湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法
【課題】湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法を提供する。
【解決手段】湿潤原料を貯留する貯留部と、貯留部の鉛直方向下側に配置され、貯留部から供給される湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、配管の延長線上以外の領域かつ駆動部が回転体を回転させることで貫通孔が移動可能な領域に流動層乾燥装置の乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする。
【解決手段】湿潤原料を貯留する貯留部と、貯留部の鉛直方向下側に配置され、貯留部から供給される湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、配管の延長線上以外の領域かつ駆動部が回転体を回転させることで貫通孔が移動可能な領域に流動層乾燥装置の乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤原料を流動層乾燥装置に搬送する湿潤原料供給装置、これを有し、供給された湿潤原料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法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、適用炭種も拡大できる事が知られている。
【０００３】
このような石炭ガス化複合発電設備は、褐炭（湿潤原料）を燃料として用いた場合、ガス化炉内に持ち込まれる水分量が多く、この水分の蒸発潜熱のためガス化炉内温度が低下し発電効率が低下してしまう。高水分炭の利用のためには流動層乾燥装置を設け、この流動層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。
【０００４】
従来、このような褐炭等の被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置は、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チャンバ室とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置は、流動化ガス（乾燥用気体）を風箱から多孔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つつ乾燥させている（特許文献１）
【０００５】
流動層乾燥装置に褐炭を供給する装置としては、供給ホッパに貯留された褐炭をロータリーフィーダで搬送する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、流動層乾燥装置に供給する材料は水分を多く含んだ湿潤原料である。そのため、流動層乾燥装置に湿潤原料を供給する供給装置に褐炭が付着する恐れがある。褐炭が付着すると、流動層乾燥装置への褐炭の供給が不安定になる。このように、供給装置への湿潤原料の付着を抑制する方法として、窒素等を供給する方法がある。しかしながら、窒素ガスを供給部に用いるためにの機構が必要となる。また、パージガスが流動層乾燥装置内に混入するため、流動層乾燥装置内の温度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法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】
【０００９】
本発明は、流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給装置であって、前記湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部の鉛直方向下側に配置され、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする。
【００１０】
湿潤原料供給装置は、上記構成とすることで、湿潤原料が投入機構に付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１１】
ここで、前記配管に配置され、前記貯留部から前記配管内に落下する前記湿潤原料を保持し、前記湿潤原料を保持した状態で回転することで、保持した前記湿潤原料を一定量落下させるロータリーバルブをさらに有することが好ましい。これにより、回転体に落下させる湿潤原料の量を高い精度で制御することができ、安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１２】
また、前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記投入口と対向する位置に、前記回転体を回転させることで移動した前記貫通孔の鉛直方向上側の端面を封止する蓋をさらに有することが好ましい。これにより、乾燥容器内の気体が湿潤原料供給装置から外部に漏れることを抑制できる。
【００１３】
また、前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記回転体を回転させることで前記投入口と対向する位置に移動した前記貫通孔にピストンを挿入する押し出し機構をさらに有することが好ましい。これにより、回転体の貫通孔が保持する湿潤原料を乾燥容器により確実に供給することができ、貫通孔の内壁に湿潤原料が付着し、残ることを抑制できる。
【００１４】
また、前記駆動部は、前記回転体の中心を前記軸として回転させ、前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に配置されていることが好ましい。これにより、回転体を効率よく移動させることができる。
【００１５】
また、前記回転体は、前記貫通孔が前記軸の同心円上に複数配置されていることが好ましい。これにより、湿潤原料を乾燥容器に効率よく供給することができる。
【００１６】
また、前記配管を複数有し、投入口フィルタは、前記投入口が複数形成され、前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に等間隔で交互に配置されていることが好ましい。これにより、湿潤原料を乾燥容器に効率よく供給することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥設備は、上記のいずれかに記載の湿潤原料供給装置と、前記湿潤原料供給装置に供給された前記湿潤原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
流動層乾燥設備は、上記構成とすることで、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１９】
本発明は、湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、前記配管に配置され前記貯留部から前記配管内に落下した前記湿潤原料を保持するロータリーバルブと、を有する湿潤原料供給装置で流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給方法であって、前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と前記配管とを対向させる行程と、前記ロータリーバルブを回転させ、前記ロータリーバブルで保持している前記湿潤原料を前記貫通孔に供給する工程と、前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と投入口とを対向させ、前記投入口から流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記湿潤原料供給方法で湿潤原料を供給することで、湿潤原料が投入機構に付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法によれば、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態の流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一実施形態を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す湿潤原料供給装置を備える流動層乾燥設備の一実施形態を示す概略図である。
【図３】図３は、図２に示す湿潤原料供給装置および流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略図である。
【図４】図４は、図３に示す湿潤原料供給装置の回転機構の周辺部の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、回転機構の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、図４のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】図７は、図４のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図８】図８は、投入装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、押し出し機構の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係る流動層乾燥設備を石炭ガス化複合発電システムに適用した例を説明するが、本発明の適用対象は石炭ガス化複合発電システムに限定されるものではない。例えば、流動層乾燥設備で乾燥した製品炭を用いた発電システムとして流動層乾燥設備で乾燥した製品炭をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムに用いることもできる。また、本発明を石炭ガス化複合発電システムに適用する場合でも、その方式は問わない。また、本実施形態では、湿潤原料（被乾燥物）として褐炭を用いる場合で説明するが、水分含量の高いものであればよく、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等を用いることもできる。
【００２４】
図１は、本実施形態の流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。図２は、図１に示す湿潤原料供給装置を備える流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【００２５】
図１に示すように、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システム１０は、燃料である褐炭１３２を乾燥させて製品炭１４０とする流動層乾燥設備１００と、製品炭１４０を粉砕して微粉炭４０とするミル２０と、微粉炭４０を処理してガス化ガス４２に変換する石炭ガス化炉１３と、前記ガス化ガス４２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）１４と、ガスタービン１４からのタービン排ガス４６を導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）１６と、排熱回収ボイラ１６で生成した蒸気４８により運転される蒸気タービン（ＳＴ）１８と、ガスタービン１４および／または蒸気タービン１８と連結された発電機（Ｇ）１９と、を備える。また、石炭ガス化複合発電システム１０は、蒸気タービン１８から排出された蒸気４８を凝縮し排熱回収ボイラ１６に戻す復水器３４と、ガスタービン１４と連結されガスタービン１４と共に回転し、空気５４を圧縮する圧縮機３６と、空気を窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）とに分離し、分離した酸素を圧縮機３６で圧縮された空気が流れる配管に供給し、窒素をミル２０から石炭ガス化炉１３に搬送される微粉炭４０の搬送経路に供給する空気分離装置（ＡＳＵ）３８と、を備える。なお、圧縮機３６が圧縮した空気５４は、石炭ガス化炉１３と燃焼器２６とに供給される。
【００２６】
この石炭ガス化複合発電システム１０は、流動層乾燥設備１００で褐炭１３２を乾燥させて製品炭１４０を生成し、この製品炭１４０をミル２０で粉砕した微粉炭４０を石炭ガス化炉１３でガス化し、生成ガスであるガス化ガス４２を得る。石炭ガス化複合発電システム１０は、ガス化ガス４２をサイクロン２２およびガス精製装置２４で除塵およびガス精製した後、発電手段であるガスタービン１４の燃焼器２６に供給し、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス５０を生成する。そして、石炭ガス化複合発電システム１０は、この燃焼ガス５０によってガスタービン１４を駆動する。石炭ガス化複合発電システム１０は、ガスタービン１４が発電機１９と連結されており、ガスタービン１４を駆動することによって発電機１９で電力を発生させる。ここで、ガスタービン１４を駆動した後のタービン排ガス４６は、まだ約５００〜６００℃の温度を持っている。石炭ガス化複合発電システム１０は、タービン排ガス４６を排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６に送り、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６でタービン排ガス４６の熱エネルギーを回収する。石炭ガス化複合発電システム１０は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６で、タービン排ガス４６から回収した熱エネルギーによって蒸気４８を生成し、この蒸気４８によって蒸気タービン１８を駆動する。石炭ガス化複合発電システム１０は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６でタービン排ガス４６から熱エネルギーを回収したガスである排ガス５２から、ガス浄化装置３０でＮＯｘおよびＳＯｘ分を除去した後、煙突３２を介して大気中へ放出する。
【００２７】
以下、図２を用いて、流動層乾燥設備１００について説明する。図２に示すように、流動層乾燥設備１００は、被乾燥物として湿潤原料の１つである水分含量が高い褐炭１３２を供給する湿潤原料供給装置１０１と、供給された褐炭１３２を乾燥させる流動層乾燥装置１０２と、流動層乾燥装置１０２から排出される発生蒸気１３４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８を冷却して製品炭１４０とする冷却器１１０と、集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１３４の熱を回収する熱回収システム１１１と、熱回収システム１１１で熱を回収された発生蒸気１３４を処理して排水１４２として排出する水処理部１１２と、集塵装置１０５から排出された発生蒸気１３４の一部を循環させ流動化蒸気１３６として流動層乾燥装置１０２に供給する循環装置１１４とを備える。
【００２８】
また、流動層乾燥設備１００は、各部を接続する配管として、褐炭１３２を乾燥させる際に発生する発生蒸気１３４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出し集塵装置１０５に案内する発生蒸気ラインＬ１と、集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１３４の一部を分岐し、流動化蒸気（流動化ガス）１３６として流動層乾燥装置１０２内に供給するラインＬ２と、集塵装置１０５で集塵された固形成分１４４を乾燥褐炭１３８が排出される配管に供給する分離ラインＬ３と、乾燥褐炭１３８および固形成分１４４を冷却器１１０で冷却して生成した製品炭１４０を排出する製品ラインＬ４と、備える。
【００２９】
湿潤原料供給装置１０１は、褐炭１３２を貯留し、貯留している褐炭１３２を流動層乾燥装置１０２内に供給する。なお、湿潤原料供給装置１０１については後述する。
【００３０】
流動層乾燥装置１０２は、湿潤原料供給装置１０１から供給される褐炭１３２と流動化蒸気１３６とで流動層を形成し褐炭１３２で移動させつつ、加熱手段で加熱することで褐炭１３２を乾燥させ乾燥褐炭１３８とする。また、流動層乾燥装置１０２は、流動化蒸気１３６と褐炭１３２の乾燥時に生じる蒸気とが混合され発生蒸気１３４となる。流動層乾燥装置１０２は、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１２８と、伝熱部材１２８に過熱蒸気（高温ガス）Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置（高温ガス供給手段）１２９と、を備える。流動層乾燥装置１０２の構成については後述する。
【００３１】
集塵装置１０５は、サイクロンや、ポーラスフィルタ、電気集塵機等であり、発生蒸気１３４中に含まれる粉塵（固形成分）を分離する。ここで、発生蒸気１３４は、褐炭１３２が乾燥し微粉化したものを含んでいる。集塵装置１０５は、発生蒸気１３４に含まれている褐炭１３２が乾燥し微粉化した固形成分１４４を集塵して分離する。集塵装置１０５は、分離した固形成分１４４を、分離ラインＬ３に供給する。分離ラインＬ３に供給された固形成分１４４は、通過して流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８に合流して混合される。
【００３２】
冷却器１１０は、通過して流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８に固形成分１４４が混合された乾燥した粉体を冷却する。冷却器１１０は、冷却した粉体を製品炭１４０として製品ラインＬ４から排出する。この製品炭１４０は、上述したように、石炭ガス化炉１３に供給される。
【００３３】
熱回収システム１１１は、発生蒸気１３４の熱を熱交換等で回収するシステムである。熱回収システム１１１は、この発生蒸気１３４に対して熱回収を行う。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１３４を処理する処理装置である。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１３４を処理し、排水１４２として流動層乾燥設備１００の外部に排出する。
【００３４】
また、循環装置１１４はラインＬ２に介装されており、ラインＬ２を流れる空気を所定方向に送る。具体的には、集塵装置１０５は、ラインＬ２を流れる集塵された後の発生蒸気１３４の一部を流動層乾燥装置１０２内に送る。なお、流動層乾燥装置１０２内に送られる発生蒸気１３４は、褐炭１３２の流動層を流動させる流動化蒸気１３６として利用される。なお、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、流動層を流動化させる流動化媒体として、発生蒸気１３４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。
【００３５】
また、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０５により集塵した後の発生蒸気１３４の一部を熱回収システム１１１で利用し、残りの部分を流動化蒸気１３６として利用したが、これに限定されない。この流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０５により集塵した後の発生蒸気１３４を例えば、熱交換器や蒸気タービン等で処理してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００３６】
この石炭ガス化複合発電システム１０によれば、高い水分を有する褐炭１３２を用いてガス化する場合においても、効率的な流動層乾燥装置１０２により褐炭１３２を乾燥しているので、ガス化炉内温度を低下させる影響が少なく、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
【００３７】
次に図３を用いて、湿潤原料供給装置１０１および流動層乾燥装置１０２について説明する。ここで、図３は、図２に示す湿潤原料供給装置および流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３８】
まず、流動層乾燥装置１０２について説明する。流動層乾燥装置１０２は、内部に褐炭１３２が投入される乾燥容器１２０と、褐炭１３２が投入される投入部（投入口）１２２と、褐炭１３２を乾燥させた乾燥褐炭１３８を排出する排出部（排出口）１２３と、乾燥容器１２０の内部に設けられたガス分散板１２４と、流動化ガス１３６を乾燥容器１２０に供給する流動化ガス供給部（流動化ガス供給口）１２６と、発生蒸気１３４を排出する蒸気排出部（ガス排出口）１２７、を備える。また、流動層乾燥装置１０２は、上述したように、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１２８と、伝熱部材１２８に過熱蒸気（高温ガス）Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置（高温ガス供給手段）１２９と、を備える（図２参照）。
【００３９】
乾燥容器１２０は、ガス分散板１２４によって内部の空間が、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１５０と鉛直方向下方側（図示下側）に位置するチャンバ室１５２とに区分けされている。なお、乾燥室１５０は、褐炭１３２が供給される領域であり、チャンバ室１５２は、流動化ガス１３６が供給される領域である。乾燥容器１２０は、チャンバ室１５２に供給された流動化ガス１３６がガス分散板１２４を通過して乾燥室１５０に供給される。乾燥室１５０は、流動化ガス１３６により褐炭１３２が移動されることで、流動層１５５が形成される。
【００４０】
投入部１２２は、乾燥容器１２０の乾燥室１５０の一方の端部に連結されている。投入部１２２は、湿潤原料供給装置１０１と連結しており、湿潤原料供給装置１０１から供給された褐炭１３２を一方の端部の乾燥室１５０に投入する。排出部１２３は、乾燥容器１２０の乾燥室１５０の他方の端部の鉛直方向下側、つまり、ガス分散板１２４の近傍に連結されている。排出部１２３は、冷却器１１０と連結した配管と連結しており、当該配管に乾燥室１５０内の乾燥褐炭１３８を排出する。
【００４１】
また、ガス分散板１２４は、多数の貫通孔１２４ａが形成されている。ガス分散板１２４は、乾燥室１５０内の褐炭１３２がチャンバ室１５２内に落下することを抑制しつつ、乾燥室１５０とチャンバ室１５２との間でガスが流通可能な状態とする。流動化ガス供給部１２６は、チャンバ室１５２に連結しており、分岐ラインＬ２から供給される流動化ガス１３６をチャンバ室１５２内に供給する。蒸気排出部１２７は、乾燥容器１２０の上面に連結されている。蒸気排出部１２７は、乾燥容器１２０内の発生蒸気１３４を発生蒸気ラインＬ１に案内する。
【００４２】
ここで、流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の内部に配置された複数、本実施形態では４枚の分割板１５４を備える。分割板１５４は、乾燥室１５０の幅方向及び鉛直方向に延在する板であり、投入部１２２と排出部１２３とを結んだ線に直交する面が正面（面積が最も大きい面）となる板である。また、本実施形態では分割板の枚数を４枚としたがこれに限るものではなく最も相応しい枚数にて構成される。分割板１５４は、図３に示すように、鉛直方向下側の端部がガス分散板１２４と接しており、鉛直方向上側の端部が流動層１５５の上端よりも下側の位置となる。また、分割板１５４は、幅方向においては、乾燥室１５０全域に配置されている。また、複数の分割板１５４は、投入部１２２から排出部１２３に向かう方向に所定の間隔で配置されている。これにより、流動層乾燥装置１０２は、複数の分割板１５４によって乾燥容器１２０の乾燥室１５０内が投入部１２２から排出部１２３に向かう方向において複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに分割される。なお、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅは、投入部１２２から排出部１２３に向かって、乾燥分室１５０ａ、乾燥分室１５０ｂ、乾燥分室１５０ｃ、乾燥分室１５０ｄ、乾燥分室１５０ｅの順で配置されている。また、チャンバ室１５２も、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに対応して５つのチャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに分割されている。
【００４３】
また、流動化ガス供給部１２６は、チャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに対応して５つ設けられており、それぞれのチャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに流動化ガス１３６を供給する。伝熱部材１２８は、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅのそれぞれの流動層１５５に幅方向に延在する向きで配置されている。
【００４４】
流動層乾燥装置１０２は、湿潤原料供給装置１０１により褐炭１３２が乾燥容器１２０の乾燥分室１５０ａ内に投入され、チャンバ分室１５２ａに流動化蒸気１３６が導入される。チャンバ分室１５２ａ内に導入された流動化蒸気１３６は、ガス分散板１２４の貫通孔１２４ａを通過して乾燥分室１５０ａ内に流入する。乾燥分室１５０ａ内に流入した流動化蒸気１３６は、乾燥分室１５０ａ内に投入された褐炭１３２を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ａ内に、褐炭１３２が流動する流動層１５５が形成される。乾燥分室１５０ａで流動化された褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ａに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｂに移動する。
【００４５】
流動層乾燥装置１０２は、チャンバ分室１５２ｂにも流動化蒸気１３６が導入される。チャンバ分室１５２ｂ内に導入された流動化蒸気１３６は、ガス分散板１２４の貫通孔１２４ａを通過して乾燥分室１５０ｂ内に流入する。乾燥分室１５０ｂ内に流入した流動化蒸気１３６は、乾燥分室１５０ｂ内に投入された褐炭１３２を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｂ内に、褐炭１３２が流動する流動層１５５が形成される。乾燥分室１５０ｂで流動化された褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｂに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｃに移動する。流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅでも同様に移動した褐炭１３２が供給される流動化ガス１３６とともに流動層１５５を構成する。また、乾燥分室１５０ｃの流動層１５５の褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｃに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｄに移動する。乾燥分室１５０ｄの流動層１５５の褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｄに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｅに移動する。流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｅで流動層１５５となっている褐炭１３２のうち、排出部１２３に到達した褐炭１３２を乾燥褐炭１３８として排出部１２３から排出する。
【００４６】
このように、流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の鉛直方向下方側の部分である乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅを含む部分に流動層１５５が形成される。褐炭１３２は、投入部１２２で投入された後、流動層１５５を構成して移動され、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅをこの順で順番に通過し、排出部１２３から排出される。なお、褐炭１３２は、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅの通過時に徐々に乾燥され、排出部１２３からの排出時には乾燥褐炭１３８となっている。
【００４７】
流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の流動層１５５よりも鉛直方向上方側の部分にフリーボード部Ｆが形成される。このフリーボード部Ｆは、流動層１５５の褐炭１３２が乾燥されることにより発生蒸気１３４が発生する領域となる。なお、流動化蒸気１３６は、一定温度以上の蒸気であり、褐炭１３２を流動させつつ加熱することで、褐炭１３２を乾燥させる。
【００４８】
次に、伝熱部材１２８は、上述したように、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅの流動層１５５が形成される領域に配置されている。伝熱部材１２８は、流動層１５５の褐炭１３２を加熱し、褐炭１３２中の水分を除去する加熱手段であり、過熱蒸気Ａが流通可能な配管である。伝熱部材１２８は、内部に供給されて流通される高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して流動層１５５を構成する褐炭１３２を乾燥させる。伝熱部材１２８は、乾燥に利用された過熱蒸気Ａを例えば凝縮水Ｂとして流動層乾燥装置１０２の外部に排出する。
【００４９】
すなわち、伝熱部材１２８は、流動層１５５と接している領域で過熱蒸気Ａを凝縮させて液体（水分）にすることで、この際に放熱される凝縮潜熱で褐炭１３２の乾燥の加熱に有効利用する。なお、伝熱部材１２８に流通させる高温の過熱蒸気Ａとしては、相変化を伴う熱媒であればいずれでもよく、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１２８は、熱媒体を流通させる配管を用いる構成に限定されない。伝熱部材１２８は、褐炭１３２に熱を供給し乾燥させることができればよく、例えば電気ヒータを設置してもよい。なお、伝熱部材１２８によって褐炭１３２が乾燥される際に発生する発生蒸気１３４は、鉛直方向上方側（発生蒸気１３４の流れ方向の下流側）のフリーボード部Ｆへ流れる。過熱蒸気供給装置１２９は、加熱ラインＬ５を介して、伝熱部材１２８に過熱蒸気Ａを供給している。
【００５０】
流動層乾燥装置１０２において、流動層１５５の内部に設けられた伝熱部材１２８は、流動層１５５の褐炭１３２を加熱することにより、褐炭１３２を乾燥させる。褐炭１３２を乾燥させることにより発生した発生蒸気１３４は、流動層１５５からフリーボード部Ｆに流れ込む。そして、フリーボード部Ｆに流れ込んだ発生蒸気１３４は、蒸気排出部１２７から流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。蒸気排出部１２７から排出された発生蒸気１３４は、発生蒸気ラインＬ１に供給される。
【００５１】
流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０を複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに分割し、投入部１２２から排出部１２３まで移動する間に複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅを順番に通過する構成とすることで、褐炭１３２をより均一に乾燥させることができる。つまり、流動層１５５の流れによって短時間で排出部１２３まで到達する褐炭１３２や、長時間経過しても排出部１２３に到達しない褐炭１３２が生じることを抑制できる。
【００５２】
また、本実施形態のように、流動層１５５の上側の一部の褐炭１３２が次の乾燥分室に移動する構成とすることで、１つの乾燥分室の中で含有水分が比較的少なく上側に移動している褐炭１３２を次の乾燥分室に移動させることができる。つまり、当該乾燥分室の中で含有水分が比較的多く、乾燥されていない褐炭１３２は、重いため、乾燥分室の下側に移動され、当該乾燥分室の中で乾燥させることができる。これにより、褐炭１３２は、それぞれの乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅで一定程度まで乾燥された後に次の乾燥分室に移動するため、排出部１２３に到達した状態では、高い確率で一定程度まで乾燥された状態とすることができる。
【００５３】
なお、本実施形態の流動層乾燥装置１０２は、褐炭１３２を好適に乾燥できるため、乾燥室１５０を分割板１５４で複数の乾燥分室に分割した形状としたがこれに限定されない。流動層乾燥装置は、乾燥室の形状によらず、投入部１２２から褐炭１３２が供給される領域に回転部を配置することで、褐炭１３２の滞留、沈降を抑制することができ、乾燥室内での褐炭１３２の閉塞が生じることを抑制することができ、褐炭１３２を均一に乾燥させることができる。
【００５４】
次に、図３に加え、図４から図７を用いて、湿潤原料供給装置１０１について説明する。ここで、図４は、図３に示す湿潤原料供給装置の回転機構の周辺部の概略構成を示す模式図であり、図５は、回転機構の概略構成を示す斜視図であり、図６は、図４のＡ−Ａ線矢視図であり、図７は、図４のＢ−Ｂ線矢視図である。湿潤原料供給装置１０１は、図３に示すように、褐炭１３２を貯留するバンカ（貯留部）１０１ａと、バンカ１０１ａに貯留された褐炭１３２を流動層乾燥装置１０２に投入する投入装置１０１ｂと、を有する。
【００５５】
バンカ１０１ａは、褐炭１３２を貯留しており、貯留している褐炭１３２を鉛直方向下側に配置された投入装置１０１ｂに供給する。なお、バンカ１０１ａは、褐炭１３２を投下装置１０１ｂに供給する機構としては、種々の機構を用いることができる。例えば、バンカ１０１ａは、投入装置１０１ｂとの連結部に開口を形成し、スクレーパ等で、貯留している褐炭１３２を開口に移動させることで、供給する機構を用いることができる。また、バンカ１０１ａを振動させて、褐炭１３２を開口に移動させるようにしてもよい。
【００５６】
投入装置１０１ｂは、バンカ１０１ａから供給された褐炭１３２を乾燥容器１２０に投入する機構であり、配管１６０、１６２と、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂと、回転体ユニット１７０と、回転軸１７２と、駆動部１７４と、を有する。なお、投入装置１０１ｂは、バンカ１０１ａの下端に配管１６０および配管１６２の上端が連結し、配管１６０および配管１６２の下端に回転体ユニット１７０の上端が対向（対面）して配置されている。また、投入装置１０１ｂは、回転体ユニット１７０の下端が乾燥容器１２０の上面と連結している。
【００５７】
配管１６０、１６２は、上端がバンカ１０１ａに連結した中空の管である。配管１６０と配管１６２は、中空の管の軸が鉛直方向と平行となる向きで配置されている。また、配管１６０と配管１６２とは、一定間隔離間して配置されている。また、配管１６０と配管１６２とは、後述する回転軸１７２を中心とした同心円上に配置されている。２つの配管１６０、１６２は、同心円上において、１８０度離れた位置に形成されている。配管１６０と配管１６２は、バンカ１０１ａから供給された褐炭１３２を自由落下させ、鉛直方向下側に案内する。
【００５８】
ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂは、それぞれ配管１６０に配置され、配管１６０内を落下する褐炭１３２の流通量を制御する。ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａよりも鉛直方向下側に配置されている。ロータリーバルブ１６１ａは、バンカ１０１ａから配管１６０に供給された褐炭１３２をロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に向けて落下させる（供給する）量を調整する。ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に供給された褐炭１３２を回転体ユニット１７０に向けて落下させる量を調整する。このように、投入装置１０１ｂは、２つのロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂを用いて、バンカ１０１ａから落下された褐炭１３２を一度ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間で保持し、その後、回転体ユニット１７０に落下させる。これにより、ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に詰まっていない状態で貯留された褐炭１３２から一定量の褐炭１３２を落下させることができ、回転体ユニット１７０に向けて落下させる褐炭１３２の量をより高い精度で供給することができる。
【００５９】
ロータリーバルブ１６３ａ、１６３ｂは、それぞれ配管１６２に配置され、配管１６２内を落下する褐炭１３２の流通量を制御する。ロータリーバルブ１６３ｂは、ロータリーバルブ１６３ａよりも鉛直方向下側に配置されている。ロータリーバルブ１６３ａは、バンカ１０１ａから配管１６２に供給された褐炭１３２をロータリーバルブ１６３ａとロータリーバルブ１６３ｂとの間に向けて落下させる（供給する）量を調整する。ロータリーバルブ１６３ｂは、ロータリーバルブ１６３ａとロータリーバルブ１６３ｂとの間に供給された褐炭１３２を回転体ユニット１７０に向けて落下させる量を調整する。これにより、投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６３ａ、１６３ｂで配管１６２から回転体ユニット１７０に向けて落下させる褐炭１３２の量をより高い精度で供給することができる。
【００６０】
回転体ユニット１７０は、図４に示すように、回転体１８２と、上面フィルタ１８４と、投入口フィルタ１８６と、を有する。回転体ユニット１７０は、鉛直方向上側から下側に向かって、上面フィルタ１８４、回転体１８２、投入口フィルタ１８６の順で配置されている。回転体ユニット１７０は、回転体１８２が鉛直方向を軸として回転可能な状態で支持されている。上面フィルタ１８４は、配管１６０、１６２と連結されている。また、投入口フィルタ１８６は、乾燥容器１２０に連結されている。回転体ユニット１７０は、回転体１８２が回転可能な状態で支持され、上面フィルタ１８４と投入口フィルタ１８６とが固定されており、回転体１８２が上面フィルタ１８４および投入口フィルタ１８６と相対的に回転する。
【００６１】
回転体１８２は、図５に示すように、鉛直方向が軸方向となる円柱形状であり、軸を中心とした同心円上に９０度間隔に４つの貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄが形成されている。つまり、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、回転軸１７２の中心から同一距離に形成されている。貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、鉛直方向が軸となる円柱形状の穴であり、回転体１８２を貫通している。つまり、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、上側の端部が上面フィルタ１８４と対面しており、下側の端部が投入口フィルタ１８６と対面している。
【００６２】
上面フィルタ１８４は、図４から図６に示すように、配管１６０と配管１６２とに固定された円盤の部材である。上面フィルタ１８４は、２つの開口１８７ａ、１８７ｂが形成されている。開口１８７ａは、配管１６０と繋がっており、開口１８７ｂは、配管１６２と繋がっている。また、上面フィルタ１８４は、円盤の中心に回転軸１７２が回転自在な状態で挿入されている。また、上面フィルタ１８４は、鉛直方向下側の面に２つの蓋１８８ａ、１８８ｂが配置されている。蓋１８８ａ、１８８ｂは、鉛直方向下側に一定高さ突出した部材であり、回転体１８２の上面と接している。２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂは、回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂは、同心円上において、９０度離れた位置に開口と蓋とが交互に配置されている。つまり、周方向において、開口１８７ａ、蓋１８８ａ、開口１８７ｂ、蓋１８８ｂがこの順で９０度毎に配置されている。
【００６３】
投入口フィルタ１８６は、図４および図７に示すように、乾燥容器１２０に固定された板状部材であり、上面が回転体１８２と接している。投入口フィルタ１８６は、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂが形成されている。２つの投入口１８９ａ、１８９ｂは、回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂは、同心円上において、１８０度離れた位置に形成されている。
【００６４】
なお、投入装置１０１ｂは、上述した配管１６０、１６２と、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄと、２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂと、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂと、は回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、蓋１８８ａは、同心円上における位置が投入口１８９ａと同一である(図５参照)。蓋１８８ｂは、同心円上における位置が投入口１８９ｂと同一である。また、開口１８７ａ、１８７ｂは、同心円上における位置が投入口１８９ａ、１８９ｂと９０度ずれた位置となる。
【００６５】
回転軸１７２は、図３から図５に示すように、鉛直方向に伸びた棒状の部材であり、回転体ユニット１７０の回転体１８２の中心に固定されている。駆動部１７４は、回転軸１７２を回転軸１７２の軸周りに回転させる。
【００６６】
次に、湿潤原料供給装置１０１が流動層乾燥装置１０２に褐炭１３２を投入する投入動作について説明する。湿潤原料供給装置１０１は、まず、投入装置１０１ｂの駆動部１７４で回転軸１７２を回転させ、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄのうち、同心円上で１８０度異なる位置に配置された貫通孔、例えば、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとを、それぞれ配管１６０、１６２（および開口１８７ａ、１８７ｂ）と対面させる。つまり、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとを、それぞれ配管１６０、１６２の延長線上に配置する。また、湿潤原料供給装置１０１は、バンカ１０１ａに貯留している褐炭１３２を投入装置１０１ｂの配管１６０、１６２に供給している。
【００６７】
この状態で投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、配管１６０，１６２に供給された褐炭１３２を回転体１８２に向けて落下させる。この時、回転体１８２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとが配管１６０、１６２とそれぞれ繋がっているため、回転体１８２に向けて落下された褐炭１３２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとに落下する。また貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃの下側の端部は、回転体１８２と接している投入口フィルタ１８６で塞がれている。このため、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとに落下した褐炭１３２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃ内に保持される。投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、貫通孔１８２ａ、１８２ｃ内に所定の量の褐炭１３２を投入した後、駆動部１７４で回転体１８２を９０度、例えば、図３および図５に示す矢印の方向に回転させる。これにより、投入装置１０１ｂは、回転体１８２を回転させることで貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとが、投入口１８９ａと投入口１８９ｂとにそれぞれ対面した状態となる。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、鉛直方向下側の端面が開放された状態となり、保持している褐炭１３２が投入口１８９ａ、１８９ｂから乾燥容器１２０に投入される。また、この時、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、鉛直方向上側の端面が蓋１８８ａ、１８８ｂによってそれぞれ塞がっている。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、投入口１８９ａ、１８９ｂを介して乾燥容器１２０と繋がっている以外は、閉鎖された空間となる。
【００６８】
投入装置１０１ｂは、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｃが投入口１８９ａ、１８９ｂと対面している位置にある場合、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄが配管１６０、１６２と対面した位置となる。投入装置１０１ｂは、この状態で、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、配管１６０，１６２に供給された褐炭１３２を回転体１８２に向けて落下させることで、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄに褐炭１３２を投入することができる。投入装置１０１ｂは、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄに褐炭１３２を所定量供給した後、回転体１８２を９０度回転させることで、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄが保持する褐炭１３２を投入口１８９ａ、１８９ｂを介して乾燥容器１２０に投下することができる。このように、投入装置１０１ｂは、上記処理を繰り返すことで、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｃまたは貫通孔１８２ｂ、１８２ｄへの褐炭１３２の供給動作と、供給した褐炭１３２の乾燥容器１２０への投下動作を繰り返し実行することができる。
【００６９】
このように、湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２と投入口１８９ａ、１８９ｂとを鉛直方向に直交する面において異なる位置に配置し、移動することで両者と連結可能な貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを備える回転体１８２を備える。湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２から供給された褐炭１３２を貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄで保持した状態で、投入口１８９ａ、１８９ｂまで移動させることで、褐炭１３２を投入することができる。これにより、湿潤原料供給装置１０１は、バンカ１０１ａに貯留された褐炭１３２を投入装置１０１ｂで乾燥容器１２０に投入することで、褐炭１３２を落下させて搬送することができる。湿潤原料供給装置１０１は、重力を利用して褐炭１３２を投入する構成であるため、褐炭１３２が通路内に付着することを抑制することができる。
【００７０】
また、湿潤原料供給装置１０１は、パージガスを利用しなくても通路内に褐炭１３２が付着することを抑制できるため、乾燥容器１２０内に不要なガスが混入することを抑制でき、乾燥容器１２０内の温度低下を抑制できる。なお、湿潤原料供給装置１０１は、パージガスを利用しなくても通路内に褐炭１３２が付着することを抑制できるが、パージガスを供給することで通路内に褐炭１３２が付着することをより確実に抑制できる。なお、パージガスを用いる場合も使用するパージガスの量を少なくすることができるため、上記効果を得ることができる。
【００７１】
また、湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２のそれぞれに２つのロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを設けることで、配管１６０、１６２の回転体１８２と繋がっている領域に必要以上の褐炭１３２が投下されることを抑制できる。これにより、褐炭１３２が凝集したりブリッジを形成したりすることを抑制でき、安定して褐炭１３２を投下することができる。
【００７２】
また、湿潤原料供給装置１０１は、投入口１８９ａ、１８９ｂの延長線上、つまり貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを介して対面する位置に蓋１８８ａ、１８８ｂを配置することで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄが投入口１８９ａ、１８９ｂと繋がっている場合、繋がっている貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの鉛直方向上側の面を蓋１８８ａ、１８８ｂで塞ぐことができる。これにより、乾燥容器１２０内の空気が湿潤原料供給装置１０１から外部に漏れることを抑制でき、乾燥容器１２０内の熱が漏れることを抑制できる。このため、流動層乾燥設備１００で効率よく熱を利用することができる。
【００７３】
なお、本実施形態の湿潤原料供給装置１０１は、２本の配管１６０、１６２と、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂを設け、回転体１８２に４つの貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを形成した構成としたが、配管、投入口、貫通孔の数は、特に限定されない。なお、湿潤原料供給装置１０１は、本実施形態のように配管、投入口、貫通孔の数を複数とすることが好ましく、配管と投入口とは貫通孔の移動経路に交互に配置した構成とすることがより好ましい。これにより、褐炭１３２を効率よく乾燥容器１２０に供給することができる。
【００７４】
また、湿潤原料供給装置１０１は、本実施形態のように、回転体１８２の回転軸を貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ等が配置された同一の同心円上の中心を回転軸とすることが好ましい。これにより、湿潤原料供給装置１０１は、回転体１８２を効率よく移動させることができ、褐炭１３２を効率よく乾燥容器１２０に供給することができる。
【００７５】
次に、図８および図９を用いて湿潤原料供給装置の投入装置の他の実施形態を説明する。図８は、投入装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、図９は、押し出し機構の概略構成を示す模式図である。なお、図８は、投入装置２０１のうち、回転体の周辺部のみを示す図である。なお、図８および図９に示す投入装置２０１は、蓋１８８ａ、１８８ｂに換えて押し出し機構２１０、２１２を設けたことを除いて他の構成は、投入装置１０１ｂと同様である。そこで、以下では、投入装置１０１ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、投入装置２０１に特有の点を重点的に説明する。
【００７６】
投入装置２０１は、投入装置１０１ｂの蓋１８８ａ、１８８ｂが配置されていた位置、つまり、回転体１８２の上面に対面する面の同心円上において、配管１６０、１６２のそれぞれと９０度離れた位置に押し出し機構２１０のピストン２２０、押し出し機構２１２のピストン２２２が配置されている。つまり、周方向において、配管１６０、ピストン２２０、配管１６２、ピストン２２２がこの順で９０度毎に配置されている。
【００７７】
次に、押し出し機構２１０、２１２について説明する。なお、押し出し機構２１０と押し出し機構２１２とは、配置位置が異なるのみで構成は同一であるので、以下代表して押し出し機構２１０について説明する。押し出し機構２１０は、図９に示すように、ピストン２２０と、シャフト２３０と、駆動部２３２と、を有する。ピストン２２０は、対向する位置にある貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄに挿入可能な円柱部材である。ピストン２２０は、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄに挿入されると、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁と接触する。つまり、ピストン２２０は、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内部を摺動する。シャフト２３０は、ピストン２２０の鉛直方向上側の端面に連結した棒状の部材であり、鉛直方向に延びて配置されている。駆動部２３２は、シャフト２３０を鉛直方向に移動させる駆動機構である。駆動部２３２は、モータ等の駆動源と、ラックアンドピニオン等の対象物質を直線方向に移動させる伝達要素と、で構成される。
【００７８】
押し出し機構２１０は、駆動部２３２によりシャフト２３０を上下方向（鉛直方向）に移動させることで、ピストン２２０を上下方向に移動させる。押し出し機構２１０は、投入口１８９ａ、１８９ｂと対面した貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄにピストン２２０を挿入する。
【００７９】
これにより、投入装置２０１は、押し出し機構２１０、２１２を設け、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄにピストン２２０、２２２を挿入することで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内部に保持された褐炭１３２を確実に貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ内から排出することができ、褐炭１３２を乾燥容器１２０に投入することができる。また、ピストン２２０、２２２で貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁を摺動させることで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁に褐炭１３２が付着している場合も、付着した褐炭１３２を押し出すことができる。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁に褐炭１３２が付着し残ることをより確実に抑制することができる。また、ピストン２２０、２２２で投入口１８９ａ、１８９ｂと連通している貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの上面を塞ぐことで、蓋１８８ａ、１８８ｂと同様に乾燥容器１２０内部の空気が投入装置２０１から外部に漏れることを抑制できる。
【００８０】
なお、投入装置２０１では、押し出し機構２１０、２１２としてピストンを上下動させる機構を用いたが、これに限定されない。押し出し機構としては、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄから褐炭１３２を強制的に排出する種々の機構を用いることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 石炭ガス化複合発電システム
１００ 流動層乾燥設備
１０１ 湿潤原料供給装置
１０１ａ バンカ（貯留部）
１０１ｂ、２０１ 投入装置
１０２ 流動層乾燥装置
１０５ 集塵装置
１１０ 冷却器
１１１ 熱回収システム
１２０ 乾燥容器
１２２ 投入部
１２３ 排出部
１２４ ガス分散板
１２６ 流動化ガス供給部
１２７ 蒸気排出部
１２８ 伝熱部材
１２９ 過熱蒸気供給装置
１３２ 褐炭
１３４ 発生蒸気
１３６ 流動化蒸気
１３８ 乾燥褐炭
１４０ 製品炭
１４２ 排水
１４４ 固形成分
１５０ 乾燥室
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ 乾燥分室
１５２ チャンバ室
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ チャンバ分室
１５４ 分割板
１５５ 流動層
１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ 矢印
１６０、１６２ 配管
１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ ロータリーバルブ
１７０ 回転体ユニット
１７２ 回転軸
１７４ 駆動部
１８２ 回転体
１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ 貫通孔
１８４ 上面フィルタ
１８６ 投入口フィルタ
１８７ａ、１８７ｂ 開口
１８８ａ、１８８ｂ 蓋
１８９ａ、１８９ｂ 投入口
２１０、２１２ 押し出し機構
２２０、２２２ ピストン
２３０ シャフト
２３２ 駆動部
Ａ 過熱蒸気
Ｂ 凝縮水
Ｆ フリーボード部
Ｌ１ 発生蒸気ライン
Ｌ２ ライン
Ｌ３ 分離ライン
Ｌ４ 製品ライン
Ｌ５ 加熱ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、褐炭等の湿潤原料を流動層乾燥装置に搬送する湿潤原料供給装置、これを有し、供給された湿潤原料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法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、適用炭種も拡大できる事が知られている。
【０００３】
このような石炭ガス化複合発電設備は、褐炭（湿潤原料）を燃料として用いた場合、ガス化炉内に持ち込まれる水分量が多く、この水分の蒸発潜熱のためガス化炉内温度が低下し発電効率が低下してしまう。高水分炭の利用のためには流動層乾燥装置を設け、この流動層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。
【０００４】
従来、このような褐炭等の被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置は、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チャンバ室とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置は、流動化ガス（乾燥用気体）を風箱から多孔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つつ乾燥させている（特許文献１）
【０００５】
流動層乾燥装置に褐炭を供給する装置としては、供給ホッパに貯留された褐炭をロータリーフィーダで搬送する装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
ところで、流動層乾燥装置に供給する材料は水分を多く含んだ湿潤原料である。そのため、流動層乾燥装置に湿潤原料を供給する供給装置に褐炭が付着する恐れがある。褐炭が付着すると、流動層乾燥装置への褐炭の供給が不安定になる。このように、供給装置への湿潤原料の付着を抑制する方法として、窒素等を供給する方法がある。しかしながら、窒素ガスを供給部に用いるためにの機構が必要となる。また、パージガスが流動層乾燥装置内に混入するため、流動層乾燥装置内の温度が低下する。
【０００８】
そこで、本発明は、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法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】
【０００９】
本発明は、流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給装置であって、前記湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部の鉛直方向下側に配置され、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする。
【００１０】
湿潤原料供給装置は、上記構成とすることで、湿潤原料が投入機構に付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１１】
ここで、前記配管に配置され、前記貯留部から前記配管内に落下する前記湿潤原料を保持し、前記湿潤原料を保持した状態で回転することで、保持した前記湿潤原料を一定量落下させるロータリーバルブをさらに有することが好ましい。これにより、回転体に落下させる湿潤原料の量を高い精度で制御することができ、安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１２】
また、前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記投入口と対向する位置に、前記回転体を回転させることで移動した前記貫通孔の鉛直方向上側の端面を封止する蓋をさらに有することが好ましい。これにより、乾燥容器内の気体が湿潤原料供給装置から外部に漏れることを抑制できる。
【００１３】
また、前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記回転体を回転させることで前記投入口と対向する位置に移動した前記貫通孔にピストンを挿入する押し出し機構をさらに有することが好ましい。これにより、回転体の貫通孔が保持する湿潤原料を乾燥容器により確実に供給することができ、貫通孔の内壁に湿潤原料が付着し、残ることを抑制できる。
【００１４】
また、前記駆動部は、前記回転体の中心を前記軸として回転させ、前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に配置されていることが好ましい。これにより、回転体を効率よく移動させることができる。
【００１５】
また、前記回転体は、前記貫通孔が前記軸の同心円上に複数配置されていることが好ましい。これにより、湿潤原料を乾燥容器に効率よく供給することができる。
【００１６】
また、前記配管を複数有し、投入口フィルタは、前記投入口が複数形成され、前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に等間隔で交互に配置されていることが好ましい。これにより、湿潤原料を乾燥容器に効率よく供給することができる。
【００１７】
本発明の流動層乾燥設備は、上記のいずれかに記載の湿潤原料供給装置と、前記湿潤原料供給装置に供給された前記湿潤原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
流動層乾燥設備は、上記構成とすることで、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【００１９】
本発明は、湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、前記配管に配置され前記貯留部から前記配管内に落下した前記湿潤原料を保持するロータリーバルブと、を有する湿潤原料供給装置で流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給方法であって、前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と前記配管とを対向させる行程と、前記ロータリーバルブを回転させ、前記ロータリーバブルで保持している前記湿潤原料を前記貫通孔に供給する工程と、前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と投入口とを対向させ、前記投入口から流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する工程と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記湿潤原料供給方法で湿潤原料を供給することで、湿潤原料が投入機構に付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の湿潤原料供給装置、流動層乾燥設備および湿潤原料供給方法によれば、湿潤原料が付着することを抑制しつつ、流動層乾燥装置に安定して湿潤原料を供給することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本実施形態の流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一実施形態を示す概略図である。
【図２】図２は、図１に示す湿潤原料供給装置を備える流動層乾燥設備の一実施形態を示す概略図である。
【図３】図３は、図２に示す湿潤原料供給装置および流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略図である。
【図４】図４は、図３に示す湿潤原料供給装置の回転機構の周辺部の概略構成を示す模式図である。
【図５】図５は、回転機構の概略構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、図４のＡ−Ａ線矢視図である。
【図７】図７は、図４のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図８】図８は、投入装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図である。
【図９】図９は、押し出し機構の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下、実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係る流動層乾燥設備を石炭ガス化複合発電システムに適用した例を説明するが、本発明の適用対象は石炭ガス化複合発電システムに限定されるものではない。例えば、流動層乾燥設備で乾燥した製品炭を用いた発電システムとして流動層乾燥設備で乾燥した製品炭をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムに用いることもできる。また、本発明を石炭ガス化複合発電システムに適用する場合でも、その方式は問わない。また、本実施形態では、湿潤原料（被乾燥物）として褐炭を用いる場合で説明するが、水分含量の高いものであればよく、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等を用いることもできる。
【００２４】
図１は、本実施形態の流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。図２は、図１に示す湿潤原料供給装置を備える流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
【００２５】
図１に示すように、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システム１０は、燃料である褐炭１３２を乾燥させて製品炭１４０とする流動層乾燥設備１００と、製品炭１４０を粉砕して微粉炭４０とするミル２０と、微粉炭４０を処理してガス化ガス４２に変換する石炭ガス化炉１３と、前記ガス化ガス４２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）１４と、ガスタービン１４からのタービン排ガス４６を導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）１６と、排熱回収ボイラ１６で生成した蒸気４８により運転される蒸気タービン（ＳＴ）１８と、ガスタービン１４および／または蒸気タービン１８と連結された発電機（Ｇ）１９と、を備える。また、石炭ガス化複合発電システム１０は、蒸気タービン１８から排出された蒸気４８を凝縮し排熱回収ボイラ１６に戻す復水器３４と、ガスタービン１４と連結されガスタービン１４と共に回転し、空気５４を圧縮する圧縮機３６と、空気を窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）とに分離し、分離した酸素を圧縮機３６で圧縮された空気が流れる配管に供給し、窒素をミル２０から石炭ガス化炉１３に搬送される微粉炭４０の搬送経路に供給する空気分離装置（ＡＳＵ）３８と、を備える。なお、圧縮機３６が圧縮した空気５４は、石炭ガス化炉１３と燃焼器２６とに供給される。
【００２６】
この石炭ガス化複合発電システム１０は、流動層乾燥設備１００で褐炭１３２を乾燥させて製品炭１４０を生成し、この製品炭１４０をミル２０で粉砕した微粉炭４０を石炭ガス化炉１３でガス化し、生成ガスであるガス化ガス４２を得る。石炭ガス化複合発電システム１０は、ガス化ガス４２をサイクロン２２およびガス精製装置２４で除塵およびガス精製した後、発電手段であるガスタービン１４の燃焼器２６に供給し、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス５０を生成する。そして、石炭ガス化複合発電システム１０は、この燃焼ガス５０によってガスタービン１４を駆動する。石炭ガス化複合発電システム１０は、ガスタービン１４が発電機１９と連結されており、ガスタービン１４を駆動することによって発電機１９で電力を発生させる。ここで、ガスタービン１４を駆動した後のタービン排ガス４６は、まだ約５００〜６００℃の温度を持っている。石炭ガス化複合発電システム１０は、タービン排ガス４６を排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６に送り、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６でタービン排ガス４６の熱エネルギーを回収する。石炭ガス化複合発電システム１０は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６で、タービン排ガス４６から回収した熱エネルギーによって蒸気４８を生成し、この蒸気４８によって蒸気タービン１８を駆動する。石炭ガス化複合発電システム１０は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１６でタービン排ガス４６から熱エネルギーを回収したガスである排ガス５２から、ガス浄化装置３０でＮＯｘおよびＳＯｘ分を除去した後、煙突３２を介して大気中へ放出する。
【００２７】
以下、図２を用いて、流動層乾燥設備１００について説明する。図２に示すように、流動層乾燥設備１００は、被乾燥物として湿潤原料の１つである水分含量が高い褐炭１３２を供給する湿潤原料供給装置１０１と、供給された褐炭１３２を乾燥させる流動層乾燥装置１０２と、流動層乾燥装置１０２から排出される発生蒸気１３４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８を冷却して製品炭１４０とする冷却器１１０と、集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１３４の熱を回収する熱回収システム１１１と、熱回収システム１１１で熱を回収された発生蒸気１３４を処理して排水１４２として排出する水処理部１１２と、集塵装置１０５から排出された発生蒸気１３４の一部を循環させ流動化蒸気１３６として流動層乾燥装置１０２に供給する循環装置１１４とを備える。
【００２８】
また、流動層乾燥設備１００は、各部を接続する配管として、褐炭１３２を乾燥させる際に発生する発生蒸気１３４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出し集塵装置１０５に案内する発生蒸気ラインＬ１と、集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１３４の一部を分岐し、流動化蒸気（流動化ガス）１３６として流動層乾燥装置１０２内に供給するラインＬ２と、集塵装置１０５で集塵された固形成分１４４を乾燥褐炭１３８が排出される配管に供給する分離ラインＬ３と、乾燥褐炭１３８および固形成分１４４を冷却器１１０で冷却して生成した製品炭１４０を排出する製品ラインＬ４と、備える。
【００２９】
湿潤原料供給装置１０１は、褐炭１３２を貯留し、貯留している褐炭１３２を流動層乾燥装置１０２内に供給する。なお、湿潤原料供給装置１０１については後述する。
【００３０】
流動層乾燥装置１０２は、湿潤原料供給装置１０１から供給される褐炭１３２と流動化蒸気１３６とで流動層を形成し褐炭１３２で移動させつつ、加熱手段で加熱することで褐炭１３２を乾燥させ乾燥褐炭１３８とする。また、流動層乾燥装置１０２は、流動化蒸気１３６と褐炭１３２の乾燥時に生じる蒸気とが混合され発生蒸気１３４となる。流動層乾燥装置１０２は、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１２８と、伝熱部材１２８に過熱蒸気（高温ガス）Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置（高温ガス供給手段）１２９と、を備える。流動層乾燥装置１０２の構成については後述する。
【００３１】
集塵装置１０５は、サイクロンや、ポーラスフィルタ、電気集塵機等であり、発生蒸気１３４中に含まれる粉塵（固形成分）を分離する。ここで、発生蒸気１３４は、褐炭１３２が乾燥し微粉化したものを含んでいる。集塵装置１０５は、発生蒸気１３４に含まれている褐炭１３２が乾燥し微粉化した固形成分１４４を集塵して分離する。集塵装置１０５は、分離した固形成分１４４を、分離ラインＬ３に供給する。分離ラインＬ３に供給された固形成分１４４は、通過して流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８に合流して混合される。
【００３２】
冷却器１１０は、通過して流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１３８に固形成分１４４が混合された乾燥した粉体を冷却する。冷却器１１０は、冷却した粉体を製品炭１４０として製品ラインＬ４から排出する。この製品炭１４０は、上述したように、石炭ガス化炉１３に供給される。
【００３３】
熱回収システム１１１は、発生蒸気１３４の熱を熱交換等で回収するシステムである。熱回収システム１１１は、この発生蒸気１３４に対して熱回収を行う。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１３４を処理する処理装置である。水処理部１１２は、熱回収システム１１１で熱回収された発生蒸気１３４を処理し、排水１４２として流動層乾燥設備１００の外部に排出する。
【００３４】
また、循環装置１１４はラインＬ２に介装されており、ラインＬ２を流れる空気を所定方向に送る。具体的には、集塵装置１０５は、ラインＬ２を流れる集塵された後の発生蒸気１３４の一部を流動層乾燥装置１０２内に送る。なお、流動層乾燥装置１０２内に送られる発生蒸気１３４は、褐炭１３２の流動層を流動させる流動化蒸気１３６として利用される。なお、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、流動層を流動化させる流動化媒体として、発生蒸気１３４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。
【００３５】
また、本実施形態の流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０５により集塵した後の発生蒸気１３４の一部を熱回収システム１１１で利用し、残りの部分を流動化蒸気１３６として利用したが、これに限定されない。この流動層乾燥設備１００は、集塵装置１０５により集塵した後の発生蒸気１３４を例えば、熱交換器や蒸気タービン等で処理してその熱を有効利用するようにしてもよい。
【００３６】
この石炭ガス化複合発電システム１０によれば、高い水分を有する褐炭１３２を用いてガス化する場合においても、効率的な流動層乾燥装置１０２により褐炭１３２を乾燥しているので、ガス化炉内温度を低下させる影響が少なく、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
【００３７】
次に図３を用いて、湿潤原料供給装置１０１および流動層乾燥装置１０２について説明する。ここで、図３は、図２に示す湿潤原料供給装置および流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略図である。
【００３８】
まず、流動層乾燥装置１０２について説明する。流動層乾燥装置１０２は、内部に褐炭１３２が投入される乾燥容器１２０と、褐炭１３２が投入される投入部（投入口）１２２と、褐炭１３２を乾燥させた乾燥褐炭１３８を排出する排出部（排出口）１２３と、乾燥容器１２０の内部に設けられたガス分散板１２４と、流動化ガス１３６を乾燥容器１２０に供給する流動化ガス供給部（流動化ガス供給口）１２６と、発生蒸気１３４を排出する蒸気排出部（ガス排出口）１２７、を備える。また、流動層乾燥装置１０２は、上述したように、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材１２８と、伝熱部材１２８に過熱蒸気（高温ガス）Ａを供給可能な過熱蒸気供給装置（高温ガス供給手段）１２９と、を備える（図２参照）。
【００３９】
乾燥容器１２０は、ガス分散板１２４によって内部の空間が、鉛直方向上方側（図示上側）に位置する乾燥室１５０と鉛直方向下方側（図示下側）に位置するチャンバ室１５２とに区分けされている。なお、乾燥室１５０は、褐炭１３２が供給される領域であり、チャンバ室１５２は、流動化ガス１３６が供給される領域である。乾燥容器１２０は、チャンバ室１５２に供給された流動化ガス１３６がガス分散板１２４を通過して乾燥室１５０に供給される。乾燥室１５０は、流動化ガス１３６により褐炭１３２が移動されることで、流動層１５５が形成される。
【００４０】
投入部１２２は、乾燥容器１２０の乾燥室１５０の一方の端部に連結されている。投入部１２２は、湿潤原料供給装置１０１と連結しており、湿潤原料供給装置１０１から供給された褐炭１３２を一方の端部の乾燥室１５０に投入する。排出部１２３は、乾燥容器１２０の乾燥室１５０の他方の端部の鉛直方向下側、つまり、ガス分散板１２４の近傍に連結されている。排出部１２３は、冷却器１１０と連結した配管と連結しており、当該配管に乾燥室１５０内の乾燥褐炭１３８を排出する。
【００４１】
また、ガス分散板１２４は、多数の貫通孔１２４ａが形成されている。ガス分散板１２４は、乾燥室１５０内の褐炭１３２がチャンバ室１５２内に落下することを抑制しつつ、乾燥室１５０とチャンバ室１５２との間でガスが流通可能な状態とする。流動化ガス供給部１２６は、チャンバ室１５２に連結しており、分岐ラインＬ２から供給される流動化ガス１３６をチャンバ室１５２内に供給する。蒸気排出部１２７は、乾燥容器１２０の上面に連結されている。蒸気排出部１２７は、乾燥容器１２０内の発生蒸気１３４を発生蒸気ラインＬ１に案内する。
【００４２】
ここで、流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の内部に配置された複数、本実施形態では４枚の分割板１５４を備える。分割板１５４は、乾燥室１５０の幅方向及び鉛直方向に延在する板であり、投入部１２２と排出部１２３とを結んだ線に直交する面が正面（面積が最も大きい面）となる板である。また、本実施形態では分割板の枚数を４枚としたがこれに限るものではなく最も相応しい枚数にて構成される。分割板１５４は、図３に示すように、鉛直方向下側の端部がガス分散板１２４と接しており、鉛直方向上側の端部が流動層１５５の上端よりも下側の位置となる。また、分割板１５４は、幅方向においては、乾燥室１５０全域に配置されている。また、複数の分割板１５４は、投入部１２２から排出部１２３に向かう方向に所定の間隔で配置されている。これにより、流動層乾燥装置１０２は、複数の分割板１５４によって乾燥容器１２０の乾燥室１５０内が投入部１２２から排出部１２３に向かう方向において複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに分割される。なお、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅは、投入部１２２から排出部１２３に向かって、乾燥分室１５０ａ、乾燥分室１５０ｂ、乾燥分室１５０ｃ、乾燥分室１５０ｄ、乾燥分室１５０ｅの順で配置されている。また、チャンバ室１５２も、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに対応して５つのチャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに分割されている。
【００４３】
また、流動化ガス供給部１２６は、チャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに対応して５つ設けられており、それぞれのチャンバ分室１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅに流動化ガス１３６を供給する。伝熱部材１２８は、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅのそれぞれの流動層１５５に幅方向に延在する向きで配置されている。
【００４４】
流動層乾燥装置１０２は、湿潤原料供給装置１０１により褐炭１３２が乾燥容器１２０の乾燥分室１５０ａ内に投入され、チャンバ分室１５２ａに流動化蒸気１３６が導入される。チャンバ分室１５２ａ内に導入された流動化蒸気１３６は、ガス分散板１２４の貫通孔１２４ａを通過して乾燥分室１５０ａ内に流入する。乾燥分室１５０ａ内に流入した流動化蒸気１３６は、乾燥分室１５０ａ内に投入された褐炭１３２を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ａ内に、褐炭１３２が流動する流動層１５５が形成される。乾燥分室１５０ａで流動化された褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ａに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｂに移動する。
【００４５】
流動層乾燥装置１０２は、チャンバ分室１５２ｂにも流動化蒸気１３６が導入される。チャンバ分室１５２ｂ内に導入された流動化蒸気１３６は、ガス分散板１２４の貫通孔１２４ａを通過して乾燥分室１５０ｂ内に流入する。乾燥分室１５０ｂ内に流入した流動化蒸気１３６は、乾燥分室１５０ｂ内に投入された褐炭１３２を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｂ内に、褐炭１３２が流動する流動層１５５が形成される。乾燥分室１５０ｂで流動化された褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｂに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｃに移動する。流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅでも同様に移動した褐炭１３２が供給される流動化ガス１３６とともに流動層１５５を構成する。また、乾燥分室１５０ｃの流動層１５５の褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｃに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｄに移動する。乾燥分室１５０ｄの流動層１５５の褐炭１３２の一部は、分割板１５４よりも鉛直方向上側に移動し、矢印１５６ｄに示す方向に移動し、乾燥分室１５０ｅに移動する。流動層乾燥装置１０２は、乾燥分室１５０ｅで流動層１５５となっている褐炭１３２のうち、排出部１２３に到達した褐炭１３２を乾燥褐炭１３８として排出部１２３から排出する。
【００４６】
このように、流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の鉛直方向下方側の部分である乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅを含む部分に流動層１５５が形成される。褐炭１３２は、投入部１２２で投入された後、流動層１５５を構成して移動され、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅをこの順で順番に通過し、排出部１２３から排出される。なお、褐炭１３２は、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅの通過時に徐々に乾燥され、排出部１２３からの排出時には乾燥褐炭１３８となっている。
【００４７】
流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０の流動層１５５よりも鉛直方向上方側の部分にフリーボード部Ｆが形成される。このフリーボード部Ｆは、流動層１５５の褐炭１３２が乾燥されることにより発生蒸気１３４が発生する領域となる。なお、流動化蒸気１３６は、一定温度以上の蒸気であり、褐炭１３２を流動させつつ加熱することで、褐炭１３２を乾燥させる。
【００４８】
次に、伝熱部材１２８は、上述したように、乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅの流動層１５５が形成される領域に配置されている。伝熱部材１２８は、流動層１５５の褐炭１３２を加熱し、褐炭１３２中の水分を除去する加熱手段であり、過熱蒸気Ａが流通可能な配管である。伝熱部材１２８は、内部に供給されて流通される高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して流動層１５５を構成する褐炭１３２を乾燥させる。伝熱部材１２８は、乾燥に利用された過熱蒸気Ａを例えば凝縮水Ｂとして流動層乾燥装置１０２の外部に排出する。
【００４９】
すなわち、伝熱部材１２８は、流動層１５５と接している領域で過熱蒸気Ａを凝縮させて液体（水分）にすることで、この際に放熱される凝縮潜熱で褐炭１３２の乾燥の加熱に有効利用する。なお、伝熱部材１２８に流通させる高温の過熱蒸気Ａとしては、相変化を伴う熱媒であればいずれでもよく、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１２８は、熱媒体を流通させる配管を用いる構成に限定されない。伝熱部材１２８は、褐炭１３２に熱を供給し乾燥させることができればよく、例えば電気ヒータを設置してもよい。なお、伝熱部材１２８によって褐炭１３２が乾燥される際に発生する発生蒸気１３４は、鉛直方向上方側（発生蒸気１３４の流れ方向の下流側）のフリーボード部Ｆへ流れる。過熱蒸気供給装置１２９は、加熱ラインＬ５を介して、伝熱部材１２８に過熱蒸気Ａを供給している。
【００５０】
流動層乾燥装置１０２において、流動層１５５の内部に設けられた伝熱部材１２８は、流動層１５５の褐炭１３２を加熱することにより、褐炭１３２を乾燥させる。褐炭１３２を乾燥させることにより発生した発生蒸気１３４は、流動層１５５からフリーボード部Ｆに流れ込む。そして、フリーボード部Ｆに流れ込んだ発生蒸気１３４は、蒸気排出部１２７から流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。蒸気排出部１２７から排出された発生蒸気１３４は、発生蒸気ラインＬ１に供給される。
【００５１】
流動層乾燥装置１０２は、乾燥室１５０を複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅに分割し、投入部１２２から排出部１２３まで移動する間に複数の乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅを順番に通過する構成とすることで、褐炭１３２をより均一に乾燥させることができる。つまり、流動層１５５の流れによって短時間で排出部１２３まで到達する褐炭１３２や、長時間経過しても排出部１２３に到達しない褐炭１３２が生じることを抑制できる。
【００５２】
また、本実施形態のように、流動層１５５の上側の一部の褐炭１３２が次の乾燥分室に移動する構成とすることで、１つの乾燥分室の中で含有水分が比較的少なく上側に移動している褐炭１３２を次の乾燥分室に移動させることができる。つまり、当該乾燥分室の中で含有水分が比較的多く、乾燥されていない褐炭１３２は、重いため、乾燥分室の下側に移動され、当該乾燥分室の中で乾燥させることができる。これにより、褐炭１３２は、それぞれの乾燥分室１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅで一定程度まで乾燥された後に次の乾燥分室に移動するため、排出部１２３に到達した状態では、高い確率で一定程度まで乾燥された状態とすることができる。
【００５３】
なお、本実施形態の流動層乾燥装置１０２は、褐炭１３２を好適に乾燥できるため、乾燥室１５０を分割板１５４で複数の乾燥分室に分割した形状としたがこれに限定されない。流動層乾燥装置は、乾燥室の形状によらず、投入部１２２から褐炭１３２が供給される領域に回転部を配置することで、褐炭１３２の滞留、沈降を抑制することができ、乾燥室内での褐炭１３２の閉塞が生じることを抑制することができ、褐炭１３２を均一に乾燥させることができる。
【００５４】
次に、図３に加え、図４から図７を用いて、湿潤原料供給装置１０１について説明する。ここで、図４は、図３に示す湿潤原料供給装置の回転機構の周辺部の概略構成を示す模式図であり、図５は、回転機構の概略構成を示す斜視図であり、図６は、図４のＡ−Ａ線矢視図であり、図７は、図４のＢ−Ｂ線矢視図である。湿潤原料供給装置１０１は、図３に示すように、褐炭１３２を貯留するバンカ（貯留部）１０１ａと、バンカ１０１ａに貯留された褐炭１３２を流動層乾燥装置１０２に投入する投入装置１０１ｂと、を有する。
【００５５】
バンカ１０１ａは、褐炭１３２を貯留しており、貯留している褐炭１３２を鉛直方向下側に配置された投入装置１０１ｂに供給する。なお、バンカ１０１ａは、褐炭１３２を投下装置１０１ｂに供給する機構としては、種々の機構を用いることができる。例えば、バンカ１０１ａは、投入装置１０１ｂとの連結部に開口を形成し、スクレーパ等で、貯留している褐炭１３２を開口に移動させることで、供給する機構を用いることができる。また、バンカ１０１ａを振動させて、褐炭１３２を開口に移動させるようにしてもよい。
【００５６】
投入装置１０１ｂは、バンカ１０１ａから供給された褐炭１３２を乾燥容器１２０に投入する機構であり、配管１６０、１６２と、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂと、回転体ユニット１７０と、回転軸１７２と、駆動部１７４と、を有する。なお、投入装置１０１ｂは、バンカ１０１ａの下端に配管１６０および配管１６２の上端が連結し、配管１６０および配管１６２の下端に回転体ユニット１７０の上端が対向（対面）して配置されている。また、投入装置１０１ｂは、回転体ユニット１７０の下端が乾燥容器１２０の上面と連結している。
【００５７】
配管１６０、１６２は、上端がバンカ１０１ａに連結した中空の管である。配管１６０と配管１６２は、中空の管の軸が鉛直方向と平行となる向きで配置されている。また、配管１６０と配管１６２とは、一定間隔離間して配置されている。また、配管１６０と配管１６２とは、後述する回転軸１７２を中心とした同心円上に配置されている。２つの配管１６０、１６２は、同心円上において、１８０度離れた位置に形成されている。配管１６０と配管１６２は、バンカ１０１ａから供給された褐炭１３２を自由落下させ、鉛直方向下側に案内する。
【００５８】
ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂは、それぞれ配管１６０に配置され、配管１６０内を落下する褐炭１３２の流通量を制御する。ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａよりも鉛直方向下側に配置されている。ロータリーバルブ１６１ａは、バンカ１０１ａから配管１６０に供給された褐炭１３２をロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に向けて落下させる（供給する）量を調整する。ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に供給された褐炭１３２を回転体ユニット１７０に向けて落下させる量を調整する。このように、投入装置１０１ｂは、２つのロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂを用いて、バンカ１０１ａから落下された褐炭１３２を一度ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間で保持し、その後、回転体ユニット１７０に落下させる。これにより、ロータリーバルブ１６１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａとロータリーバルブ１６１ｂとの間に詰まっていない状態で貯留された褐炭１３２から一定量の褐炭１３２を落下させることができ、回転体ユニット１７０に向けて落下させる褐炭１３２の量をより高い精度で供給することができる。
【００５９】
ロータリーバルブ１６３ａ、１６３ｂは、それぞれ配管１６２に配置され、配管１６２内を落下する褐炭１３２の流通量を制御する。ロータリーバルブ１６３ｂは、ロータリーバルブ１６３ａよりも鉛直方向下側に配置されている。ロータリーバルブ１６３ａは、バンカ１０１ａから配管１６２に供給された褐炭１３２をロータリーバルブ１６３ａとロータリーバルブ１６３ｂとの間に向けて落下させる（供給する）量を調整する。ロータリーバルブ１６３ｂは、ロータリーバルブ１６３ａとロータリーバルブ１６３ｂとの間に供給された褐炭１３２を回転体ユニット１７０に向けて落下させる量を調整する。これにより、投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６３ａ、１６３ｂで配管１６２から回転体ユニット１７０に向けて落下させる褐炭１３２の量をより高い精度で供給することができる。
【００６０】
回転体ユニット１７０は、図４に示すように、回転体１８２と、上面フィルタ１８４と、投入口フィルタ１８６と、を有する。回転体ユニット１７０は、鉛直方向上側から下側に向かって、上面フィルタ１８４、回転体１８２、投入口フィルタ１８６の順で配置されている。回転体ユニット１７０は、回転体１８２が鉛直方向を軸として回転可能な状態で支持されている。上面フィルタ１８４は、配管１６０、１６２と連結されている。また、投入口フィルタ１８６は、乾燥容器１２０に連結されている。回転体ユニット１７０は、回転体１８２が回転可能な状態で支持され、上面フィルタ１８４と投入口フィルタ１８６とが固定されており、回転体１８２が上面フィルタ１８４および投入口フィルタ１８６と相対的に回転する。
【００６１】
回転体１８２は、図５に示すように、鉛直方向が軸方向となる円柱形状であり、軸を中心とした同心円上に９０度間隔に４つの貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄが形成されている。つまり、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、回転軸１７２の中心から同一距離に形成されている。貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、鉛直方向が軸となる円柱形状の穴であり、回転体１８２を貫通している。つまり、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄは、上側の端部が上面フィルタ１８４と対面しており、下側の端部が投入口フィルタ１８６と対面している。
【００６２】
上面フィルタ１８４は、図４から図６に示すように、配管１６０と配管１６２とに固定された円盤の部材である。上面フィルタ１８４は、２つの開口１８７ａ、１８７ｂが形成されている。開口１８７ａは、配管１６０と繋がっており、開口１８７ｂは、配管１６２と繋がっている。また、上面フィルタ１８４は、円盤の中心に回転軸１７２が回転自在な状態で挿入されている。また、上面フィルタ１８４は、鉛直方向下側の面に２つの蓋１８８ａ、１８８ｂが配置されている。蓋１８８ａ、１８８ｂは、鉛直方向下側に一定高さ突出した部材であり、回転体１８２の上面と接している。２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂは、回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂは、同心円上において、９０度離れた位置に開口と蓋とが交互に配置されている。つまり、周方向において、開口１８７ａ、蓋１８８ａ、開口１８７ｂ、蓋１８８ｂがこの順で９０度毎に配置されている。
【００６３】
投入口フィルタ１８６は、図４および図７に示すように、乾燥容器１２０に固定された板状部材であり、上面が回転体１８２と接している。投入口フィルタ１８６は、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂが形成されている。２つの投入口１８９ａ、１８９ｂは、回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂは、同心円上において、１８０度離れた位置に形成されている。
【００６４】
なお、投入装置１０１ｂは、上述した配管１６０、１６２と、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄと、２つの開口１８７ａ、１８７ｂと、２つの蓋１８８ａ、１８８ｂと、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂと、は回転軸１７２の軸の延長線上を中心とした同心円上に形成されている。また、蓋１８８ａは、同心円上における位置が投入口１８９ａと同一である(図５参照)。蓋１８８ｂは、同心円上における位置が投入口１８９ｂと同一である。また、開口１８７ａ、１８７ｂは、同心円上における位置が投入口１８９ａ、１８９ｂと９０度ずれた位置となる。
【００６５】
回転軸１７２は、図３から図５に示すように、鉛直方向に伸びた棒状の部材であり、回転体ユニット１７０の回転体１８２の中心に固定されている。駆動部１７４は、回転軸１７２を回転軸１７２の軸周りに回転させる。
【００６６】
次に、湿潤原料供給装置１０１が流動層乾燥装置１０２に褐炭１３２を投入する投入動作について説明する。湿潤原料供給装置１０１は、まず、投入装置１０１ｂの駆動部１７４で回転軸１７２を回転させ、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄのうち、同心円上で１８０度異なる位置に配置された貫通孔、例えば、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとを、それぞれ配管１６０、１６２（および開口１８７ａ、１８７ｂ）と対面させる。つまり、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとを、それぞれ配管１６０、１６２の延長線上に配置する。また、湿潤原料供給装置１０１は、バンカ１０１ａに貯留している褐炭１３２を投入装置１０１ｂの配管１６０、１６２に供給している。
【００６７】
この状態で投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、配管１６０，１６２に供給された褐炭１３２を回転体１８２に向けて落下させる。この時、回転体１８２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとが配管１６０、１６２とそれぞれ繋がっているため、回転体１８２に向けて落下された褐炭１３２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとに落下する。また貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃの下側の端部は、回転体１８２と接している投入口フィルタ１８６で塞がれている。このため、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとに落下した褐炭１３２は、貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃ内に保持される。投入装置１０１ｂは、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、貫通孔１８２ａ、１８２ｃ内に所定の量の褐炭１３２を投入した後、駆動部１７４で回転体１８２を９０度、例えば、図３および図５に示す矢印の方向に回転させる。これにより、投入装置１０１ｂは、回転体１８２を回転させることで貫通孔１８２ａと貫通孔１８２ｃとが、投入口１８９ａと投入口１８９ｂとにそれぞれ対面した状態となる。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、鉛直方向下側の端面が開放された状態となり、保持している褐炭１３２が投入口１８９ａ、１８９ｂから乾燥容器１２０に投入される。また、この時、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、鉛直方向上側の端面が蓋１８８ａ、１８８ｂによってそれぞれ塞がっている。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｃは、投入口１８９ａ、１８９ｂを介して乾燥容器１２０と繋がっている以外は、閉鎖された空間となる。
【００６８】
投入装置１０１ｂは、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｃが投入口１８９ａ、１８９ｂと対面している位置にある場合、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄが配管１６０、１６２と対面した位置となる。投入装置１０１ｂは、この状態で、ロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを回転させ、配管１６０，１６２に供給された褐炭１３２を回転体１８２に向けて落下させることで、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄに褐炭１３２を投入することができる。投入装置１０１ｂは、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄに褐炭１３２を所定量供給した後、回転体１８２を９０度回転させることで、貫通孔１８２ｂ、１８２ｄが保持する褐炭１３２を投入口１８９ａ、１８９ｂを介して乾燥容器１２０に投下することができる。このように、投入装置１０１ｂは、上記処理を繰り返すことで、回転体１８２の貫通孔１８２ａ、１８２ｃまたは貫通孔１８２ｂ、１８２ｄへの褐炭１３２の供給動作と、供給した褐炭１３２の乾燥容器１２０への投下動作を繰り返し実行することができる。
【００６９】
このように、湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２と投入口１８９ａ、１８９ｂとを鉛直方向に直交する面において異なる位置に配置し、移動することで両者と連結可能な貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを備える回転体１８２を備える。湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２から供給された褐炭１３２を貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄで保持した状態で、投入口１８９ａ、１８９ｂまで移動させることで、褐炭１３２を投入することができる。これにより、湿潤原料供給装置１０１は、バンカ１０１ａに貯留された褐炭１３２を投入装置１０１ｂで乾燥容器１２０に投入することで、褐炭１３２を落下させて搬送することができる。湿潤原料供給装置１０１は、重力を利用して褐炭１３２を投入する構成であるため、褐炭１３２が通路内に付着することを抑制することができる。
【００７０】
また、湿潤原料供給装置１０１は、パージガスを利用しなくても通路内に褐炭１３２が付着することを抑制できるため、乾燥容器１２０内に不要なガスが混入することを抑制でき、乾燥容器１２０内の温度低下を抑制できる。なお、湿潤原料供給装置１０１は、パージガスを利用しなくても通路内に褐炭１３２が付着することを抑制できるが、パージガスを供給することで通路内に褐炭１３２が付着することをより確実に抑制できる。なお、パージガスを用いる場合も使用するパージガスの量を少なくすることができるため、上記効果を得ることができる。
【００７１】
また、湿潤原料供給装置１０１は、配管１６０、１６２のそれぞれに２つのロータリーバルブ１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂを設けることで、配管１６０、１６２の回転体１８２と繋がっている領域に必要以上の褐炭１３２が投下されることを抑制できる。これにより、褐炭１３２が凝集したりブリッジを形成したりすることを抑制でき、安定して褐炭１３２を投下することができる。
【００７２】
また、湿潤原料供給装置１０１は、投入口１８９ａ、１８９ｂの延長線上、つまり貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを介して対面する位置に蓋１８８ａ、１８８ｂを配置することで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄが投入口１８９ａ、１８９ｂと繋がっている場合、繋がっている貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの鉛直方向上側の面を蓋１８８ａ、１８８ｂで塞ぐことができる。これにより、乾燥容器１２０内の空気が湿潤原料供給装置１０１から外部に漏れることを抑制でき、乾燥容器１２０内の熱が漏れることを抑制できる。このため、流動層乾燥設備１００で効率よく熱を利用することができる。
【００７３】
なお、本実施形態の湿潤原料供給装置１０１は、２本の配管１６０、１６２と、２つの投入口１８９ａ、１８９ｂを設け、回転体１８２に４つの貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄを形成した構成としたが、配管、投入口、貫通孔の数は、特に限定されない。なお、湿潤原料供給装置１０１は、本実施形態のように配管、投入口、貫通孔の数を複数とすることが好ましく、配管と投入口とは貫通孔の移動経路に交互に配置した構成とすることがより好ましい。これにより、褐炭１３２を効率よく乾燥容器１２０に供給することができる。
【００７４】
また、湿潤原料供給装置１０１は、本実施形態のように、回転体１８２の回転軸を貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ等が配置された同一の同心円上の中心を回転軸とすることが好ましい。これにより、湿潤原料供給装置１０１は、回転体１８２を効率よく移動させることができ、褐炭１３２を効率よく乾燥容器１２０に供給することができる。
【００７５】
次に、図８および図９を用いて湿潤原料供給装置の投入装置の他の実施形態を説明する。図８は、投入装置の他の実施形態の概略構成を示す斜視図であり、図９は、押し出し機構の概略構成を示す模式図である。なお、図８は、投入装置２０１のうち、回転体の周辺部のみを示す図である。なお、図８および図９に示す投入装置２０１は、蓋１８８ａ、１８８ｂに換えて押し出し機構２１０、２１２を設けたことを除いて他の構成は、投入装置１０１ｂと同様である。そこで、以下では、投入装置１０１ｂと同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、投入装置２０１に特有の点を重点的に説明する。
【００７６】
投入装置２０１は、投入装置１０１ｂの蓋１８８ａ、１８８ｂが配置されていた位置、つまり、回転体１８２の上面に対面する面の同心円上において、配管１６０、１６２のそれぞれと９０度離れた位置に押し出し機構２１０のピストン２２０、押し出し機構２１２のピストン２２２が配置されている。つまり、周方向において、配管１６０、ピストン２２０、配管１６２、ピストン２２２がこの順で９０度毎に配置されている。
【００７７】
次に、押し出し機構２１０、２１２について説明する。なお、押し出し機構２１０と押し出し機構２１２とは、配置位置が異なるのみで構成は同一であるので、以下代表して押し出し機構２１０について説明する。押し出し機構２１０は、図９に示すように、ピストン２２０と、シャフト２３０と、駆動部２３２と、を有する。ピストン２２０は、対向する位置にある貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄに挿入可能な円柱部材である。ピストン２２０は、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄに挿入されると、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁と接触する。つまり、ピストン２２０は、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内部を摺動する。シャフト２３０は、ピストン２２０の鉛直方向上側の端面に連結した棒状の部材であり、鉛直方向に延びて配置されている。駆動部２３２は、シャフト２３０を鉛直方向に移動させる駆動機構である。駆動部２３２は、モータ等の駆動源と、ラックアンドピニオン等の対象物質を直線方向に移動させる伝達要素と、で構成される。
【００７８】
押し出し機構２１０は、駆動部２３２によりシャフト２３０を上下方向（鉛直方向）に移動させることで、ピストン２２０を上下方向に移動させる。押し出し機構２１０は、投入口１８９ａ、１８９ｂと対面した貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄにピストン２２０を挿入する。
【００７９】
これにより、投入装置２０１は、押し出し機構２１０、２１２を設け、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄにピストン２２０、２２２を挿入することで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内部に保持された褐炭１３２を確実に貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ内から排出することができ、褐炭１３２を乾燥容器１２０に投入することができる。また、ピストン２２０、２２２で貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁を摺動させることで、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁に褐炭１３２が付着している場合も、付着した褐炭１３２を押し出すことができる。これにより、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの内壁に褐炭１３２が付着し残ることをより確実に抑制することができる。また、ピストン２２０、２２２で投入口１８９ａ、１８９ｂと連通している貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄの上面を塞ぐことで、蓋１８８ａ、１８８ｂと同様に乾燥容器１２０内部の空気が投入装置２０１から外部に漏れることを抑制できる。
【００８０】
なお、投入装置２０１では、押し出し機構２１０、２１２としてピストンを上下動させる機構を用いたが、これに限定されない。押し出し機構としては、貫通孔１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄから褐炭１３２を強制的に排出する種々の機構を用いることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０ 石炭ガス化複合発電システム
１００ 流動層乾燥設備
１０１ 湿潤原料供給装置
１０１ａ バンカ（貯留部）
１０１ｂ、２０１ 投入装置
１０２ 流動層乾燥装置
１０５ 集塵装置
１１０ 冷却器
１１１ 熱回収システム
１２０ 乾燥容器
１２２ 投入部
１２３ 排出部
１２４ ガス分散板
１２６ 流動化ガス供給部
１２７ 蒸気排出部
１２８ 伝熱部材
１２９ 過熱蒸気供給装置
１３２ 褐炭
１３４ 発生蒸気
１３６ 流動化蒸気
１３８ 乾燥褐炭
１４０ 製品炭
１４２ 排水
１４４ 固形成分
１５０ 乾燥室
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ、１５０ｅ 乾燥分室
１５２ チャンバ室
１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄ、１５２ｅ チャンバ分室
１５４ 分割板
１５５ 流動層
１５６ａ、１５６ｂ、１５６ｃ、１５６ｄ 矢印
１６０、１６２ 配管
１６１ａ、１６１ｂ、１６３ａ、１６３ｂ ロータリーバルブ
１７０ 回転体ユニット
１７２ 回転軸
１７４ 駆動部
１８２ 回転体
１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃ、１８２ｄ 貫通孔
１８４ 上面フィルタ
１８６ 投入口フィルタ
１８７ａ、１８７ｂ 開口
１８８ａ、１８８ｂ 蓋
１８９ａ、１８９ｂ 投入口
２１０、２１２ 押し出し機構
２２０、２２２ ピストン
２３０ シャフト
２３２ 駆動部
Ａ 過熱蒸気
Ｂ 凝縮水
Ｆ フリーボード部
Ｌ１ 発生蒸気ライン
Ｌ２ ライン
Ｌ３ 分離ライン
Ｌ４ 製品ライン
Ｌ５ 加熱ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給装置であって、
前記湿潤原料を貯留する貯留部と、
前記貯留部の鉛直方向下側に配置され、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、
前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、
鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、
前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする湿潤原料供給装置。
【請求項２】
前記配管に配置され、前記貯留部から前記配管内に落下する前記湿潤原料を保持し、前記湿潤原料を保持した状態で回転することで、保持した前記湿潤原料を一定量落下させるロータリーバルブをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項３】
前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記投入口と対向する位置に、前記回転体を回転させることで移動した前記貫通孔の鉛直方向上側の端面を封止する蓋をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項４】
前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記回転体を回転させることで前記投入口と対向する位置に移動した前記貫通孔にピストンを挿入する押し出し機構をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記回転体の中心を前記軸として回転させ、
前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項６】
前記回転体は、前記貫通孔が前記軸の同心円上に複数配置されていることを特徴とする請求項５に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項７】
前記配管を複数有し、
投入口フィルタは、前記投入口が複数形成され、
前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に等間隔で交互に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の湿潤原料供給装置と、
前記湿潤原料供給装置に供給された前記湿潤原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備。
【請求項９】
湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、前記配管に配置され前記貯留部から前記配管内に落下した前記湿潤原料を保持するロータリーバルブと、を有する湿潤原料供給装置で流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給方法であって、
前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と前記配管とを対向させる行程と、
前記ロータリーバルブを回転させ、前記ロータリーバブルで保持している前記湿潤原料を前記貫通孔に供給する工程と、
前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と投入口とを対向させ、前記投入口から流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する工程と、を有することを特徴とする湿潤原料供給方法。
【請求項１】
流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給装置であって、
前記湿潤原料を貯留する貯留部と、
前記貯留部の鉛直方向下側に配置され、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、
前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、
鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、
前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、を有することを特徴とする湿潤原料供給装置。
【請求項２】
前記配管に配置され、前記貯留部から前記配管内に落下する前記湿潤原料を保持し、前記湿潤原料を保持した状態で回転することで、保持した前記湿潤原料を一定量落下させるロータリーバルブをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項３】
前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記投入口と対向する位置に、前記回転体を回転させることで移動した前記貫通孔の鉛直方向上側の端面を封止する蓋をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項４】
前記回転体の鉛直方向上側の端面に対向して配置され、前記回転体を回転させることで前記投入口と対向する位置に移動した前記貫通孔にピストンを挿入する押し出し機構をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記回転体の中心を前記軸として回転させ、
前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項６】
前記回転体は、前記貫通孔が前記軸の同心円上に複数配置されていることを特徴とする請求項５に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項７】
前記配管を複数有し、
投入口フィルタは、前記投入口が複数形成され、
前記配管と前記投入口とは、前記軸の同心円上に等間隔で交互に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の湿潤原料供給装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の湿潤原料供給装置と、
前記湿潤原料供給装置に供給された前記湿潤原料を乾燥可能な流動層乾燥装置と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備。
【請求項９】
湿潤原料を貯留する貯留部と、前記貯留部から供給される前記湿潤原料を鉛直方向下側に案内する配管と、前記配管の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、鉛直方向に貫通している貫通孔を備える回転体と、鉛直方向を軸として前記回転体を回転させる駆動部と、前記回転体の鉛直方向下側の端面に対向して配置され、前記配管の延長線上以外の領域かつ前記駆動部が前記回転体を回転させることで前記貫通孔が移動可能な領域に前記流動層乾燥装置の前記乾燥容器と連通した投入口が形成された投入口フィルタと、前記配管に配置され前記貯留部から前記配管内に落下した前記湿潤原料を保持するロータリーバルブと、を有する湿潤原料供給装置で流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する湿潤原料供給方法であって、
前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と前記配管とを対向させる行程と、
前記ロータリーバルブを回転させ、前記ロータリーバブルで保持している前記湿潤原料を前記貫通孔に供給する工程と、
前記駆動部で回転させ、前記回転体の前記貫通孔と投入口とを対向させ、前記投入口から流動層乾燥装置の乾燥容器に乾燥対象の湿潤原料を供給する工程と、を有することを特徴とする湿潤原料供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１５３１７（Ｐ２０１２−２１５３１７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９３５５（Ｐ２０１１−７９３５５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【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８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【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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