流動層乾燥装置
【課題】流動層乾燥装置において、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする。
【解決手段】原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、通過開口部１１６，１１７の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１２１，１２２と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１，１２２により通過開口部１１６，１１７の高さを高くする制御装置１２６とを設ける。
【解決手段】原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、通過開口部１１６，１１７の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１２１，１２２と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１，１２２により通過開口部１１６，１１７の高さを高くする制御装置１２６とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動化蒸気または流動化ガスにより被乾燥物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】
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設備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）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。
【０００５】
このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された多室型流動層分級装置は、風箱の上側に多孔板型ガス分散板を介して流動層を備え、この室を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成し、風箱に乾燥用熱風等としての役割と分級用気体としての役割を有する流動化ガスを供給可能とし、分級室内に供給されるガスの風量を調整して分級粒子径を制御すると共に、乾燥室内に供給されるガスの風量及び／又は温度を調整するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９７８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の多室型流動層分級装置では、流動層を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成することで、この連絡通路により分級を行っている。ところが、上述したような低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥しにくい。そのため、乾燥装置における石炭の滞留時間を適正に制御することが重要となる。この場合、仕切板の下部の隙間を狭くするほうが好ましいが、一方で、この隙間が狭すぎると、流動層における石炭の高さが拡大して流動不安定や飛散粒子の増加などを招いてしまう。このため、石炭の供給条件に応じた隙間の最適化が重要である。なお、特許文献１には、仕切板の下部の隙間を調整するものが記載されているが、この調整は事前に行うものであり、また、バックミキシングの発生を防止するものである。また、低品位炭の乾燥に水蒸気を利用した場合には、投入直後の原料粒子に水蒸気が凝縮し、凝集粒子を形成し、流動不良を発生させてしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、前記乾燥容器の一部に流動化蒸気または流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気または流動化ガス供給部と、前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、前記通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、仕切板により流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割して仕切板に湿潤燃料の通過開口部を形成し、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出したときに、湿潤燃料の通過量を増加させることで、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を早期に解消し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過量調整装置は、前記通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を有することを特徴としている。
【００１２】
従って、通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を設けることで、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を容易に調整することができる。
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が予め設定された所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１４】
従って、流動層における通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、流動層に圧力センサや温度センサを設けるだけで、通過開口部の通過不良を判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【００１５】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記流動層の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１６】
従って、流動層の高さが所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、流動層の高さを検出することで、容易に通過開口部の通過不良を判定することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記複数の流動層の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１８】
従って、複数の流動層の高さの偏差が所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、各流動層の高さを検出することで、容易に通過開口部の通過不良を判定することができる。
【００１９】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過量調整装置は、前記通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能な調整装置を有することを特徴としている。
【００２０】
従って、通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能とすることで、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を容易に調整することができる。
【００２１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記制御装置は、前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させても湿潤燃料の通過不良が解消されないときには、湿潤燃料の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気または流動化ガスの供給量増加処理、加熱部による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行することを特徴としている。
【００２２】
従って、通過開口部における湿潤燃料の通過不良が解消されないときに、各種処理を実行することで、確実に通過開口部の通過不良を解消することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置とを設けるので、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を早期に解消し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図である。
【図２】図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図である。
【図３】図３は、実施例１の流動層乾燥装置における隙間高さの制御方法を表す概略図である。
【図４】図４は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置における隙間高さの制御方法を表す概略図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００２７】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）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。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。この場合、ガス化炉に供給する湿潤燃料として低品位炭を使用している。
【００２８】
実施例１において、図４に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。
【００２９】
給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機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をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
【００３０】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）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１２は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２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サイクロン３３と乾燥炭電気集塵機３４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３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として供給される。
【００３１】
微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された低品位炭（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。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
【００３２】
石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭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）が戻されてリサイクル可能となっている。
【００３３】
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に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。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からのチャー戻しライン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。
【００３４】
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１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４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１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９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４９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１５に供給するとよい。
【００３５】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ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５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１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。
【００３６】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５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１６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１７に供給する。なお、このガス精製装置１６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。
【００３７】
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とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
【００３８】
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２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン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。
【００３９】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４０】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４１】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１にて、原炭（低品位炭）が原炭バンカ２１に貯留されており、この原炭バンカ２１の低品位炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン３３及び乾燥炭電気集塵機３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２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３２に貯留される。
【００４２】
乾燥炭バンカ３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３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３７ａ，３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３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が、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５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。
【００４３】
石炭ガス化炉１４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。
【００４４】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。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５３を通してガス精製装置１６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。
【００４５】
チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、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と、ガス精製装置１６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。
【００４６】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０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。
【００４７】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４８】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
【００４９】
流動層乾燥装置１２は、プラグフロー式の乾燥装置であって、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化蒸気（流動化ガス）供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管（加熱部）１０６，１０７，１０８とを有している。
【００５０】
乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成される一方、他端側の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。この場合、原炭投入口１０２や乾燥炭排出口１０３を乾燥容器１０１の端部に１つずつ設けたが、複数であってもよい。この場合、乾燥容器１０１は、石炭供給機２２（図４参照）により原炭投入口１０２から内部への原炭供給量を調整することができる。また、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３に設けられた図示しないロータリバルブの回転数を調整することで、原炭排出量を調整することができる。
【００５１】
また、乾燥容器１０１は、下部に底板１０１ａから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板１０９が設けられることで、風箱１１０が区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風箱１１０を介して分散板１０９の上方に流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の天井板１０１ｂに流動化蒸気及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。
【００５２】
この乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から風箱１１０及び分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０８の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。
【００５３】
そして、乾燥容器１０１は、内部が原炭の流動方向の上流側に設けられた第１乾燥室１１１と、この第１乾燥室１１１より下流側に設けられた第２乾燥室１１２と、原炭の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室１１３とで構成されている。
【００５４】
詳細に説明すると、乾燥容器１０１は、複数（本実施例では、２個）の仕切板１１４，１１５により流動層Ｓが原炭の流動方向に複数に分割され、各仕切板１１４，１１５により原炭の通過開口部１１６，１１７が形成されている。この各仕切板１１４，１１５は、原炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、原炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。そして、各仕切板１１４，１１５は、鉛直方向の中間部に所定の高さ（開口面積）を有する通過開口部１１６，１１７が確保されており、上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置し、下端部が分散板１０９に接触している。なお、この通過開口部１１６，１１７は、ほぼ同じ高さに設定されている。
【００５５】
このように乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１１４，１１５の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、原炭の初期乾燥を行う領域となっており、第２乾燥室１１２は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、原炭の中期乾燥を行う領域となっており、第３乾燥室１１３は、フリーボード部Ｆ３と流動層Ｓ３が形成され、原炭の後期乾燥を行う領域となっている。この場合、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、原炭の含水量などに応じて最適な比率に設定してもよい。
【００５６】
また、風箱１１０は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、仕切部材１１８，１１９により３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３つの流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。即ち、各仕切部材１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５の下方に配置されている。そして、流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、図示しない流動化蒸気供給管が連結されており、この流動化蒸気供給管に設けられ流量調整弁の開度を調整することで、風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することができる。
【００５７】
即ち、乾燥容器１０１は、その室内において、供給された原炭が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。この押し出し流れとは、流動層Ｓにおいて、原炭が流動方向に拡散しないように、この原炭を流動方向に押し出す流れである。
【００５８】
また、乾燥容器１０１は、各乾燥室１１１，１１２，１１３にて、外部から乾燥容器１０１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を循環する複数の伝熱管１０６，１０７，１０８が配置されている。この伝熱管１０６，１０７，１０８は、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に埋設されるように位置し、内部を流れる過熱蒸気により各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の原炭を加熱して乾燥することができる。この場合、伝熱管１０６，１０７，１０８は、供給される過熱蒸気の圧力を変更することで、その温度を調整することができる。
【００５９】
従って、第１乾燥室１１１に供給された原炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された原炭は、仕切板１１４の下部の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に移動され、ここで、伝熱管１０７により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された原炭は、仕切板１１５の下部の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に移動され、ここで、伝熱管１０８により加熱されることで後期乾燥される。
【００６０】
これにより、各乾燥室１１１，１１２，１１３の流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成する原炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を上流側から通過開口部１１６，１１７を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。
【００６１】
ところで、本実施例の流動層乾燥装置１２は、通過開口部１１６，１１７を通過する原炭の通過量を調整可能な通過量調整装置として、この通過開口部１１６，１１７の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１２１，１２２が設けられており、各調整板１２１，１２２は、仕切板１１４，１１５に対して昇降可能となっている。即ち、図３に示すように、仕切板１１４は、上部仕切板１１４ａと下部仕切板１１４ｂから構成され、上部仕切板１１４ａと下部仕切板１１４ｂの間に通過開口部１１６，１１７が設けられている。調整板１２１は、仕切板１１４における部仕切板１１４ａ下部平面部に密着するように配置され、幅方向の各端部が乾燥容器１０１の内壁面に設けられた図示しないガイドにより上下移動自在に支持されている。駆動装置（駆動モータ）１２３は、乾燥容器１０１の下部に固定され、駆動軸に一体に連結されたねじ軸１２４が調整板１２１に螺合している。
【００６２】
従って、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動することができる。即ち、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４により調整板１２１を上昇すると、通過開口部１１６の高さを広げることができ、一方、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４により調整板１２１を下降すると、通過開口部１１６の高さを狭めることができる。
【００６３】
また、本実施例の流動層乾燥装置１２は、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１２５ａ，１２５ｂが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００６４】
具体的には、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなり、流動層Ｓ１の下部の圧力、つまり、圧力センサ１２５ａが検出した圧力Ｐ１が高くなる。一方、フリーボード部Ｆ１の圧力、つまり、圧力センサ１２５ｂが検出した圧力Ｐ０は、流動層Ｓ１の高さに拘わらずほぼ一定である。従って、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。この場合、流動層乾燥装置１２の形態に応じて、流動層Ｓ１の下部の適正圧力が相違することから、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１２５ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００６５】
なお、ここでは、通過開口部１１６に設けられた調整板１２１について詳細に説明したが、通過開口部１１７に設けられた調整板１２２も同様の構成となっており、駆動装置や圧力センサなどが設けられており、制御装置１２６により制御可能となっている。また、上述の説明では、制御装置１２６が圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出するように構成したが、この場合、制御装置１２６が圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良の発生が予測されるときに、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施例の流動層乾燥装置１２は、制御装置１２６が調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げても原炭の通過不良が解消されないときには、原炭の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気の供給量増加処理、伝熱管１０６による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行するようにしている。
【００６７】
ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。
【００６８】
流動層乾燥装置１２において、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３が形成される。原炭は、流動化蒸気により流動層Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６，１０７，１０８から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
【００６９】
即ち、原炭投入口１０２から原炭が供給されると、まず、第１乾燥室１１１では、流動化蒸気供給部１０４ａから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０６から熱を受けることで、流動層Ｓ１で流動しながら乾燥される。次に、第１乾燥室１１１で初期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１４の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動する。この第２乾燥室１１２では、流動化蒸気供給部１０４ｂから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０７から熱を受けることで、流動層Ｓ２で流動しながら乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１５の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に流動する。この第３乾燥室１１３では、流動化蒸気供給部１０４ｃから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０８から熱を受けることで、流動層Ｓ３で流動しながら乾燥される。このように原炭は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、伝熱管１０６，１０７，１０８により加熱されながら、供給される流動化蒸気により流動し、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく乾燥される。
【００７０】
その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。
【００７１】
このとき、例えば、第１乾燥室１１１では、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂが流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１とフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０を検出し、制御装置１２６に出力している。制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高いかどうか、具体的には、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１２５ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高いかどうかを判定している。ここで、制御装置１２６は、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高い、つまり、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１とフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高いと判定されたら、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００７２】
そして、制御装置１２６は、駆動装置１２３により調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させる。なお、調整板１２１の上昇量は、予め設定された所定量に設定されており、例えば、所定時間の経過後に通過開口部１１６の通過不良が解消されないときは、再び、調整板１２１を同量、または、それより少ない量だけ上昇して通過開口部１１６の高さを広げ、原炭の通過量を増加させる。
【００７３】
このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、通過開口部１１６，１１７の高さを調整可能な調整板１２１，１２２と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１，１２２により通過開口部１１６，１１７の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００７４】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定し、調整板１２１，１２２を上昇させて通過開口部１１６，１１７の高さを高くしており、通過開口部１１６，１１７における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００７５】
また、実施例１の流動層乾燥装置では、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定することで、流動層Ｓに圧力センサ１２５ａ，１２５ｂを設けるだけで、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
実施例２において、図５に示すように、仕切板１１４は、通過開口部１１６の高さを調整可能な調整板１２１が設けられており、駆動装置１２３によりねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動し、通過開口部１１６の高さを調整することができる。
【００７８】
また、本実施例では、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果に基づいて流動層Ｓ１の高さを求め、流動層Ｓ１の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに、原炭の通過不良と検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００７９】
この場合、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなり、流動層Ｓ１の下部の圧力、つまり、圧力センサ１２５ａが検出した圧力Ｐ１が高くなる。一方、フリーボード部Ｆ１の圧力、つまり、圧力センサ１２５ｂが検出した圧力Ｐ０は、流動層Ｓ１の高さに拘わらずほぼ一定である。また、圧力センサ１２５ａから所定高さＨ０だけ上昇した位置に圧力Ｐ２を圧力センサ１２５ｃにより検出することで、流動層Ｓ１における所定高さあたりの圧力上昇量Ｐａ（Ｐ２−Ｐ１）がわかる。従って、下記数式より流動層Ｓ１の高さＨを推定することができる。
Ｈ＝（Ｐ２−Ｐ０）／Ｐａ×Ｈ０
そして、制御装置１２６は、流動層Ｓ１の高さＨが所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。そして、駆動装置１２３により調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させる。
【００８０】
なお、この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果に基づいて流動層Ｓ１の高さを求めることができることから、同様にして、流動層Ｓ２の高さを求め流動層Ｓ１，Ｓ２の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに、原炭の通過不良と判定するようにしてもよい。
【００８１】
このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓ１の圧力を検出可能な圧力センサ１２５ａ，１２５ｃと、フリーボード部Ｆ１の圧力を検出可能な圧力センサ１２５ｂと、各圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが検出した流動層Ｓ１の圧力Ｐに基づいて流動層Ｓ１の高さを求め、この流動層Ｓ１の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１により通過開口部１１６の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００８２】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなることから、この流動層Ｓ１の高さが所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定し、調整板１２１を上昇させて通過開口部１１６の高さを高くしており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【実施例３】
【００８３】
図６は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
実施例３において、図６に示すように、仕切板１１４は、通過開口部１１６の高さを調整可能な調整板１２１が設けられており、駆動装置１２３によりねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動し、通過開口部１１６の高さを調整することができる。
【００８５】
また、本実施例では、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として温度センサ１３１ａ，１３１ｂが設けられると共に、この温度センサ１３１ａ，１３１ｂの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、温度センサ１３１ａ，１３１ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００８６】
具体的には、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部での原炭の流動が少なくなり、流動層Ｓ１の下部の温度、つまり、温度センサ１３１ａが検出した温度Ｔ１が高くなる。一方、流動層Ｓ１の上部での原炭の流動は流動化蒸気によりほぼ一定である。従って、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の温度Ｔ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。この場合、流動層乾燥装置１２の形態に応じて、流動層Ｓ１の下部の適正温度が相違することから、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｔ１と、温度センサ１３１ｂが検出した流動層Ｓ１の上部の圧力Ｔ２との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００８７】
このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓ１の下部の温度を検出可能な圧力センサ１３１ａと、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の温度が予め設定された所定温度より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１により通過開口部１１６の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００８８】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の温度が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の温度が所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６の通過不良を判定し、調整板１２１を上昇させて通過開口部１１６の高さを高くしており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００８９】
なお、上述した実施例１から３では、本発明の通過量調整装置として、通過開口部１１６，１１７の高さを調整可能な調整板１２１，１２２を設け、駆動装置１２３及びねじ軸１２４により昇降可能としたが、ねじ軸を中空形状とすると共に不活性ガス供給管を連結し、ねじ軸に形成された多数の穴からこの不活性ガスを噴出するようにすることで、ねじ軸に付着する原炭を排除し、駆動不良を抑制することができる。
【実施例４】
【００９０】
図７は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９１】
実施例４において、図７に示すように、通過開口部１１６を通過する原炭の通過量を調整可能な通過量調整装置として、この通過開口部１１６にロータリバルブ１４１が設けられており、このロータリバルブ１４１は駆動装置（調整装置）１４２によりその回転数が調整可能となっている。従って、駆動装置１４２によりロータリバルブ１４１を回転することで、流動層Ｓ１の原炭を通過開口部１１６から流動層Ｓ２に強制的に移動することができる。即ち、駆動装置１４２によりロータリバルブ１４１の回転数を調整することで、流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通して流動層Ｓ２に移動する原炭量を調整することができる。
【００９２】
また、本実施例では、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１２５ａが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇することで、通過開口部１１６における原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００９３】
具体的には、制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。そして、原炭の通過不良を検出したときには、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇して通過開口部１１６における原炭の通過量を増加させる。
【００９４】
このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６を形成する仕切板１１４と、通過開口部１１６に設けられたロータリバルブ１４１と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定してロータリバルブ１４１の回転数を上昇する制御装置１２６とを設けている。
【００９５】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６の通過不良を判定し、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇しており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００９６】
なお、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に区画したが、２つの乾燥室または４つ以上の乾燥室としてもよい。また、乾燥容器１０１の形状、原炭投入口１０２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、ガス排出口１０５、伝熱管１０６，１０７，１０８の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置１２の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。
【００９７】
また、上述した各実施例では、湿潤燃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。
【００９８】
また、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内に流動化蒸気を供給するものとして説明したが、流動化ガスとして空気などを適用してもよい。また、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の中間部に通過開口部１１６，１１７を設けたが、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の下部に通過開口部１１６，１１７を設けてもよく、通過開口部１１６，１１７の位置に限定されるものではない。更に、通過開口部１１６，１１７に対して、調整板１２１，１２２を下降することでその高さを狭くしたが、調整板１２１，１２２を上昇することでその高さを狭くしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１１ 給炭装置
１２ 流動層乾燥装置
１３ 微粉炭機
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
１０１ 乾燥容器
１０２ 原炭投入口
１０３ 乾燥炭排出口
１０４ 流動化蒸気供給部
１０５ ガス排出口
１０６，１０７，１０８ 伝熱管（加熱部）
１１１ 第１乾燥室
１１２ 第２乾燥室
１１３ 第３乾燥室
１１４，１１５ 仕切板
１１６，１１７ 通過開口部
１２１，１２２ 調整板（通過量調整装置）
１２３ 駆動装置
１２４ ねじ軸
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ 圧力センサ（通過不良検出装置）
１２６ 制御装置
１３１ａ，１３１ｂ 温度センサ（通過不良検出装置）
１４１ ロータリバルブ（通過量調整装置）
１４２ 駆動装置（調整装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 流動層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動化蒸気または流動化ガスにより被乾燥物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】
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設備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）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。
【０００５】
このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された多室型流動層分級装置は、風箱の上側に多孔板型ガス分散板を介して流動層を備え、この室を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成し、風箱に乾燥用熱風等としての役割と分級用気体としての役割を有する流動化ガスを供給可能とし、分級室内に供給されるガスの風量を調整して分級粒子径を制御すると共に、乾燥室内に供給されるガスの風量及び／又は温度を調整するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１９７８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の多室型流動層分級装置では、流動層を仕切板で乾燥室と分級室とに仕切り、仕切板の下側に連絡通路を形成することで、この連絡通路により分級を行っている。ところが、上述したような低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥しにくい。そのため、乾燥装置における石炭の滞留時間を適正に制御することが重要となる。この場合、仕切板の下部の隙間を狭くするほうが好ましいが、一方で、この隙間が狭すぎると、流動層における石炭の高さが拡大して流動不安定や飛散粒子の増加などを招いてしまう。このため、石炭の供給条件に応じた隙間の最適化が重要である。なお、特許文献１には、仕切板の下部の隙間を調整するものが記載されているが、この調整は事前に行うものであり、また、バックミキシングの発生を防止するものである。また、低品位炭の乾燥に水蒸気を利用した場合には、投入直後の原料粒子に水蒸気が凝縮し、凝集粒子を形成し、流動不良を発生させてしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、流動層間での湿潤燃料の移動不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、前記乾燥容器の一部に流動化蒸気または流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気または流動化ガス供給部と、前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、前記通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
従って、仕切板により流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割して仕切板に湿潤燃料の通過開口部を形成し、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出したときに、湿潤燃料の通過量を増加させることで、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を早期に解消し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【００１１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過量調整装置は、前記通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を有することを特徴としている。
【００１２】
従って、通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を設けることで、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を容易に調整することができる。
【００１３】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が予め設定された所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１４】
従って、流動層における通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、流動層に圧力センサや温度センサを設けるだけで、通過開口部の通過不良を判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【００１５】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記流動層の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１６】
従って、流動層の高さが所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、流動層の高さを検出することで、容易に通過開口部の通過不良を判定することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過不良検出装置は、前記複数の流動層の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴としている。
【００１８】
従って、複数の流動層の高さの偏差が所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することで、各流動層の高さを検出することで、容易に通過開口部の通過不良を判定することができる。
【００１９】
本発明の流動層乾燥装置では、前記通過量調整装置は、前記通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能な調整装置を有することを特徴としている。
【００２０】
従って、通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能とすることで、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を容易に調整することができる。
【００２１】
本発明の流動層乾燥装置では、前記制御装置は、前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させても湿潤燃料の通過不良が解消されないときには、湿潤燃料の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気または流動化ガスの供給量増加処理、加熱部による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行することを特徴としている。
【００２２】
従って、通過開口部における湿潤燃料の通過不良が解消されないときに、各種処理を実行することで、確実に通過開口部の通過不良を解消することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の流動層乾燥装置によれば、流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置とを設けるので、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を早期に解消し、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図である。
【図２】図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図である。
【図３】図３は、実施例１の流動層乾燥装置における隙間高さの制御方法を表す概略図である。
【図４】図４は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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】
【００２６】
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置における隙間高さの制御方法を表す概略図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００２７】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）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。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。この場合、ガス化炉に供給する湿潤燃料として低品位炭を使用している。
【００２８】
実施例１において、図４に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。
【００２９】
給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機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をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
【００３０】
流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）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１２は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２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サイクロン３３と乾燥炭電気集塵機３４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３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として供給される。
【００３１】
微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された低品位炭（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。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
【００３２】
石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭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）が戻されてリサイクル可能となっている。
【００３３】
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に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。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からのチャー戻しライン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。
【００３４】
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１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４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１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９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４９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１５に供給するとよい。
【００３５】
チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ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５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１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。
【００３６】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５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１６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１７に供給する。なお、このガス精製装置１６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。
【００３７】
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とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
【００３８】
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２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン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。
【００３９】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００４０】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００４１】
実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１にて、原炭（低品位炭）が原炭バンカ２１に貯留されており、この原炭バンカ２１の低品位炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン３３及び乾燥炭電気集塵機３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２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３２に貯留される。
【００４２】
乾燥炭バンカ３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３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３７ａ，３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３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が、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５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。
【００４３】
石炭ガス化炉１４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。
【００４４】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。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５３を通してガス精製装置１６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。
【００４５】
チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、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と、ガス精製装置１６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。
【００４６】
そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０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。
【００４７】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４８】
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
【００４９】
流動層乾燥装置１２は、プラグフロー式の乾燥装置であって、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化蒸気（流動化ガス）供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管（加熱部）１０６，１０７，１０８とを有している。
【００５０】
乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成される一方、他端側の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。この場合、原炭投入口１０２や乾燥炭排出口１０３を乾燥容器１０１の端部に１つずつ設けたが、複数であってもよい。この場合、乾燥容器１０１は、石炭供給機２２（図４参照）により原炭投入口１０２から内部への原炭供給量を調整することができる。また、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３に設けられた図示しないロータリバルブの回転数を調整することで、原炭排出量を調整することができる。
【００５１】
また、乾燥容器１０１は、下部に底板１０１ａから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板１０９が設けられることで、風箱１１０が区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風箱１１０を介して分散板１０９の上方に流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の天井板１０１ｂに流動化蒸気及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。
【００５２】
この乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から風箱１１０及び分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０８の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。
【００５３】
そして、乾燥容器１０１は、内部が原炭の流動方向の上流側に設けられた第１乾燥室１１１と、この第１乾燥室１１１より下流側に設けられた第２乾燥室１１２と、原炭の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室１１３とで構成されている。
【００５４】
詳細に説明すると、乾燥容器１０１は、複数（本実施例では、２個）の仕切板１１４，１１５により流動層Ｓが原炭の流動方向に複数に分割され、各仕切板１１４，１１５により原炭の通過開口部１１６，１１７が形成されている。この各仕切板１１４，１１５は、原炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、原炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。そして、各仕切板１１４，１１５は、鉛直方向の中間部に所定の高さ（開口面積）を有する通過開口部１１６，１１７が確保されており、上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置し、下端部が分散板１０９に接触している。なお、この通過開口部１１６，１１７は、ほぼ同じ高さに設定されている。
【００５５】
このように乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１１４，１１５の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、原炭の初期乾燥を行う領域となっており、第２乾燥室１１２は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、原炭の中期乾燥を行う領域となっており、第３乾燥室１１３は、フリーボード部Ｆ３と流動層Ｓ３が形成され、原炭の後期乾燥を行う領域となっている。この場合、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、原炭の含水量などに応じて最適な比率に設定してもよい。
【００５６】
また、風箱１１０は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、仕切部材１１８，１１９により３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３つの流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。即ち、各仕切部材１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５の下方に配置されている。そして、流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、図示しない流動化蒸気供給管が連結されており、この流動化蒸気供給管に設けられ流量調整弁の開度を調整することで、風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することができる。
【００５７】
即ち、乾燥容器１０１は、その室内において、供給された原炭が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。この押し出し流れとは、流動層Ｓにおいて、原炭が流動方向に拡散しないように、この原炭を流動方向に押し出す流れである。
【００５８】
また、乾燥容器１０１は、各乾燥室１１１，１１２，１１３にて、外部から乾燥容器１０１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を循環する複数の伝熱管１０６，１０７，１０８が配置されている。この伝熱管１０６，１０７，１０８は、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に埋設されるように位置し、内部を流れる過熱蒸気により各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の原炭を加熱して乾燥することができる。この場合、伝熱管１０６，１０７，１０８は、供給される過熱蒸気の圧力を変更することで、その温度を調整することができる。
【００５９】
従って、第１乾燥室１１１に供給された原炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された原炭は、仕切板１１４の下部の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に移動され、ここで、伝熱管１０７により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された原炭は、仕切板１１５の下部の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に移動され、ここで、伝熱管１０８により加熱されることで後期乾燥される。
【００６０】
これにより、各乾燥室１１１，１１２，１１３の流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成する原炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を上流側から通過開口部１１６，１１７を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。
【００６１】
ところで、本実施例の流動層乾燥装置１２は、通過開口部１１６，１１７を通過する原炭の通過量を調整可能な通過量調整装置として、この通過開口部１１６，１１７の高さ（開口面積）を調整可能な調整板１２１，１２２が設けられており、各調整板１２１，１２２は、仕切板１１４，１１５に対して昇降可能となっている。即ち、図３に示すように、仕切板１１４は、上部仕切板１１４ａと下部仕切板１１４ｂから構成され、上部仕切板１１４ａと下部仕切板１１４ｂの間に通過開口部１１６，１１７が設けられている。調整板１２１は、仕切板１１４における部仕切板１１４ａ下部平面部に密着するように配置され、幅方向の各端部が乾燥容器１０１の内壁面に設けられた図示しないガイドにより上下移動自在に支持されている。駆動装置（駆動モータ）１２３は、乾燥容器１０１の下部に固定され、駆動軸に一体に連結されたねじ軸１２４が調整板１２１に螺合している。
【００６２】
従って、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動することができる。即ち、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４により調整板１２１を上昇すると、通過開口部１１６の高さを広げることができ、一方、駆動装置１２３を駆動してねじ軸１２４により調整板１２１を下降すると、通過開口部１１６の高さを狭めることができる。
【００６３】
また、本実施例の流動層乾燥装置１２は、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１２５ａ，１２５ｂが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００６４】
具体的には、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなり、流動層Ｓ１の下部の圧力、つまり、圧力センサ１２５ａが検出した圧力Ｐ１が高くなる。一方、フリーボード部Ｆ１の圧力、つまり、圧力センサ１２５ｂが検出した圧力Ｐ０は、流動層Ｓ１の高さに拘わらずほぼ一定である。従って、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。この場合、流動層乾燥装置１２の形態に応じて、流動層Ｓ１の下部の適正圧力が相違することから、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１２５ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００６５】
なお、ここでは、通過開口部１１６に設けられた調整板１２１について詳細に説明したが、通過開口部１１７に設けられた調整板１２２も同様の構成となっており、駆動装置や圧力センサなどが設けられており、制御装置１２６により制御可能となっている。また、上述の説明では、制御装置１２６が圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出するように構成したが、この場合、制御装置１２６が圧力センサ１２５ａ，１２５ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良の発生が予測されるときに、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げるようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施例の流動層乾燥装置１２は、制御装置１２６が調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げても原炭の通過不良が解消されないときには、原炭の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気の供給量増加処理、伝熱管１０６による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行するようにしている。
【００６７】
ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。
【００６８】
流動層乾燥装置１２において、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化蒸気供給部１０４から分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３が形成される。原炭は、流動化蒸気により流動層Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６，１０７，１０８から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
【００６９】
即ち、原炭投入口１０２から原炭が供給されると、まず、第１乾燥室１１１では、流動化蒸気供給部１０４ａから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０６から熱を受けることで、流動層Ｓ１で流動しながら乾燥される。次に、第１乾燥室１１１で初期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１４の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動する。この第２乾燥室１１２では、流動化蒸気供給部１０４ｂから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０７から熱を受けることで、流動層Ｓ２で流動しながら乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１５の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に流動する。この第３乾燥室１１３では、流動化蒸気供給部１０４ｃから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０８から熱を受けることで、流動層Ｓ３で流動しながら乾燥される。このように原炭は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、伝熱管１０６，１０７，１０８により加熱されながら、供給される流動化蒸気により流動し、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく乾燥される。
【００７０】
その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。
【００７１】
このとき、例えば、第１乾燥室１１１では、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂが流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１とフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０を検出し、制御装置１２６に出力している。制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高いかどうか、具体的には、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１と、圧力センサ１２５ｂが検出したフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高いかどうかを判定している。ここで、制御装置１２６は、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高い、つまり、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１とフリーボード部Ｆ１の圧力Ｐ０との偏差が所定偏差より高いと判定されたら、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００７２】
そして、制御装置１２６は、駆動装置１２３により調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させる。なお、調整板１２１の上昇量は、予め設定された所定量に設定されており、例えば、所定時間の経過後に通過開口部１１６の通過不良が解消されないときは、再び、調整板１２１を同量、または、それより少ない量だけ上昇して通過開口部１１６の高さを広げ、原炭の通過量を増加させる。
【００７３】
このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、通過開口部１１６，１１７の高さを調整可能な調整板１２１，１２２と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１，１２２により通過開口部１１６，１１７の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００７４】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定し、調整板１２１，１２２を上昇させて通過開口部１１６，１１７の高さを高くしており、通過開口部１１６，１１７における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００７５】
また、実施例１の流動層乾燥装置では、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定することで、流動層Ｓに圧力センサ１２５ａ，１２５ｂを設けるだけで、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定することができ、製品コストの増加を抑制することができる。
【実施例２】
【００７６】
図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
実施例２において、図５に示すように、仕切板１１４は、通過開口部１１６の高さを調整可能な調整板１２１が設けられており、駆動装置１２３によりねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動し、通過開口部１１６の高さを調整することができる。
【００７８】
また、本実施例では、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果に基づいて流動層Ｓ１の高さを求め、流動層Ｓ１の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに、原炭の通過不良と検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００７９】
この場合、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなり、流動層Ｓ１の下部の圧力、つまり、圧力センサ１２５ａが検出した圧力Ｐ１が高くなる。一方、フリーボード部Ｆ１の圧力、つまり、圧力センサ１２５ｂが検出した圧力Ｐ０は、流動層Ｓ１の高さに拘わらずほぼ一定である。また、圧力センサ１２５ａから所定高さＨ０だけ上昇した位置に圧力Ｐ２を圧力センサ１２５ｃにより検出することで、流動層Ｓ１における所定高さあたりの圧力上昇量Ｐａ（Ｐ２−Ｐ１）がわかる。従って、下記数式より流動層Ｓ１の高さＨを推定することができる。
Ｈ＝（Ｐ２−Ｐ０）／Ｐａ×Ｈ０
そして、制御装置１２６は、流動層Ｓ１の高さＨが所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。そして、駆動装置１２３により調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させる。
【００８０】
なお、この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの検出結果に基づいて流動層Ｓ１の高さを求めることができることから、同様にして、流動層Ｓ２の高さを求め流動層Ｓ１，Ｓ２の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに、原炭の通過不良と判定するようにしてもよい。
【００８１】
このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓ１の圧力を検出可能な圧力センサ１２５ａ，１２５ｃと、フリーボード部Ｆ１の圧力を検出可能な圧力センサ１２５ｂと、各圧力センサ１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが検出した流動層Ｓ１の圧力Ｐに基づいて流動層Ｓ１の高さを求め、この流動層Ｓ１の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１により通過開口部１１６の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００８２】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の高さが高くなることから、この流動層Ｓ１の高さが所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６，１１７の通過不良を判定し、調整板１２１を上昇させて通過開口部１１６の高さを高くしており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【実施例３】
【００８３】
図６は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８４】
実施例３において、図６に示すように、仕切板１１４は、通過開口部１１６の高さを調整可能な調整板１２１が設けられており、駆動装置１２３によりねじ軸１２４を回転することで、仕切板１１４に対して調整板１２１を上下に移動し、通過開口部１１６の高さを調整することができる。
【００８５】
また、本実施例では、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として温度センサ１３１ａ，１３１ｂが設けられると共に、この温度センサ１３１ａ，１３１ｂの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、温度センサ１３１ａ，１３１ｂの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、調整板１２１を上昇して通過開口部１１６の高さを広げることで、原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００８６】
具体的には、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部での原炭の流動が少なくなり、流動層Ｓ１の下部の温度、つまり、温度センサ１３１ａが検出した温度Ｔ１が高くなる。一方、流動層Ｓ１の上部での原炭の流動は流動化蒸気によりほぼ一定である。従って、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の温度Ｔ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。この場合、流動層乾燥装置１２の形態に応じて、流動層Ｓ１の下部の適正温度が相違することから、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｔ１と、温度センサ１３１ｂが検出した流動層Ｓ１の上部の圧力Ｔ２との偏差が予め設定された所定偏差より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。
【００８７】
このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓ１の下部の温度を検出可能な圧力センサ１３１ａと、温度センサ１３１ａが検出した流動層Ｓ１の下部の温度が予め設定された所定温度より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定して調整板１２１により通過開口部１１６の高さを高くする制御装置１２６とを設けている。
【００８８】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の温度が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の温度が所定高さより高くなったときに、通過開口部１１６の通過不良を判定し、調整板１２１を上昇させて通過開口部１１６の高さを高くしており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００８９】
なお、上述した実施例１から３では、本発明の通過量調整装置として、通過開口部１１６，１１７の高さを調整可能な調整板１２１，１２２を設け、駆動装置１２３及びねじ軸１２４により昇降可能としたが、ねじ軸を中空形状とすると共に不活性ガス供給管を連結し、ねじ軸に形成された多数の穴からこの不活性ガスを噴出するようにすることで、ねじ軸に付着する原炭を排除し、駆動不良を抑制することができる。
【実施例４】
【００９０】
図７は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９１】
実施例４において、図７に示すように、通過開口部１１６を通過する原炭の通過量を調整可能な通過量調整装置として、この通過開口部１１６にロータリバルブ１４１が設けられており、このロータリバルブ１４１は駆動装置（調整装置）１４２によりその回転数が調整可能となっている。従って、駆動装置１４２によりロータリバルブ１４１を回転することで、流動層Ｓ１の原炭を通過開口部１１６から流動層Ｓ２に強制的に移動することができる。即ち、駆動装置１４２によりロータリバルブ１４１の回転数を調整することで、流動層Ｓ１から通過開口部１１６を通して流動層Ｓ２に移動する原炭量を調整することができる。
【００９２】
また、本実施例では、通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出する通過不良検出装置として圧力センサ１２５ａが設けられると共に、この圧力センサ１２５ａの検出結果を入力する制御装置１２６が設けられている。この制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａの検出結果に基づいて通過開口部１１６における原炭の通過不良を検出し、原炭の通過不良を検出したときには、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇することで、通過開口部１１６における原炭の通過量を増加させるようにしている。
【００９３】
具体的には、制御装置１２６は、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６が通過不良であると判定する。そして、原炭の通過不良を検出したときには、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇して通過開口部１１６における原炭の通過量を増加させる。
【００９４】
このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓを原炭の流動方向に複数に分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６を形成する仕切板１１４と、通過開口部１１６に設けられたロータリバルブ１４１と、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１を検出可能な圧力センサ１２５ａと、圧力センサ１２５ａが検出した流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が予め設定された所定圧力より高くなったときに通過開口部１１６の通過不良を判定してロータリバルブ１４１の回転数を上昇する制御装置１２６とを設けている。
【００９５】
従って、通過開口部１１６に原炭が詰まって閉塞すると、流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が高くなることから、この流動層Ｓ１の下部の圧力Ｐ１が所定圧力より高くなったときに、通過開口部１１６の通過不良を判定し、ロータリバルブ１４１の回転数を上昇しており、通過開口部１１６における原炭の通過不良を早期に解消し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
【００９６】
なお、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に区画したが、２つの乾燥室または４つ以上の乾燥室としてもよい。また、乾燥容器１０１の形状、原炭投入口１０２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、ガス排出口１０５、伝熱管１０６，１０７，１０８の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置１２の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。
【００９７】
また、上述した各実施例では、湿潤燃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。
【００９８】
また、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内に流動化蒸気を供給するものとして説明したが、流動化ガスとして空気などを適用してもよい。また、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の中間部に通過開口部１１６，１１７を設けたが、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の下部に通過開口部１１６，１１７を設けてもよく、通過開口部１１６，１１７の位置に限定されるものではない。更に、通過開口部１１６，１１７に対して、調整板１２１，１２２を下降することでその高さを狭くしたが、調整板１２１，１２２を上昇することでその高さを狭くしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１１ 給炭装置
１２ 流動層乾燥装置
１３ 微粉炭機
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
１０１ 乾燥容器
１０２ 原炭投入口
１０３ 乾燥炭排出口
１０４ 流動化蒸気供給部
１０５ ガス排出口
１０６，１０７，１０８ 伝熱管（加熱部）
１１１ 第１乾燥室
１１２ 第２乾燥室
１１３ 第３乾燥室
１１４，１１５ 仕切板
１１６，１１７ 通過開口部
１２１，１２２ 調整板（通過量調整装置）
１２３ 駆動装置
１２４ ねじ軸
１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ 圧力センサ（通過不良検出装置）
１２６ 制御装置
１３１ａ，１３１ｂ 温度センサ（通過不良検出装置）
１４１ ロータリバルブ（通過量調整装置）
１４２ 駆動装置（調整装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 流動層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、
前記乾燥容器の一部に流動化蒸気または流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気または流動化ガス供給部と、
前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、
前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、
前記通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、
前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、
前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置と、
を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記通過量調整装置は、前記通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を有す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】
前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が予め設定された所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定す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４】
前記通過不良検出装置は、前記流動層の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
前記通過不良検出装置は、前記複数の流動層の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項６】
前記通過量調整装置は、前記通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能な調整装置を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させても湿潤燃料の通過不良が解消されないときには、湿潤燃料の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気または流動化ガスの供給量増加処理、加熱部による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項１】
一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、
前記乾燥容器の一部に流動化蒸気または流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気または流動化ガス供給部と、
前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、
前記流動層を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板と、
前記通過開口部を通過する湿潤燃料の通過量を調整可能な通過量調整装置と、
前記通過開口部における湿潤燃料の通過不良を検出する通過不良検出装置と、
前記通過不良検出装置が湿潤燃料の通過不良を検出したときに前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させる制御装置と、
を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
【請求項２】
前記通過量調整装置は、前記通過開口部の開口面積を調整可能な調整板を有す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】
前記通過不良検出装置は、前記流動層における前記通過開口部の近傍の圧力または温度偏差が予め設定された所定幅より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定す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４】
前記通過不良検出装置は、前記流動層の高さが予め設定された所定高さより高くなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項５】
前記通過不良検出装置は、前記複数の流動層の高さの偏差が予め設定された所定偏差より大きくなったときに湿潤燃料の通過不良と判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項６】
前記通過量調整装置は、前記通過開口部に設けられたロータリバルブの回転数を調整可能な調整装置を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記通過量調整装置により湿潤燃料の通過量を増加させても湿潤燃料の通過不良が解消されないときには、湿潤燃料の投入量減少処理、乾燥物排出量の増加処理、流動化蒸気または流動化ガスの供給量増加処理、加熱部による加熱温度の上昇処理のいずれかを実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０８６９９（Ｐ２０１３−１０８６９９Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５５６４（Ｐ２０１１−２５５５６４）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【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２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【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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