JP2012207840A - 流動層乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流動層乾燥装置において、乾燥効率の向上を可能とする。
【解決手段】中空形状をなす乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２と、乾燥容器１０１の他端側から原炭が加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口１０３と、乾燥容器１０１の下部に流動化ガスを供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化ガス供給口１０４と、乾燥容器１０１の一端側における原炭投入口１０２より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導く傾斜板１１１とを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、流動化ガスにより被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。

例えば、石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種を拡大することにより、さらにメリットが大きくなることが知られている。

従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。

ところで、このような石炭ガス化複合発電設備にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。

このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された流動層を用いた石炭の乾燥分級装置は、装置本体の内部の底側に分散板を水平に取付け、その上部に流動層を形成する一方、下部に熱風入口を設け、また、装置本体の一端側に石炭の供給部を設ける一方、他端部に乾燥炭の排出部を設け、更に、流動層に複数のバッフル板を設け、その上方のフリーボード部に多数の整流板を取付けたものである。

特開平１１−０８３３１９号公報

上述したように低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥装置における流動化不良が発生し、石炭の乾燥不良が発生するおそれがある。そのため、投入する石炭の量を減少させる必要があり、処理量が減少してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、中空形状をなす乾燥容器と、該乾燥容器の一端側に湿潤原料を投入する湿潤原料投入部と、前記乾燥容器の他端側から前記湿潤原料が加熱乾燥された乾燥物を排出する乾燥物排出部と、前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで前記湿潤原料と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、前記乾燥容器の一端側における前記湿潤原料投入部より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、前記流動層の前記湿潤原料を加熱する加熱部と、前記流動化ガス及び前記発生蒸気を前記乾燥物排出部側から前記湿潤原料投入部側に導流させて前記ガス排出部に導くガイド装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、湿潤原料投入部から湿潤原料が乾燥容器内に投入されると共に、流動化ガス供給部から流動化ガスが乾燥容器の下部に供給されると、湿潤原料が流動化ガスにより流動することで流動層が形成され、この流動層の湿潤原料が加熱部により加熱されることで乾燥して乾燥物となり、この乾燥物が乾燥物排出部から外部に排出される一方、流動化ガスと湿潤原料が乾燥することで発生した蒸気がガス排出部から外部に排出される。このとき、この流動化ガス及び発生蒸気は、ガイド装置により乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に導流されてガス排出部に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子が湿潤原料投入部側に戻され、湿潤原料と混在されて再び流動層で乾燥されることとなり、湿潤原料投入部から投入された湿潤原料の加熱乾燥を促進することが可能となり、湿潤原料の乾燥効率を向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記ガイド装置は、前記流動層の上方のフリーボード部に設けられ、前記乾燥物排出部側から前記湿潤原料投入部側に流動する前記流動化ガス及び前記発生蒸気が衝突することで、同伴する前記乾燥物の粒子を分離する衝突板を有することを特徴としている。

従って、流動化ガス及び発生蒸気は、衝突板により乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に流れ、適正にガス排出部に導くことができると共に、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子が衝突板に衝突することで、同伴する乾燥物の粒子が適正に分離されて流動層に落下することとなり、その結果、乾燥物の分離性能を向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記衝突板は、前記流動化ガス及び前記発生蒸気の流れ方向に対向すると共に、当該流れ方向に複数所定間隔をあけて配置され、複数の前記衝突板で形成される衝突板群の下端が前記湿潤原料投入部側から前記乾燥物排出部側に向けて上方に傾斜する位置に配置されることを特徴としている。

従って、複数の衝突板で形成される衝突板群の下端が湿潤原料投入部側から乾燥物排出部側に向けて上方に傾斜する位置に配置されることで、流動化ガス及び発生蒸気が乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に流れることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気を適正に流動してガス排出部に導くことができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記ガイド装置は、前記流動層の上方のフリーボード部に設けられ、前記湿潤原料投入部側から前記乾燥物排出部側に向けて上方に傾斜する傾斜板を有することを特徴としている。

従って、流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜板の下面に沿って乾燥物排出部側に流れ、その後、傾斜板の上方を湿潤原料投入部側に流れることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に導流して適正にガス排出部に導くことができると共に、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子が傾斜板に落下することで、この乾燥物の粒子を傾斜板の上面に沿って湿潤原料投入部側に適正に戻すことができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記複数の衝突板により前記傾斜板上に落下した前記乾燥物の粒子を前記乾燥容器における前記湿潤原料投入部側に搬送する搬送装置が設けられることを特徴としている。

従って、流動化ガス及び発生蒸気が傾斜板の上方を流れて複数の衝突板に衝突すると、同伴する乾燥物の粒子が分離されて傾斜板上に落下し、この乾燥物は、搬送装置により乾燥容器における湿潤原料投入部側に搬送されることとなり、この乾燥物を適正に湿潤原料と混合させることができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記ガイド装置は、前記流動層の上方の前記フリーボード部に設けられ、前記湿潤原料投入部と前記ガス排出部とを仕切る仕切板を有することを特徴としている。

従って、仕切板により湿潤原料投入部とガス排出部とが仕切られることで、乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が、湿潤原料投入部から外部に排出されることが防止され、流動化ガス及び発生蒸気を適正に導流することが可能となる。

本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥容器内で、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出部側から湿潤原料投入部側に導流させてガス排出部に導く該ガイド装置を設けるので、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子を湿潤原料投入部側に戻して湿潤原料と混在することができ、湿潤原料の加熱乾燥を促進することで湿潤原料の乾燥効率を向上することができる。

図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。 図２は、実施例１の流動層乾燥装置の概略側面図である。 図３は、実施例１の流動層乾燥装置の概略平面図である。 図４は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。 図５は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。 図６は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。 図７は、本発明の実施例５に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置の概略側面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置の概略平面図である。

実施例１の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤としてガス化炉で石炭ガスを生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。即ち、本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤原料として低品位炭を使用している。

実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。

給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機２２に投下することができる。石炭供給機２２は、原炭バンカ２１から投下された低品位炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。

流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）を供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭が含有する水分を除去することができる。そして、この流動層乾燥装置１２は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン３３と乾燥炭電気集塵機３４が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として供給される。

微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された低品位炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭）を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。

石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭が供給可能であると共に、チャー回収装置１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が戻されてリサイクル可能となっている。

即ち、石炭ガス化炉１４は、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン４１が接続されており、このガスタービン設備１７で圧縮された圧縮空気が供給可能となっている。空気分離装置４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３が石炭ガス化炉１４に接続され、この第１窒素供給ライン４３に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン４５も石炭ガス化炉１４に接続され、この第２窒素供給ライン４５にチャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、酸素供給ライン４７は、圧縮空気供給ライン４１に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。

石炭ガス化炉１４は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、空気（酸素）、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１５に供給するとよい。

チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを有している。この場合、集塵装置５１は、１つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。

ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１７に供給する。なお、このガス精製装置１６では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ_２Ｓ）が含まれているため、アミン吸収液によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。

ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６から燃料ガス供給ライン６６が接続され、タービン６３に燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１から石炭ガス化炉１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。

蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７における回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に、蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が駆動し、回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。

そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。

ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。

実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１にて、原炭（低品位炭）が原炭バンカ２１に貯留されており、この原炭バンカ２１の低品位炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン３３及び乾燥炭電気集塵機３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ３２に貯留される。

乾燥炭バンカ３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を通して石炭ガス化炉１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャーが、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素ライン４５を通して石炭ガス化炉１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通して石炭ガス化炉１４に供給される。

石炭ガス化炉１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１４からガス生成ライン４９を通して排出され、チャー回収装置１５に送られる。

このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通して石炭ガス化炉１４に戻されてリサイクルされる。

チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン６３を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。

そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。

その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。

以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。

流動層乾燥装置１２は、図２及び図３に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）１０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）１０３と、流動化ガス供給口（流動化ガス供給部）１０４と、ガス排出口（ガス排出部）１０５と、伝熱管（加熱部）１０６とを有している。

乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成される一方、他端側に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。また、乾燥容器１０１は、下部に底板１０１ａから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板１０７が設けられており、この底板１０１ａに乾燥容器１０１内に流動化ガス（過熱蒸気）を供給する流動化ガス供給口１０４が形成されている。更に、乾燥容器１０１は、上部に流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。この場合、乾燥容器１０１は、天井部１０１ｂがこのガス排出口１０５に向けて上方に傾斜しており、流動化ガス及び発生蒸気がこの傾斜した天井部１０１ｂに沿って流れることで、滞留することなくガス排出口１０５に導かれるように構成されている。

この乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、外部から乾燥容器１０１を貫通して流動層Ｓ内を循環する伝熱管１０６が配置されており、この伝熱管１０６内を流れる過熱蒸気により原炭を加熱して乾燥することができる。

また、乾燥容器１０１は、流動化ガスが流動化ガス供給口１０４から分散板１０７を通して流動層Ｓに供給されると共に、この流動層Ｓで原炭が乾燥することで含有する水分が蒸発して蒸気が発生する。この流動化ガス及び発生蒸気は、ガス排出口１０５から排出されるが、本実施例では、この流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置としての傾斜板（ガイド板）１１１と、衝突板１１２と、導流板（仕切板）１１３を設けている。

傾斜板１１１は、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆにて、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて上方に傾斜しており、基端部が乾燥容器１０１における原炭投入口１０２側の壁面と所定隙間をもって配置される一方、先端部が乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面と所定隙間をもって配置され、両側部が乾燥容器１０１における各壁面と隙間なく密着して固定されている。そのため、傾斜板１１１と流動層Ｓの上面との間に形成される隙間が、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３に向って徐々に大きくなるように設定されており、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側に導くと共に、この乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導くことができる。

衝突板１１２は、フリーボード部Ｆにて、傾斜板１１１の上方に、乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が衝突することで、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子を分離するものである。そのため、衝突板１１２は、フリーボード部Ｆにて、乾燥容器１０１の天井部１０１ｂと傾斜板１１１との間に複数設けられている。この複数の衝突板１１２は、乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に流れる流動化ガス及び発生蒸気の流れに対向するようにほぼ鉛直方向に沿って配置されており、且つ、衝突板１１２同士が所定間隔をもって配置されることで、流動化ガス及び発生蒸気が蛇行して流れることができるような流路が確保されている。

また、乾燥容器１０１は、一端部側に原炭投入口１０２及びガス排出口１０５が配置されており、この原炭投入口１０２より上方にガス排出口１０５が配置されている。そして、導流板１１３は、原炭投入口１０２とガス排出口１０５とを仕切るように配置されている。即ち、導流板１１３は、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆにて、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて下方に傾斜しており、基端部が乾燥容器１０１における原炭投入口１０２側の壁面と所定隙間をもって配置される一方、先端部が傾斜板１１１の基端部と所定隙間をもって配置され、両側部が乾燥容器１０１における各壁面と隙間なく密着して固定されている。この場合、導流板１１３の傾斜角度は、原炭投入口１０２における原炭の投入角度とほぼ同様の角度となっている。そのため、導流板１１３と流動層Ｓの上面との間に形成される隙間は、原炭投入口１０２側から傾斜板１１１（乾燥炭排出口１０３）に向って徐々に小さくなるように設定されている。

ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の作動について説明する。

流動層乾燥装置１２において、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。この場合、原炭は、原炭投入口１０２から乾燥炭排出口１０３まで移動する間に、伝熱管１０６からの熱により加熱乾燥されるが、原炭投入口１０２から投入された直後、つまり、導流板１１３の下方位置では、予熱状態にあり、水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、導流板１１３の下方位置を超えて傾斜板１１１の下方位置に移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口１０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。

そして、傾斜板１１１の下方位置における流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、傾斜板１１１の下面に沿って乾燥炭排出口１０３側に流れる。そして、流動化ガス及び発生蒸気は、乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面で迂回し、傾斜板１１１の上方の空間を原炭投入口１０２側に流れる。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板１１２に衝突することで、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が分離されて傾斜板１１１上に落下する。そして、乾燥炭の粒子は、傾斜板１１１の上面に沿って原炭投入口１０２側に降下し、この原炭投入口１０２から投入される乾燥前の原炭と共に流動層Ｓに落下する。ここで、乾燥前の原炭と乾燥炭の粒子が流動層Ｓで混合されることで、乾燥前の原炭の乾燥が促進される。その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、乾燥炭の粒子が分離された流動化ガス及び発生蒸気は、導流板１１３に案内されて上方に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。

このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、中空形状をなす乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２と、乾燥容器１０１の他端側から原炭が加熱乾燥された乾燥炭を排出する乾燥炭排出口１０３と、乾燥容器１０１の下部に流動化ガスを供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化ガス供給口１０４と、乾燥容器１０１の一端側における原炭投入口１０２より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置として傾斜板１１１とを設けている。

従って、原炭投入口１０２から原炭が乾燥容器１０１内に投入されると共に、流動化ガス供給口１０４から流動化ガスが乾燥容器１０１の下部から分散板１０７を通して供給されると、原炭が流動化ガスにより流動することで流動層Ｓが形成され、この流動層Ｓの原炭が流動化ガスにより移動するとき、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥して乾燥炭となり、この乾燥炭が乾燥炭排出口１０３から外部に排出される一方、流動化ガスと原炭が乾燥することで発生した蒸気がガス排出口１０５から外部に排出される。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜板１１１により乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流されてガス排出口１０５に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が流動化ガス及び発生蒸気から分離されて原炭投入口１０２側に戻され、乾燥前の原炭と混在されて再び流動層Ｓを移動することとなり、原炭投入口１０２から投入された原炭の加熱乾燥を促進することが可能となり、原炭の乾燥効率を向上することができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆに、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて上方に傾斜する傾斜板１１１を設けている。従って、流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜板１１１の下面に沿って乾燥炭排出口１０３側に流れ、その後、傾斜板１１１の上方を原炭投入口１０２側に流れることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流して適正にガス排出口１０５に導くことができると共に、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子を傾斜板１１１上に落下させ、この乾燥炭の粒子を傾斜板１１１の上面に沿って原炭投入口１０２側に適正に戻すことができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、傾斜板１１１の上方に、乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が衝突して同伴する乾燥炭の粒子が分離される複数の衝突板１１２を設けている。従って、流動化ガス及び発生蒸気が傾斜板１１１の上方を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に流れるとき、複数の衝突板１１２に衝突することで、同伴する乾燥炭の粒子が適正に分離されて落下することとなり、乾燥炭の分離性能を向上することができる。

この場合、乾燥容器１０１の内部に流動化ガス及び発生蒸気から乾燥炭の粒子を分離する複数の衝突板１１２を設けることで、乾燥容器１０１の外部に集塵装置などを不要としたり、負荷軽減による小型化や簡素化を可能とすることができる。その結果、系統の圧力損失が低減され、発生蒸気からの熱回収量を増加することができる。そして、乾燥容器１０１の外部で流動化ガス及び発生蒸気から乾燥炭の粒子を分離する際に懸念される結露の発生を防止することができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆに、原炭投入口１０２とガス排出口１０５とを仕切る導流板１１３を設けている。従って、導流板１１３により原炭投入口１０２とガス排出口１０５とが仕切られることで、乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が、原炭投入口１０２から外部に排出されることが防止され、流動化ガス及び発生蒸気を適正に導流することが可能となる。

この場合、導流板１１３は、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて下方に傾斜し、基端部が乾燥容器１０１における原炭投入口１０２側の壁面と所定隙間をもって配置され、先端部が傾斜板１１１の基端部と所定隙間をもって配置されている。従って、原炭投入口１０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜した導流板１１３により適正にガス排出口１０５に導かれる。また、流動化ガス及び発生蒸気から分離した乾燥炭の粒子は、傾斜板１１１を滑り落ち、この傾斜板１１１と導流板１１３との間から流動層Ｓの予熱領域に再投入されることとなり、未乾燥の原炭の乾燥を促進することが可能となる。更に、導流板１１３と乾燥容器１０１の壁面との間に隙間が設けられることで、流動化ガスや発生蒸気が導流板１１３と乾燥容器１０１の壁面との間に滞留することが防止される。

図４は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２において、図４に示すように、流動層乾燥装置１２は、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化ガス供給口１０４と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６とを有している。

また、乾燥容器１０１は、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置としての傾斜ベルト１２１と、衝突板１１２と、導流板１１３を設けている。そして、この傾斜ベルト１２１は、駆動ローラ及び従動ローラとの間に無端の搬送ベルトが掛け回して構成され、傾斜板としての機能だけでなく、複数の衝突板１１２により落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送する搬送装置としての機能を有する。そのため、傾斜ベルト１２１と流動層Ｓの上面との間に形成される隙間が、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３に向って徐々に大きくなるように設定されており、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側に導くと共に、この乾燥炭排出口１０３から原炭投入口１０２側に導くことができる。

この傾斜ベルト１２１は、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆにて、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて上方に傾斜するように配置されており、基端部が導流板１１３の先端部と所定隙間をもって配置される一方、先端部が乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面と所定隙間をもって配置され、駆動ローラ及び従動ローラが乾燥容器１０１における各壁面に回転自在に支持されている。そのため、傾斜ベルト１２１は、図４に示す矢印方向に作動することで、上面に落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送することができる。

従って、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。この場合、原炭は、原炭投入口１０２から乾燥炭排出口１０３まで移動する間に、伝熱管１０６からの熱により加熱乾燥されるが、原炭投入口１０２から投入された直後、つまり、導流板１１３の下方位置では、予熱状態にあり、水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、導流板１１３の下方位置を超えて傾斜ベルト１２１の下方位置に移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口１０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。

そして、傾斜ベルト１２１の下方位置における流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、傾斜ベルト１２１の下面に沿って乾燥炭排出口１０３側に流れる。そして、流動化ガス及び発生蒸気は、乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面で迂回し、傾斜ベルト１２１の上方の空間を原炭投入口１０２側に流れる。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板１１２に衝突することで、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が分離されて傾斜ベルト１２１上に落下する。すると、乾燥炭の粒子は、駆動する傾斜ベルト１２１により原炭投入口１０２側に移動され、この原炭投入口１０２から投入される乾燥前の原炭と共に流動層Ｓに落下する。ここで、乾燥前の原炭と乾燥炭の粒子が流動層Ｓで混合されることで、乾燥前の原炭の乾燥が促進される。その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、乾燥炭の粒子が分離された流動化ガス及び発生蒸気は、導流板１１３に案内されて上方に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。

このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器１０１内に、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置及び落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送する搬送装置として機能する傾斜ベルト１２１を設けている。

従って、流動層Ｓから上昇する流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜ベルト１２１により乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流されてガス排出口１０５に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が流動化ガス及び発生蒸気から分離されて原炭投入口１０２側に戻され、乾燥前の原炭と混在されて再び流動層Ｓを移動することとなり、原炭投入口１０２から投入された原炭の加熱乾燥を促進することが可能となり、原炭の乾燥効率を向上することができる。

また、流動化ガス及び発生蒸気が傾斜ベルト１２１の上方を流れて複数の衝突板１１２に衝突すると、同伴する乾燥炭の粒子が分離されて傾斜ベルト１２１上に落下し、この乾燥炭は、駆動する傾斜ベルト１２１により原炭投入口１０２側に搬送されて流動層Ｓの予熱領域に投入されることとなり、この乾燥炭を適正に乾燥前の原炭に混合させて乾燥を促進することができる。

図５は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３において、図５に示すように、流動層乾燥装置１２は、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化ガス供給口１０４と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６とを有している。

また、乾燥容器１０１は、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置として、傾斜ヘッド１３１、衝突板１１２、導流板１１３を設けている。そして、この傾斜ヘッド１３１は、中空形状をなして内部に過熱蒸気を供給可能であると共に、上面部に複数の噴射ノズル１３１ａを装着しており、傾斜板としての機能だけでなく、複数の衝突板１１２により落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送する搬送装置としての機能を有する。そのため、傾斜ヘッド１３１と流動層Ｓの上面との間に形成される隙間が、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３に向って徐々に大きくなるように設定されており、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側に導くと共に、この乾燥炭排出口１０３から原炭投入口１０２側に導くことができる。

また、この傾斜ヘッド１３１は、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆにて、原炭投入口１０２側から乾燥炭排出口１０３側に向けて上方に傾斜するように配置されており、基端部が導流板１１３の先端部と所定隙間をもって配置される一方、先端部が乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面と所定隙間をもって配置され、両側部が乾燥容器１０１における各壁面に固定されている。そして、傾斜ヘッド１３１は、各噴射ノズル１３１ａが原炭投入口１０２側に向けて過熱蒸気を噴射可能となっている。そのため、傾斜ヘッド１３１は、図５に示す矢印方向に各噴射ノズル１３１ａから過熱蒸気を噴射することで、上面に落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送することができる。

従って、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。この場合、原炭は、原炭投入口１０２から乾燥炭排出口１０３まで移動する間に、伝熱管１０６からの熱により加熱乾燥されるが、原炭投入口１０２から投入された直後、つまり、導流板１１３の下方位置では、予熱状態にあり、水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、導流板１１３の下方位置を超えて傾斜ヘッド１３１の下方位置に移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口１０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。

そして、傾斜ヘッド１３１の下方位置における流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、傾斜ヘッド１３１の下面に沿って乾燥炭排出口１０３側に流れる。そして、流動化ガス及び発生蒸気は、乾燥容器１０１における乾燥炭排出口１０３側の壁面で迂回し、傾斜ヘッド１３１の上方の空間を原炭投入口１０２側に流れる。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板１１２に衝突することで、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が分離されて傾斜ヘッド１３１上に落下する。すると、乾燥炭の粒子は、各噴射ノズル１３１ａから噴射される過熱蒸気により原炭投入口１０２側に吹き飛ばされ、この原炭投入口１０２から投入される乾燥前の原炭と共に流動層Ｓに落下する。ここで、乾燥前の原炭と乾燥炭の粒子が流動層Ｓで混合されることで、乾燥前の原炭の乾燥が促進される。その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、乾燥炭の粒子が分離された流動化ガス及び発生蒸気は、導流板１１３に案内されて上方に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。

このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器１０１内に、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流させてガス排出口１０５に導くガイド装置及び落下した乾燥炭の粒子を原炭投入口１０２側に搬送する搬送装置として機能する傾斜ヘッド１３１を設けている。

従って、流動層Ｓから上昇する流動化ガス及び発生蒸気は、傾斜ヘッド１３１により乾燥炭排出口１０３側から原炭投入口１０２側に導流されてガス排出口１０５に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が流動化ガス及び発生蒸気から分離されて原炭投入口１０２側に戻され、乾燥前の原炭と混在されて再び流動層Ｓを移動することとなり、原炭投入口１０２から投入された原炭の加熱乾燥を促進することが可能となり、原炭の乾燥効率を向上することができる。

また、流動化ガス及び発生蒸気が傾斜ヘッド１３１の上方を流れて複数の衝突板１１２に衝突すると、同伴する乾燥炭の粒子が分離されて傾斜ヘッド１３１上に落下し、この乾燥炭は、各噴射ノズル１３１ａから噴射される過熱蒸気により原炭投入口１０２側に搬送されて流動層Ｓの予熱領域に投入されることとなり、この乾燥炭を適正に乾燥前の原炭に混合させて乾燥を促進することができる。

なお、上述した実施例２、３では、搬送装置として傾斜ベルト１２１や噴射ノズル１３１ａを有する傾斜ヘッド１３１を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、傾斜板に加振機を設けて傾斜板を振動させて乾燥炭の粒子を搬送するようにしてもよい。また、傾斜板の上に掻き取り部材を移動自在に設けたりしてもよい。

図６は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例４において、図６に示すように、流動層乾燥装置１２Ａは、乾燥容器２０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）２０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）２０３と、流動化ガス供給口（流動化ガス供給部）２０４と、ガス排出口（ガス排出部）２０５と、伝熱管（加熱部）２０６とを有している。

乾燥容器２０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口２０２が形成される一方、他端側に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口２０３が形成されている。また、乾燥容器２０１は、下部に底板２０１ａから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板２０７が設けられており、この底板２０１ａに乾燥容器２０１内に流動化ガス（過熱蒸気）を供給する流動化ガス供給口２０４が形成されている。更に、乾燥容器２０１は、上部に流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口２０５が形成されている。この場合、乾燥容器２０１は、天井部２０１ｂが乾燥物排出口２０３からガス排出口２０５に向けて上方に傾斜しており、流動化ガス及び発生蒸気がこの傾斜した天井部２０１ｂに沿って流れることで、滞留することなくガス排出口２０５に導かれるように構成されている。

この乾燥容器２０１は、原炭投入口２０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口２０４から分散板２０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板２０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、外部から乾燥容器２０１を貫通して流動層Ｓ内を循環する伝熱管２０６が配置されており、この伝熱管２０６内を流れる過熱蒸気により原炭を加熱して乾燥することができる。

また、乾燥容器２０１は、流動化ガスが流動化ガス供給口２０４から分散板２０７を通して流動層Ｓに供給されると共に、この流動層Ｓで原炭が乾燥することで含有する水分が蒸発して蒸気が発生する。この流動化ガス及び発生蒸気は、ガス排出口２０５から排出されるが、本実施例では、この流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流させてガス排出口２０５に導くガイド装置としての衝突板２１２と、導流板（仕切板）２１３を設けている。

衝突板２１２は、フリーボード部Ｆの上部にて、乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が衝突することで、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子を分離するものである。そのため、フリーボード部Ｆの上部にて、乾燥容器２０１の天井部２０１ｂの下方に位置して複数の衝突板２１２が設けられることで、衝突板群２１４が形成されている。この衝突板群２１４は、乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に流れる流動化ガス及び発生蒸気の流れに対向するようにほぼ鉛直方向に沿って配置されており、且つ、衝突板２１２同士が所定間隔をもって配置されることで、流動化ガス及び発生蒸気が蛇行して流れることができるような流路が確保されている。

また、この衝突板群２１４は、乾燥容器２０１内の流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導くように機能する。即ち、衝突板群２１４は、下端が原炭投入口２０２側から乾燥炭排出口２０３側に向けて上方に傾斜する位置に配置されている。つまり、衝突板群２１４の下端が、原炭投入口２０２側から乾燥物排出口２０３側に向けて上方に傾斜する仮想傾斜面Ｌを描くように配置されている。そのため、この仮想傾斜面Ｌと流動層Ｓの上面との間に形成される隙間が、原炭投入口２０２側から乾燥物排出口２０３に向って徐々に大きくなるように設定されており、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出口２０３側に導くと共に、この乾燥物排出口２０３から原炭投入口２０２側に導くことができる。

また、乾燥容器２０１は、一端部側に原炭投入口２０２及びガス排出口２０５が配置されており、この原炭投入口２０２より上方にガス排出口２０５が配置されている。そして、導流板２１３は、原炭投入口２０２とガス排出口２０５とを仕切るように配置されている。即ち、導流板２１３は、流動層Ｓの上方のフリーボード部Ｆにて、原炭投入口２０２側から乾燥物排出口２０３側に向けて下方に傾斜しており、基端部が乾燥容器２０１における原炭投入口２０２側の壁面と所定隙間をもって配置される一方、先端部が衝突板２１２の下端部と所定隙間をもって配置され、両側部が乾燥容器２０１における各壁面と隙間なく密着して固定されている。

従って、乾燥容器２０１に対して、原炭投入口２０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口２０４から分散板２０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板２０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥物排出口２０３側に移動し、このとき、伝熱管２０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。この場合、原炭は、原炭投入口２０２から乾燥物排出口２０３まで移動する間に、伝熱管２０６からの熱により加熱乾燥されるが、原炭投入口２０２から投入された直後、つまり、導流板２１３の下方位置では、予熱状態にあり、水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、導流板２１３の下方位置を超えて移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥物排出口２０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。

そして、衝突板群２１４の下方位置における流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、衝突板群２１４により乾燥物排出口２０３側に流れる。そして、流動化ガス及び発生蒸気は、乾燥容器２０１における乾燥物排出口２０３側の壁面で迂回して原炭投入口２０２側に流れる。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板２１２に衝突することで、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が分離されて流動層Ｓに落下する。ここで、乾燥前の原炭と乾燥炭の粒子が流動層Ｓで混合されることで、乾燥前の原炭の乾燥が促進される。その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥物排出口２０３から外部に排出され、乾燥炭の粒子が分離された流動化ガス及び発生蒸気は、導流板２１３に案内されて上方に流れ、ガス排出口２０５から外部に排出される。

このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、中空形状をなす乾燥容器２０１と、乾燥容器２０１の一端側に原炭を投入する原炭投入口２０２と、乾燥容器２０１の他端側から原炭が加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口２０３と、乾燥容器２０１の下部に流動化ガスを供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化ガス供給口２０４と、乾燥容器２０１の一端側における原炭投入口２０２より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口２０５と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管２０６と、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流させてガス排出口２０５に導くガイド装置として衝突板２１２とを設けている。

従って、流動層Ｓから上昇する流動化ガス及び発生蒸気は、衝突板群２１４により乾燥炭排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流されてガス排出口２０５に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が流動化ガス及び発生蒸気から分離されて原炭投入口２０２側に戻され、乾燥前の原炭と混在されて再び流動層Ｓを移動することとなり、原炭投入口２０２から投入された原炭の加熱乾燥を促進することが可能となり、原炭の乾燥効率を向上することができる。

また、実施例４の流動層乾燥装置では、衝突板群２１４を、流動化ガス及び発生蒸気の流れ方向に対向すると共に、同方向に複数所定間隔をあけて配置し、衝突板群２１４の下端を原炭投入口２０２側から乾燥炭排出口２０３側に向けて上方に傾斜する位置に配置している。従って、衝突板群２１４の下端が原炭投入口２０２側から乾燥物排出口２０３側に向けて上方に傾斜する仮想傾斜面Ｌを描くように配置されることで、流動化ガス及び発生蒸気が乾燥炭排出口２０３側に流れてから原炭投入口２０２側に流れることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気を適正に導流してガス排出口２０５に導くことができる。

図７は、本発明の実施例５に係る流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例５において、図７に示すように、流動層乾燥装置１２Ａは、乾燥容器２０１と、原炭投入口２０２と、乾燥炭排出口２０３と、流動化ガス供給口２０４と、ガス排出口２０５と、伝熱管２０６とを有している。

また、乾燥容器２０１は、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流させてガス排出口２０５に導くガイド装置としての衝突板２２２と、導流板２１３を設けている。

衝突板２２２は、フリーボード部Ｆの上部にて、乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流する流動化ガス及び発生蒸気が衝突することで、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥物の粒子を分離するものである。そのため、フリーボード部Ｆの上部にて、乾燥容器２０１の天井部２０１ｂの下方に位置して複数の衝突板２２２が設けられることで、衝突板群２２４が形成されている。この衝突板群２２４は、乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に流れる流動化ガス及び発生蒸気の流れに対向するように所定角度傾斜して配置されており、且つ、衝突板２２２同士が所定間隔をもって配置されることで、流動化ガス及び発生蒸気が蛇行して流れることができるような流路が確保されている。この場合、各衝突板２２２は、下端が原炭投入口２０２側を向くような傾斜角度となっている。

また、衝突板群２２４は、乾燥容器２０１内の流動化ガス及び発生蒸気を乾燥物排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導くように機能する。即ち、衝突板群２２４は、下端が原炭投入口２０２側から乾燥炭排出口２０３側に向けて上方に傾斜する位置に配置されている。つまり、衝突板群２２４の下端が、原炭投入口２０２側から乾燥物排出口２０３側に向けて上方に傾斜する仮想傾斜面Ｌを描くように配置されている。

従って、乾燥容器２０１に対して、原炭投入口２０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口２０４から分散板２０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板２０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥物排出口２０３側に移動し、このとき、伝熱管２０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。この場合、原炭は、原炭投入口２０２から乾燥物排出口２０３まで移動する間に、伝熱管２０６からの熱により加熱乾燥されるが、原炭投入口２０２から投入された直後、つまり、導流板２１３の下方位置では、予熱状態にあり、水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、導流板２１３の下方位置を超えて移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥物排出口２０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。

そして、衝突板群２２４下方位置における流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、複数の衝突板２２２、特に、衝突板２２２の傾斜角度により乾燥物排出口２０３側に流れる。そして、流動化ガス及び発生蒸気は、乾燥容器２０１における乾燥物排出口２０３側の壁面で迂回して原炭投入口２０２側に流れる。このとき、流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板２２２に衝突することで、流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が分離されて流動層Ｓに落下する。ここで、乾燥前の原炭と乾燥炭の粒子が流動層Ｓで混合されることで、乾燥前の原炭の乾燥が促進される。その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥物排出口２０３から外部に排出され、乾燥炭の粒子が分離された流動化ガス及び発生蒸気は、導流板２１３に案内されて上方に流れ、ガス排出口２０５から外部に排出される。

このように実施例５の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器２０１内に、流動化ガス及び発生蒸気を乾燥炭排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流させてガス排出口２０５に導くガイド装置として衝突板２２２を設け、この衝突板２２２を下端が原炭投入口２０２側を向くように傾斜させている。

従って、流動層Ｓから上昇する流動化ガス及び発生蒸気は、複数の衝突板２２２により乾燥炭排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流されてガス排出口２０５に導かれることとなり、この流動化ガス及び発生蒸気に同伴する乾燥炭の粒子が流動化ガス及び発生蒸気から分離されて原炭投入口２０２側に戻され、乾燥前の原炭と混在されて再び流動層Ｓを移動することとなり、原炭投入口２０２から投入された原炭の加熱乾燥を促進することが可能となり、原炭の乾燥効率を向上することができる。

なお、この実施例５では、衝突板群２２４の下端を原炭投入口２０２側から乾燥炭排出口２０３側に向けて上方に傾斜する位置に配置し、且つ、各衝突板２２２を下端が原炭投入口２０２側を向くように傾斜させたが、各衝突板２２２を下端が原炭投入口２０２側を向くように傾斜させるだけでもガイド装置として機能することが可能である。

また、上述した実施例４、５では、ガス排出口２０５が原炭投入口２０２の上方に配置されていることから、ガス排出口２０５の煙突効果によりガス排出口２０５の下方が負圧状態となることで、流動層Ｓから上昇する流動化ガス及び発生蒸気が、乾燥炭排出口２０３側から原炭投入口２０２側に導流されてガス排出口２０５に導かれやすくなる。この場合、導流板２１３も衝突板２１２，２２２と共にガイド装置として機能する。

また、上述した各実施例では、本発明のガイド装置として、傾斜板１１１、傾斜ベルト１２１、傾斜ヘッド１３１、衝突板１１２，２１２，２２２、導流板１１３，２１３を設けたが、それぞれ原炭粒子の付着や流動化ガス及び発生蒸気の凝縮を防止するために加熱してもよく、この場合、電気ヒータ、過熱蒸気が流れる伝熱管などを用いればよい。

また、上述した各実施例では、湿潤原料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。

１１ 給炭装置
１２，１２Ａ 流動層乾燥装置
１３ 微粉炭機
１４ 石炭ガス化炉
１５ チャー回収装置
１６ ガス精製装置
１７ ガスタービン設備
１８ 蒸気タービン設備
１９ 発電機
２０ 排熱回収ボイラ
１０１，２０１ 乾燥容器
１０２，２０２ 原炭投入口（湿潤原料投入部）
１０３，２０３ 乾燥炭排出口（乾燥物排出部）
１０４，２０４ 流動化ガス供給口（流動化ガス供給部）
１０５，２０５ ガス排出口（ガス排出部）
１０６，２０６ 伝熱管（加熱部）
１０７，２０７ 分散板
１１１ 傾斜板（ガイド装置）
１１２，２１２，２２２ 衝突板（ガイド装置）
１１３，２１３ 導流板（ガイド装置）
１２１ 傾斜ベルト（ガイド装置、搬送装置）
１３１ 傾斜ヘッド（ガイド装置、搬送装置）

Claims (6)

1. 中空形状をなす乾燥容器と、
   該乾燥容器の一端側に湿潤原料を投入する湿潤原料投入部と、
   前記乾燥容器の他端側から前記湿潤原料が加熱乾燥された乾燥物を排出する乾燥物排出部と、
   前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで前記湿潤原料と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、
   前記乾燥容器の一端側における前記湿潤原料投入部より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、
   前記流動層の前記湿潤原料を加熱する加熱部と、
   前記流動化ガス及び前記発生蒸気を前記乾燥物排出部側から前記湿潤原料投入部側に導流させて前記ガス排出部に導くガイド装置と、
   を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
2. 前記ガイド装置は、前記流動層の上方のフリーボード部に設けられ、前記乾燥物排出部側から前記湿潤原料投入部側に導流する前記流動化ガス及び前記発生蒸気が衝突することで、同伴する前記乾燥物の粒子を分離する衝突板を有することを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
3. 前記衝突板は、前記流動化ガス及び前記発生蒸気の流れ方向に対向すると共に、当該流れ方向に複数所定間隔をあけて配置され、複数の前記衝突板で形成される衝突板群の下端が前記湿潤原料投入部側から前記乾燥物排出部側に向けて上方に傾斜する位置に配置され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. 前記ガイド装置は、前記流動層の上方のフリーボード部に設けられ、前記湿潤原料投入部側から前記乾燥物排出部側に向けて上方に傾斜する傾斜板を有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. 前記複数の衝突板により前記傾斜板上に落下した前記乾燥物の粒子を前記乾燥容器における前記湿潤原料投入部側に搬送する搬送装置が設けられることを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
6. 前記ガイド装置は、前記流動層の上方の前記フリーボード部に設けられ、前記湿潤原料投入部と前記ガス排出部とを仕切る仕切板を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
   

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