JP2011214807A - Fluidized-bed dryer and fluid-bed drying facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、褐炭等の被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置および流動層乾燥設備に関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed drying apparatus and a fluidized bed drying facility for drying an object to be dried such as lignite while flowing.
従来、流動乾燥室に供給された石炭の下方から熱風を吹き上げて、石炭を流動させながら乾燥させる石炭の乾燥・分級装置を制御可能な制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この制御装置は、流動乾燥室内に吹き付けられる熱風の流量を制御する熱風流量制御装置を有している。ここで、石炭を通過した熱風である排出ガスの温度が結露温度以下になると、排出ガスに含まれる水分が結露し、この結露した部分に、熱風により乾燥された微粒の石炭(微粒炭)が付着する。このため、熱風流量制御装置は、熱風の流量を増加させ、排出ガスの温度を上昇させることにより、結露の発生を抑制している。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a control device capable of controlling a coal drying / classifying device that blows hot air from below the coal supplied to the fluidized drying chamber to dry the coal while flowing (see, for example, Patent Document 1). . This control device has a hot air flow rate control device for controlling the flow rate of hot air blown into the fluidized drying chamber. Here, when the temperature of the exhaust gas, which is hot air that has passed through the coal, falls below the condensation temperature, moisture contained in the exhaust gas is condensed, and fine coal (pulverized coal) that has been dried by hot air is deposited in the condensed portion. Adhere to. For this reason, the hot air flow rate control device suppresses the occurrence of condensation by increasing the flow rate of hot air and raising the temperature of the exhaust gas.
ところで、上記の発生ガスの温度は、石炭に包含される水分の蒸発のし易さや、流動乾燥室内の温度等によって経時的に変化する。換言すれば、結露の発生を防止可能な熱風の流量は、石炭に包含される水分の蒸発のし易さや、流動乾燥室内の温度等によって、最適な流量が異なる。このため、発生ガスの温度を安定的に制御することは難しい。 By the way, the temperature of the generated gas changes with time depending on the easiness of evaporation of moisture contained in coal, the temperature in the fluidized drying chamber, and the like. In other words, the flow rate of hot air that can prevent the occurrence of condensation differs depending on the easiness of evaporation of moisture contained in coal, the temperature in the fluidized drying chamber, and the like. For this reason, it is difficult to stably control the temperature of the generated gas.
そこで、本発明は、流動層の被乾燥物を乾燥させることにより発生した発生蒸気の温度を、安定的に発生蒸気が結露(凝縮)しないような温度とすることにより、結露の発生を抑制可能な流動層乾燥装置および流動層乾燥設備を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention can suppress the occurrence of condensation by setting the temperature of the generated steam generated by drying the material to be dried in the fluidized bed to a temperature at which the generated steam is not stably condensed (condensed). It is an object to provide a fluidized bed drying apparatus and a fluidized bed drying facility.
本発明の流動層乾燥装置は、内部に形成された乾燥室に供給される流動化ガスにより、乾燥室に供給された被乾燥物を流動させることで、乾燥室に流動層が形成される乾燥容器と、乾燥容器の内部に設けられ、流動層の被乾燥物が乾燥されることにより発生蒸気が発生する領域に設けられた過熱手段と、を備えたことを特徴とする。 The fluidized bed drying apparatus of the present invention is a dryer in which a fluidized bed is formed in a drying chamber by flowing a material to be dried supplied to the drying chamber with a fluidizing gas supplied to the drying chamber formed inside. And a superheater provided in a region where the generated steam is generated by drying the material to be dried of the fluidized bed.
この構成によれば、流動層の被乾燥物を乾燥させることにより発生する発生蒸気を、過熱手段により直接過熱することができる。このため、発生蒸気の温度を、安定的に発生蒸気が結露(凝縮)しないような温度にすることができるため、結露の発生を抑制することができる。 According to this structure, the generated steam generated by drying the material to be dried in the fluidized bed can be directly heated by the superheating means. For this reason, since the temperature of the generated steam can be set to a temperature at which the generated steam is not stably condensed (condensed), the occurrence of condensation can be suppressed.
この場合、過熱手段の過熱温度を制御可能な温度制御手段をさらに備えたことが、好ましい。 In this case, it is preferable to further include a temperature control means capable of controlling the superheating temperature of the superheating means.
この構成によれば、過熱手段の過熱温度を制御することができるため、過熱手段を通過する発生蒸気の温度を好適な温度とすることができる。 According to this configuration, since the superheat temperature of the superheater can be controlled, the temperature of the generated steam that passes through the superheater can be set to a suitable temperature.
この場合、発生蒸気の流れ方向において、過熱手段の下流側に設けられた温度検出手段をさらに備え、温度制御手段は、温度検出手段によって検出された検出温度に基づいて、過熱手段の過熱温度を制御することが、好ましい。 In this case, in the flow direction of the generated steam, it further includes a temperature detection means provided on the downstream side of the superheat means, and the temperature control means determines the superheat temperature of the superheat means based on the detected temperature detected by the temperature detection means. It is preferable to control.
この構成によれば、温度検出手段により過熱手段の下流側における発生蒸気の温度を検出することができる。これにより、温度制御手段は、過熱手段の下流側における発生蒸気の温度を把握することができるため、発生蒸気の検出温度に基づいて、過熱手段の温度を好適な温度とすることができる。 According to this configuration, the temperature of the generated steam on the downstream side of the superheating means can be detected by the temperature detection means. Thereby, since the temperature control means can grasp the temperature of the generated steam on the downstream side of the superheating means, the temperature of the superheating means can be set to a suitable temperature based on the detected temperature of the generated steam.
この場合、発生蒸気の流れ方向において、過熱手段の下流側には、発生蒸気に処理を実行可能な処理装置が設けられ、処理装置に導入される発生蒸気の圧力と、処理装置から導出される発生蒸気の圧力との圧力差を検出可能な圧力差検出手段をさらに備え、温度制御手段は、圧力差検出手段によって検出された圧力差に基づいて、過熱手段の過熱温度を制御することが、好ましい。 In this case, in the flow direction of the generated steam, a processing device capable of performing processing on the generated steam is provided downstream of the superheating means, and the pressure of the generated steam introduced into the processing device and the processing device are derived. Pressure difference detection means capable of detecting a pressure difference with the pressure of the generated steam, and the temperature control means controls the superheat temperature of the superheat means based on the pressure difference detected by the pressure difference detection means, preferable.
この構成によれば、圧力差検出手段により処理装置の通過前後における発生蒸気の圧力差を検出することができる。これにより、温度制御手段は、処理装置の通過前後における発生蒸気の圧力差を把握することができるため、温度制御手段は、発生蒸気の圧力差に基づいて、過熱手段の温度を好適な温度とすることができる。 According to this configuration, the pressure difference of the generated steam before and after passing through the processing apparatus can be detected by the pressure difference detection means. As a result, the temperature control means can grasp the pressure difference of the generated steam before and after passing through the processing apparatus. Therefore, the temperature control means sets the temperature of the superheating means to a suitable temperature based on the pressure difference of the generated steam. can do.
この場合、発生蒸気の流れ方向に直交する乾燥容器の断面積において、過熱手段の配設位置における乾燥容器の断面積は、過熱手段の上流側における乾燥容器の断面積に比して小さいことが、好ましい。 In this case, in the cross-sectional area of the drying container orthogonal to the flow direction of the generated steam, the cross-sectional area of the drying container at the position where the superheating means is disposed should be smaller than the cross-sectional area of the drying container upstream of the superheating means. ,preferable.
この構成によれば、過熱手段の上流側を流れる発生蒸気は、過熱手段に流入すると、乾燥容器の断面積が小さくなるため、過熱手段を通過する発生蒸気の流速が増加する。これにより、過熱手段の発生蒸気に対する伝熱効率を向上させることができる。 According to this configuration, when the generated steam flowing on the upstream side of the superheating means flows into the superheating means, the cross-sectional area of the drying container is reduced, so that the flow velocity of the generated steam that passes through the superheating means increases. Thereby, the heat transfer efficiency with respect to the generated steam of the superheating means can be improved.
この場合、乾燥容器の内部に設けられ、流動層の内部に配置された加熱手段を、さらに備えたことが、好ましい。 In this case, it is preferable to further include heating means provided inside the drying container and arranged inside the fluidized bed.
この構成によれば、加熱手段により流動層の被乾燥物を加熱することができるため、被乾燥物を好適に乾燥させることができる。 According to this structure, since the to-be-dried object of a fluidized bed can be heated with a heating means, an to-be-dried object can be dried suitably.
この場合、過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、加熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、過熱ガス流路および加熱ガス流路にそれぞれ高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段をさらに備えたことが、好ましい。 In this case, the superheating means is provided with a superheated gas flow path through which high temperature gas can be circulated, and the heating means is provided with a heated gas flow path through which high temperature gas can be circulated. It is preferable to further include a high temperature gas supply means capable of supplying a high temperature gas to the channel and the heated gas flow channel.
この構成によれば、高温ガス供給手段は、過熱ガス流路に高温ガスを流通させることで過熱手段を過熱することができ、また、加熱ガス流路に高温ガスを流通させることで加熱手段を加熱することができる。 According to this configuration, the high temperature gas supply means can superheat the superheating means by circulating the high temperature gas through the superheated gas flow path, and can also heat the heating means by circulating the high temperature gas through the heated gas flow path. Can be heated.
この場合、過熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な過熱ガス流路が設けられ、加熱手段には、その内部に高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、過熱ガス流路と加熱ガス流路とを接続するガス接続流路と、過熱ガス流路へ高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段と、をさらに備えたことが、好ましい。 In this case, the superheating means is provided with a superheated gas flow path through which high temperature gas can be circulated, and the heating means is provided with a heated gas flow path through which high temperature gas can be circulated. It is preferable to further include a gas connection channel that connects the channel and the heated gas channel, and a high-temperature gas supply unit that can supply a high-temperature gas to the superheated gas channel.
この構成によれば、高温ガス供給手段は、過熱ガス流路に高温ガスを流通させることで過熱手段を過熱することができる。過熱ガス流路に流通した高温ガスは、ガス接続流路を介して、加熱ガス流路へ流通することで、加熱手段を加熱することができる。 According to this configuration, the high temperature gas supply means can superheat the superheat means by causing the high temperature gas to flow through the superheated gas flow path. The high-temperature gas that has flowed through the superheated gas channel can flow through the gas connection channel to the heated gas channel, thereby heating the heating means.
本発明の流動層乾燥設備は、被乾燥物を乾燥可能な上記の流動層乾燥装置と、発生蒸気を流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、発生蒸気ラインに介装され、発生蒸気中の粉塵を除去する集塵装置と、発生蒸気ラインにおける集塵装置の下流側に介装され、発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、集塵装置から粉塵が除去された発生蒸気の一部を分岐し、流動化ガスとして流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、流動層乾燥装置によって乾燥された被乾燥物を冷却する冷却器と、を備えたことを特徴とする。 The fluidized bed drying facility of the present invention is provided with the above fluidized bed drying apparatus capable of drying an object to be dried, a generated steam line for discharging generated steam to the outside of the fluidized bed drying apparatus, and the generated steam line. A dust collector that removes dust in the steam, a heat recovery system that is disposed downstream of the dust collector in the generated steam line and recovers the heat of the generated steam, and generated steam from which dust has been removed from the dust collector And a cooler that cools an object to be dried that has been dried by the fluidized bed drying device.
この構成によれば、流動層乾燥装置において結露の発生を抑制しつつ、被乾燥物を好適に乾燥させることができる。 According to this configuration, the object to be dried can be suitably dried while suppressing the occurrence of condensation in the fluidized bed drying apparatus.
本発明の流動層乾燥装置および流動層乾燥設備によれば、流動層から発生した発生蒸気を、過熱手段により直接過熱することができ、これにより、発生蒸気の温度を、結露しないような温度とすることができるため、発生蒸気による結露の発生を抑制することができる。 According to the fluidized bed drying apparatus and the fluidized bed drying facility of the present invention, the generated steam generated from the fluidized bed can be directly superheated by the superheating means, whereby the temperature of the generated steam is set to a temperature at which no condensation occurs. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of condensation due to the generated steam.
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置および流動層乾燥設備について説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a fluidized bed drying apparatus and a fluidized bed drying facility according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following examples. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本発明の実施例1について、図面を参照して説明する。図1は、実施例1に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of fluidized bed drying equipment to which the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment is applied.
図1に示すように、流動層乾燥設備100は、被乾燥物として水分含量が高い褐炭101を供給する供給ホッパ118と、供給された褐炭101を乾燥させる流動層乾燥装置102と、褐炭101を乾燥させる際に発生する発生蒸気104を流動層乾燥装置102の外部に排出する発生蒸気ラインL1と、前記発生蒸気ラインL1に介装され、発生蒸気104中の粉塵を除去する集塵装置105と、発生蒸気ラインL1における集塵装置105の下流側に介装され、発生蒸気104の熱を回収する熱回収システム106と、前記集塵装置105から粉塵が除去された発生蒸気104の一部を分岐し、流動化蒸気(流動化ガス)107として流動層乾燥装置102内に供給する分岐ラインL2と、前記流動層乾燥装置102から抜き出された乾燥褐炭108を冷却して製品炭109とする冷却器110とを備えるものである。
As shown in FIG. 1, the fluidized
流動層乾燥設備100において、褐炭101は、供給ホッパ118により供給ラインL0を介して流動層乾燥装置102内に投入され、流動層乾燥装置102内に別に導入される流動化蒸気107により流動されて流動層111を形成する。
In the fluidized
流動層乾燥装置102は、内部に褐炭101が投入される乾燥容器120と、乾燥容器120内部に設けられたガス分散板121とが設けられている。このガス分散板121は、乾燥容器120内部の空間を、鉛直方向下方側(図示下側)に位置するチャンバ室125と、鉛直方向上方側(図示上側)に位置する乾燥室126とに区分けしている。チャンバ室125には、分岐ラインL2から流動化蒸気107が導入され、また、ガス分散板121には、多数の貫通孔121aが形成されている。
The fluidized bed drying apparatus 102 includes a drying container 120 into which
従って、流動層乾燥装置102において、供給ホッパ118により褐炭101が乾燥容器120の乾燥室126内に投入され、チャンバ室125に流動化蒸気107が導入される。すると、チャンバ室125内に導入された流動化蒸気107は、ガス分散板121の貫通孔121aを通過して、乾燥室126内の褐炭101に対し流動化蒸気107を吹き上げることで、褐炭101を流動させる。これにより、乾燥室126内には、褐炭101が流動する流動層111が形成される。つまり、乾燥室126には、鉛直方向下方側に流動層111が形成され、鉛直方向上方側にフリーボード部Fが形成される。このフリーボード部Fは、流動層111の褐炭101が乾燥されることにより発生蒸気104が発生する領域となっている。
Therefore, in the fluidized bed drying apparatus 102, the
この流動層乾燥装置102は、流動層111の内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材103と、フリーボード部Fに設けられた過熱手段としての過熱部材130と、伝熱部材103および過熱部材130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)135とを備えている。また、流動層乾燥装置102は、過熱部材130の温度を制御可能な温度制御装置(温度制御手段)140と、温度制御装置140に接続された温度検出センサ(温度検出手段)141と、温度制御装置140に接続された圧力差検出センサ(圧力差検出手段)142と、温度制御装置140に接続された流量調整手段としての流量調整弁143とを備えている。
This fluidized bed drying apparatus 102 includes a
伝熱部材103は、流動層111の褐炭101中の水分を除去するものであり、過熱蒸気(例えば150℃の蒸気)Aが流通可能な第1蒸気流路(加熱ガス流路)R1を有している。従って、伝熱部材103の第1蒸気流路R1に150℃の過熱蒸気Aが供給されると、伝熱部材103は、高温の過熱蒸気Aの潜熱を利用して褐炭101を乾燥させる。この後、乾燥に利用された過熱蒸気Aは、例えば150℃の凝縮水Bとして流動層乾燥装置102の外部に排出される。
The
すなわち、第1蒸気流路R1の内面では、過熱蒸気Aが凝縮して液体(水分)になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、褐炭101の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の過熱蒸気A以外としては、相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱部材103として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。なお、伝熱部材103によって褐炭101が乾燥される際に発生する発生蒸気104は、鉛直方向上方側(発生蒸気104の流れ方向の下流側)のフリーボード部Fへ流れる。
That is, on the inner surface of the first steam flow path R 1 , the superheated steam A condenses into a liquid (moisture), so the condensed latent heat radiated at this time is effectively used for heating the drying of the
過熱部材130は、フリーボード部Fに流れ込んだ発生蒸気104を過熱するものであり、過熱蒸気(例えば150℃の蒸気)Aが流通可能な第2蒸気流路(過熱ガス流路)R2を有している。従って、過熱部材130の第2蒸気流路R2に150℃の過熱蒸気Aが供給されると、過熱部材130は、高温の過熱蒸気Aの潜熱を利用して発生蒸気104を過熱する。この後、過熱に利用された過熱蒸気Aは、例えば150℃の凝縮水Bとして流動層乾燥装置102の外部に排出される。なお、伝熱部材103と同様に、過熱部材130も熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。
The superheating member 130 superheats the generated
過熱蒸気供給装置135は、加熱ラインL5を介して、伝熱部材103の第1蒸気流路R1に過熱蒸気Aを供給している。また、過熱蒸気供給装置135は、加熱ラインL5から分岐する過熱ラインL6を介して、過熱部材130の第2蒸気流路R2に過熱蒸気Aを供給している。つまり、過熱蒸気供給装置135は、伝熱部材103と過熱部材130とのそれぞれに過熱蒸気Aを供給することにより、伝熱部材103を加熱すると共に、過熱部材130を過熱している。
Superheated steam supplying device 135 via a heating line L 5, and supplies the superheated steam A to the first steam flow passage R 1 of the
ここで、上記の過熱部材130は、温度制御装置140によって流量調整弁143の開度が調整されることにより温度制御される。流量調整弁143は、過熱ラインL6に介設されており、過熱ラインL6を流通する過熱蒸気Aの流量を調整している。
Here, the temperature of the overheating member 130 is controlled by adjusting the opening degree of the flow
温度検出センサ141は、発生蒸気ラインL1に設けられ、発生蒸気ラインL1を流通する発生蒸気104の温度を検出している。そして、温度検出センサ141は、検出した検出温度を、温度制御装置140へ向けて出力している。
圧力差検出センサ142は、集塵装置(処理装置)105の前後を流れる発生蒸気104の圧力差を検出可能に配設されている。つまり、圧力差検出センサ142は、集塵装置105の上流側における発生蒸気ラインL1を流通する発生蒸気104の圧力を検出すると共に、集塵装置105の下流側における発生蒸気ラインL1を流通する発生蒸気104の圧力を検出している。そして、圧力差検出センサ142は、集塵装置105の上流側における発生蒸気104の圧力と、集塵装置105の下流側における発生蒸気104の圧力との差分を圧力差として検出し、この圧力差を、温度制御装置140に出力している。
The pressure
温度制御装置140は、温度検出センサ141から入力された検出温度と、圧力差検出センサ142から入力された圧力差とに基づいて、流量調整弁143の開度を調整することにより、過熱部材130の温度を制御している。
The
具体的に説明すると、温度制御装置140は、温度検出センサ141から入力された検出温度が、例えば、予め設定された設定温度、すなわち発生蒸気104が結露しないような温度であるか否かを判定する。判定した結果、検出温度が設定温度以上である場合、温度制御装置140は、流量調整弁143を閉弁側へ制御する一方で、検出温度が設定温度未満である場合、温度制御装置140は、流量調整弁143を開弁側へ制御する。
More specifically, the
また、温度制御装置140は、圧力差検出センサ142から入力された圧力差が、例えば、予め設定された設定圧力差、すなわち発生蒸気104が結露しないような圧力差であるか否かを判定する。ここで、圧力差が大きくなる場合とは、集塵装置105の上流側の発生蒸気104の圧力に対し、集塵装置105の下流側の発生蒸気104の圧力が低くなった場合であり、これは、集塵装置105の下流側の発生蒸気104の温度が低くなることにより、発生蒸気104の圧力が低くなるからである。従って、判定した結果、圧力差が設定圧力差以上である場合、温度制御装置140は、流量調整弁143を開弁側へ制御する一方で、圧力差が設定圧力差未満である場合、温度制御装置140は、流量調整弁143を閉弁側へ制御する。
Further, the
従って、流動層乾燥装置102において、流動層111の内部に設けられた伝熱部材103は、流動層111の褐炭101を加熱することにより、褐炭101を乾燥させる。褐炭101を乾燥させることにより発生した発生蒸気104は、流動層111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104は、過熱部材130によって過熱された後、発生蒸気ラインL1により流動層乾燥装置102の外部に排出される。
Therefore, in the fluidized bed drying apparatus 102, the
この発生蒸気104には、褐炭101が乾燥し微粉化したものが含まれているので、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置105により集塵して固体成分115として分離する。この固体成分115は、分離ラインL3を通って、流動層乾燥装置102から抜き出された乾燥褐炭108に合流して混合され、冷却器110で冷却したものが、製品ラインL4を通って、製品炭109として排出される。この製品炭109は、例えばボイラ、ガス化炉等の原料として利用に供される。
Since the generated
一方、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104は、例えば105〜110℃の蒸気であるので、熱回収システム106で熱回収された後、水処理部112で処理され、排水113として流動層乾燥設備100の外部に排出されている。なお、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。
On the other hand, since the generated
また、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104の一部は、分岐ラインL2に介装された循環ファン114により流動層乾燥装置102内に送られて、褐炭101の流動層111を流動させる流動化蒸気107として利用される。なお、流動層111を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気104の一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。
Part of the steam generated 104 after being dust collecting by a
なお、被乾燥物として褐炭101を例示したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の被乾燥物を乾燥対象としてもよい。
In addition, although the
続いて、実施の形態1に係る流動層乾燥装置102で乾燥した製品炭109を用い、石炭ガス化複合発電(Integrated Coal Gasification Combined Cycle:IGCC)システムに適用した一例を説明する。図2は、図1に示す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。
Next, an example applied to an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) system using the
図2に示すように、石炭ガス化複合発電システム200は、燃料である褐炭101を流動層乾燥設備100で乾燥させて製品炭109とした後、製品炭109をミル210で粉砕した微粉炭201aを処理してガス化ガス202に変換する石炭ガス化炉203と、前記ガス化ガス202を燃料として運転されるガスタービン(GT)204と、前記ガスタービン204からのタービン排ガス205を導入する排熱回収ボイラ((Heat Recovery Steam Generator:HRSG)206で生成した蒸気207により運転される蒸気タービン(ST)208と、前記ガスタービン204および/または前記蒸気タービン208と連結された発電機(G)209とを備えるものである。
As shown in FIG. 2, the coal gasification combined
この石炭ガス化複合発電システム200は、ミル210で粉砕された微粉炭201aを石炭ガス化炉203でガス化し、生成ガスであるガス化ガス202を得る。このガス化ガス202は、サイクロン211およびガス精製装置212で除塵およびガス精製された後、発電手段であるガスタービン204の燃焼器213に供給され、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス214を生成する。そして、この燃焼ガス214によってガスタービン204を駆動する。このガスタービン204は、発電機209と連結されており、ガスタービン204が駆動することによって発電機209が電力を発生する。ガスタービン204を駆動した後のタービン排ガス205は、まだ約500〜600℃の温度を持っているため、排熱回収ボイラ(HRSG)206へ送られ、ここで熱エネルギーが回収される。この排熱回収ボイラ(HRSG)206では、タービン排ガス205の熱エネルギーによって蒸気207が生成され、この蒸気207によって蒸気タービン208を駆動する。この排熱回収ボイラ(HRSG)206で熱エネルギーが回収された排ガス215は、ガス浄化装置216で排ガス215中のNOxおよびSOx分が除去された後、煙突217を介して大気中へ放出される。なお、図中、符号218は復水器、219は空気、220は圧縮機、221は空気を窒素(N2)と酸素(O2)とに分離する空気分離装置(ASU)を各々図示する。
The coal gasification combined
この石炭ガス化複合発電システム200によれば、高い水分を有する褐炭101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101を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
According to this coal gasification combined cycle
なお、本実施例に係る流動層乾燥設備100で乾燥した製品炭109を用いた発電システムとしては、上述した石炭ガス化複合発電システム200に限らない。例えば、図には明示しないが、流動層乾燥設備100で乾燥した製品炭109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であってもよい。
In addition, as a power generation system using the
以上の構成によれば、実施例1の流動層乾燥装置102を用いることで、流動層111の褐炭101を乾燥させることにより発生する発生蒸気104を、過熱部材130により直接過熱することができる。また、温度制御装置140は、過熱部材130の温度を制御することにより、発生蒸気104が結露(凝縮)しないような温度とすることができる。これにより、実施例1に係る流動層乾燥装置102は、発生蒸気104による結露の発生を抑制することができ、また、温度制御装置140により発生蒸気104の温度を安定的に制御することができる。
According to the above configuration, by using the fluidized bed drying apparatus 102 of the first embodiment, the generated
また、温度制御装置140は、温度検出センサ141により検出した発生蒸気104の検出温度に基づいて、過熱部材130の温度を制御することができ、また、圧力差検出センサ142により検出した発生蒸気104の圧力差に基づいて、過熱部材130の温度を制御することができる。このため、温度制御装置140は、発生蒸気104の温度や圧力差を好適に把握することができ、これにより、過熱部材130の温度制御を好適に実行することができる。
Further, the
また、過熱蒸気供給装置135は、第1蒸気流路R1および第2蒸気流路R2に、それぞれ過熱蒸気Aを供給することができるため、伝熱部材103を好適に加熱することができ、過熱部材130を好適に過熱することができる。
Also, superheated steam feeding device 135, the first steam flow passage R 1 and the second steam flow passage R 2, it is possible to supply superheated steam A, respectively, can be suitably heated
なお、実施例1では、流動層111の内部に伝熱部材103を配設したが、これを廃した構成としてもよい。この場合、流動層111の褐炭101は、流動化蒸気107によって乾燥可能な構成とすることが好ましい。また、伝熱部材103および過熱部材130には、過熱蒸気供給装置135により過熱蒸気Aが送られたが、過熱蒸気Aに限らず、他の高温ガスを送ってもよい。さらに、実施例1において、温度制御装置140は、温度検出センサ141および圧力差検出センサ142の検出結果に基づいて、流量調整弁143を制御したが、温度検出センサ141または圧力差検出センサ142のいずれか一方を廃した構成としてもよい。つまり、温度制御装置140は、温度検出センサ141または圧力差検出センサ142の検出結果に基づいて、流量調整弁143を制御してもよい。
In the first embodiment, the
次に、実施例2について、図面を参照して説明する。図3は、実施例2に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。なお、重複した記載を避けるべく、異なる部分についてのみ説明する。実施例1に係る流動層乾燥装置102は、過熱蒸気供給装置135により伝熱部材103および過熱部材130にそれぞれ過熱蒸気Aを供給したが、実施例2に係る流動層乾燥装置250では、過熱蒸気供給装置257により過熱蒸気Aは過熱部材256に供給された後、過熱部材256から伝熱部材255へ供給される。以下、実施例2の流動層乾燥装置250について説明する。
Next, Example 2 will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of fluidized bed drying equipment to which the fluidized bed drying apparatus according to the second embodiment is applied. Only different parts will be described in order to avoid duplicate descriptions. In the fluidized bed drying apparatus 102 according to the first embodiment, the superheated steam A is supplied to the
図3に示すように、流動層乾燥装置250は、第1蒸気流路R1を有する伝熱部材255と、第2蒸気流路R2を有する過熱部材256と、第1蒸気流路R1および第2蒸気流路R2を接続する接続流路R3と、第2蒸気流路R2に過熱蒸気Aを供給可能な過熱蒸気供給装置257とを備えている。
As shown in FIG. 3, the fluidized bed dryer 250, the heat transfer and
過熱蒸気供給装置257は、過熱ラインL6を介して、過熱部材256の第2蒸気流路R2に過熱蒸気Aを供給している。過熱部材256は、第2蒸気流路R2の一端が過熱ラインL6に接続され、第2蒸気流路R2の他端が接続流路R3の一端に接続されている。接続流路R3は、その一端が第2蒸気流路R2の他端に接続され、その他端が伝熱部材255の第1蒸気流路R1の一端に接続されている。伝熱部材255は、第1蒸気流路R1の一端が接続流路R3の他端に接続され、第1蒸気流路R1の他端は凝縮水Bを流動層乾燥装置250の外部に排出可能に構成されている。なお、過熱ラインL6には、実施例1の流量調整弁143が介設されている。
Superheated
従って、過熱蒸気供給装置257から過熱蒸気Aが過熱ラインL6を通過して、過熱部材256に供給されると、過熱蒸気Aは、第2蒸気流路R2を流通して、過熱部材256を過熱する。この後、第2蒸気流路R2を流通した過熱蒸気Aは、接続流路R3を流通して、伝熱部材255に流入する。伝熱部材255に流入した過熱蒸気Aは、第1蒸気流路R1を流通して、伝熱部材255を加熱する。
Accordingly, when the superheated steam A passes from the superheated
以上の構成によれば、過熱蒸気供給装置257は、過熱蒸気Aを過熱部材256に供給することで、過熱部材256を過熱することができると共に、伝熱部材255を加熱することができる。これにより、過熱蒸気Aの流れを直列にすることができるため、流動層乾燥装置250の構成を簡易なものとすることができる。
According to the above configuration, the superheated
次に、実施例3について、図面を参照して説明する。図4は、実施例3に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。なお、重複した記載を避けるべく、この場合も異なる部分についてのみ説明する。実施例1に係る流動層乾燥装置102は、その乾燥容器120の鉛直方向に直交する断面積が、鉛直方向において同じである。つまり、過熱部材130が設けられたフリーボード部Fにおける乾燥容器120の断面積と、流動層111における乾燥容器120の断面積とは同じである。一方で、実施例3に係る流動層乾燥装置270は、過熱部材273が設けられたフリーボード部Fにおける乾燥容器271の断面積と、流動層111における乾燥容器271の断面積とは異なっている。以下、実施例3の流動層乾燥装置270について説明する。
Next, Example 3 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of fluidized bed drying equipment to which the fluidized bed drying apparatus according to the third embodiment is applied. In this case, only different parts will be described in order to avoid redundant description. In the fluidized bed drying apparatus 102 according to the first embodiment, the cross-sectional area perpendicular to the vertical direction of the drying container 120 is the same in the vertical direction. That is, the cross-sectional area of the drying container 120 in the free board portion F provided with the superheating member 130 and the cross-sectional area of the drying container 120 in the
この流動層乾燥装置270の乾燥容器271は、鉛直方向下方側に流動層111が形成され、鉛直方向上方側にフリーボード部Fが形成される。このとき、乾燥容器271は、そのフリーボード部Fにおける部分が、鉛直方向上方側に向かうにつれて先細りとなるテーパ形状となっている。このため、鉛直方向(つまり発生蒸気の流れ方向)に直交する乾燥容器271の断面積において、フリーボード部Fにおける乾燥容器271の断面積は、流動層111における乾燥容器271の断面積に比して小さくなっている。そして、テーパ状に形成されたフリーボード部Fの先端側(鉛直方向上方側)に過熱部材273が配置されている。なお、過熱部材273は、実施例1の過熱部材130とほぼ同様の構成であるが、フリーボード部Fにおける乾燥容器271の断面積が小さい分、過熱部材273のサイズも小さくなっている。
In the drying container 271 of the fluidized
従って、流動層111から発生蒸気104が発生すると、発生蒸気104は、フリーボード部Fを通過するが、このとき、フリーボード部Fにおける乾燥容器271の断面積は、鉛直方向上方側へ向かって小さくなっていく。このため、鉛直方向上方側へ向かう発生蒸気104は、フリーボード部Fの断面積が小さくなる分、発生蒸気104の流速が上昇する。これにより、過熱部材273では、流速が上昇した発生蒸気104が通過する。
Therefore, when the generated
以上の構成によれば、流動層111から発生した鉛直方向上方側へ向かう発生蒸気104は、過熱部材273が設けられたフリーボード部Fにおける乾燥容器271の断面積が小さくなる分、発生蒸気104の流速が上昇する。このため、過熱部材273には、流速が上昇した発生蒸気104が通過することから、過熱部材273の発生蒸気104に対する伝熱効率を向上させることができる。
According to the above configuration, the generated
以上のように、本発明に係る流動層乾燥装置および流動層乾燥設備は、被乾燥物として褐炭を用いるものに有用であり、特に、結露の発生を抑制する場合に適している。 As described above, the fluidized bed drying apparatus and the fluidized bed drying facility according to the present invention are useful for those using lignite as a material to be dried, and are particularly suitable for suppressing the occurrence of condensation.
100 流動層乾燥設備
101 褐炭
102 流動層乾燥装置
103 伝熱部材
104 発生蒸気
105 集塵装置
106 熱回収システム
107 流動化蒸気
108 乾燥褐炭
109 製品炭
110 冷却器
111 流動層
120 乾燥容器
125 チャンバ室
126 乾燥室
130 過熱部材
135 過熱蒸気供給装置
140 温度制御装置
141 温度検出センサ
142 圧力差検出センサ
143 流量調整弁
200 石炭ガス化複合発電システム
250 流動層乾燥装置(実施例2)
255 伝熱部材(実施例2)
256 過熱部材(実施例2)
257 過熱蒸気供給装置(実施例2)
270 流動層乾燥装置(実施例3)
271 乾燥容器(実施例3)
273 過熱部材(実施例3)
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 分岐ライン
L3 分離ライン
L4 製品ライン
L5 加熱ライン
L6 過熱ライン
R1 第1蒸気流路(加熱ガス流路)
R2 第2蒸気流路(過熱ガス流路)
R3 接続流路(実施例2)
DESCRIPTION OF
255 Heat transfer member (Example 2)
256 Overheating member (Example 2)
257 Superheated steam supply device (Example 2)
270 Fluidized bed dryer (Example 3)
271 Drying container (Example 3)
273 Superheater (Example 3)
A Superheated steam B Condensate F Free board section L 1 Generation steam line L 2 Branch line L 3 Separation line L 4 Product line L 5 Heating line L 6 Superheating line R 1 1st steam flow path (heating gas flow path)
R 2 second steam channel (superheated gas channel)
R 3 connecting channel (Example 2)
Claims (9)
前記乾燥容器の内部に設けられ、前記流動層の前記被乾燥物が乾燥されることにより発生蒸気が発生する領域に設けられた過熱手段と、を備えたことを特徴とする流動層乾燥装置。 A drying container in which a fluidized bed is formed in the drying chamber by flowing the material to be dried supplied to the drying chamber by a fluidizing gas supplied to the drying chamber formed inside,
A fluidized bed drying apparatus comprising: superheating means provided in a region where generated steam is generated by drying the material to be dried of the fluidized bed provided inside the drying container.
前記温度制御手段は、前記温度検出手段によって検出された検出温度に基づいて、前記過熱手段の過熱温度を制御することを特徴とする請求項2に記載の流動層乾燥装置。 In the flow direction of the generated steam, further comprising a temperature detecting means provided on the downstream side of the superheating means,
The fluidized bed drying apparatus according to claim 2, wherein the temperature control unit controls the superheat temperature of the superheat unit based on the detected temperature detected by the temperature detection unit.
前記処理装置に導入される発生蒸気の圧力と、前記処理装置から導出される発生蒸気の圧力との圧力差を検出可能な圧力差検出手段をさらに備え、
前記温度制御手段は、前記圧力差検出手段によって検出された圧力差に基づいて、前記過熱手段の過熱温度を制御することを特徴とする請求項2または3に記載の流動層乾燥装置。 In the flow direction of the generated steam, a processing apparatus capable of executing processing on the generated steam is provided downstream of the superheating means,
Pressure difference detection means capable of detecting a pressure difference between the pressure of the generated steam introduced into the processing apparatus and the pressure of the generated steam derived from the processing apparatus;
The fluidized bed drying apparatus according to claim 2 or 3, wherein the temperature control means controls a superheat temperature of the superheat means based on the pressure difference detected by the pressure difference detection means.
前記加熱手段には、その内部に前記高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、
前記過熱ガス流路および前記加熱ガス流路にそれぞれ前記高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段をさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の流動層乾燥装置。 The superheating means is provided with a superheated gas passage capable of circulating a high-temperature gas therein,
The heating means is provided with a heating gas flow path through which the high-temperature gas can flow,
The fluidized bed drying apparatus according to claim 6, further comprising a high-temperature gas supply unit capable of supplying the high-temperature gas to the superheated gas channel and the heated gas channel, respectively.
前記加熱手段には、その内部に前記高温ガスを流通可能な加熱ガス流路が設けられ、
前記過熱ガス流路と前記加熱ガス流路とを接続するガス接続流路と、
前記過熱ガス流路へ前記高温ガスを供給可能な高温ガス供給手段と、をさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の流動層乾燥装置。 The superheating means is provided with a superheated gas passage capable of circulating a high-temperature gas therein,
The heating means is provided with a heating gas flow path through which the high-temperature gas can flow,
A gas connection channel connecting the superheated gas channel and the heated gas channel;
The fluidized bed drying apparatus according to claim 6, further comprising a high-temperature gas supply unit capable of supplying the high-temperature gas to the superheated gas flow path.
前記発生蒸気を前記流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、
前記発生蒸気ラインに介装され、前記発生蒸気中の粉塵を除去する集塵装置と、
前記発生蒸気ラインにおける前記集塵装置の下流側に介装され、前記発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、
前記集塵装置から粉塵が除去された前記発生蒸気の一部を分岐し、流動化ガスとして前記流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、
前記流動層乾燥装置によって乾燥された前記被乾燥物を冷却する冷却器と、を備えたことを特徴とする流動層乾燥設備。 The fluidized bed drying apparatus according to any one of claims 1 to 8, capable of drying an object to be dried;
A generated steam line for discharging the generated steam to the outside of the fluidized bed drying device;
A dust collector that is interposed in the generated steam line and removes dust in the generated steam;
A heat recovery system that is interposed downstream of the dust collector in the generated steam line and recovers the heat of the generated steam;
A branch line for branching a part of the generated steam from which dust is removed from the dust collector, and supplying the fluidized gas into the fluidized bed drying device;
A fluidized bed drying facility comprising: a cooler for cooling the material to be dried dried by the fluidized bed drying device.
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