JP2011214815A - 流動層乾燥装置および流動層乾燥設備 - Google Patents

Abstract

【課題】被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施すること。
【解決手段】乾燥室２に流動化ガスＤを供給することで乾燥室２に供給された被乾燥物Ｃを流動させて乾燥させる流動層乾燥装置１０２において、乾燥室２内での圧力差を検出する圧力差検出手段８と、圧力差検出手段８により入力された圧力差が所定の圧力差より大きい場合、被乾燥物Ｃの流動不良を検知し、流動改善対策として流動化ガスＤの流量増加、流動化ガスＤの温度上昇、または流動化ガスＤの種類変更の少なくとも一つを制御する制御手段３とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、流動化ガスにより被乾燥物を流動させつつ乾燥させる流動層乾燥装置に関し、特に、被乾燥物の流動不良に対策を講じることのできる流動層乾燥装置および流動層乾燥設備に関する。

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、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。ところが、褐炭や亜瀝青炭等の低品位炭は、持ち込まれる水分が多く、この水分により発電効率が低下する問題がある。このため、低品位炭を乾燥させて水分を除去する必要がある。

従来、例えば、特許文献１に記載の流動層乾燥装置（流動乾燥機および被乾燥物の乾燥方法）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）をチャンバ室から分散板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させつつ乾燥させる。

そして、特許文献１に記載の流動層乾燥装置は、被乾燥物の流動不良の対策として、乾燥室外に配置され乾燥室壁の温度を測定する室外側測定手段と、室外側測定手段により測定された乾燥室壁の温度に応じて被乾燥物が供給される所定範囲の領域または乾燥室全体に供給する乾燥用気体の供給量を制御する供給量制御手段や、乾燥用気体の温度を制御する温度制御手段や、乾燥室内への被乾燥物の供給の有無を制御する被乾燥物供給制御手段や、乾燥用気体の種類の変更のうちの少なくとも一つの手段とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置および流動層乾燥方法は、乾燥室壁の温度を測定し、この測定された温度に応じて、被乾燥物が供給される所定範囲の領域または乾燥室全体に供給する乾燥用気体の供給量や、温度や、被乾燥物の乾燥室内への供給の有無の少なくとも１つを制御する。

特開２００８−８９２４３号公報

特許文献１に記載の流動層乾燥装置のように、乾燥室壁の温度を測定すれば、被乾燥物の流動不良に対策を講じることが可能である。しかし、安定した被乾燥物の乾燥を実施するためには、被乾燥物の流動不良をより早く検知して対策を施すことが切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施することのできる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目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の流動層乾燥装置は、乾燥室に流動化ガスを供給することで前記乾燥室に供給された被乾燥物を流動させて乾燥させる流動層乾燥装置において、前記乾燥室内での圧力差を検出する圧力差検出手段と、前記圧力差検出手段により入力された圧力差が所定の圧力差より大きい場合、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策として流動化ガスの流量増加、流動化ガスの温度上昇、または流動化ガスの種類変更の少なくとも一つを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、乾燥室内での圧力差により被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策を講じている。従来の温度のみによる流動不良の検知では、温度伝達が遅い場合に流動不良を早期に検知することが困難なことがある。この点、圧力差は、その変動が著しいことから流動不良を早期に検知できる。この結果、被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施することができる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記制御手段は、流動化ガスの流量増加、流動化ガスの温度上昇、または流動化ガスの種類変更の少なくとも一つを制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、流動改善対策として前記乾燥室への前記被乾燥物の供給量減少を制御することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、流動化ガスの調整により被乾燥物の流動不良が改善されない場合に、乾燥室への被乾燥物の供給量減少を制御して流動改善対策を実行することから、より確実に流動不良を改善することができる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記制御手段は、前記被乾燥物の供給量減少を制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、流動改善対策として前記被乾燥物のさらなる供給量減少を制御することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、被乾燥物の供給量減少により被乾燥物の流動不良が改善されない場合に、乾燥室への被乾燥物のさらなる供給量減少を制御して、段階的に流動改善対策を実行することから、乾燥される被乾燥物を大きく減らす事態を防ぎつつ、流動不良を改善することができる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記制御手段は、前記被乾燥物の供給量減少を制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、前記乾燥室への前記被乾燥物の供給停止を制御することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、被乾燥物の供給量減少により被乾燥物の流動不良が改善されない場合に、乾燥室への被乾燥物の供給停止を制御することで、流動層乾燥装置の点検や修理を促して、流動不良を確実に改善する処置を実行することができる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥室内の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記圧力差検出手段により入力された圧力差が所定の圧力差より大きいか、前記温度検出手段により入力された温度が所定の温度より低いかの少なくとも一方である場合、前記被乾燥物の流動不良を検知することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、圧力差と温度とのいずれかにより被乾燥物の流動不良を検知するので、流動不良をより早く検知することができる。しかも、圧力差と温度とのいずれかにより被乾燥物の流動不良を検知することで、流動不良の原因が圧力差であるのか温度であるのかを検知することもできる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記圧力差検出手段を複数箇所に設け、前記制御手段は、各圧力差検出手段により入力された圧力差に基づき、各箇所について、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策を実行することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、被乾燥物の流動不良箇所を特定し、流動改善対策を実行する。この結果、被乾燥物の流動不良をいち早く検知しつつ確実に対策を実施することができる。

また、本発明の流動層乾燥装置では、前記温度検出手段を複数箇所に設け、前記制御手段は、各圧力差検出手段により入力された圧力差や、各温度検出手段により入力された温度に基づき、各箇所について、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策を実行することを特徴とする。

この流動層乾燥装置によれば、圧力差と温度とのいずれかにより被乾燥物の流動不良を検知するので、被乾燥物の流動不良をいち早く検知すると共に被乾燥物の流動不良箇所を特定しつつ確実に対策を実施することができる。

上述の目的を達成するために、本発明の流動層乾燥設備は、水分含量が高い被乾燥物を乾燥する上述したいずれか一つの流動層乾燥装置と、前記被乾燥物が乾燥される際に発生する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、前記流動層乾燥装置から抜き出された乾燥後の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。

この流動層乾燥設備によれば、流動層乾燥装置にて被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施することで、乾燥後の被乾燥物の品質を安定させることができる。

本発明によれば、被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施することができる。

図１は、本発明の実施の形態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。 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。 図３は、本発明の実施の形態１に係る流動層乾燥装置の概略図である。 図４は、本発明の実施の形態１に係る流動層乾燥装置の動作のフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態２に係る流動層乾燥装置の概略図である。 図６は、本発明の実施の形態２に係る流動層乾燥装置の動作のフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態３に係る流動層乾燥装置の概略図である。 図８は、本発明の実施の形態４に係る流動層乾燥装置の概略図である。

以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態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、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態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。

図１に示すように、流動層乾燥設備１００は、水分含量が高い被乾燥物である褐炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１０２と、流動層乾燥装置１０２内に設けられ、管状の内部に過熱蒸気（例えば１５０℃の蒸気）Ａを供給して褐炭１０１中の水分を除去する伝熱部材（加熱手段）１０３と、前記伝熱部材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を流動層乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ_１と、前記発生蒸気ラインＬ_１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Ｌ_１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１０７として流動層乾燥装置１０２内に供給する分岐ラインＬ_２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。

流動層乾燥設備１００において、褐炭１０１は、図示しない供給手段により流動層乾燥装置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。上述した伝熱部材１０３は、この流動層１１１内に配置されている。伝熱部材１０３内には、１５０℃の過熱蒸気Ａが供給され、その高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して褐炭１０１を間接的に乾燥させるようにしている。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の外部に排出されている。

すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３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。

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、流動層乾燥装置１０２内において、流動層１１１の上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから発生蒸気ラインＬ_１により流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。この発生蒸気１０４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、流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１０８に混合し、冷却器１１０で冷却し、製品炭１０９としている。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。

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。

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Ｌ_２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。

なお、上述した流動層乾燥装置１０２は、伝熱部材１０３として管状のもので説明したが、過熱蒸気Ａが内部に供給されるものであればよく、例えば板状のものであってもよい。また、上述した流動層乾燥装置１０２は、過熱蒸気Ａを伝熱部材１０３に供給して褐炭１０１を間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、褐炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０４により褐炭１０１を直接乾燥させる構成であってもよい。

なお、被乾燥物として褐炭を例示したが、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。

本実施の形態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。

図２に示すように、石炭ガス化複合発電システム２００は、石炭（流動層乾燥設備１００で乾燥された製品炭１０９）がミル２１０により粉砕された微粉炭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。

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（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とに分離する空気分離装置（ＡＳＵ）を各々図示する。

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。

また、石炭ガス化複合発電システム２００においては、ガスタービンおよび蒸気タービンの組み合わせによって、従来４０％程度であった石炭焚発電プラントの効率を約４６％まで向上させることができる。このプラント効率の向上によって、ＣＯ_２の排出量は従来の石炭焚ボイラに対して約１３％削減できる。

なお、本実施の形態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。

［実施の形態１］
図３は、本実施の形態に係る流動層乾燥装置の概略図である。本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、図３に示すように、チャンバ室１と、乾燥室２と、制御手段３とを備えている。チャンバ室１は、流動層乾燥装置１０２のケーシング４内の下部に配置されたもので、外周および下部が壁材で囲まれた室内に対し、下方から上方に向けて流動化ガスＤを供給する流動化ガス供給手段５が設けられている。流動化ガス供給手段５は、供給する流動化ガスＤの流量、流動化ガスＤの温度および流動化ガスＤの種類を変えることができる。流動化ガスＤの流量は、例えば、流動化ガスＤを供給する配管に設けられた流量調整弁により可変できる。また、流動化ガスＤの温度は、例えば、流動化ガスＤを供給する配管に設けられた加熱部（ヒータ等）により可変できる。また、流動化ガスＤの種類は、例えば、異なる流動化ガスＤを流通させる配管をそれぞれチャンバ室１に接続すると共に各配管に設けられた開閉弁の開閉により流動化ガスＤの種類を変えることができる。なお、流動化ガスＤの種類は、例えば、通常時では、上述した発生蒸気１０４の一部の流動化蒸気１０７を過熱した過熱蒸気であり、被乾燥物Ｃの流動不良時では窒素が好適である。

乾燥室２は、流動層乾燥装置１０２のケーシング４内の上部に配置されたもので、外周および上部が壁材で囲まれた室内に対し、上方から被乾燥物Ｃを供給する被乾燥物供給手段６が設けられている。被乾燥物Ｃが供給された乾燥室２内では、流動化ガスＤにより被乾燥物Ｃが流動した流動層１１１、および流動層１１１の上部空間のフリーボード部Ｆが形成される。また、乾燥室２とチャンバ室１との間には、目皿７が介在されている。被乾燥物供給手段６により乾燥室２に供給される被乾燥物Ｃは、例えば、生成ガスを発生させるための燃料であって、水分含量の多い上述した褐炭１０１や亜瀝青炭等の低品位炭がある。被乾燥物供給手段６は、被乾燥物Ｃの供給量を変えたり、被乾燥物Ｃの供給そのものを停止したりすることができる。被乾燥物Ｃの供給量は、例えば、被乾燥物Ｃを供給する供給ホッパのゲートの開度により可変することができる。また、被乾燥物Ｃの供給は、例えば、被乾燥物Ｃを供給する供給ホッパのゲートの開閉により停止または開始を行うことができる。

また、乾燥室２は、その上部と下部とにそれぞれ圧力計８ａが設けられている。圧力計８ａは、乾燥室２内の被乾燥物Ｃが流動する空間の下部（図３での上側の黒点部分）における圧力Ｐを検出するものと、乾燥室２内の被乾燥物Ｃが流動する空間の上部（図３での下側の黒点部分）における圧力Ｐを検出するものとがある。これら圧力計８ａは、乾燥室２内の上下の圧力差ΔＰを検出する圧力差検出手段８として機能する。なお、圧力計８ａは、それぞれ乾燥室２の水平方向にそれぞれ設けられ、乾燥室２内の水平方向の圧力差ΔＰを検出する圧力差検出手段８として機能してもよい。

制御手段３は、マイコン等で構成されている。制御手段３は、ＲＡＭやＲＯＭ等から構成されてプログラムやデータが格納される記憶部（図示せず）が設けられている。記憶部に格納されるデータは、乾燥室２内の上下の圧力差の上限値Ｘがある。この圧力差の上限値Ｘは、試験により求めたもので、被乾燥物Ｃが流動不良となり始める圧力差である。制御手段３は、圧力差の上限値Ｘを閾値として乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知する。また、記憶部に格納されるデータは、被乾燥物供給手段６の制御において、被乾燥物Ｃの供給量減少を段階的に行う場合、供給量減少制御の回数の上限値Ｙがある。制御手段３は、供給量減少制御の回数ｎを計り、この回数ｎが上限値Ｙに至ったかを検知する。また、制御手段３は、流動化ガス供給手段５、被乾燥物供給手段６、および圧力差検出手段８の各圧力計８ａが接続されている。この制御手段３は、圧力差検出手段８からの入力に基づき、記憶部に格納されたプログラムやデータに従って、流動化ガス供給手段５および被乾燥物供給手段６を制御する。

制御手段３による流動層乾燥装置１０２の制御について説明する。図４は、流動層乾燥装置の動作のフローチャートである。

まず、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出する（ステップＳＴ１）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きい場合（ステップＳＴ２：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良を検知し、流動化ガス供給手段５を制御する（ステップＳＴ３）。

ステップＳＴ３での制御手段３による流動化ガス供給手段５の制御は、流動化ガスＤの流量増加制御、流動化ガスＤの温度上昇制御、または流動化ガスＤの種類変更制御の少なくとも１つを実行する。流動化ガス流量を増加すると、乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動が促進され流動化の傾向となる。流動化ガスＤの温度を上昇させると、被乾燥物Ｃの乾燥が促進され流動化の傾向となる。流動化ガスＤの種類を変更すると（過熱蒸気から窒素）、過熱蒸気の凝縮水を原因とした流動不良が抑制され流動化の傾向となる。

次に、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出する（ステップＳＴ４）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きい場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない旨を検知し、被乾燥物供給手段６を制御する（ステップＳＴ６）。

ステップＳＴ６での制御手段３による被乾燥物供給手段６の制御は、被乾燥物Ｃの供給量減少制御を実行する。被乾燥物Ｃの供給量を減少すると、乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動が促進され流動化の傾向となる。また、ステップＳＴ６において、制御手段３は、被乾燥物Ｃの供給量減少制御の回数ｎを計る。

次に、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出する（ステップＳＴ７）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きく（ステップＳＴ８：Ｙｅｓ）、かつステップＳＴ６で計数した回数ｎが上限値Ｙに至った場合（ステップＳＴ９：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない旨を検知し、被乾燥物供給手段６を制御する（ステップＳＴ１０）。

ステップＳＴ１０での制御手段３による被乾燥物供給手段６の制御は、被乾燥物Ｃの供給停止を実行する。次に、制御手段３は、流動層乾燥装置１０２の点検・修理をオペレータに促し（ステップＳＴ１１）、本制御を終了する。

一方、ステップＳＴ９において、ステップＳＴ６で計数した回数ｎが上限値Ｙに至っていない場合（ステップＳＴ９：Ｎｏ）、制御手段３は、ステップＳＴ６に戻り、さらなる被乾燥物Ｃの供給量減少制御を実行する。

なお、ステップＳＴ２において、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘ以下である場合（ステップＳＴ２：Ｎｏ）、制御手段３は、流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知していないので、本制御を終了する。また、ステップＳＴ５およびステップＳＴ８において、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘ以下である場合（ステップＳＴ５，ステップＳＴ８：Ｎｏ）、制御手段３は、流動化ガス供給手段５や被乾燥物供給手段６における供給制御を初期設定に戻し（ステップＳＴ１２）、本制御を終了する。初期設定とは、被乾燥物供給手段６による被乾燥物Ｃの供給量に応じて被乾燥物Ｃを流動乾燥させるため、流動化ガス供給手段５による流動化ガスＤの供給を最適化した設定である。また、本制御は、流動層乾燥装置１０２の稼動に際して繰り返し実行する。

このように、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２では、乾燥室２内での圧力差ΔＰを検出する圧力差検出手段８と、圧力差検出手段８により入力された圧力差ΔＰが所定の圧力差の上限値Ｘを超えた場合、被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知し、流動改善対策として流動化ガスＤの流量増加、流動化ガスＤの温度上昇、または流動化ガスＤの種類変更の少なくとも一つを制御する制御手段３とを備える。

この流動層乾燥装置１０２によれば、乾燥室２内での圧力差ΔＰにより被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知し、流動改善対策を講じている。従来の温度のみによる流動不良の検知では、温度伝達が遅い場合に流動不良を早期に検知することが困難なことがある。この点、圧力差ΔＰは、その変動が著しいことから流動不良を早期に検知できる。この結果、被乾燥物Ｃの流動不良をいち早く検知して対策を実施することが可能になる。

また、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２では、制御手段３は、流動化ガスＤの流量増加、流動化ガスＤの温度上昇、または流動化ガスＤの種類変更の少なくとも一つを制御しても被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合、流動改善対策として乾燥室２への被乾燥物Ｃの供給量減少を制御する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、流動化ガスＤの調整により被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合に、乾燥室２への被乾燥物Ｃの供給量減少を制御して流動改善対策を実行することから、より確実に流動不良を改善することが可能になる。

また、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２では、制御手段３は、被乾燥物Ｃの供給量減少を制御しても被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合、流動改善対策として被乾燥物Ｃのさらなる供給量減少を制御する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、被乾燥物Ｃの供給量減少により被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合に、乾燥室２への被乾燥物Ｃのさらなる供給量減少を制御して、段階的に流動改善対策を実行することから、乾燥される被乾燥物Ｃを大きく減らす事態を防ぎつつ、流動不良を改善することが可能になる。

また、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２では、制御手段３は、被乾燥物Ｃの供給量減少を制御しても被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合、乾燥室２への被乾燥物Ｃの供給停止を制御する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、被乾燥物Ｃの供給量減少により被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない場合に、乾燥室２への被乾燥物Ｃの供給停止を制御することで、流動層乾燥装置１０２の点検や修理を促して、流動不良を確実に改善する処置を実行することが可能になる。

［実施の形態２］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図５は、本実施の形態に係る流動層乾燥装置の概略図である。なお、以下に説明する実施の形態２において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図５に示すように、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、上述した実施の形態１の流動層乾燥装置１０２に対し、乾燥室２内（図５での白点部分）の温度Ｔを検出する温度検出手段９をさらに備えている。温度検出手段９は、乾燥室２内の被乾燥物Ｃの温度を検出するもので、例えば、熱電対が用いられる。

温度検出手段９により検出された温度Ｔは、制御手段３に入力される。制御手段３の記憶部に格納されるデータは、実施の形態１における圧力差の上限値Ｘおよび供給量減少制御の回数の上限値Ｙに加え、乾燥室２内の被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚがある。この被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚは、試験により求めたもので、被乾燥物Ｃが流動不良となり始める温度である。制御手段３は、被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚを閾値として乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知する。また、制御手段３は、流動化ガス供給手段５、被乾燥物供給手段６、および圧力差検出手段８の各圧力計８ａに加え、温度検出手段９が接続されている。この制御手段３は、圧力差検出手段８や温度検出手段９からの入力に基づき、記憶部に格納されたプログラムやデータに従って、流動化ガス供給手段５および被乾燥物供給手段６を制御する。

制御手段３による流動層乾燥装置１０２の制御について説明する。図６は、流動層乾燥装置の動作のフローチャートである。

まず、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出すると共に、温度検出手段９から乾燥室２内の被乾燥物Ｃの温度Ｔを検出する（ステップＳＴ２１）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きいか、検出した温度Ｔが被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚよりも低いかの少なくとも一方である場合（ステップＳＴ２２：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良を検知し、流動化ガス供給手段５を制御する（ステップＳＴ２３）。

ステップＳＴ２３での制御手段３による流動化ガス供給手段５の制御は、流動化ガスＤの流量増加制御、流動化ガスＤの温度上昇制御、または流動化ガスＤの種類変更制御の少なくとも１つを実行する。流動化ガス流量を増加すると、乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動が促進され流動化の傾向となる。流動化ガスＤの温度を上昇させると、被乾燥物Ｃの乾燥が促進され流動化の傾向となる。流動化ガスＤの種類を変更すると（過熱蒸気から窒素）、過熱蒸気の凝縮水を原因とした流動不良が抑制され流動化の傾向となる。

次に、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出すると共に、温度検出手段９から乾燥室２内の被乾燥物Ｃの温度Ｔを検出する（ステップＳＴ２４）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きいか、検出した温度Ｔが被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚよりも低いかの少なくとも一方である場合（ステップＳＴ２５：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない旨を検知し、被乾燥物供給手段６を制御する（ステップＳＴ２６）。

ステップＳＴ２６での制御手段３による被乾燥物供給手段６の制御は、被乾燥物Ｃの供給量減少制御を実行する。被乾燥物Ｃの供給量を減少すると、乾燥室２での被乾燥物Ｃの流動が促進され流動化の傾向となる。また、ステップＳＴ２６において、制御手段３は、被乾燥物Ｃの供給量減少制御の回数ｎを計る。

次に、制御手段３は、圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し圧力差ΔＰを検出すると共に、温度検出手段９から乾燥室２内の被乾燥物Ｃの温度Ｔを検出する（ステップＳＴ２７）。次に、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘよりも大きいか、検出した温度Ｔが被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚよりも低いかの少なくとも一方であり（ステップＳＴ２８：Ｙｅｓ）、かつステップＳＴ２６で計数した回数ｎが上限値Ｙに至った場合（ステップＳＴ２９：Ｙｅｓ）、制御手段３は、乾燥室２における被乾燥物Ｃの流動不良が改善されない旨を検知し、被乾燥物供給手段６を制御する（ステップＳＴ３０）。

ステップＳＴ３０での制御手段３による被乾燥物供給手段６の制御は、被乾燥物Ｃの供給停止を実行する。次に、制御手段３は、流動層乾燥装置１０２の点検・修理をオペレータに促し（ステップＳＴ３１）、本制御を終了する。

一方、ステップＳＴ２９において、ステップＳＴ２６で計数した回数ｎが上限値Ｙに至っていない場合（ステップＳＴ２９：Ｎｏ）、制御手段３は、ステップＳＴ２６に戻り、さらなる被乾燥物Ｃの供給量減少制御を実行する。

なお、ステップＳＴ２２において、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘ以下であり、かつ検出した温度Ｔが被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚ以上である場合（ステップＳＴ２２：Ｎｏ）、制御手段３は、流動不良（流動不良の兆候を含む）を検知していないので、本制御を終了する。また、ステップＳＴ２５およびステップＳＴ２８において、検出した圧力差ΔＰが圧力差の上限値Ｘ以下であり、かつ検出した温度Ｔが被乾燥物Ｃの温度の下限値Ｚ以上である場合（ステップＳＴ２５，ステップＳＴ２８：Ｎｏ）、制御手段３は、流動化ガス供給手段５や被乾燥物供給手段６における供給制御を初期設定に戻し（ステップＳＴ３２）、本制御を終了する。初期設定とは、被乾燥物供給手段６による被乾燥物Ｃの供給量に応じて被乾燥物Ｃを流動乾燥させるため、流動化ガス供給手段５による流動化ガスＤの供給を最適化した設定である。また、本制御は、流動層乾燥装置１０２の稼動に際して繰り返し実行する。

このように、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２では、実施の形態１の流動層乾燥装置１０２に対し、乾燥室２内の温度Ｔを検出する温度検出手段９をさらに備え、制御手段３は、圧力差検出手段８により入力された圧力差ΔＰが所定の圧力差の上限値Ｘより大きいか、温度検出手段９により入力された温度Ｔが所定の温度の下限値Ｚより低いかの少なくとも一方である場合、被乾燥物Ｃの流動不良を検知する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、圧力差ΔＰと温度Ｔとのいずれかにより被乾燥物Ｃの流動不良を検知するので、流動不良（流動不良の兆候を含む）をより早く検知することが可能になる。さらに、圧力差ΔＰと温度Ｔとのいずれかにより被乾燥物Ｃの流動不良を検知することで、流動不良の原因が圧力差ΔＰであるのか温度Ｔであるのかを検知することも可能である。

［実施の形態３］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図７は、本実施の形態に係る流動層乾燥装置の概略図である。なお、以下に説明する実施の形態３において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示すように、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、乾燥室２を複数の領域に分け、それぞれの領域ごとに圧力差検出手段８の各圧力計８ａが設けられている。なお、乾燥室２を複数の領域に分ける場合、図７の上下左右方向のみならず、図７の奥行き方向に分けてもよい。なお、図７での黒点部分は、圧力計８ａにより圧力Ｐが検出される部分を示す。

また、図７の左右方向および奥行き方向に分けられた各領域には、下方から上方に向けて流動化ガス供給手段５により流動化ガスＤが供給される。流動化ガス供給手段５は、図７の左右方向および奥行き方向に分けられた各領域に対応して分けられた目皿７（７ａ〜７ｆ）を介して各領域に流動化ガスＤをそれぞれ供給すると共に、供給する流動化ガスＤの流量、流動化ガスＤの温度および流動化ガスＤの種類を変えることができる。

そして、制御手段３は、それぞれの領域ごとに設けられた圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し、それぞれの領域ごとに圧力差ΔＰを検出する。

すなわち、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、圧力差検出手段８を複数箇所に設け、制御手段３は、各圧力差検出手段８により入力された圧力差ΔＰに基づき、各箇所について、被乾燥物Ｃの流動不良を検知し、実施の形態１同様に流動改善対策を実行する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）箇所を特定し、流動改善対策を実行している。この結果、被乾燥物Ｃの流動不良をいち早く検知しつつ確実に対策を実施することが可能になる。

［実施の形態４］
本実施の形態について、図面を参照して説明する。図８は、本実施の形態に係る流動層乾燥装置の概略図である。なお、以下に説明する実施の形態４において、上述した実施の形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、上述した実施の形態３の流動層乾燥装置１０２に対し、それぞれの領域ごとに温度Ｔを検出する温度検出手段９をさらに備えている。なお、図８での黒点部分は、圧力計８ａにより圧力Ｐが検出される部分を示す。また、図８での白点部分は、温度検出手段９により温度Ｔが検出される部分を示す。

そして、制御手段３は、それぞれの領域ごとに設けられた圧力差検出手段８の各圧力計８ａから圧力Ｐを入力し、それぞれの領域ごとに圧力差ΔＰを検出すると共に、それぞれの領域ごとに設けられた温度検出手段９から温度Ｔを入力する。

すなわち、本実施の形態の流動層乾燥装置１０２は、上述した実施の形態３の流動層乾燥装置１０２に対し、さらに温度検出手段９を複数箇所に設け、制御手段３は、各圧力差検出手段８により入力された圧力差ΔＰや、各温度検出手段９により入力された温度Ｔに基づき、各箇所について、被乾燥物Ｃの流動不良を検知し、実施の形態２同様に流動改善対策を実行する。

この流動層乾燥装置１０２によれば、被乾燥物Ｃの流動不良（流動不良の兆候を含む）箇所を特定し、流動改善対策を実行している。この結果、被乾燥物Ｃの流動不良をいち早く検知しつつ確実に対策を実施することが可能になる。しかも、この流動層乾燥装置１０２によれば、圧力差ΔＰと温度Ｔとのいずれかにより被乾燥物Ｃの流動不良を検知するので、流動不良（流動不良の兆候を含む）をより早く検知することが可能になる。さらに、圧力差ΔＰと温度Ｔとのいずれかにより被乾燥物Ｃの流動不良を検知することで、流動不良の原因が圧力差ΔＰであるのか温度Ｔであるのかを検知することも可能である。

なお、上述した実施の形態１〜実施の形態４の流動層乾燥装置１０２と、被乾燥物Ｃが乾燥され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Ｌ_１と、発生蒸気ラインＬ_１に介装されて発生蒸気１０４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、発生蒸気ラインＬ_１における集塵装置１０５の下流側に介装されて発生蒸気１０５の熱を回収する熱回収システム１０６と、流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥後の被乾燥物Ｃ（乾燥褐炭１０８）を冷却して製品（製品炭１０９）とする冷却器１０９とを備えた流動層乾燥設備１００によれば、被乾燥物Ｃの流動不良をいち早く検知して対策を実施することで、乾燥後の被乾燥物Ｃの品質を安定させることが可能である。

以上のように、本発明に係る流動層乾燥装置は、被乾燥物の流動不良をいち早く検知して対策を実施することに適している。

１ チャンバ室
２ 乾燥室
３ 制御手段
４ ケーシング
５ 流動化ガス供給手段
６ 被乾燥物供給手段
７ 目皿
８ 圧力差検出手段
８ａ 圧力計
９ 温度検出手段
１０２ 流動層乾燥装置
Ｃ 被乾燥物
Ｄ 流動化ガス
ｎ 供給量減少制御の回数
Ｐ 圧力
Ｔ 温度
Ｘ 圧力差の上限値
Ｙ 回数の上限値
Ｚ 温度の下限値
ΔＰ 圧力差

Claims (8)

1. 乾燥室に流動化ガスを供給することで前記乾燥室に供給された被乾燥物を流動させて乾燥させる流動層乾燥装置において、
   前記乾燥室内での圧力差を検出する圧力差検出手段と、
   前記圧力差検出手段により入力された圧力差が所定の圧力差より大きい場合、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策として流動化ガスの流量増加、流動化ガスの温度上昇、または流動化ガスの種類変更の少なくとも一つを制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする流動層乾燥装置。
2. 前記制御手段は、流動化ガスの流量増加、流動化ガスの温度上昇、または流動化ガスの種類変更の少なくとも一つを制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、流動改善対策として前記乾燥室への前記被乾燥物の供給量減少を制御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。
3. 前記制御手段は、前記被乾燥物の供給量減少を制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、流動改善対策として前記被乾燥物のさらなる供給量減少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。
4. 前記制御手段は、前記被乾燥物の供給量減少を制御しても前記被乾燥物の流動不良が改善されない場合、前記乾燥室への前記被乾燥物の供給停止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。
5. 前記乾燥室内の温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記圧力差検出手段により入力された圧力差が所定の圧力差より大きいか、前記温度検出手段により入力された温度が所定の温度より低いかの少なくとも一方である場合、前記被乾燥物の流動不良を検知することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
6. 前記圧力差検出手段を複数箇所に設け、
   前記制御手段は、各圧力差検出手段により入力された圧力差に基づき、各箇所について、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策を実行することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
7. 前記温度検出手段を複数箇所に設け、
   前記制御手段は、各圧力差検出手段により入力された圧力差や、各温度検出手段により入力された温度に基づき、各箇所について、前記被乾燥物の流動不良を検知し、流動改善対策を実行することを特徴とする請求項６に記載の流動層乾燥装置。
8. 水分含量が高い被乾燥物を乾燥する請求項１〜７のいずれか一つの流動層乾燥装置と、
   前記被乾燥物が乾燥される際に発生する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、
   前記流動層乾燥装置から抜き出された乾燥後の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。

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