JP2006234205A

JP2006234205A - 流動層乾燥機及び流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法

Info

Publication number: JP2006234205A
Application number: JP2005045987A
Authority: JP
Inventors: Unai Kaneko; 宇内金子; Atsushi Fujikawa; 淳藤川; Kazutsugu Kishigami; 和嗣岸上
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-22
Also published as: TWI279511B; TW200630577A; CN101128713B; WO2006090648A1; CN101128713A; JP4598558B2

Abstract

【課題】流動層乾燥機の風箱内に落下した湿潤原料を確実に乾燥させ、流動層乾燥機による処理物の目標水分量を確実に達成できるようにすること。
【解決手段】風箱４ａ，４ｂの上のガス分散板５上に流動層８を形成してコークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機３によって湿潤原料を乾燥するにあたり、流動層８から風箱４ａ，４ｂ内に落下した湿潤原料を回収後、第２バイパス管１１を介して装入シュート７等に搬送し、再度、流動層８へ投入する
【選択図】図１

Description

本発明は、コークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機、及びこの流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法に関する。

コークス生産に際し、コークスの品質向上及びコークス炉での生産性向上を目的として、コークス炉装入前に装入石炭を乾燥することが行われている。コークス炉用石炭の含有水分は乾燥前で通常９〜１３％程度であるが、この石炭を石炭乾燥機で水分５〜６％に乾燥する。

石炭の乾燥に流動層乾燥機を用いることは従来より知られており、特許文献１には、コークス炉の煙道排ガスを熱源兼流動化気体として流動層乾燥機に導入して石炭を乾燥する方法が開示されている。

流動層乾燥機においては、装入シュートから石炭等の湿潤原料を投入するとともに、風箱の上に設けたガス分散板の下方から熱源兼流動化気体を導入し、ガス分散板を通過する気体の上昇流によってガス分散板上に流動層を形成する。この流動層７において石炭粉の乾燥を行い、石炭粉は所定の温度及び含水率に調整されて排出シュートによって排出される。

ただし、流動層乾燥機においては、運転開始時や終了時など、とくに流動層が定常状態でないときに、流動層からガス分散板を介して風箱内に湿潤原料が落下するので定期的に風箱内の湿潤原料を取り除く必要がある。

これに対して、特許文献２には、風箱の下部に落下物排出装置を設け、この落下物排出装置によって風箱内への落下物を連続的に排出し、排出シュートからの排出物と一緒に搬出する技術が開示されている。

しかし、特許文献２の技術では、風箱内に落下した未乾燥の落下物を排出シュートからの排出物と一緒に搬出することから、目標の水分量を達成できないことがあった。また、落下物排出装置としてロータリーシール弁等の連続排出機構が必要であり、設備費とランニングコストが上昇する要因となっていた。さらに、装入シュートによって湿潤原料を流動層乾燥機へ装入するようにしていることから、装入シュートの内部、とくに側端部（角部）において湿潤原料の付着・堆積が起こり、投入不具合が生じる場合があった。
特開２００１−５５５８２号公報特許第３０３７６８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、流動層乾燥機の風箱内に落下した湿潤原料を確実に乾燥させ、流動層乾燥機による処理物の目標水分量を確実に達成できるようにすることにある。

他の課題は、湿潤原料が流動層乾燥機の装入シュートに付着・堆積することを防止できるようにすることにある。

本発明の流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法は、風箱の上のガス分散板上に流動層を形成して湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法において、流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、再度流動層へ投入することを特徴とする。

また、本発明の流動層乾燥機は、風箱の上のガス分散板上に流動層を形成して湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機において、流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、再度流動層へ投入するための搬送経路を設けたことを特徴とする。

本発明においては、風箱内に落下し回収された湿潤原料の搬送は、流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力を利用して行うことができる。また、流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力が不足する場合、搬送経路の下流側に設けたブロワーにより不足する圧力を補うことができる。

湿潤原料の搬送先は、流動層乾燥機の装入シュートの内部又は上流側とすることができる。

流動層乾燥機が複数の風箱を備えている場合、それぞれの風箱内に落下した湿潤原料を回収後、同一の搬送経路により再度流動層へ投入することができる。

本発明では、流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、再度流動層へ投入するので、乾燥が不十分なまま排出される湿潤原料がなくなり、流動層乾燥機による処理物の目標水分量を確実に達成することができる。

また、従来、風箱内への落下物の排出に必要であった連続排出機構が必須ではなくなり、設備費とランニングコストを低減することができる。

さらに、風箱内に落下し回収された湿潤原料の搬送を流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力を利用して気流搬送により行い、その搬送先を、流動層乾燥機の装入シュートの内部又は上流側とすることで、装入シュートへの湿潤原料の付着・堆積を防止することができる。

以下、本発明をコークス炉用石炭粉（以下単に「石炭粉」という。）の乾燥に適用した実施例に基づき、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の流動層乾燥機の第１実施例を示す概略構成図である。

同図において、コークス炉（図示せず）で発生した温度１５０〜２５０℃程度の燃焼排ガス（以下「高温ガス」という。）は、ブロワー１によって昇圧され、熱源兼流動化気体としてガス本管２を通って流動層乾燥機３の下部の風箱４ａ，４ｂ内に導入される。風箱４ａ，４ｂ内に導入された高温ガスは、風箱４ａ，４ｂの上部に設けたガス分散板５を通過して上昇し、ガス出口６から排出される。

湿潤原料である石炭粉は、装入シュート７によって流動層乾燥機３内に投入され、ガス分散板５を通過する高温ガスによる上昇流によってガス分散板５上に流動層８を形成する。この流動層８において石炭粉の乾燥を行い、石炭粉は所定の温度及び含水率に調整されて排出シュート９によって排出される。

ガス本管２からは第１バイパス管１０が分岐しており、この第１バイパス管１０を介して高温ガスの一部が流動層乾燥機３上部のガス出口６近傍に導入される。第１バイパス管１０により導入される高温ガスは、ガス出口６近傍及びその下流側での結露の発生を防止するためのものである。

また、ガス本管２からは第２バイパス管１１が分岐しており、この第２バイパス管１１は、風箱４ａ，４ｂの下端部を経由して装入シュート７内部に連通している。風箱４ａ，４ｂの下端部からは、流動層８から風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された未乾燥の石炭粉（落下粉）が第２バイパス管１１内に排出される。第２バイパス管１１内に排出された石炭粉は、流動層８下部の風箱４ａ，４ｂ内の流動化気体の圧力及びブロワー１による圧力により、装入シュート７に向けて気流搬送され、装入シュート７から流動層８に再投入される。すなわち、風箱４ａ，４ｂの下端部以降の第２バイパス管１１は、風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された石炭粉の搬送経路となり、それぞれの風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された石炭粉は、同一の搬送経路によって装入シュート７に搬送される。

第２バイパス管１１により装入シュート７に搬送された石炭粉は、第２バイパス管１１に連通する図２に示すような吹込みノズル１２によって装入シュート７内部に吹き込むことができる。その吹込みにおいては、装入シュート７への石炭粉の付着を確実に防止するために、石炭粉が付着しやすい装入シュート７の摺動面７ａ側の側端部（角部）７ｂへ吹込み気体（高温ガス）が当たるように、単数もしくは複数の吹込みノズル１２の位置と角度を調整する。なお、図３に示すように、吹込みノズル１２を装入シュート７の上流側に設けた装入装置１３に配置し、装入シュート７の上流側から第２バイパス管１１により搬送された石炭粉を吹き込むこともできる。

図４は、流動層から風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された石炭粉を風箱４ａ，４ｂの下端部から第２バイパス管１１に排出する排出機構の構成例を示し、（ａ）はロータリーシール弁、（ｂ）はインゼクションフィーダー、（ｃ）は重力落下を利用した例を示す。

図４（ａ）に示すように、ロータリーシール弁１４を利用する場合、これを風箱４ａ，４ｂの下端部に設け、石炭粉を連続的に排出する。

図４（ｂ）に示すように、インゼクションフィーダー１５を利用する場合、風箱４ａ，４ｂ内にも正圧（３００〜１０００ｍｍＡｑ）がかかっていることから、粉体（石炭粉）を確実に排出し、搬送できるように、粉体供給部１５ａの口径、形状、及び搬送気体のノズル１５ｂの形状を決定する。

図４（ｃ）に示すように、重力落下方式を採用する場合、粉体供給部１６ａの下流側にノズル（オリフィス）１６ｂを設け、搬送気体の流速を上げることで、インゼクション効果による粉体（石炭粉）の良好な排出と搬送が可能となる。なお、この場合も、風箱４ａ，４ｂ内に正圧（３００〜１０００ｍｍＡｑ）がかかっていることから、粉体（石炭粉）を確実に排出し、搬送できるように、粉体供給部１６ａの口径、形状、及びノズル（オリフィス）１５ｂの形状を決定する。

以上のように、本発明では、流動層８から風箱４ａ，４ｂ内に落下した湿潤原料を回収後、再度、流動層８へ投入するので、乾燥が不十分なまま排出される湿潤原料（石炭粉）がなくなり、流動層乾燥機３による処理物の目標水分量を確実に達成することができる。加えて、本実施例では、風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された石炭粉の気流搬送用の気体として、流動層乾燥機３の熱源となる高温ガスの一部を使用するので、結露防止のため流動層乾燥機３上部のガス出口６近傍に高温ガスを導入する第１バイパス管１０の径を縮小、もしくは、その第１バイパス管１０を削除することが可能となる。また、石炭粉の搬送先を装入シュート７の内部又は上流側とすることで、装入シュート７内部への石炭粉の付着・堆積を防止することができる。

図５は、本発明の流動層乾燥機の第２実施例を示す概略構成図である。なお、図１に示した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例は、第１実施例の構成に加えて第２バイパス管１１にブロワー１７を設けたもので、第２バイパス管１１において石炭粉を搬送するにあたり、ガス本管２に設けたブロワー１の圧力あるいは流動層８下部の風箱４ａ，４ｂ内の流動化気体の圧力だけでは圧力が不足する場合、第２バイパス管１１のブロワー１７により不足する圧力を補うようにしている。

図６は、本発明の流動層乾燥機の第３実施例を示す概略構成図である。なお、図１に示した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１実施例では、第２バイパス管１１によって石炭粉を装入シュート７に搬送するようにしたが、本実施例では、流動層乾燥機３の第１乾燥室３ａ内に直接搬送し、流動層８に再投入するようにしている。なお、本実施例においても、第２実施例と同様に、第２バイパス管１１にブロワーを設けることができる。

図７は、本発明の流動層乾燥機の第４実施例を示す概略構成図である。なお、図１に示した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１実施例では、第２バイパス管１１によって石炭粉を装入シュート７に搬送するようにしたが、本実施例では、流動層乾燥機３の第２乾燥室３ｂ内に直接搬送し、流動層８に再投入するようにしている。この場合、図７に示すように、第１乾燥室３ａ側から第２バイパス管１１を経由させ、第１乾燥室３ａ側の風箱４ａ下端部から石炭粉を取り込んだ後、第２乾燥室３ｂ側の風箱４ｂ下端部から石炭粉を取り込み、第２乾燥室３ｂに搬送するのが配管上効率的である。なお、本実施例においても、第２実施例と同様に、第２バイパス管１１にブロワーを設けることができる。

図８は、本発明の流動層乾燥機の第５実施例を示す概略構成図である。なお、図１に示した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例は、第２バイパス管１１を２本に分岐して、第１乾燥室３ａ側から落下した石炭粉は第１乾燥室３ａ（装入シュート７）に、第２乾燥室３ｂ側から落下した石炭粉は第２乾燥室３ｂにそれぞれ搬送するようにしたものである。

流動層乾燥機３が複数の乾燥室及び風箱を有する場合、それぞれの乾燥室からの石炭粉の乾燥度合い等の性状が異なるので、本実施例のように、第２バイパス管を分岐させ、任意の風箱内の石炭粉を任意の箇所に搬送し、流動層８に再投入することが好ましい場合もある。なお、本実施例においても、第２実施例と同様に、第２バイパス管１１の基端側にブロワーを設けることができる。

図９は、本発明の流動層乾燥機の第６実施例を示す概略構成図である。なお、図１に示した第１実施例と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施例は、流動層８下部の風箱４ａ，４ｂ内の流動化気体の圧力のみを利用して、それぞれの風箱４ａ，４ｂ内に落下し回収された石炭粉を再度流動層８へ投入するようにしたもので、図９では、風箱４ａ内に落下し回収された石炭粉を第１搬送経路１８により装入シュート７内部に搬送し、風箱４ｂ内に落下し回収された石炭粉を第２搬送経路１９により第２乾燥室３ｂ内に搬送するようにしている。流動層８下部の風箱４ａ，４ｂ内の流動化気体の圧力のみで石炭粉の搬送が可能な場合は、本実施例のようにすることで、これまでの実施例における第２バイパス管が不要となり、構成が簡単になる。

図１０は、流動層乾燥機の風箱に落下し回収された石炭粉を流動層に向けて搬送する搬送機構の他の実施例を示す概略構成図である。

これまでの実施例では、気流搬送により搬送したが、本実施例のようにコンベア２０により搬送するようにしても良い。

本発明は、コークス炉に投入する石炭粉の乾燥のみならず、水砕スラグや石灰石など、他の湿潤原料の乾燥にも適用できる。また、流動層乾燥機の熱源兼流動化ガスとして使用する高温ガスも、コークス炉の燃焼排ガスに限らず、燃焼炉やキルンなどからの排ガスを使用することもできる。

本発明の流動層乾燥機の第１実施例を示す概略構成図である。第１実施例の構成において、石炭粉を装入シュートに再投入するための吹込みノズルの配置例を示す。第１実施例の構成において、石炭粉を装入シュートの上流側から再投入するための吹込みノズルの配置例を示す。第１実施例の構成において、流動層から風箱内に落下し回収された石炭粉を風箱から排出する排出機構の構成例を示し、（ａ）はロータリーシール弁、（ｂ）はインゼクションフィーダー、（ｃ）は重力落下を利用した例を示す。本発明の流動層乾燥機の第２実施例を示す概略構成図である。本発明の流動層乾燥機の第３実施例を示す概略構成図である。本発明の流動層乾燥機の第４実施例を示す概略構成図である。本発明の流動層乾燥機の第５実施例を示す概略構成図である。本発明の流動層乾燥機の第６実施例を示す概略構成図である。流動層乾燥機の風箱に落下し回収された石炭粉を流動層に向けて搬送する搬送機構の他の実施例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ブロワー
２ガス本管
３流動層乾燥機
３ａ第１乾燥室
３ｂ第２乾燥室
４ａ、４ｂ風箱
５ガス分散板
６ガス出口
７装入シュート
８流動層
９排出シュート
１０第１バイパス管
１１第２バイパス管
１２吹込みノズル
１３装入装置
１４ロータリーシール弁
１５インゼクションフィーダー
１５ａ、１６ａ粉体供給部
１５ｂ、１６ｂノズル（オリフィス）
１７ブロワー
１８第１搬送経路
１９第２搬送経路
２０コンベア

Claims

風箱の上のガス分散板上に流動層を形成してコークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法において、流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、再度流動層へ投入することを特徴とする流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法。
流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力を利用して気流搬送により再度流動層へ投入する請求項１に記載の流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法。
流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力が不足する場合、搬送経路の下流側に設けたブロワーにより不足する圧力を補う請求項２に記載の流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法。
流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、流動層乾燥機の装入シュートの内部又は上流側から再度投入する請求項１〜３のいずれかに記載の流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法。
流動層乾燥機が複数の風箱を備えており、それぞれの風箱内に落下した湿潤原料を回収後、同一の搬送経路により再度流動層へ投入する請求項１〜４のいずれかに記載の流動層乾燥機による湿潤原料の乾燥方法。
風箱の上のガス分散板上に流動層を形成してコークス炉に装入する石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機において、流動層から風箱内に落下した湿潤原料を回収後、再度流動層へ投入するための搬送経路を設けたことを特徴とする流動層乾燥機。
前記搬送経路における湿潤原料の搬送を、流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力を利用して行う請求項６に記載の流動層乾燥機。
前記搬送経路の下流側に、流動層下部の風箱内の流動化気体の圧力が不足する場合に不足する圧力を補うブロワーを設けた請求項７に記載の流動層乾燥機。
前記搬送経路による湿潤原料の搬送先が、流動層乾燥機の装入シュートの内部又は上流側である請求項６〜８のいずれかに記載の流動層乾燥機。
流動層乾燥機が複数の風箱を備えており、それぞれの風箱内に落下した湿潤原料を同一の搬送経路に受け入るようにした請求項６〜９のいずれかに記載の流動層乾燥機。