する。第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１は、低品位炭の流れの上流側から低品位炭供給部Ａ、機械的脱水システムＢ、化学的脱水システムＣ、低品位炭貯留部Ｄの順に配管で接続して構成されている。また、この脱水システムを構成する各種装置、弁等の作動は制御装置７０によって制御されている。なお、この第１実施例では、脱水剤としてジメチルエーテル（ＤＭＥ）が用いられている。
【００３９】
低品位炭供給部Ａは、低品位炭を貯留する低品位炭供給ホッパ１１と、この低品位炭供給ホッパ１１の入口と接続された低品位炭供給配管３１と、低品位炭供給ホッパ１１の出口と接続された連絡配管３２と、低品位炭供給配管３１に設けられた低品位炭供給弁２２と、連絡配管３２に設けられたロータリーバルブ２１とを備えている。脱水前の低品位炭１は、低品位炭供給配管３１から低品位炭供給ホッパ１１へ供給されて貯留される。そして、低品位炭供給ホッパ１１に貯留された低品位炭は、ロータリーバルブ２１により切り出された後、機械的脱水システムＢへと供給される。
【００４０】
機械的脱水システムＢは、低品位炭を機械的に脱水する機械的脱水装置１２を有している。機械的脱水装置１２は、連絡配管３２を介して低品位炭供給ホッパ１１と接続されていると共に、連絡配管３３を介して、後述する化学的脱水装置１３と接続されている。機械的脱水装置１２は、略円筒形状の胴体部１２ａの内部に、低品位炭を搬送するスクリューコンベア１２ｃが設けられた構成である。なお、スクリューコンベア１２ｃはモータで駆動される。また、胴体部１２ａの出口１２ｂがテーパ状に形成されている。さらに、胴体部１２ａには排水配管３６が接続され、この排水配管３６には、排水弁２３が設けられている。
【００４１】
低品位炭供給ホッパ１１から供給された低品位炭は、機械的脱水装置１２のスクリューコンベア１２ｃの回転によって機械的に圧力がかけられながら、テーパ状の出口１２ｂへと搬送される。この圧力によって、低品位炭に含まれるバルク水の全部または一部が脱水される。そして、脱水された低品位炭は、化学的脱水装置１３へと送り出される。このとき、脱水された水３ａは、排水配管３６を介して機械的脱水システムＢの系外へと排水される。なお、排水弁２３が開かない限り、脱水された水３ａは機械的脱水装置１２内に水封状態に維持されている。
【００４２】
化学的脱水システムＣは、低品位炭とＤＭＥの液化物とを接触させて脱水する化学的脱水装置１３と、化学的脱水装置１３にて生成された水とＤＭＥの混合物のうちＤＭＥを気化させる気水分離装置１４と、気水分離装置１４にて気化されたＤＭＥを回収して貯留するレシーバタンク１６と、レシーバタンク１６に貯留されている気体状態のＤＭＥを加圧する圧縮機１７と、圧縮機１７にて加圧されたＤＭＥを冷却して液化する冷却器１０と、気水分離装置１４にて気化されたＤＭＥをレシーバタンク１６まで搬送するブロワ２０と、気水分離装置１４にて水とＤＭＥの混合物から分離された水を系外へ排出する排水ポンプ６０と、を備えている。
【００４３】
さらに、化学的脱水システムＣは、その入口に設けられた化学的脱水装置入口弁（圧力仕切弁）５０と、その出口に設けられた低品位炭排出弁（圧力仕切弁）２６と、レシーバタンク１６と圧縮機１７の吸込口１７ａとの間に設けられた圧縮機入口弁（圧力制御弁）２７と、液体状態のＤＭＥが流れる経路にある化学的脱水装置１３に設けられた圧力発信機（圧力計測手段）６５と、気体状態のＤＭＥが流れるレシーバタンク１６（気体状態のＤＭＥが流れる経路）に設けられた圧力発信機（圧力計測手段）６６と、を備えている。なお、化学的脱水装置入口弁５０及び低品位炭排出弁２６の開閉動作の切り換え、並びに圧縮機入口弁２７の開度の調整は、制御装置７０が圧力発信機６５，６６からの入力信号に基づいて行っている。
【００４４】
化学的脱水装置１３は、図４に示すように、液化ＤＭＥを低品位炭へ噴霧して低品位炭の水分を化学的に脱水するスプレイノズル（噴霧部）１３ａと、モータによって駆動され、低品位炭を化学的脱水装置１３の入口から出口へ搬送するベルトコンベア（ベルトコンベア部）１３ｂと、低品位炭から脱水された水を含有する液化ＤＭＥ（以下、「水含有液化ＤＭＥ」と言う）を回収する液化ＤＭＥタンク（貯留部）１３ｃとから構成される。化学的脱水装置１３に供給された低品位炭は、ベルトコンベア１３ｂによって搬送される過程でスプレイノズル１３ａから噴霧されたＤＭＥにより水分が脱水される。化学的脱水装置１３によって脱水された低品位炭は、ベルトコンベア１３ｂによって化学的脱水装置１３の出口へと運ばれ、連絡配管３４を介して低品位炭貯留部Ｄへ供給される。一方、水含有液化ＤＭＥは、液化ＤＭＥタンク１３ｃに貯留された後、液化ＤＭＥ回収配管３８に設置したポンプ１９を利用して気水分離装置１４へ供給される。なお、化学的脱水装置１３の水封状態を維持するため、液化ＤＭＥ回収配管３８にはＤＭＥ回収弁２５が設置されている。また、気水分離装置１４で気化したＤＭＥが化学的脱水装置１３に逆流するのを防止するために、液化ＤＭＥ回収配管３８には逆止弁２８が設けられている。
【００４５】
気水分離装置１４は、脱水剤気化手段としての熱交換器１８、水含有液化ＤＭＥを気体状態のＤＭＥと水に分離する気水分離部１４ａと、水含有液化ＤＭＥから分離された水を貯留する水タンク部１４ｂとから構成されていて、その内部圧力は、化学的脱水装置１３の内部圧力より低くなるように圧縮機入口弁２７で調節されている。熱交換器１８は燃焼排ガス配管４２と連結されており、ボイラ（図示せず）から排出された燃焼排ガス５ａが供給される。水３ｂは、ポンプ６０を駆動することにより、水タンク部から排水配管３７を介して系外へ排出される。なお、気水分離装置１４の水封状態を維持するため、排水配管３７には排水弁２４が設置されている。
【００４６】
水含有液化ＤＭＥから分離された気体状態のＤＭＥは、ＤＭＥ回収配管３９に設置したブロワ２０を利用してレシーバタンク１６へ供給され、当該レシーバタンク１６内に貯留される。気体状態のＤＭＥは、ＤＭＥ供給配管４１に設置した圧縮機１７により再加圧されて液化ＤＭＥとなる。この液化ＤＭＥは、冷却器１０で所定の温度に調整された後、化学的脱水装置１３へと供給され、スプレイノズル１３ａから低品位炭へ噴霧される。
【００４７】
なお、一部のＤＭＥは系内で循環されずに低品位炭（脱水後）２に付着して系外へ排出される。そのため、第１実施例では、系外へ排出されたＤＭＥ量に応じて、補給用のＤＭＥ４がレシーバタンク１６と連結されているＤＭＥ補給配管４０を介して補給されるようになっている。
【００４８】
低品位炭貯留部Ｄは、連絡配管３４を介して化学的脱水装置１３と接続され、化学的脱水装置１３にて脱水された低品位炭を貯留する低品位炭回収ホッパ１５と、貯留された低品位炭を図外のボイラに供給するための低品位炭排出配管３５と、を備えて構成されている。
【００４９】
制御装置７０は、低品位炭供給部Ａ、機械的脱水システムＢ、化学的脱水システムＣ、及び低品位炭貯留部Ｄの各機器と電気的に接続されていて、以下に示す操作条件となるように、低品位炭の脱水システム全体の運転を制御している。
【００５０】
第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の操作条件について、図５を用いて述べる。化学的脱水装置１３の操作条件は、圧力０．７８ＭＰａＡ、温度３０℃である。この圧力下でのＤＭＥの沸点は３５℃なので、化学的脱水装置１３では、ＤＭＥは液体として存在する。気水分離装置１４では減圧されるが、燃焼排ガスの顕熱を投入するので、気水分離装置１４内の温度は維持される。よって、気水分離装置１４の操作条件は、圧力０．５５ＭＰａＡ、温度３０℃である。この圧力下でのＤＭＥの沸点は２２℃なので、気水分離装置１４では、ＤＭＥは気体として存在する。したがって、この条件では脱水された水は液体として存在するので、水とＤＭＥとの分離が可能となる。
【００５１】
分離した気体状態のＤＭＥは、圧縮機１７で再加圧されて、圧力０．７８ＭＰａＡ、温度３８℃となる。この圧力下ではＤＭＥの沸点は３５℃なので、圧縮機１７で加圧されたＤＭＥは、気体として存在する。当該気体状態のＤＭＥは、圧縮機１７の下流側に設置された冷却器１０により冷却されて液体状態のＤＭＥとなる。当該状態での操作条件は、圧力０．７８ＭＰａＡ、温度３０℃であり、化学的脱水装置１３と同じ操作条件である。再び液体状態となったＤＭＥは、低品位炭の脱水に利用される。
【００５２】
（実験例１）
次に、第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の効果を検証するために、以下の脱水試験を実施した。脱水試験に用いた低品位炭は、豪州産の褐炭（以下、「ＡＹ炭」と言う）である。表１にＡＹ炭の分析値（但し、固定炭素及び燃料比は計算値）を示す。ＡＹ炭の含水率は６０％以上、石炭化が進行していないので燃料比は１以下である。
【表１】
2013203760.tif 000003
【００５３】
脱水試験は、まず、機械的脱水法によりバルク水の半分の水分量（脱水量０．３０ｋｇ／生褐炭中の水分量１ｋｇ）を脱水し、次に、化学的脱水法により褐炭の含水率が１０％となるまで脱水するという手順で行った。この試験で得られた結果を、実験例１として表２に示す。
【００５４】
（比較例１）
また、脱水効果を比較するために、特許文献１に記載の化学的脱水法に基づいた脱水システムを使用して低品位炭の脱水試験を実施した。なお、特許文献１では膨張機が使用されているが、比較例１の試験では、膨張機の代わりに圧力調節弁を使用した。そのため、特許文献１と比較例１では、装置構成は若干異なるが、圧力調節弁により系内の圧力を制御することにより、系内の圧力・温度条件に影響しないようにした。比較例１の試験に用いた低品位炭はＡＹ炭で、化学的脱水法により褐炭の含水率が１０％となるまで脱水した。この試験で得られた結果を、比較例１として表２に示す。
【００５５】
（比較例２）
また、脱水効果を比較するために、流動層脱水装置を用いて低品位炭の脱水試験を実施した。流動化ガスとして、流動層脱水装置下部のウインドボックスへ１３０℃の空気を供給した。当該空気は低品位炭脱水の熱源も兼ねた。空気の加熱並び供給には、熱風発生器を使用した。流動層脱水装置はバッチ式の装置とした。放熱防止のため、流動層脱水装置の周囲をロックウールにて断熱施工、熱風発生器と流動層脱水装置との間の配管をヒートトレースした。充填した石炭重量と供給した高温空気量との比は、約０．１（ｋｇ／ｋｇ）であった。比較例２の試験に用いた低品位炭はＡＹ炭で、蒸発法により褐炭の含水率が１０％となるまで脱水した。この試験で得られた結果を、比較例２として表２に示す。
【００５６】
なお、上記した脱水試験において、石炭の発熱量の計測に際しては、ＪＩＳ Ｍ ８８１４「石炭類及びコークス類−ボンブ熱量計による総発熱量の測定方法及び真発熱量の計算方法」に基づいた熱研式ボンベ型熱量計を使用した。
【表２】
2013203760.tif 000004
【００５７】
比較例２では、褐炭中の水分の脱水に伴って発熱量が増加した。実験例１及び比較例１における脱水後褐炭の発熱量の値は、比較例２における脱水後褐炭の発熱量の値より、さらに大きな値となっている。これは、実験例１及び比較例１における脱水後褐炭では、細孔中へＤＭＥが入り込んでいるため、この分のＤＭＥの発熱量が加算されたためである。循環使用したＤＭＥ量は、実験例１では５．２ｋｇ／ｋｇ−脱水量、比較例１では７．６ｋｇ／ｋｇ−脱水量であり、実験例１の方が比較例１に比べて大幅な低減となった。本試験結果から、第１実施例に係る低品位炭の脱水システムが、脱水剤の使用量を従来に比べて大幅に低減できることを実証することができた。
【００５８】
以上説明したように、第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１によれば、機械的脱水システムＢにより脱水された低品位炭を化学的脱水システムＣにて脱水するので、脱水剤の使用量と低減することができる。また、脱水剤の使用量の低減に伴い、圧縮機１７の動力も低減できる。さらに、第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１は、膨張機や気化熱回収設備等が不要となるうえ、圧縮機１７は１機で十分であるため、システムの簡素化及び低コスト化が可能となる。
【００５９】
「低品位炭の脱水システムの第２実施例（ＳＹＳ２）」
次に、本発明に係る低品位炭の脱水システムの第２実施例について、図６を参照しながら説明する。第２実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ２は、気水分離装置１４にて分離された水に含まれるＤＭＥを脱気する脱気システムＥをさらに備えた点が第１実施例と相違する。そのため、以下の説明では、この相違点を中心に説明を行うこととし、第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略することにする。
【００６０】
図６に示すように、脱気システムＥは、排水配管３７を介して気水分離装置１４と接続される脱気塔８と、この脱気塔８とレシーバタンク１６とを繋ぐジメチルエーテル回収配管４４と、脱気塔８で分離された水を系外へ排出する排水配管４７と、熱交換器４８とを備えている。ジメチルエーテル回収配管４４にはジメチルエーテル回収弁４９が設置されている。また、熱交換器４８には燃焼排ガス配管４５が接続されていて、この燃焼排ガス配管４５内をボイラ（図示せず）から排出された燃焼排ガス５ｂが流れることにより、脱気塔８内へ熱が供給される。
【００６１】
そして、水とＤＭＥとの混合物が、熱交換器４８を介して燃焼排ガス５ｂから吸熱することで、ＤＭＥが気化され、水とＤＭＥが分離される。気化されたＤＭＥは、ジメチルエーテル回収弁４９を開けることにより、ジメチルエーテル回収配管４４を流れてレシーバタンク１６へ回収される。一方、混合物から分離された水３ｃは、排水配管４７から系外へと排水される。なお、排水配管４７には、脱気塔８の水封状態を維持するため、排水弁４６が設置されている。
【００６２】
このように、第２実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ２では、この脱気システムＥを設けることにより、ＤＭＥの回収率を高めることができる。また、圧縮機１７の負荷も低減することができる。これについて詳しく説明すると、気水分離装置１４で回収できるＤＭＥは雰囲気の圧力（飽和蒸気圧）によって決まる。回収率を高めるために雰囲気の圧力を下げれば圧縮機１７の圧縮仕事が増えるため、圧縮機１７の負荷が大きくなる。それに対して、第２実施例のように気水分離装置１４の下流側に脱気塔８を設置すれば、圧縮機１７の負荷を大きくせず、ＤＭＥの回収率を高めることができる。
【００６３】
「発電プラントの第１実施例（ＰＰ１）」
続いて、本発明に係る発電プラントの第１実施例について、図７を参照しながら説明する。本発明の第１実施例に係る発電プラントＰＰ１は、ボイラ１０２から排出された燃焼排ガスが流れる排ガス系統１００ａと、ボイラ１０２が生成する蒸気が流れる蒸気系統１００ｂと、復水器１０９によって復水された水が流れる給水系統１００ｃと、ボイラの燃料となる低品位炭を脱水する脱水システムＳＹＳ１と、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１にて脱水された低品位炭を粉砕する粉砕装置１０１と、を備えている。
【００６４】
排ガス系統１００ａは、ボイラ１０２で低品位炭を燃焼した際に発生した燃焼排ガスを煙突（図示せず）へと導くための系統であり、ボイラ１０２と脱硝装置１０３とを燃焼排ガス配管１２１ａで接続し、脱硝装置１０３とエアーヒータ（Ａ／Ｈ）１０４とを燃焼排ガス配管１２１ｂで接続し、エアーヒータ１０４と乾式電気集塵機（ＤＥＳＰ）１０５とを燃焼排ガス配管１２１ｃで接続し、乾式電気集塵機１０５と湿式脱硫装置（ＷＦＧＤ）１０６とを燃焼排ガス配管１２１ｄで接続し、湿式脱硫装置１０６に燃焼排ガス配管１２１ｅを接続して構成されている。ボイラ１０２から排出された燃焼排ガスは、脱硝装置１０３、エアーヒータ１０４、乾式電気集塵機１０５、湿式脱硫装置１０６の順に流れる過程で、燃焼排ガスに含まれる環境規制物質が規制値以下まで除去される。そして、処理済の燃焼排ガス１３０が煙突から外部に排出される。
【００６５】
蒸気系統１００ｂは、ボイラ１０２で生成された蒸気が流れる系統であり、蒸気タービン１０７と復水器１０９とを備える。ボイラ１０２で生成された蒸気は、水蒸気配管１２４によって蒸気タービン１０７まで導かれ、その蒸気によって蒸気タービン１０７が駆動される。蒸気タービン１０７が駆動することで、発電機１０８が回転して発電する。そして、蒸気タービン１０７から排出された蒸気は、復水するために復水器１０９に供給される。
【００６６】
給水系統１００ｃは、復水器１０９によって復水された水をボイラ１０２に供給するための系統であり、復水器１０９とボイラ１０２とを復水配管１２５で接続して構成される。なお、復水器１０９へは、冷却水配管１２６，１２７を介して冷却水１３１が供給される。
【００６７】
また、ボイラ１０２と低品位炭の脱水システムＳＹＳ１との間には粉砕装置１０１が設けられており、脱水処理された低品位炭は、この粉砕装置１０１にて細かく粉砕された後、低品位炭供給配管１２０を経由してボイラ１０２に供給される。なお、発電プラントＰＰ１で用いられている低品位炭の脱水システムＳＹＳ１は、前述した第１実施例に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ１と同じものである。そのため、同一の構成には同じ符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００６８】
さらに、第１実施例に係る発電プラントＰＰ１では、エアーヒータ１０４と乾式電気集塵機１０５との間の燃焼排ガス配管１２１ｃと、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の気水分離装置１４に組み込まれた熱交換器１８とを配管で接続して、エアーヒータ１０４の出口から抽気した燃焼排ガスが、熱交換器１８を介して乾式電気集塵機１０５へ流れる経路を設けている。これにより、気水分離装置１４に取り込まれた水含有液化ＤＭＥは、熱交換器１８を流れる燃焼排ガスの熱によって気化し、水と分離されることになる。
【００６９】
このように構成された発電プラントＰＰ１によれば、脱水剤の使用量を低減でき、圧縮機１７の動力も低減できるから、発電プラントＰＰ１の消費電力を低減できる。さらに、ボイラ１０２から排出された燃焼排ガスの熱を利用して水含有液化ＤＭＥからＤＭＥを気化させることができるから、エネルギの有効利用が図られ、発電プラントＰＰ１の熱効率が向上する。
【００７０】
なお、発電プラントＰＰ１は、排ガス系統１００ａにガスガスヒータを設けることもできる。この場合、図８に示すように、エアーヒータ１０４と乾式電気集塵機１０５の間に高温側ガスガスヒータ（ＧＧＨ）１３２ａを設け、湿式脱硫装置１０６の下流側に低温側ガスガスヒータ（ＧＧＨ）１３２ｂを設ける。このようにすると、発電プラントＰＰ１の白煙対策も可能となる。
【００７１】
「発電プラントの第２実施例（ＰＰ２）」
次に、本発明に係る発電プラントの第２実施例について、図９を参照しながら説明するが、本発明の第２実施例に係る発電プラントＰＰ２は、第１実施例に係る発電プラントＰＰ１と比べて、排ガス系統１００ａと気水分離装置１４の熱交換器１８とを接続する経路が相違する以外は同じ構成である。そのため、以下の説明では、この相違点を中心に説明を行うこととし、発電プラントＰＰ１と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略することにする。
【００７２】
第２実施例に係る発電プラントＰＰ２では、乾式電気集塵機１０５と湿式脱硫装置１０６の間の燃焼排ガス配管１２１ｄと、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の気水分離装置１４に組み込まれた熱交換器１８とを配管で接続して、乾式電気集塵機１０５の出口から抽気した燃焼排ガスが、熱交換器１８を介して湿式脱硫装置１０６へ流れる経路を設けている。これにより、気水分離装置１４に取り込まれた水含有液化ＤＭＥは、熱交換器１８を流れる燃焼排ガスの熱によって気化し、水と分離されることになる。
【００７３】
この発電プラントＰＰ２によっても、ボイラ１０２から排出された燃焼排ガスの熱を利用して水含有液化ＤＭＥからＤＭＥを気化させることができるから、エネルギの有効利用が図られ、発電プラントＰＰ２の熱効率が向上する。
【００７４】
なお、発電プラントＰＰ２は、排ガス系統１００ａにガスガスヒータを設けることもできる。この場合、図１０に示すように、エアーヒータ１０４と乾式電気集塵機１０５の間に高温側ガスガスヒータ１３２ａを設け、湿式脱硫装置１０６の下流側に低温側ガスガスヒータ１３２ｂを設ける。このようにすると、発電プラントＰＰ２の白煙対策も可能となる。
【００７５】
「発電プラントの第３実施例（ＰＰ３）」
次に、本発明に係る発電プラントの第３実施例について、図１１を参照しながら説明する。本発明の第３実施例に係る発電プラントＰＰ３は、復水器１０９を流れる冷却水を気水分離装置１４の熱交換器１８に導く構成である点が特徴である。そのため、以下の説明では、この特徴点を中心に説明を行うこととし、発電プラントＰＰ１，ＰＰ２と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略することにする。
【００７６】
第３実施例に係る発電プラントＰＰ３では、復水器１０９の出口に設けられた冷却水配管１２７と、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の気水分離装置１４に組み込まれた熱交換器１８とを配管で接続して、復水器１０９で吸熱した冷却水が、熱交換器１８を流れて冷却水配管１２７へと戻る経路を設けている。復水器１０９を流れる冷却水は、復水器１０９にて蒸気と熱交換して蒸発潜熱を得る。蒸発潜熱を得た冷却水を熱交換器１８に流すと、気水分離装置１４に取り込まれた水含有液化ＤＭＥは、蒸発潜熱によって気化し、水と分離される。
【００７７】
このように、発電プラントＰＰ３によれば、復水器１０９を流れる冷却水の蒸発潜熱を利用して水含有液化ＤＭＥからＤＭＥを気化させることができるから、エネルギの有効利用が図られ、発電プラントＰＰ３の熱効率が向上する。
【００７８】
なお、発電プラントＰＰ３は、熱交換器１８を流れる熱媒体として冷却水を用いているが、冷却水以外にも、例えば空気を用いても良い。
【００７９】
「発電プラントの第４実施例（ＰＰ４）」
次に、本発明に係る発電プラントの第４実施例について、図１２を参照しながら説明する。本発明の第４実施例に係る発電プラントＰＰ４は、蒸気タービン１０７から抽気した蒸気を気水分離装置１４の熱交換器１８に導く構成である点が特徴である。そのため、以下の説明では、この特徴点を中心に説明を行うこととし、発電プラントＰＰ１，ＰＰ２，ＰＰ３と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略することにする。
【００８０】
第４実施例に係る発電プラントＰＰ４では、蒸気タービン１０７と、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の気水分離装置１４に組み込まれた熱交換器１８とをタービン抽気抜出し配管１３５で接続し、熱交換器１８と復水配管１２５とをタービン抽気凝縮水戻り配管１３６と接続して、蒸気タービン１０７から抽気された蒸気が熱交換器１８へ流れた後に復水配管１２５へと戻る経路を設けている。この経路を流れる蒸気は、熱交換器１８にて気水分離装置１４に取り込まれた水含有液化ＤＭＥと熱交換して凝縮水となる。この凝縮水は、復水配管１２５へと戻され、ボイラ１０２へと供給される。一方、気水分離装置１４に取り込まれた水含有液化ＤＭＥは、熱交換器１８で蒸気から吸熱して気化する。
【００８１】
なお、詳しくは図示しないが、蒸気タービン１０７は、低圧タービン、中圧タービン、及び高圧タービンを備えており、発電プラントＰＰ４では、低圧タービンまたは中圧タービンから抽気した蒸気を熱交換器１８へ導くようにしている。また、ボイラ１０２には節炭器（図示せず）が設けられており、熱交換器１８で水含有液化ＤＭＥと熱交換した蒸気は、凝縮水となって節炭器へと供給される。
【００８２】
このように、発電プラントＰＰ４によれば、蒸気タービン１０７から抽気された蒸気の熱を利用して水含有液化ＤＭＥからＤＭＥを気化させることができるから、エネルギの有効利用が図られ、発電プラントＰＰ４の熱効率が向上する。
【００８３】
「発電プラントの第５実施例（ＰＰ５）」
第５実施例に係る発電プラントＰＰ５は、図１３に示すように、発電プラントＰＰ１の構成のうち低品位炭の脱水システムＳＹＳ１の代わりに、脱気塔８を有する低品位炭の脱水システムＳＹＳ２を適用している。この構成により、ＤＭＥの回収率を高めることができる。
【００８４】
なお、これ以外にも、発電プラントＰＰ２〜４において、低品位炭の脱水システムＳＹＳ１に代えて、前述した実施例２に係る低品位炭の脱水システムＳＹＳ２を適用することができる。これにより、ＤＭＥの回収率を高めることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１：低品位炭（脱水前）、２：低品位炭（脱水後）、３ａ〜ｃ：水、４：ジメチルエーテル（ＤＭＥ）、５ａ，５ｂ：燃焼排ガス、６：冷却水、８：脱気塔、９：電動機、１０：冷却器、１１：低品位炭供給ホッパ、１２：機械的脱水装置、１２ａ：胴体部、１２ｂ：出口、１２ｃ：スクリューコンベア（スクリューフィーダ）、１３：化学的脱水装置、１４：気水分離装置、１５：低品位炭回収ホッパ、１６：レシーバタンク、１７：圧縮機、１７ａ、圧縮機の吸込口、１８：熱交換器（脱水剤気化手段）、１９：ポンプ、２０：ブロワ、２１：ロータリーバルブ、２２：低品位炭供給弁、２３，２４：排水弁、２５：ジメチルエーテル回収弁、２６：低品位炭排出弁（圧力仕切弁）、２７：圧縮機入口弁（圧力制御弁）、２８：逆止弁、３１：低品位炭供給配管、３２〜３４：連絡配管、３５：低品位炭排出配管、３６，３７：排水配管、３８：液化ジメチルエーテル回収配管、３９：ジメチルエーテル回収配管、４０：ジメチルエーテル補給配管、４１：ジメチルエーテル供給配管、４２：燃焼排ガス配管、４３：冷却水配管、４４：ジメチルエーテル回収配管、４５：燃焼排ガス配管、４６：排水弁、４７：排水配管、４８：熱交換器、４９：ジメチルエーテル回収弁、５０：化学的脱水装置入口弁（圧力仕切弁）、６０：ポンプ、６５：圧力発信機（圧力計測手段）、６６：圧力発信機（圧力計測手段）、７０：制御装置
１０１：粉砕装置、１０２：ボイラ、１０３：湿式脱硝装置（脱硝装置）、１０４：エアーヒータ、１０５：乾式電気集塵機（集塵装置）、１０６：湿式脱硫装置（脱硫装置）、１０７：蒸気タービン、１０８：発電機、１０９：復水器、１２０：低品位炭供給配管、１２１ａ〜ｅ：燃焼排ガス配管、１２２：燃焼排ガス抜出し配管、１２３：燃焼排ガス戻り配管、１２４：水蒸気配管、１２５：復水配管、１２６，１２７：冷却水配管、１３０：燃焼排ガス（処理済）、１３１：冷却水、１３２ａ：ガスガスヒータ（高温側）、１３２ｂ：ガスガスヒータ（低温側）、１３３：復水器熱交換媒体抜出し配管、１３４：復水器熱交換媒体戻り配管、１３５：タービン抽気抜出し配管、１３６：タービン抽気凝縮水戻り配管、ＳＹＳ１，２：低品位炭の脱水システム、ＰＰ１〜５：発電プラント
【図３】
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【図４】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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