説明

低品位炭乾燥システム

【課題】低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ること。
【解決手段】過熱蒸気Aの潜熱で間接的に低品位炭101を乾燥させる低品位炭乾燥装置102と、循環する低沸点熱媒121により蒸気タービン124が運転されて発電するバイナリサイクル120と、熱媒121が循環する過程に設けられ、乾燥により低品位炭101から発生する発生蒸気104との間接的な熱交換により熱媒121を予熱する予熱器128と、熱媒121が循環する過程に設けられ、発生蒸気104との間接的な熱交換により予熱器128を経た熱媒121を気化させる蒸発器127と、熱媒121が循環する過程に設けられ、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bとの間接的な熱交換により蒸発器127を経た熱媒121を過熱させる過熱器129とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、低品位炭乾燥装置により低品位炭を乾燥させた際に発生する蒸気を熱源として利用する低品位炭乾燥システムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、石炭ガス化複合発電(Integrated Coal Gasification Combined Cycle:IGCC)システムは、石炭をガス化し、ガスタービンおよび蒸気タービンからなる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システムである。この石炭ガス化複合発電システムは、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。
【0003】
ところが、褐炭や亜瀝青炭などの低品位炭は、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。
【0004】
従来、例えば、特許文献1に記載の低品位炭乾燥システム(低品位炭を燃料とする発電方法)は、低品位炭から水分を除去する脱水改質プロセスが示されている。この脱水改質プロセスでは、蒸発分離した水分が蒸気の状態にあり、この蒸気を発電プロセス由来の復水の加熱に使用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4153448号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載のように、脱水改質プロセスで発生した蒸気を発電プロセス由来の復水の加熱に使用することで、発電効率の向上を図れる。しかし、近年では、さらなる発電効率の向上が切望されている。
【0007】
本発明は、前記問題に鑑み、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることのできる低品位炭乾燥システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述の目的を達成するために、本発明の低品位炭乾燥システムは、過熱蒸気の潜熱で間接的に低品位炭を乾燥させる低品位炭乾燥装置と、循環する低沸点熱媒により蒸気タービンが運転されて発電するバイナリサイクルと、前記熱媒が循環する過程に設けられ、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気、または前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水の少なくとも一方との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱する予熱器と、前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記発生蒸気または前記凝縮水の少なくとも他方との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させる蒸発器と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
この低品位炭乾燥システムによれば、乾燥により低品位炭から発生する発生蒸気、および低品位炭を乾燥させた過熱蒸気が凝縮した凝縮水の排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の予熱および蒸発に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【0010】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水との間接的な熱交換により前記蒸発器を経た前記熱媒を過熱させる過熱器を備え、前記予熱器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱し、前記蒸発器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させることを特徴とする。
【0011】
この低品位炭乾燥システムによれば、乾燥により低品位炭から発生する発生蒸気、および低品位炭を乾燥させた過熱蒸気が凝縮した凝縮水の排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の予熱、蒸発、および過熱に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【0012】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記低品位炭乾燥装置により乾燥された前記低品位炭をガス化ガスとする石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉から供給されるガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンの運転により発電する発電機と、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスの排熱により生成された蒸気により運転される蒸気タービンとを有する発電システムに適用され、前記蒸気タービンから抽気した蒸気を過熱蒸気として前記低品位炭を乾燥させることを特徴とする。
【0013】
この低品位炭乾燥システムによれば、石炭ガス化複合発電システムの蒸気タービンから抽気した蒸気を、低品位炭を乾燥させる過熱蒸気として用いることができる。
【0014】
また、本発明の低品位炭乾燥システムでは、前記熱媒が循環する過程に設けられて前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスとの間接的な熱交換により前記予熱器に至る前記熱媒を事前に予熱する事前予熱器を備えたことを特徴とする。
【0015】
この低品位炭乾燥システムによれば、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクルにおける熱媒の事前予熱に用いることでバイナリサイクルでの発電に有効利用し、発電効率を向上することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は、低品位炭乾燥システムの一例を示す概略図である。
【図2】図2は、図1に示す低品位炭乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【図3】図3は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。
【図4】図4は、バイナリサイクルに用いられる熱媒を説明する温度−エントロピ線図である。
【図5】図5は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図6】図6は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図7】図7は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図8】図8は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図9】図9は、本発明の実施の形態1に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【図10】図10は、本発明の実施の形態2に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【0019】
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、低品位炭乾燥システムの一例を示す概略図である。
【0020】
図1に示すように、低品位炭乾燥システム100は、水分含量が高い褐炭等の低品位炭101を乾燥する低品位炭乾燥装置102と、低品位炭乾燥装置102内に設けられ、管状の内部に過熱蒸気(例えば150℃蒸気)Aを供給して低品位炭101中の水分を除去する伝熱部材103と、前記伝熱部材103によって低品位炭101が乾燥される際に発生する発生蒸気104を低品位炭乾燥装置102の外部に排出する発生蒸気ラインLと、前記発生蒸気ラインLに介装され、発生蒸気104中の粉塵を除去する集塵装置105と、前記集塵装置105から粉塵が除去された発生蒸気104の一部を分岐し、流動化蒸気107として低品位炭乾燥装置102内に供給する分岐ラインLと、前記低品位炭乾燥装置102から抜き出された乾燥炭108を冷却して製品炭109とする冷却器110とを備えるものである。
【0021】
低品位炭乾燥システム100において、低品位炭101は、図示しない供給手段により低品位炭乾燥装置102内に投入され、低品位炭乾燥装置102内に別に導入される流動化蒸気107により流動されて流動層111を形成する。上述した伝熱部材103は、この流動層111内に配置されている。伝熱部材103内には、150℃の過熱蒸気Aが供給され、その高温の過熱蒸気Aの潜熱を利用して低品位炭101を間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された過熱蒸気Aは、例えば150℃の凝縮水Bとして低品位炭乾燥装置102の外部に排出されている。
【0022】
すなわち、加熱手段である伝熱部材103内面では、過熱蒸気Aが凝縮して液体(水分)になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、低品位炭101の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の過熱蒸気A以外としては、相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。
【0023】
伝熱部材103によって低品位炭101が乾燥される際に発生する発生蒸気104は、低品位炭乾燥装置102内において、流動層111の上部空間に形成されるフリーボード部Fから発生蒸気ラインLにより低品位炭乾燥装置102の外部に排出される。この発生蒸気104は、低品位炭101が乾燥し微粉化したものが含まれているので、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置105により集塵して固体成分115として分離する。この固体成分115は、低品位炭乾燥装置102から抜き出された乾燥炭108に混合し、冷却器110で冷却し、製品炭109としている。この製品炭109は、例えばボイラ、ガス化炉等の原料として利用に供される。
【0024】
一方、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104は、例えば105〜110℃の蒸気として低品位炭乾燥システム100の外部に排出されている。また、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104の一部は、分岐ラインLに介装された循環ファン114により低品位炭乾燥装置102内に送られて、低品位炭101の流動層111を流動させる流動化蒸気107として利用される。なお、流動層111を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気104の一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。
【0025】
なお、上述した低品位炭乾燥装置102により乾燥する被乾燥物として低品位炭101を例示したが、水分含量の高いものであれば低品位炭101以外の被乾燥物を乾燥対象としてもよい。
【0026】
上述した低品位炭乾燥装置102で乾燥した製品炭109を用い、石炭ガス化複合発電(Integrated Coal Gasification Combined Cycle:IGCC)システムに適用した一例を説明する。図2は、図1に示す低品位炭乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
【0027】
図2に示すように、石炭ガス化複合発電システム200は、石炭(低品位炭乾燥システム100で乾燥された製品炭109)がミル210粉砕された微粉炭201aを処理してガス化ガス202に変換する石炭ガス化炉203と、前記ガス化ガス202を燃料として運転されるガスタービン(GT)204と、前記ガスタービン204からのタービン排ガス205を導入する排熱回収ボイラ(Heat Recovery Steam Generator:HRSG)206で生成した蒸気207により運転される蒸気タービン(ST)208と、前記ガスタービン204および/または前記蒸気タービン208と連結された発電機(G)209とを備えるものである。
【0028】
この石炭ガス化複合発電システム200は、ミル210で粉砕された微粉炭201aを石炭ガス化炉203でガス化し、生成ガスであるガス化ガス202を得る。このガス化ガス202は、サイクロン211およびガス精製装置212で除塵およびガス精製された後、発電手段であるガスタービン204の燃焼器213に供給され、ここで燃焼して高温高圧の燃焼ガス214を生成する。そして、この燃焼ガス214によってガスタービン204を駆動する。このガスタービン204は、発電機209と連結されており、ガスタービン204が駆動することによって発電機209が電力を発生する。ガスタービン204を駆動した後のタービン排ガス205は、まだ約500〜600℃の温度を持っているため、排熱回収ボイラ(HRSG)206へ送られ、ここで熱エネルギーが回収される。この排熱回収ボイラ(HRSG)206では、タービン排ガス205の熱エネルギーによって蒸気207が生成され、この蒸気207によって蒸気タービン208を駆動する。この排熱回収ボイラ(HRSG)206で熱エネルギーが回収された排ガス215は、ガス浄化装置216で排ガス215中のNOxおよびSOx分が除去された後、煙突217を介して大気中へ放出される。なお、図中、符号218は復水器、219は空気、220は圧縮機、221は空気を窒素(N)と酸素(O)とに分離する空気分離装置(ASU)を各々図示する。
【0029】
この石炭ガス化複合発電システム200によれば、高い水分を有する低品位炭101を用いてガス化する場合においても、効率的な低品位炭乾燥装置102により低品位炭101を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
【0030】
また、石炭ガス化複合発電システム200においては、ガスタービンおよび蒸気タービンの組み合わせによって、従来40%程度であった石炭焚発電プラントの効率を約46%まで向上させることができる。このプラント効率の向上によって、COの排出量は従来の石炭焚ボイラに対して約13%削減できる。
【0031】
なお、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システム100で乾燥した製品炭109を用いた発電システムとしては、上述した石炭ガス化複合発電システム200に限らない。例えば、図には明示しないが、低品位炭乾燥システム100で乾燥した製品炭109をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムであってもよい。
【0032】
[実施の形態1]
図3は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。図3に示すように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム100は、集塵装置105により集塵された後の約105〜110℃の発生蒸気104を、バイナリサイクル120に利用している。
【0033】
バイナリサイクル120は、熱媒121を循環させる熱媒循環ライン122に、循環ポンプ123、蒸気タービン124および復水器125が設けられている。蒸気タービン124は、発電機(G)126が連結されている。熱媒循環ライン122に循環される熱媒121は、低沸点熱媒であり、タービン膨張過程で湿り域に入らないもの、すなわち図4の熱媒を説明する温度−エントロピ線図に示すように、タービン膨張過程での蒸発側の飽和曲線の勾配が正であることが好ましく、例えば、イソブタンやイソペンタンなどが適用される。
【0034】
また、バイナリサイクル120は、熱媒循環ライン122に、蒸発器127、予熱器128および過熱器129が設けられている。そして、バイナリサイクル120は、熱媒循環ライン122における熱媒の循環方向で、循環ポンプ123、予熱器128、蒸発器127、過熱器129、蒸気タービン124、復水器125の順で配置されている。
【0035】
蒸発器127は、熱媒121を通過させるケーシング127a内に、発生蒸気ラインLに繋がる管状の伝熱部材127bが設けられている。また、予熱器128は、熱媒121を通過させるケーシング128a内に、発生蒸気ラインLに繋がる管状の伝熱部材128bが設けられている。そして、低品位炭乾燥装置102から発生蒸気ラインLに排出された発生蒸気104は、蒸発器127、予熱器128の順で蒸発器127および予熱器128を経由する。すなわち、低品位炭乾燥装置102にて低品位炭101の乾燥により発生する発生蒸気104は、蒸発器127にて間接的な熱交換により熱媒121を気化させる。その後、発生蒸気104は、予熱器128にて間接的な熱交換により熱媒121を予熱する。
【0036】
過熱器129は、熱媒121を通過させるケーシング129a内に、低品位炭乾燥装置102における伝熱部材103の凝縮水Bを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材129bが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、過熱器129を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を過熱する。
【0037】
バイナリサイクル120は、循環ポンプ123により熱媒循環ライン122に熱媒121が循環する過程で、予熱器128にて熱媒121が予熱され、続いて蒸発器127にて熱媒121が気化され、続いて過熱器129にて熱媒121が過熱されて蒸気タービン124に供給される。そして、蒸気タービン124が気化・過熱された熱媒121により運転され発電機126が電力を発生する。
【0038】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム100は、過熱蒸気Aの潜熱で間接的に低品位炭101を乾燥させる低品位炭乾燥装置102と、循環する低沸点熱媒121により蒸気タービン124が運転されて発電するバイナリサイクル120と、熱媒121が循環する熱媒循環ライン122に設けられて乾燥により低品位炭101から発生する発生蒸気104との間接的な熱交換により熱媒121を予熱する予熱器128と、熱媒循環ライン122に設けられて発生蒸気104との間接的な熱交換により予熱器128を経た熱媒121を気化させる蒸発器127と、熱媒循環ライン122に設けられて低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bとの間接的な熱交換により蒸発器127を経た熱媒121を過熱する過熱器129とを備える。
【0039】
この低品位炭乾燥システム100によれば、乾燥により低品位炭101から発生する発生蒸気104、および低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bの排熱を、バイナリサイクル120における熱媒121の予熱、蒸発、および過熱に用いることでバイナリサイクル120での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【0040】
ところで、上述した低品位炭乾燥システム100は、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bを、バイナリサイクル120の過熱器129での熱媒121の過熱に利用しているが、この限りではない。図5〜図9は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの他の例の概略図である。
【0041】
図5に示す低品位炭乾燥システム100では、図3の過熱器129を有さない代わりに、蒸発器127のケーシング127a内に、低品位炭乾燥装置102における伝熱部材103の凝縮水Bを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材127cが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、蒸発器127を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を気化させる。
【0042】
図6に示す低品位炭乾燥システム100では、図3の過熱器129を有さない代わりに、予熱器128のケーシング128a内に、低品位炭乾燥装置102における伝熱部材103の凝縮水Bを排出する側のラインに繋がる管状の伝熱部材128cが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、予熱器128を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を予熱する。
【0043】
図7に示す低品位炭乾燥システム100では、図3の過熱器129を有さない代わりに、蒸発器127のケーシング127a内に、伝熱部材127bと共に伝熱部材127cが設けられている。また、予熱器128のケーシング128a内に、伝熱部材128bと共に伝熱部材128cが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、発生蒸気104と共に蒸発器127を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を気化させる。また、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、発生蒸気104と共に予熱器128を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を予熱する。
【0044】
図8に示す低品位炭乾燥システム100では、図3の過熱器129を有さない代わりに、蒸発器127のケーシング127a内に、伝熱部材127bと共に伝熱部材127cが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、発生蒸気104と共に蒸発器127を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を気化させる。
【0045】
図9に示す低品位炭乾燥システム100では、図3の過熱器129を有さない代わりに、予熱器128のケーシング128a内に、伝熱部材128bと共に伝熱部材128cが設けられている。すなわち、低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bは、発生蒸気104と共に予熱器128を経由し、間接的な熱交換により熱媒121を予熱する。
【0046】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム100の他の例は、過熱蒸気Aの潜熱で間接的に低品位炭101を乾燥させる低品位炭乾燥装置102と、循環する低沸点熱媒121により蒸気タービン124が運転されて発電するバイナリサイクル120と、熱媒121が循環する熱媒循環ライン122に設けられ、乾燥により低品位炭101から発生する発生蒸気104、または低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bの少なくとも一方との間接的な熱交換により熱媒121を予熱する予熱器128と、熱媒121が循環する熱媒循環ライン122に設けられ、発生蒸気104または凝縮水Bの少なくとも他方との間接的な熱交換により予熱器を経た熱媒121を気化させる蒸発器127とを備える。
【0047】
この低品位炭乾燥システム100によれば、乾燥により低品位炭101から発生する発生蒸気104、および低品位炭101を乾燥させた過熱蒸気Aが凝縮した凝縮水Bの排熱を、バイナリサイクル120における熱媒121の予熱および蒸発に用いることでバイナリサイクル120での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【0048】
[実施の形態2]
図10は、本実施の形態に係る低品位炭乾燥システムの概略図である。図10に示すように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム100では、バイナリサイクル120は、上述した図3に示す実施の形態1の低品位炭乾燥システム100に加え、熱媒循環ライン122の循環ポンプ123と予熱器128との間であって、予熱器128に至る以前の熱媒121に係り事前予熱器130が設けられている。
【0049】
そして、事前予熱器130は、熱媒121を通過させるケーシング130a内に、タービン排ガス205が供給される管状の伝熱部材130bが設けられている。タービン排ガス205は、低品位炭乾燥装置102により乾燥された低品位炭101(製品炭109)が適用される上述した石炭ガス化複合発電システム200においてガスタービン204から排出されるものである。すなわち、事前予熱器130は、ガスタービン204から排出されるタービン排ガス205との間接的な熱交換により予熱器128に至る熱媒121を事前に予熱する。
【0050】
このように、本実施の形態の低品位炭乾燥システム100は、上述した図3に示す実施の形態1の低品位炭乾燥システム100に加え、低品位炭乾燥装置102により乾燥された低品位炭101(製品炭109)をガス化ガス202とする石炭ガス化炉203と、石炭ガス化炉203から供給されるガス化ガス202を燃料として運転されるガスタービン(GT)204と、ガスタービン204の運転により発電する発電機(G)209と、を有する発電システムに適用され、熱媒121が循環する熱媒循環ライン122に設けられてガスタービン204から排出されるタービン排ガス205との間接的な熱交換により予熱器128に至る熱媒121を事前に予熱する事前予熱器130を備える。
【0051】
この低品位炭乾燥システム100によれば、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクル120における熱媒121の事前予熱に用いることでバイナリサイクル120での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【0052】
ところで、上述した事前予熱器130は、上述した図5〜図9に示す実施の形態1の低品位炭乾燥システム100に加えることもできる。この低品位炭乾燥システム100においても、発電システムの排ガスの排熱を、バイナリサイクル120における熱媒121の事前予熱に用いることでバイナリサイクル120での発電に有効利用し、発電効率を向上することが可能になる。
【0053】
なお、上述した実施の形態1および実施の形態2の低品位炭乾燥システム100において、低品位炭乾燥装置102の伝熱部材103に供給する過熱蒸気Aとして、上述した石炭ガス化複合発電システム200の蒸気タービン208から抽気した蒸気を用いてもよい。
【0054】
この低品位炭乾燥システム100によれば、石炭ガス化複合発電システム200の蒸気タービン208から抽気した蒸気を、低品位炭101を乾燥させる過熱蒸気Aとして用いることで、蒸気タービン208で得られる蒸気を有効利用することが可能になる。
【0055】
なお、上述した実施の形態1および実施の形態2の低品位炭乾燥システム100では、低品位炭乾燥装置102は、伝熱部材103として管状のもので説明したが、過熱蒸気Aが内部に供給されるものであればよく、例えば板状のものであってもよい。
【0056】
また、上述した実施の形態1および実施の形態2の低品位炭乾燥システム100では、低品位炭乾燥装置102は、流動化蒸気107が低品位炭乾燥装置102内に導入されて低品位炭101を流動させる形態の、いわゆる流動層乾燥装置を一例として説明したが、これに限らない。例えば、スクリューフィーダを用いて低品位炭101を攪拌させつつ搬送することで低品位炭101を流動させる形態であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0057】
以上のように、本発明に係る低品位炭乾燥システムは、低品位炭を乾燥させた際の排熱を有効利用して発電効率の向上を図ることに適している。
【符号の説明】
【0058】
100 低品位炭乾燥システム
101 低品位炭
102 低品位炭乾燥装置
103 伝熱部材
104 発生蒸気
105 集塵装置
107 流動化蒸気
108 乾燥炭
109 製品炭
110 冷却器
111 流動層
114 循環ファン
115 固体成分
120 バイナリサイクル
121 低沸点熱媒
122 熱媒循環ライン
123 循環ポンプ
124 蒸気タービン
125 復水器
126 発電機
127 蒸発器
127a ケーシング
127b 伝熱部材
127c 伝熱部材
128 予熱器
128a ケーシング
128b 伝熱部材
128c 伝熱部材
129 過熱器
129a ケーシング
129b 伝熱部材
130 事前予熱器
130a ケーシング
130b 伝熱部材
200 石炭ガス化複合発電システム
201 石炭
202 ガス化ガス
203 石炭ガス化炉
204 ガスタービン
205 タービン排ガス
208 蒸気タービン
A 過熱蒸気
B 凝縮水
F フリーボード部
発生蒸気ライン
分岐ライン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
過熱蒸気の潜熱で間接的に低品位炭を乾燥させる低品位炭乾燥装置と、
循環する低沸点熱媒により蒸気タービンが運転されて発電するバイナリサイクルと、
前記熱媒が循環する過程に設けられ、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気、または前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水の少なくとも一方との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱する予熱器と、
前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記発生蒸気または前記凝縮水の少なくとも他方との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させる蒸発器と、
を備えたことを特徴とする低品位炭乾燥システム。
【請求項2】
前記熱媒が循環する過程に設けられ、前記低品位炭を乾燥させた前記過熱蒸気が凝縮した凝縮水との間接的な熱交換により前記蒸発器を経た前記熱媒を過熱させる過熱器を備え、
前記予熱器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記熱媒を予熱し、前記蒸発器は、乾燥により前記低品位炭から発生する発生蒸気との間接的な熱交換により前記予熱器を経た前記熱媒を気化させることを特徴とする請求項1に記載の低品位炭乾燥システム。
【請求項3】
前記低品位炭乾燥装置により乾燥された前記低品位炭をガス化ガスとする石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉から供給されるガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンの運転により発電する発電機と、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスの排熱により生成された蒸気により運転される蒸気タービンとを有する発電システムに適用され、
前記蒸気タービンから抽気した蒸気を過熱蒸気として前記低品位炭を乾燥させることを特徴とする請求項1または2に記載の低品位炭乾燥システム。
【請求項4】
前記熱媒が循環する過程に設けられて前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスとの間接的な熱交換により前記予熱器に至る前記熱媒を事前に予熱する事前予熱器を備えたことを特徴とする請求項3に記載の低品位炭乾燥システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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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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【公開番号】特開2011−214559(P2011−214559A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−86022(P2010−86022)
【出願日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【出願人】(000006208)三菱重工業株式会社 (10,378)
【Fターム(参考)】