流動層乾燥装置
【課題】集塵された褐炭を流動層へ戻しつつ、集塵装置からの異物の混入を抑制可能な流動層乾燥装置を提供する。
【解決手段】褐炭を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層３を形成する乾燥炉５と、乾燥炉５内に設けられ、乾燥炉５から排出される排出ガスに含まれる褐炭を集塵可能な集塵装置３４と、を備え、集塵装置３４は、排出ガスを吸入する吸引口５１と、吸引した排出ガスから褐炭を分離させるサイクロン集塵部４６と、サイクロン集塵部４６において分離された褐炭を流動層３へ向けて排出する燃料排出口５２と、サイクロン集塵部４６において褐炭が分離された排出ガスを排出するガス排出口５３と、を備えた。
【解決手段】褐炭を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層３を形成する乾燥炉５と、乾燥炉５内に設けられ、乾燥炉５から排出される排出ガスに含まれる褐炭を集塵可能な集塵装置３４と、を備え、集塵装置３４は、排出ガスを吸入する吸引口５１と、吸引した排出ガスから褐炭を分離させるサイクロン集塵部４６と、サイクロン集塵部４６において分離された褐炭を流動層３へ向けて排出する燃料排出口５２と、サイクロン集塵部４６において褐炭が分離された排出ガスを排出するガス排出口５３と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような流動層乾燥装置として、底部が多数の開孔を有する通気可能な分散板である乾燥室と、乾燥室下部に位置する風室とを備えた流動乾燥機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この流動乾燥機は、流動化ガス（乾燥用気体）を風室から分散板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させながら乾燥させており、乾燥室内に供給された流動化ガスは、被乾燥物から発生した蒸気と共に、乾燥室の上部に形成された排気口から排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、従来の流動層乾燥装置において、排気口を介して排出されるガス中には、乾燥室内において乾燥された塵状の被乾燥物が含まれている。このため、流動層乾燥装置の排気口には、通常、集塵機が接続されている。流動層乾燥装置の外部に集塵機を設けた場合、集塵された被乾燥物を取扱うための構成を別途付帯させる必要があり、複雑な構成となる。
【０００５】
このため、乾燥室内の排気口周りにフィルタ等を用いた集塵装置を設けることが考えられている。この場合、フィルタには、被乾燥物が蓄積するため、蓄積した被乾燥物を除去すべく、逆洗浄を行う必要がある。しかしながら、逆洗浄を行うと、フィルタが破損することにより、破損片等の異物が乾燥室内へ混入する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、集塵された湿潤燃料を流動層へ戻しつつ、集塵手段からの異物の混入を抑制可能な流動層乾燥装置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】
【０００７】
本発明の流動層乾燥装置は、湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層を形成する乾燥炉と、乾燥炉内に設けられ、乾燥炉から排出される排出ガスに含まれる湿潤燃料を集塵可能な集塵手段と、を備え、集塵手段は、排出ガスを吸入する吸引口と、吸引した排出ガスから湿潤燃料を分離させるサイクロン集塵部と、サイクロン集塵部において分離された湿潤燃料を流動層へ向けて排出する燃料排出口と、サイクロン集塵部において湿潤燃料が分離された排出ガスを排出するガス排出口と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、フィルタ等を用いることなく、排出ガスに含まれる湿潤燃料を分離し、分離後の湿潤燃料を流動層へ向けて排出できる一方で、湿潤燃料が分離された排出ガスを乾燥炉から排出することができる。これにより、フィルタを設けることがないことから、逆洗浄を行う必要もないため、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【０００９】
この場合、燃料排出口は、流動層の内部に達していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、分離された湿潤燃料は流動層の内部に排出される。このため、排出された湿潤燃料が乾燥炉内に飛散して、再度、集塵手段に吸入されることを抑制することができ、集塵効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
この場合、乾燥炉の内壁の一部は、サイクロン集塵部の一部を構成していることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、サイクロン集塵部の一部を、乾燥炉の内壁と共用する分、集塵手段で使用される材料を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥炉内に、サイクロン式の集塵手段を設けることにより、フィルタを用いることなく、排出ガス中に含まれる湿潤燃料を分離することができるため、集塵された湿潤燃料を流動層へ戻しつつ、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【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を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図３】図３は、実施例１に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。
【図４】図４は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図５】図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１が適用された石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）１００は、空気を酸化剤として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。すなわち、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤原料として褐炭を使用している。
【００１７】
なお、実施例１では、湿潤原料として褐炭を適用したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の泥炭を適用してもよく、また、高品位炭であっても適用可能である。また、湿潤原料として、褐炭等の石炭に限らず、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。
【００１８】
実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１００は、給炭装置１１１、流動層乾燥装置１、微粉炭機（ミル）１１３、石炭ガス化炉１１４、チャー回収装置１１５、ガス精製装置１１６、ガスタービン設備１１７、蒸気タービン設備１１８、発電機１１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０を有している。
【００１９】
給炭装置１１１は、原炭バンカ１２１と、石炭供給機１２２と、クラッシャ１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、褐炭を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機１２２に投下する。石炭供給機１２２は、原炭バンカ１２１から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ１２３に投下する。このクラッシャ１２３は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化する。
【００２０】
流動層乾燥装置１は、給炭装置１１１により投入された褐炭に対して過熱蒸気等の乾燥用蒸気を供給することで、褐炭を流動させながら加熱乾燥し、褐炭が含有する水分を除去するものである。この流動層乾燥装置１は、下部から取り出された乾燥済の褐炭（乾燥炭）を冷却する冷却器１３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭電気集塵機１３４が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機１３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１に乾燥用蒸気として供給される。
【００２１】
微粉炭機１１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１により乾燥された褐炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。すなわち、微粉炭機１１３は、乾燥炭バンカ１３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機１３６により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機１１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。
【００２２】
石炭ガス化炉１１４は、微粉炭機１１３で処理された微粉炭が供給されると共に、チャー回収装置１１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が供給される。
【００２３】
石炭ガス化炉１１４は、ガスタービン設備１１７（圧縮機１６１）から圧縮空気供給ライン１４１が接続されており、このガスタービン設備１１７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１４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン１４３が石炭ガス化炉１１４に接続され、この第１窒素供給ライン１４３に微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂからの給炭ライン１４４ａ，１４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン１４５も石炭ガス化炉１１４に接続され、この第２窒素供給ライン１４５にチャー回収装置１１５からのチャー戻しライン１４６が接続されている。更に、酸素供給ライン１４７は、圧縮空気供給ライン１４１に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
【００２４】
石炭ガス化炉１１４は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、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、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉１１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置１４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１１４は噴流床ガス化炉に限らず、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１１４は、チャー回収装置１１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン１４９が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン１４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１１５に供給するとよい。
【００２５】
チャー回収装置１１５は、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２とを有している。この場合、集塵装置１５１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１１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。ホッパ１５２は、集塵装置１５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ１５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ１５２からのチャー戻しライン１４６が第２窒素供給ライン１４５に接続されている。
【００２６】
ガス精製装置１１６は、チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、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１１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１１７に供給する。なお、このガス精製装置１１６では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、アミン吸収液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。
【００２７】
ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１、燃焼器１６２、タービン１６３を有しており、圧縮機１６１とタービン１６３は、回転軸１６４により連結されている。燃焼器１６２は、圧縮機１６１から圧縮空気供給ライン１６５が接続されると共に、ガス精製装置１１６から燃料ガス供給ライン１６６が接続され、タービン１６３に燃焼ガス供給ライン１６７が接続されている。また、ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１から石炭ガス化炉１１４に延びる圧縮空気供給ライン１４１が設けられており、圧縮空気供給ライン１４１に昇圧機１６８が介設されている。従って、燃焼器１６２では、圧縮機１６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン１６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００２８】
蒸気タービン設備１１８は、ガスタービン設備１１７における回転軸１６４に連結されるタービン１６９を有しており、発電機１１９は、この回転軸１６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ１２０は、ガスタービン設備１１７（タービン１６３）からの排ガスライン１７０に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ１２０は、蒸気タービン設備１１８のタービン１６９との間に蒸気供給ライン１７１が設けられると共に、蒸気回収ライン１７２が設けられ、蒸気回収ライン１７２に復水器１７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９が駆動し、回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００２９】
そして、排熱回収ボイラ１２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置１７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突１７５から大気へ放出される。
【００３０】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００３１】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００において、給炭装置１１１にて、原炭（褐炭）が原炭バンカ１２１に貯留されており、この原炭バンカ１２１の褐炭が石炭供給機１２２によりクラッシャ１２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、流動層乾燥装置１により加熱乾燥された後、冷却器１３１により冷却され、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭電気集塵機１３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。
【００３２】
乾燥炭バンカ１３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機１３６により微粉炭機１１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置１４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン１４３を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１１５で回収されたチャーが、空気分離装置１４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン１４５を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１１７から抽気された圧縮空気が昇圧機１６８で昇圧された後、空気分離装置１４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン１４１を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００３３】
石炭ガス化炉１１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１１４からガス生成ライン１４９を通して排出され、チャー回収装置１１５に送られる。
【００３４】
このチャー回収装置１１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置１５１に供給され、集塵装置１５１は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ１５２に堆積され、チャー戻しライン１４６を通して石炭ガス化炉１１４に戻されてリサイクルされる。
【００３５】
チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１１６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、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１１７では、圧縮機１６１が圧縮空気を生成して燃焼器１６２に供給すると、この燃焼器１６２は、圧縮機１６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン１６３を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００３６】
そして、ガスタービン設備１１７におけるタービン１６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００３７】
その後、ガス浄化装置１７４では、排熱回収ボイラ１２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突１７５から大気へ放出される。
【００３８】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１００における流動層乾燥装置１について詳細に説明する。図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１は、水分含量が高い石炭である褐炭を、流動化ガスにより流動させながら、加熱乾燥させるものである。
【００３９】
図２に示すように、流動層乾燥装置１は、内部に褐炭が供給される乾燥炉５と、乾燥炉５の内部に設けられたガス分散板６と、を備えている。乾燥炉５は、長方体の箱状に形成されている。ガス分散板６は、乾燥炉５内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置するチャンバ室１１と、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１２とに区分けしている。ガス分散板６には、多数の貫通孔が形成され、チャンバ室１１には、蒸気等の流動化ガスが導入される。
【００４０】
乾燥炉５の乾燥室１２には、褐炭を投入する褐炭投入口３１と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口４１と、褐炭を加熱する伝熱管３３と、流動化ガスおよび発生蒸気からなる排出ガスに含まれる褐炭を分離する集塵装置３４とが設けられている。
【００４１】
褐炭投入口３１は、乾燥室１２の一端側（図示左側）に形成されている。褐炭投入口３１には、上記したクラッシャ１２３が接続されており、細粒化された褐炭が、乾燥室１２に供給される。
【００４２】
乾燥炭排出口４１は、乾燥室１２の他端側（図示右側）の底部に形成されている。乾燥炭排出口４１からは、乾燥室１２において乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した冷却器１３１へ向けて供給される。
【００４３】
乾燥室１２に供給された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化ガスにより流動することで、乾燥室１２内に流動層３を形成する。また、形成された流動層３の上方には、フリーボード部Ｆが形成される。乾燥室１２に形成される流動層３は、その流動方向が、乾燥室１２の長手方向（図２の左右方向）となっている。乾燥室１２に供給された流動化ガスは、褐炭を乾燥させることにより発生した蒸気と共に、集塵装置３４へ向かう。
【００４４】
伝熱管３３は、流動層３の内部に設けられている。伝熱管３３は、その内部に乾燥用蒸気が供給され、流動層３の褐炭中の水分を除去している。よって、伝熱管３３に乾燥用蒸気が供給されると、伝熱管３３は、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、乾燥室１２内の褐炭を乾燥させる。この後、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、乾燥室１２の外部に排出される。
【００４５】
続いて、図２および図３を参照して、集塵装置３４について説明する。図３は、実施例１に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。図２および図３に示すように、集塵装置３４は、サイクロン式の集塵装置であり、吸引ポート４５と、吸引ポート４５に接続されたサイクロン集塵部４６と、サイクロン集塵部４６の下方側に接続された燃料排出ポート４７と、サイクロン集塵部４６の上方側に接続されたガス排出ポート４８とを有している。
【００４６】
サイクロン集塵部４６は、鉛直方向の上方側から下方側へ向けて先細りとなるテーパ形状に形成されている。このように構成されたサイクロン集塵部４６の軸方向は鉛直方向となっている。このサイクロン集塵部４６では、内部に流入した排出ガスに含まれる褐炭が分離される。つまり、流入した排出ガスは、サイクロン集塵部４６の内部においてサイクロン流となり、排出ガス中の褐炭は、下方側の燃料排出ポート４７に導かれる一方で、排出ガスはガス排出ポート４８に導かれる。
【００４７】
吸引ポート４５は、サイクロン集塵部４６の上方側の外周における接線方向に延在して設けられている。吸引ポート４５は、その一方の端部がサイクロン集塵部４６に接続されており、その他方の端部が排出ガスを吸引する吸引口５１となっている。そして、吸引ポート４５は、吸引口５１から吸引した排出ガスをサイクロン集塵部４６へ向けて供給している。
【００４８】
燃料排出ポート４７は、サイクロン集塵部４６の下方側における軸方向に延在して設けられている。燃料排出ポート４７は、その上方側端部がサイクロン集塵部４６に接続され、その下方側端部が排出ガスから分離された褐炭を排出する燃料排出口５２となっている。このとき、燃料排出ポート４７の下方側端部は、燃料排出口５２が流動層３の内部に位置するように設けられている。そして、燃料排出ポート４７は、サイクロン集塵部４６において分離された褐炭を、燃料排出口５２から流動層３の内部へ向けて排出している。
【００４９】
ガス排出ポート４８は、サイクロン集塵部４６の上方側における軸方向に延在して設けられている。ガス排出ポート４８は、その上方側端部が乾燥炉５の外部にある上記の乾燥炭電気集塵機１３４に接続され、その下方側端部が褐炭分離後の排出ガスを排出するガス排出口５３となっている。このとき、ガス排出ポート４８の下方側端部は、サイクロン集塵部４６の内部に位置するように設けられている。そして、ガス排出ポート４８は、サイクロン集塵部４６において褐炭が分離された排出ガスを、ガス排出口５３から乾燥炭電気集塵機１３４へ向けて排出している。
【００５０】
従って、褐炭投入口３１から褐炭が乾燥室１２へ供給されると、供給された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化ガスにより流動することで、流動層３を形成する。流動層３となった褐炭は、流動化ガスおよび伝熱管３３に加熱されることで乾燥される。この後、流動化ガスは、褐炭から発生した発生蒸気と共に排出ガスとなって集塵装置３４へ向かう。集塵装置３４へ向かった排出ガスは、集塵装置３４の吸引口５１から吸引され、吸引ポート４５を介してサイクロン集塵部４６に供給される。
【００５１】
排出ガスがサイクロン集塵部４６に供給されると、サイクロン集塵部４６は、排出ガス中に含まれる褐炭を分離する。分離後の褐炭は、燃料排出ポート４７へ向かった後、乾燥室１２に形成された流動層３へ排出される。一方で、褐炭分離後の排出ガスは、ガス排出ポート４８へ向かった後、乾燥炭電気集塵機１３４へ供給される。そして、乾燥室１２で乾燥された褐炭は、乾燥炭排出口４１から排出される。
【００５２】
以上のように、実施例１の構成によれば、サイクロン式の集塵装置３４により、排出ガスに含まれる褐炭を分離し、分離後の褐炭を流動層３へ向けて排出できる一方で、褐炭が分離された排出ガスを乾燥炉５から排出することができる。これにより、フィルタを設ける必要がなく、逆洗浄を行う必要もないため、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【００５３】
また、実施例１の構成によれば、分離された褐炭は流動層３の内部に排出されるため、排出された褐炭が乾燥炉５内に再度飛散して、集塵装置３４に吸入されることを抑制することができる。これにより、流動層乾燥装置１は、集塵装置３４による集塵効率の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、図４および図５を参照して、実施例２に係る流動層乾燥装置７０について説明する。図４は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図であり、図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分について説明する。実施例２に係る流動層乾燥装置７０は、乾燥炉５の内壁の一部が、集塵装置７１のサイクロン集塵部７６の一部を構成している。以下、図４および図５を参照して、集塵装置７１について説明する。
【００５５】
集塵装置７１は、サイクロン式の集塵装置であり、吸引ポート７５と、吸引ポート７５に接続されたサイクロン集塵部７６と、サイクロン集塵部７６の下方側に接続された燃料排出ポート７７と、サイクロン集塵部７６の上方側に接続されたガス排出ポート７８とを有している。
【００５６】
サイクロン集塵部７６は、その一部が、鉛直方向の上方側から下方側へ向けて先細りとなるテーパ形状に形成される一方で、他の一部が、乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、サイクロン集塵部７６は、乾燥炉５の内壁に、テーパ形状に形成された部材を取り付けることで構成されている。このように構成されたサイクロン集塵部７６の軸方向は鉛直方向となっている。このサイクロン集塵部７６では、内部に流入した排出ガスに含まれる褐炭が分離される。つまり、流入した排出ガスは、サイクロン集塵部７６の内部においてサイクロン流となり、排出ガス中の褐炭は、下方側の燃料排出ポート７７に導かれる一方で、排出ガスはガス排出ポート７８に導かれる。
【００５７】
吸引ポート７５は、サイクロン集塵部７６の上方側の外周における接線方向に延在して設けられている。また、図５に示すように、吸引ポート７５は、その一部が乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、吸引ポート７５は、乾燥炉５の内壁に、吸引ポート７５の一部を構成する部材を取り付けることで構成されている。この吸引ポート７５は、その一方の端部がサイクロン集塵部７６に接続されており、その他方の端部が排出ガスを吸引する吸引口８１となっている。そして、吸引ポート７５は、吸引口８１から吸引した排出ガスをサイクロン集塵部７６へ向けて供給している。
【００５８】
燃料排出ポート７７は、サイクロン集塵部７６の下方側における軸方向に延在して設けられている。また、図４に示すように、燃料排出ポート７７は、その一部が乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、燃料排出ポート７７は、乾燥炉５の内壁に、燃料排出ポート７７の一部を構成する部材を取り付けることで構成されている。この燃料排出ポート７７は、その上方側端部がサイクロン集塵部７６に接続され、その下方側端部が排出ガスから分離された褐炭を排出する燃料排出口８２となっている。このとき、燃料排出ポート７７の下方側端部は、燃料排出口８２が流動層３の内部に位置するように設けられている。そして、燃料排出ポート７７は、サイクロン集塵部７６において分離された褐炭を、乾燥炉５の内壁に沿わせながら、燃料排出口８２から流動層３の内部へ向けて排出している。
【００５９】
ガス排出ポート７８は、サイクロン集塵部７６の上方側における軸方向に延在して設けられている。ガス排出ポート４８は、実施例１と同様に、その上方側端部が乾燥炉５の外部にある上記の乾燥炭電気集塵機１３４に接続され、その下方側端部が褐炭分離後の排出ガスを排出するガス排出口８３となっている。このとき、ガス排出口８３は、サイクロン集塵部７６の内部に位置するように設けられており、サイクロン集塵部７６の中心に対して偏心して設けられている。そして、ガス排出ポート７８は、サイクロン集塵部７６において褐炭が分離された排出ガスを、ガス排出口８３から乾燥炭電気集塵機１３４へ向けて排出している。
【００６０】
以上のように、実施例２の構成においても、サイクロン式の集塵装置７１により、排出ガスに含まれる褐炭を分離し、分離後の褐炭を流動層３へ向けて排出できる一方で、褐炭が分離された排出ガスを乾燥炉５から排出することができる。このとき、サイクロン集塵部７６の一部を、乾燥炉５の内壁と共用できる分、集塵装置７１で使用される材料を削減することができるため、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 流動層乾燥装置
３ 流動層
５ 乾燥炉
６ ガス分散板
１１ チャンバ室
１２ 乾燥室
３１ 褐炭投入口
３３ 伝熱管
３４ 集塵装置
４１ 乾燥炭排出口
４５ 吸引ポート
４６ サイクロン集塵部
４７ 燃料排出ポート
４８ ガス排出ポート
５１ 吸引口
５２ 燃料排出口
５３ ガス排出口
７０ 流動層乾燥装置（実施例２）
７１ 集塵装置（実施例２）
７５ 吸引ポート（実施例２）
７６ サイクロン集塵部（実施例２）
７７ 燃料排出ポート（実施例２）
７８ ガス排出ポート（実施例２）
８１ 吸引口（実施例２）
８２ 燃料排出口（実施例２）
８３ ガス排出口（実施例２）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような流動層乾燥装置として、底部が多数の開孔を有する通気可能な分散板である乾燥室と、乾燥室下部に位置する風室とを備えた流動乾燥機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この流動乾燥機は、流動化ガス（乾燥用気体）を風室から分散板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させながら乾燥させており、乾燥室内に供給された流動化ガスは、被乾燥物から発生した蒸気と共に、乾燥室の上部に形成された排気口から排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８９２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、従来の流動層乾燥装置において、排気口を介して排出されるガス中には、乾燥室内において乾燥された塵状の被乾燥物が含まれている。このため、流動層乾燥装置の排気口には、通常、集塵機が接続されている。流動層乾燥装置の外部に集塵機を設けた場合、集塵された被乾燥物を取扱うための構成を別途付帯させる必要があり、複雑な構成となる。
【０００５】
このため、乾燥室内の排気口周りにフィルタ等を用いた集塵装置を設けることが考えられている。この場合、フィルタには、被乾燥物が蓄積するため、蓄積した被乾燥物を除去すべく、逆洗浄を行う必要がある。しかしながら、逆洗浄を行うと、フィルタが破損することにより、破損片等の異物が乾燥室内へ混入する虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、集塵された湿潤燃料を流動層へ戻しつつ、集塵手段からの異物の混入を抑制可能な流動層乾燥装置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】
【０００７】
本発明の流動層乾燥装置は、湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層を形成する乾燥炉と、乾燥炉内に設けられ、乾燥炉から排出される排出ガスに含まれる湿潤燃料を集塵可能な集塵手段と、を備え、集塵手段は、排出ガスを吸入する吸引口と、吸引した排出ガスから湿潤燃料を分離させるサイクロン集塵部と、サイクロン集塵部において分離された湿潤燃料を流動層へ向けて排出する燃料排出口と、サイクロン集塵部において湿潤燃料が分離された排出ガスを排出するガス排出口と、を有することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、フィルタ等を用いることなく、排出ガスに含まれる湿潤燃料を分離し、分離後の湿潤燃料を流動層へ向けて排出できる一方で、湿潤燃料が分離された排出ガスを乾燥炉から排出することができる。これにより、フィルタを設けることがないことから、逆洗浄を行う必要もないため、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【０００９】
この場合、燃料排出口は、流動層の内部に達していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、分離された湿潤燃料は流動層の内部に排出される。このため、排出された湿潤燃料が乾燥炉内に飛散して、再度、集塵手段に吸入されることを抑制することができ、集塵効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
この場合、乾燥炉の内壁の一部は、サイクロン集塵部の一部を構成していることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、サイクロン集塵部の一部を、乾燥炉の内壁と共用する分、集塵手段で使用される材料を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥炉内に、サイクロン式の集塵手段を設けることにより、フィルタを用いることなく、排出ガス中に含まれる湿潤燃料を分離することができるため、集塵された湿潤燃料を流動層へ戻しつつ、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【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を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図３】図３は、実施例１に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。
【図４】図４は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。
【図５】図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例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、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１が適用された石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）１００は、空気を酸化剤として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。すなわち、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤原料として褐炭を使用している。
【００１７】
なお、実施例１では、湿潤原料として褐炭を適用したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の泥炭を適用してもよく、また、高品位炭であっても適用可能である。また、湿潤原料として、褐炭等の石炭に限らず、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。
【００１８】
実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１００は、給炭装置１１１、流動層乾燥装置１、微粉炭機（ミル）１１３、石炭ガス化炉１１４、チャー回収装置１１５、ガス精製装置１１６、ガスタービン設備１１７、蒸気タービン設備１１８、発電機１１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１２０を有している。
【００１９】
給炭装置１１１は、原炭バンカ１２１と、石炭供給機１２２と、クラッシャ１２３とを有している。原炭バンカ１２１は、褐炭を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機１２２に投下する。石炭供給機１２２は、原炭バンカ１２１から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ１２３に投下する。このクラッシャ１２３は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化する。
【００２０】
流動層乾燥装置１は、給炭装置１１１により投入された褐炭に対して過熱蒸気等の乾燥用蒸気を供給することで、褐炭を流動させながら加熱乾燥し、褐炭が含有する水分を除去するものである。この流動層乾燥装置１は、下部から取り出された乾燥済の褐炭（乾燥炭）を冷却する冷却器１３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭電気集塵機１３４が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ１３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機１３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１に乾燥用蒸気として供給される。
【００２１】
微粉炭機１１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１により乾燥された褐炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。すなわち、微粉炭機１１３は、乾燥炭バンカ１３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機１３６により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機１１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。
【００２２】
石炭ガス化炉１１４は、微粉炭機１１３で処理された微粉炭が供給されると共に、チャー回収装置１１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が供給される。
【００２３】
石炭ガス化炉１１４は、ガスタービン設備１１７（圧縮機１６１）から圧縮空気供給ライン１４１が接続されており、このガスタービン設備１１７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１４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン１４３が石炭ガス化炉１１４に接続され、この第１窒素供給ライン１４３に微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂからの給炭ライン１４４ａ，１４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン１４５も石炭ガス化炉１１４に接続され、この第２窒素供給ライン１４５にチャー回収装置１１５からのチャー戻しライン１４６が接続されている。更に、酸素供給ライン１４７は、圧縮空気供給ライン１４１に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
【００２４】
石炭ガス化炉１１４は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、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、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉１１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置１４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１１４は噴流床ガス化炉に限らず、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１１４は、チャー回収装置１１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン１４９が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン１４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１１５に供給するとよい。
【００２５】
チャー回収装置１１５は、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２とを有している。この場合、集塵装置１５１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１１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。ホッパ１５２は、集塵装置１５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置１５１と供給ホッパ１５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ１５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ１５２からのチャー戻しライン１４６が第２窒素供給ライン１４５に接続されている。
【００２６】
ガス精製装置１１６は、チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、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１１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１１７に供給する。なお、このガス精製装置１１６では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、アミン吸収液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。
【００２７】
ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１、燃焼器１６２、タービン１６３を有しており、圧縮機１６１とタービン１６３は、回転軸１６４により連結されている。燃焼器１６２は、圧縮機１６１から圧縮空気供給ライン１６５が接続されると共に、ガス精製装置１１６から燃料ガス供給ライン１６６が接続され、タービン１６３に燃焼ガス供給ライン１６７が接続されている。また、ガスタービン設備１１７は、圧縮機１６１から石炭ガス化炉１１４に延びる圧縮空気供給ライン１４１が設けられており、圧縮空気供給ライン１４１に昇圧機１６８が介設されている。従って、燃焼器１６２では、圧縮機１６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン１６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００２８】
蒸気タービン設備１１８は、ガスタービン設備１１７における回転軸１６４に連結されるタービン１６９を有しており、発電機１１９は、この回転軸１６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ１２０は、ガスタービン設備１１７（タービン１６３）からの排ガスライン１７０に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ１２０は、蒸気タービン設備１１８のタービン１６９との間に蒸気供給ライン１７１が設けられると共に、蒸気回収ライン１７２が設けられ、蒸気回収ライン１７２に復水器１７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９が駆動し、回転軸１６４を回転することで発電機１１９を駆動することができる。
【００２９】
そして、排熱回収ボイラ１２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置１７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突１７５から大気へ放出される。
【００３０】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００の作動について説明する。
【００３１】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１００において、給炭装置１１１にて、原炭（褐炭）が原炭バンカ１２１に貯留されており、この原炭バンカ１２１の褐炭が石炭供給機１２２によりクラッシャ１２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、流動層乾燥装置１により加熱乾燥された後、冷却器１３１により冷却され、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭電気集塵機１３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機１３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ１３２に貯留される。
【００３２】
乾燥炭バンカ１３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機１３６により微粉炭機１１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ１３７ａ，１３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ１３８ａ，１３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置１４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン１４３を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１１５で回収されたチャーが、空気分離装置１４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン１４５を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１１７から抽気された圧縮空気が昇圧機１６８で昇圧された後、空気分離装置１４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン１４１を通して石炭ガス化炉１１４に供給される。
【００３３】
石炭ガス化炉１１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１１４からガス生成ライン１４９を通して排出され、チャー回収装置１１５に送られる。
【００３４】
このチャー回収装置１１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置１５１に供給され、集塵装置１５１は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン１５３を通してガス精製装置１１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ１５２に堆積され、チャー戻しライン１４６を通して石炭ガス化炉１１４に戻されてリサイクルされる。
【００３５】
チャー回収装置１１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１１６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、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１１７では、圧縮機１６１が圧縮空気を生成して燃焼器１６２に供給すると、この燃焼器１６２は、圧縮機１６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン１６３を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００３６】
そして、ガスタービン設備１１７におけるタービン１６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１１８に供給する。蒸気タービン設備１１８では、排熱回収ボイラ１２０から供給された蒸気によりタービン１６９を駆動することで、回転軸１６４を介して発電機１１９を駆動し、発電を行うことができる。
【００３７】
その後、ガス浄化装置１７４では、排熱回収ボイラ１２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突１７５から大気へ放出される。
【００３８】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１００における流動層乾燥装置１について詳細に説明する。図２は、実施例１に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図である。実施例１の流動層乾燥装置１は、水分含量が高い石炭である褐炭を、流動化ガスにより流動させながら、加熱乾燥させるものである。
【００３９】
図２に示すように、流動層乾燥装置１は、内部に褐炭が供給される乾燥炉５と、乾燥炉５の内部に設けられたガス分散板６と、を備えている。乾燥炉５は、長方体の箱状に形成されている。ガス分散板６は、乾燥炉５内部の空間を、鉛直方向下方側（図示下側）に位置するチャンバ室１１と、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１２とに区分けしている。ガス分散板６には、多数の貫通孔が形成され、チャンバ室１１には、蒸気等の流動化ガスが導入される。
【００４０】
乾燥炉５の乾燥室１２には、褐炭を投入する褐炭投入口３１と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口４１と、褐炭を加熱する伝熱管３３と、流動化ガスおよび発生蒸気からなる排出ガスに含まれる褐炭を分離する集塵装置３４とが設けられている。
【００４１】
褐炭投入口３１は、乾燥室１２の一端側（図示左側）に形成されている。褐炭投入口３１には、上記したクラッシャ１２３が接続されており、細粒化された褐炭が、乾燥室１２に供給される。
【００４２】
乾燥炭排出口４１は、乾燥室１２の他端側（図示右側）の底部に形成されている。乾燥炭排出口４１からは、乾燥室１２において乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した冷却器１３１へ向けて供給される。
【００４３】
乾燥室１２に供給された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化ガスにより流動することで、乾燥室１２内に流動層３を形成する。また、形成された流動層３の上方には、フリーボード部Ｆが形成される。乾燥室１２に形成される流動層３は、その流動方向が、乾燥室１２の長手方向（図２の左右方向）となっている。乾燥室１２に供給された流動化ガスは、褐炭を乾燥させることにより発生した蒸気と共に、集塵装置３４へ向かう。
【００４４】
伝熱管３３は、流動層３の内部に設けられている。伝熱管３３は、その内部に乾燥用蒸気が供給され、流動層３の褐炭中の水分を除去している。よって、伝熱管３３に乾燥用蒸気が供給されると、伝熱管３３は、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、乾燥室１２内の褐炭を乾燥させる。この後、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、乾燥室１２の外部に排出される。
【００４５】
続いて、図２および図３を参照して、集塵装置３４について説明する。図３は、実施例１に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。図２および図３に示すように、集塵装置３４は、サイクロン式の集塵装置であり、吸引ポート４５と、吸引ポート４５に接続されたサイクロン集塵部４６と、サイクロン集塵部４６の下方側に接続された燃料排出ポート４７と、サイクロン集塵部４６の上方側に接続されたガス排出ポート４８とを有している。
【００４６】
サイクロン集塵部４６は、鉛直方向の上方側から下方側へ向けて先細りとなるテーパ形状に形成されている。このように構成されたサイクロン集塵部４６の軸方向は鉛直方向となっている。このサイクロン集塵部４６では、内部に流入した排出ガスに含まれる褐炭が分離される。つまり、流入した排出ガスは、サイクロン集塵部４６の内部においてサイクロン流となり、排出ガス中の褐炭は、下方側の燃料排出ポート４７に導かれる一方で、排出ガスはガス排出ポート４８に導かれる。
【００４７】
吸引ポート４５は、サイクロン集塵部４６の上方側の外周における接線方向に延在して設けられている。吸引ポート４５は、その一方の端部がサイクロン集塵部４６に接続されており、その他方の端部が排出ガスを吸引する吸引口５１となっている。そして、吸引ポート４５は、吸引口５１から吸引した排出ガスをサイクロン集塵部４６へ向けて供給している。
【００４８】
燃料排出ポート４７は、サイクロン集塵部４６の下方側における軸方向に延在して設けられている。燃料排出ポート４７は、その上方側端部がサイクロン集塵部４６に接続され、その下方側端部が排出ガスから分離された褐炭を排出する燃料排出口５２となっている。このとき、燃料排出ポート４７の下方側端部は、燃料排出口５２が流動層３の内部に位置するように設けられている。そして、燃料排出ポート４７は、サイクロン集塵部４６において分離された褐炭を、燃料排出口５２から流動層３の内部へ向けて排出している。
【００４９】
ガス排出ポート４８は、サイクロン集塵部４６の上方側における軸方向に延在して設けられている。ガス排出ポート４８は、その上方側端部が乾燥炉５の外部にある上記の乾燥炭電気集塵機１３４に接続され、その下方側端部が褐炭分離後の排出ガスを排出するガス排出口５３となっている。このとき、ガス排出ポート４８の下方側端部は、サイクロン集塵部４６の内部に位置するように設けられている。そして、ガス排出ポート４８は、サイクロン集塵部４６において褐炭が分離された排出ガスを、ガス排出口５３から乾燥炭電気集塵機１３４へ向けて排出している。
【００５０】
従って、褐炭投入口３１から褐炭が乾燥室１２へ供給されると、供給された褐炭は、ガス分散板６を介して供給される流動化ガスにより流動することで、流動層３を形成する。流動層３となった褐炭は、流動化ガスおよび伝熱管３３に加熱されることで乾燥される。この後、流動化ガスは、褐炭から発生した発生蒸気と共に排出ガスとなって集塵装置３４へ向かう。集塵装置３４へ向かった排出ガスは、集塵装置３４の吸引口５１から吸引され、吸引ポート４５を介してサイクロン集塵部４６に供給される。
【００５１】
排出ガスがサイクロン集塵部４６に供給されると、サイクロン集塵部４６は、排出ガス中に含まれる褐炭を分離する。分離後の褐炭は、燃料排出ポート４７へ向かった後、乾燥室１２に形成された流動層３へ排出される。一方で、褐炭分離後の排出ガスは、ガス排出ポート４８へ向かった後、乾燥炭電気集塵機１３４へ供給される。そして、乾燥室１２で乾燥された褐炭は、乾燥炭排出口４１から排出される。
【００５２】
以上のように、実施例１の構成によれば、サイクロン式の集塵装置３４により、排出ガスに含まれる褐炭を分離し、分離後の褐炭を流動層３へ向けて排出できる一方で、褐炭が分離された排出ガスを乾燥炉５から排出することができる。これにより、フィルタを設ける必要がなく、逆洗浄を行う必要もないため、フィルタの破損による異物の混入を抑制することができる。
【００５３】
また、実施例１の構成によれば、分離された褐炭は流動層３の内部に排出されるため、排出された褐炭が乾燥炉５内に再度飛散して、集塵装置３４に吸入されることを抑制することができる。これにより、流動層乾燥装置１は、集塵装置３４による集塵効率の低下を抑制することができる。
【実施例２】
【００５４】
次に、図４および図５を参照して、実施例２に係る流動層乾燥装置７０について説明する。図４は、実施例２に係る流動層乾燥装置を模式的に表した概略構成図であり、図５は、実施例２に係る流動層乾燥装置の集塵装置を模式的に表した上面図である。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分について説明する。実施例２に係る流動層乾燥装置７０は、乾燥炉５の内壁の一部が、集塵装置７１のサイクロン集塵部７６の一部を構成している。以下、図４および図５を参照して、集塵装置７１について説明する。
【００５５】
集塵装置７１は、サイクロン式の集塵装置であり、吸引ポート７５と、吸引ポート７５に接続されたサイクロン集塵部７６と、サイクロン集塵部７６の下方側に接続された燃料排出ポート７７と、サイクロン集塵部７６の上方側に接続されたガス排出ポート７８とを有している。
【００５６】
サイクロン集塵部７６は、その一部が、鉛直方向の上方側から下方側へ向けて先細りとなるテーパ形状に形成される一方で、他の一部が、乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、サイクロン集塵部７６は、乾燥炉５の内壁に、テーパ形状に形成された部材を取り付けることで構成されている。このように構成されたサイクロン集塵部７６の軸方向は鉛直方向となっている。このサイクロン集塵部７６では、内部に流入した排出ガスに含まれる褐炭が分離される。つまり、流入した排出ガスは、サイクロン集塵部７６の内部においてサイクロン流となり、排出ガス中の褐炭は、下方側の燃料排出ポート７７に導かれる一方で、排出ガスはガス排出ポート７８に導かれる。
【００５７】
吸引ポート７５は、サイクロン集塵部７６の上方側の外周における接線方向に延在して設けられている。また、図５に示すように、吸引ポート７５は、その一部が乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、吸引ポート７５は、乾燥炉５の内壁に、吸引ポート７５の一部を構成する部材を取り付けることで構成されている。この吸引ポート７５は、その一方の端部がサイクロン集塵部７６に接続されており、その他方の端部が排出ガスを吸引する吸引口８１となっている。そして、吸引ポート７５は、吸引口８１から吸引した排出ガスをサイクロン集塵部７６へ向けて供給している。
【００５８】
燃料排出ポート７７は、サイクロン集塵部７６の下方側における軸方向に延在して設けられている。また、図４に示すように、燃料排出ポート７７は、その一部が乾燥炉５の内壁の一部で構成されている。つまり、燃料排出ポート７７は、乾燥炉５の内壁に、燃料排出ポート７７の一部を構成する部材を取り付けることで構成されている。この燃料排出ポート７７は、その上方側端部がサイクロン集塵部７６に接続され、その下方側端部が排出ガスから分離された褐炭を排出する燃料排出口８２となっている。このとき、燃料排出ポート７７の下方側端部は、燃料排出口８２が流動層３の内部に位置するように設けられている。そして、燃料排出ポート７７は、サイクロン集塵部７６において分離された褐炭を、乾燥炉５の内壁に沿わせながら、燃料排出口８２から流動層３の内部へ向けて排出している。
【００５９】
ガス排出ポート７８は、サイクロン集塵部７６の上方側における軸方向に延在して設けられている。ガス排出ポート４８は、実施例１と同様に、その上方側端部が乾燥炉５の外部にある上記の乾燥炭電気集塵機１３４に接続され、その下方側端部が褐炭分離後の排出ガスを排出するガス排出口８３となっている。このとき、ガス排出口８３は、サイクロン集塵部７６の内部に位置するように設けられており、サイクロン集塵部７６の中心に対して偏心して設けられている。そして、ガス排出ポート７８は、サイクロン集塵部７６において褐炭が分離された排出ガスを、ガス排出口８３から乾燥炭電気集塵機１３４へ向けて排出している。
【００６０】
以上のように、実施例２の構成においても、サイクロン式の集塵装置７１により、排出ガスに含まれる褐炭を分離し、分離後の褐炭を流動層３へ向けて排出できる一方で、褐炭が分離された排出ガスを乾燥炉５から排出することができる。このとき、サイクロン集塵部７６の一部を、乾燥炉５の内壁と共用できる分、集塵装置７１で使用される材料を削減することができるため、製造コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１ 流動層乾燥装置
３ 流動層
５ 乾燥炉
６ ガス分散板
１１ チャンバ室
１２ 乾燥室
３１ 褐炭投入口
３３ 伝熱管
３４ 集塵装置
４１ 乾燥炭排出口
４５ 吸引ポート
４６ サイクロン集塵部
４７ 燃料排出ポート
４８ ガス排出ポート
５１ 吸引口
５２ 燃料排出口
５３ ガス排出口
７０ 流動層乾燥装置（実施例２）
７１ 集塵装置（実施例２）
７５ 吸引ポート（実施例２）
７６ サイクロン集塵部（実施例２）
７７ 燃料排出ポート（実施例２）
７８ ガス排出ポート（実施例２）
８１ 吸引口（実施例２）
８２ 燃料排出口（実施例２）
８３ ガス排出口（実施例２）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層を形成する乾燥炉と、
前記乾燥炉内に設けられ、前記乾燥炉から排出される排出ガスに含まれる前記湿潤燃料を集塵可能な集塵手段と、を備え、
前記集塵手段は、
前記排出ガスを吸入する吸引口と、
吸引した前記排出ガスから前記湿潤燃料を分離させるサイクロン集塵部と、
前記サイクロン集塵部において分離された前記湿潤燃料を前記流動層へ向けて排出する燃料排出口と、
前記サイクロン集塵部において前記湿潤燃料が分離された前記排出ガスを排出するガス排出口と、を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記燃料排出口は、前記流動層の内部に達していることを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥炉の内壁の一部は、前記サイクロン集塵部の一部を構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の流動層乾燥装置。
【請求項１】
湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで、内部に流動層を形成する乾燥炉と、
前記乾燥炉内に設けられ、前記乾燥炉から排出される排出ガスに含まれる前記湿潤燃料を集塵可能な集塵手段と、を備え、
前記集塵手段は、
前記排出ガスを吸入する吸引口と、
吸引した前記排出ガスから前記湿潤燃料を分離させるサイクロン集塵部と、
前記サイクロン集塵部において分離された前記湿潤燃料を前記流動層へ向けて排出する燃料排出口と、
前記サイクロン集塵部において前記湿潤燃料が分離された前記排出ガスを排出するガス排出口と、を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記燃料排出口は、前記流動層の内部に達していることを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
【請求項３】
前記乾燥炉の内壁の一部は、前記サイクロン集塵部の一部を構成していることを特徴とする請求項１または２に記載の流動層乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４１９９４（Ｐ２０１２−２４１９９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３３３３（Ｐ２０１１−１１３３３３）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【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１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【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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