流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システム
【課題】システムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムを提供する。
【解決手段】低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ1と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品質炭と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ2と、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ3と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する加熱手段１０３と、前記乾燥室本体１０２内のフリーボードＦ内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉を除去する電気集塵装置１２０と、前記電気集塵装置１２０で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段１２２とを具備するものである。
【解決手段】低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ1と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品質炭と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ2と、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ3と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する加熱手段１０３と、前記乾燥室本体１０２内のフリーボードＦ内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉を除去する電気集塵装置１２０と、前記電気集塵装置１２０で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段１２２とを具備するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭をガス化するガス化システムに適用できる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムに関するものである。
【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てさらなる高効率化・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。
【０００３】
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。
【０００４】
ところで、このような石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）を用いている。
【０００５】
前記石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）に供給する石炭は、石炭ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ずクラッシャにより粗粉砕され、その後、乾燥機で乾燥された後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミルに供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされ、その後、搬送ガスより搬送されて石炭ガス化炉に供給されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７９６２１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、乾燥装置から排出された排出ガス中には、微粉の石炭が含有しているので、それを例えば電気集塵機等の捕集手段で除去しているが、除去された微粉は別の搬送設備等を設置して後流設備まで搬送する必要があり、設備が過大となり、システムの大型化となる、という問題がある。
【０００８】
よって、石炭をガス化するガス化システムに高効率で供給することができ、低品位炭の乾燥においてシステムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置の出現が切望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、システムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システム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、被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、前記乾燥室本体内のフリーボード内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気に含まれる微粉を除去する電気集塵装置と、前記電気集塵装置で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段とを具備することを特徴とする流動層乾燥装置にある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記回収手段にガス穴を設け、流動化ガスの一部を供給することを特徴とする流動層乾燥装置にある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の流動層乾燥装置と、前記流動層乾燥装置から供給された乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システムにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、電気集塵装置を乾燥室本体内に設置することで、従来のように、電気集塵装置を外部に別置きにした場合に比べて、配管の加熱・保温が不要になると共に、電気集塵装置からの回収炭の搬送設備が不要となり、システムのコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置の平面図である。
【図３】図３は、実施例２に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。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。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置の平面図である。
図１及び図２に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置１００は、被乾燥物である低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥物である乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ1と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品質炭と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ2と、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ3と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する加熱手段である伝熱部材１０３と、前記乾燥室本体１０２内のフリーボードＦ内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉を除去する電気集塵装置１２０と、前記電気集塵装置１２０で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段１２２とを具備するものである。符号１１６は整流板を図示する。
本実施例では、図示しない粉砕機にて予め原料の低品位炭１０１を粉砕している。
【００１７】
乾燥室本体１０２においては、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。
【００１８】
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、例えば１５０℃の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａが供給され、その高温の乾燥用蒸気（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。乾燥に利用された乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして乾燥室本体１０２の外部に排出されている。
【００１９】
すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３内面では、乾燥用蒸気（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、高温の乾燥用蒸気（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。また、伝熱部材として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。
【００２０】
なお、上述した伝熱部材１０３として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。
また、乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａを伝熱部材１０３に供給して低品位炭１０１を間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、低品位炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７により低品位炭１０１を直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
【００２１】
本実施例では、さらに乾燥室本体１０２のフリーボードＦ内に、電気集塵装置１２０を設置している。この電気集塵装置１２０を内部に設置することにより、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉１０１ａを捕集している。なお、電気集塵装置１２０は、乾燥室本体とは電気的に絶縁された状態としている。
本実施例に係る電気集塵装置１２０では、３つの集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃを有しており、各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃ内に電極１２１Ａ〜１２１Ｃを設けている。
【００２２】
集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃの側面には流動化ガス及び発生蒸気１０４を導入する導入口（図示せず）を設け、各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃにおいて微粉を回収する。
【００２３】
そして、電気集塵装置１２０で回収した乾燥炭（微粉）１０１ａを各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃの下部から回収手段１２２上に払い出している。そして、回収手段１２２に形成してガス穴１２２ａから流動ガスの一部１０７ａを導入して、回収手段１２２の上面で流動させながら、入口部Ｘ側に乾燥炭（微粉）１０１ａを戻して、流動層１１１内に落下させ、循環させるようにしている。
【００２４】
回収手段１２２は、図２に示すように、電気集塵装置１２０の下方側にのみ設けており、流動層１１１の上方の一部にのみ、本実施例では乾燥室本体１０２の長手方向の側壁に沿って、乾燥炭１０１Ａの出口側（Ｙ）から、低品位炭１０１の入口側（Ｘ）に傾斜するように設らけれている。
【００２５】
本実施例のように、電気集塵装置１２０を乾燥室本体１０２内に設置することで、従来のように、電気集塵装置を外部に別置きにした場合に比べて、配管の加熱・保温が不要になると共に、電気集塵装置からの回収炭の搬送設備が不要となる。これにより、システムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置を提供できる。
【００２６】
また、集塵装置１２０により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５〜１１０℃の蒸気であるので、潜熱回収システム（図示せず）で熱回収されている。なお、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、集塵装置１２５により集塵された後の発生蒸気１０４の一部（※１）は、流動化ガス供給ラインＬ2に介装された例えば循環ファン１１４により乾燥室本体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、本実施例では、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。
【実施例２】
【００２８】
図３は、実施例２に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。
【００２９】
実施例２の石炭を用いたガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤として石炭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。本実施例では、石炭ガス化炉１４に供給する石炭原料として低品位炭を使用している。
【００３０】
実施例２において、図３に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、原料炭である石炭１０１を供給する低品位炭供給設備１１と、低品位炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１００と、乾燥低品位炭（乾燥炭）１０１Ａを供給してガス化し可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を生成する石炭ガス化炉１４と、ガス化ガスである可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００中のチャー１０１Ｃを回収するチャー回収装置１５と、可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００Ａを精製するガス精製装置１６と、精製された燃料ガス２００Ｂを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備１７と、前記ガスタービン設備１７からのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）設備１８と、前記ガスタービン設備１７及び／又は前記蒸気タービン設備１８と連結された発電機（Ｇ）１９とを具備している。
【００３１】
本実施例に係る低品位炭供給設備１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、粉砕機２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭１０１を貯留可能であって、所定量の低品位炭１０１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１０１を例えばコンベアなどにより搬送し、粉砕機２３に投下することができる。この粉砕機２３は、投下された低品位炭１０１を所定の大きさに破砕し、粉砕石炭１０１とすることができる。
【００３２】
流動層乾燥装置１００は、実施例１又は２の装置を用い、低品位炭供給設備１１により投入された低品位炭１０１に対して乾燥用蒸気（例えば１５０℃程度の過熱蒸気）Ａを供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭１０１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１００は、外部に取り出された乾燥済の乾燥炭１０１Ａを冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａが乾燥炭バンカ３４に貯留される。また、乾燥室本体１０２は、上部から取り出された発生蒸気１０４に同伴される乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン等の集塵装置１０５が設けられ、発生蒸気１０４から微粒の乾燥炭の粒子を分離している。なお、サイクロン等の集塵装置１０５で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機で圧縮されてから乾燥室本体１０２に乾燥用蒸気として供給するようにしてもよい。
【００３３】
乾燥室本体１０２で乾燥され、ついで冷却器３１で冷却された乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａは、微粒乾燥炭排出ライン１２３を介して、その後、バグフィルタ３２、ビンシステム３３を介して、一時乾燥炭バンカ３４に貯留される。
【００３４】
石炭ガス化炉１４は、乾燥炭バンカ３４から供給される乾燥炭１０１Ａ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）１０１Ｃが戻されてリサイクル可能となっている。
【００３５】
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４０から窒素（Ｎ2）と酸素（Ｏ2）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は乾燥炭供給ライン１２３に接続されている。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から回収されたチャー１０１Ｃを戻すチャー戻しライン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（Ｎ2）は、乾燥炭１０１Ａやチャー１０１Ｃの搬送用ガスとして利用され、酸素（Ｏ2）は、酸化剤として利用される。
【００３６】
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、内部に供給された乾燥炭１０１Ａ、チャー１０１Ｃ、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、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を発生させ、この可燃性ガス２００をガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。
本例では、石炭ガス化炉１４として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば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２００のガス生成ライン４９が設けられており、チャー１０１Ｃを含む可燃性ガス２００が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス２００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。
【００３７】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１とチャー供給ホッパ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２００に含有するチャー１０１Ｃを分離することができる。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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。チャー供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガス２００から分離されたチャー１０１Ｃ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、このビンに複数のチャー供給ホッパ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。
【００３８】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａを精製して燃料ガス２００Ｂ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１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、例えばアミン吸収液等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。
【００３９】
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４０Ａとガス精製装置１６から供給された燃料ガス２００Ｂとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス２０２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。
【００４０】
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４０と高温の排ガス２０３との間で熱交換を行うことで、蒸気２０４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２０４を供給する蒸気供給ライン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２０４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。
【００４１】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガス２０５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２０５Ａは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４２】
ここで、実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４３】
実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０において、低品位炭供給設備１１にて、原炭である低品位炭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１０１が石炭供給機２２により粉砕機２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された粉砕石炭１０１は、流動層乾燥装置１００により加熱乾燥され、この乾燥炭１０１Ａを微粒乾燥炭排出ライン１２３を介して抜き出した後、冷却器３１により冷却されて冷却済の微粒の乾燥炭１０１Ａとされ、乾燥炭バンカ３４に貯留される。
【００４４】
乾燥炭バンカ３４に貯留された微粒の乾燥炭１０１Ａは、空気分離装置４２から供給される窒素により乾燥炭排出ライン１２３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１０１Ｃが、空気分離装置４２から供給される窒素によりチャー戻しライン４６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３７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。
【００４５】
石炭ガス化炉１４では、供給された乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃが圧縮空気（酸素）３７により燃焼し、乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃがガス化することで、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）２００を生成することができる。そして、この可燃性ガス２００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。
【００４６】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガス２００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２００に含有するチャー１０１Ｃが分離される。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００から分離した微粒のチャー１０１Ｃは、チャー供給ホッパ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。
【００４７】
チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００Ｂ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４０Ａ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４０Ａと、ガス精製装置１６から供給される燃料ガス２００Ｂとを混合し、燃焼することで燃焼ガス２０２を生成し、この燃焼ガス２０２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。
【００４８】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排ガス２０３は、排熱回収ボイラ２０にて、空気４０と熱交換を行うことで蒸気２０４を生成し、この生成した蒸気２０４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２０４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。
【００４９】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排ガス２０５の有害物質が除去され、浄化された排ガス２０５Ａが煙突７５から大気へ放出される。
【００５０】
なお、本実施例では、石炭原料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 石炭ガス化複合発電設備
１１ 低品位炭供給設備
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
３１ 冷却器
１００ 流動層乾燥装置
１０１ 低品位炭
１０１Ａ 乾燥低品位炭（乾燥炭）
１０１ａ 微粉
１０２ 乾燥室本体
１０３ 伝熱部材（加熱手段）
１０４ 発生蒸気
１２０ 電気集塵装置
１２１Ａ〜Ｃ 電極
１２２ 回収手段
Ａ 乾燥用蒸気（過熱蒸気）
Ｂ 凝縮水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭をガス化するガス化システムに適用できる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムに関するものである。
【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てさらなる高効率化・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。
【０００３】
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。
【０００４】
ところで、このような石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）を用いている。
【０００５】
前記石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）に供給する石炭は、石炭ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ずクラッシャにより粗粉砕され、その後、乾燥機で乾燥された後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミルに供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされ、その後、搬送ガスより搬送されて石炭ガス化炉に供給されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７９６２１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、乾燥装置から排出された排出ガス中には、微粉の石炭が含有しているので、それを例えば電気集塵機等の捕集手段で除去しているが、除去された微粉は別の搬送設備等を設置して後流設備まで搬送する必要があり、設備が過大となり、システムの大型化となる、という問題がある。
【０００８】
よって、石炭をガス化するガス化システムに高効率で供給することができ、低品位炭の乾燥においてシステムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置の出現が切望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、システムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システム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、被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、前記乾燥室本体内のフリーボード内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気に含まれる微粉を除去する電気集塵装置と、前記電気集塵装置で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段とを具備することを特徴とする流動層乾燥装置にある。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記回収手段にガス穴を設け、流動化ガスの一部を供給することを特徴とする流動層乾燥装置にある。
【００１２】
第３の発明は、第１又は２の流動層乾燥装置と、前記流動層乾燥装置から供給された乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システムにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、電気集塵装置を乾燥室本体内に設置することで、従来のように、電気集塵装置を外部に別置きにした場合に比べて、配管の加熱・保温が不要になると共に、電気集塵装置からの回収炭の搬送設備が不要となり、システムのコンパクト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置の平面図である。
【図３】図３は、実施例２に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。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。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置の平面図である。
図１及び図２に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置１００は、被乾燥物である低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥物である乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ1と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品質炭と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ2と、前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ3と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する加熱手段である伝熱部材１０３と、前記乾燥室本体１０２内のフリーボードＦ内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉を除去する電気集塵装置１２０と、前記電気集塵装置１２０で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段１２２とを具備するものである。符号１１６は整流板を図示する。
本実施例では、図示しない粉砕機にて予め原料の低品位炭１０１を粉砕している。
【００１７】
乾燥室本体１０２においては、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。
【００１８】
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、例えば１５０℃の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａが供給され、その高温の乾燥用蒸気（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。乾燥に利用された乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして乾燥室本体１０２の外部に排出されている。
【００１９】
すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３内面では、乾燥用蒸気（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、高温の乾燥用蒸気（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。また、伝熱部材として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。
【００２０】
なお、上述した伝熱部材１０３として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。
また、乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａを伝熱部材１０３に供給して低品位炭１０１を間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、低品位炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７により低品位炭１０１を直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
【００２１】
本実施例では、さらに乾燥室本体１０２のフリーボードＦ内に、電気集塵装置１２０を設置している。この電気集塵装置１２０を内部に設置することにより、流動化ガス及び発生蒸気１０４に含まれる微粉１０１ａを捕集している。なお、電気集塵装置１２０は、乾燥室本体とは電気的に絶縁された状態としている。
本実施例に係る電気集塵装置１２０では、３つの集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃを有しており、各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃ内に電極１２１Ａ〜１２１Ｃを設けている。
【００２２】
集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃの側面には流動化ガス及び発生蒸気１０４を導入する導入口（図示せず）を設け、各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃにおいて微粉を回収する。
【００２３】
そして、電気集塵装置１２０で回収した乾燥炭（微粉）１０１ａを各々の集塵室１２０Ａ〜１２０Ｃの下部から回収手段１２２上に払い出している。そして、回収手段１２２に形成してガス穴１２２ａから流動ガスの一部１０７ａを導入して、回収手段１２２の上面で流動させながら、入口部Ｘ側に乾燥炭（微粉）１０１ａを戻して、流動層１１１内に落下させ、循環させるようにしている。
【００２４】
回収手段１２２は、図２に示すように、電気集塵装置１２０の下方側にのみ設けており、流動層１１１の上方の一部にのみ、本実施例では乾燥室本体１０２の長手方向の側壁に沿って、乾燥炭１０１Ａの出口側（Ｙ）から、低品位炭１０１の入口側（Ｘ）に傾斜するように設らけれている。
【００２５】
本実施例のように、電気集塵装置１２０を乾燥室本体１０２内に設置することで、従来のように、電気集塵装置を外部に別置きにした場合に比べて、配管の加熱・保温が不要になると共に、電気集塵装置からの回収炭の搬送設備が不要となる。これにより、システムのコンパクト化を図ることができる流動層乾燥装置を提供できる。
【００２６】
また、集塵装置１２０により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５〜１１０℃の蒸気であるので、潜熱回収システム（図示せず）で熱回収されている。なお、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、集塵装置１２５により集塵された後の発生蒸気１０４の一部（※１）は、流動化ガス供給ラインＬ2に介装された例えば循環ファン１１４により乾燥室本体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、本実施例では、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。
【実施例２】
【００２８】
図３は、実施例２に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。
【００２９】
実施例２の石炭を用いたガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤として石炭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。本実施例では、石炭ガス化炉１４に供給する石炭原料として低品位炭を使用している。
【００３０】
実施例２において、図３に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、原料炭である石炭１０１を供給する低品位炭供給設備１１と、低品位炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１００と、乾燥低品位炭（乾燥炭）１０１Ａを供給してガス化し可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を生成する石炭ガス化炉１４と、ガス化ガスである可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００中のチャー１０１Ｃを回収するチャー回収装置１５と、可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００Ａを精製するガス精製装置１６と、精製された燃料ガス２００Ｂを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備１７と、前記ガスタービン設備１７からのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）設備１８と、前記ガスタービン設備１７及び／又は前記蒸気タービン設備１８と連結された発電機（Ｇ）１９とを具備している。
【００３１】
本実施例に係る低品位炭供給設備１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、粉砕機２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭１０１を貯留可能であって、所定量の低品位炭１０１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１０１を例えばコンベアなどにより搬送し、粉砕機２３に投下することができる。この粉砕機２３は、投下された低品位炭１０１を所定の大きさに破砕し、粉砕石炭１０１とすることができる。
【００３２】
流動層乾燥装置１００は、実施例１又は２の装置を用い、低品位炭供給設備１１により投入された低品位炭１０１に対して乾燥用蒸気（例えば１５０℃程度の過熱蒸気）Ａを供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭１０１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１００は、外部に取り出された乾燥済の乾燥炭１０１Ａを冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａが乾燥炭バンカ３４に貯留される。また、乾燥室本体１０２は、上部から取り出された発生蒸気１０４に同伴される乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン等の集塵装置１０５が設けられ、発生蒸気１０４から微粒の乾燥炭の粒子を分離している。なお、サイクロン等の集塵装置１０５で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機で圧縮されてから乾燥室本体１０２に乾燥用蒸気として供給するようにしてもよい。
【００３３】
乾燥室本体１０２で乾燥され、ついで冷却器３１で冷却された乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａは、微粒乾燥炭排出ライン１２３を介して、その後、バグフィルタ３２、ビンシステム３３を介して、一時乾燥炭バンカ３４に貯留される。
【００３４】
石炭ガス化炉１４は、乾燥炭バンカ３４から供給される乾燥炭１０１Ａ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）１０１Ｃが戻されてリサイクル可能となっている。
【００３５】
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４０から窒素（Ｎ2）と酸素（Ｏ2）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は乾燥炭供給ライン１２３に接続されている。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から回収されたチャー１０１Ｃを戻すチャー戻しライン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（Ｎ2）は、乾燥炭１０１Ａやチャー１０１Ｃの搬送用ガスとして利用され、酸素（Ｏ2）は、酸化剤として利用される。
【００３６】
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、内部に供給された乾燥炭１０１Ａ、チャー１０１Ｃ、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、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を発生させ、この可燃性ガス２００をガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。
本例では、石炭ガス化炉１４として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば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２００のガス生成ライン４９が設けられており、チャー１０１Ｃを含む可燃性ガス２００が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス２００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。
【００３７】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１とチャー供給ホッパ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２００に含有するチャー１０１Ｃを分離することができる。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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。チャー供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガス２００から分離されたチャー１０１Ｃ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、このビンに複数のチャー供給ホッパ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。
【００３８】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａを精製して燃料ガス２００Ｂ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１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、例えばアミン吸収液等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。
【００３９】
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４０Ａとガス精製装置１６から供給された燃料ガス２００Ｂとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス２０２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。
【００４０】
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４０と高温の排ガス２０３との間で熱交換を行うことで、蒸気２０４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２０４を供給する蒸気供給ライン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２０４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。
【００４１】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガス２０５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２０５Ａは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４２】
ここで、実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４３】
実施例２の石炭ガス化複合発電設備１０において、低品位炭供給設備１１にて、原炭である低品位炭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１０１が石炭供給機２２により粉砕機２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された粉砕石炭１０１は、流動層乾燥装置１００により加熱乾燥され、この乾燥炭１０１Ａを微粒乾燥炭排出ライン１２３を介して抜き出した後、冷却器３１により冷却されて冷却済の微粒の乾燥炭１０１Ａとされ、乾燥炭バンカ３４に貯留される。
【００４４】
乾燥炭バンカ３４に貯留された微粒の乾燥炭１０１Ａは、空気分離装置４２から供給される窒素により乾燥炭排出ライン１２３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１０１Ｃが、空気分離装置４２から供給される窒素によりチャー戻しライン４６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３７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。
【００４５】
石炭ガス化炉１４では、供給された乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃが圧縮空気（酸素）３７により燃焼し、乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃがガス化することで、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）２００を生成することができる。そして、この可燃性ガス２００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。
【００４６】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガス２００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２００に含有するチャー１０１Ｃが分離される。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００から分離した微粒のチャー１０１Ｃは、チャー供給ホッパ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。
【００４７】
チャー回収装置１５によりチャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００Ｂ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４０Ａ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４０Ａと、ガス精製装置１６から供給される燃料ガス２００Ｂとを混合し、燃焼することで燃焼ガス２０２を生成し、この燃焼ガス２０２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。
【００４８】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排ガス２０３は、排熱回収ボイラ２０にて、空気４０と熱交換を行うことで蒸気２０４を生成し、この生成した蒸気２０４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２０４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。
【００４９】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排ガス２０５の有害物質が除去され、浄化された排ガス２０５Ａが煙突７５から大気へ放出される。
【００５０】
なお、本実施例では、石炭原料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 石炭ガス化複合発電設備
１１ 低品位炭供給設備
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
３１ 冷却器
１００ 流動層乾燥装置
１０１ 低品位炭
１０１Ａ 乾燥低品位炭（乾燥炭）
１０１ａ 微粉
１０２ 乾燥室本体
１０３ 伝熱部材（加熱手段）
１０４ 発生蒸気
１２０ 電気集塵装置
１２１Ａ〜Ｃ 電極
１２２ 回収手段
Ａ 乾燥用蒸気（過熱蒸気）
Ｂ 凝縮水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、
前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、
前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、
前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、
前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、
前記乾燥室本体内のフリーボード内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気に含まれる微粉を除去する電気集塵装置と、
前記電気集塵装置で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段と
を具備することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記回収手段にガス穴を設け、流動化ガスの一部を供給することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２の流動層乾燥装置と、
前記流動層乾燥装置から供給された乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、
前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システム。
【請求項１】
被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、
前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、
前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、
前記乾燥室本体から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、
前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、
前記乾燥室本体内のフリーボード内に設けられ、流動化ガス及び発生蒸気に含まれる微粉を除去する電気集塵装置と、
前記電気集塵装置で分離除去した微粉を流動層へ回収する回収手段と
を具備することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記回収手段にガス穴を設け、流動化ガスの一部を供給することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２の流動層乾燥装置と、
前記流動層乾燥装置から供給された乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、
前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２３３６３５（Ｐ２０１２−２３３６３５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２２７２（Ｐ２０１１−１０２２７２）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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