JP2012233634A - 流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システム - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥コストの削減を図ることができる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムを提供する。
【解決手段】被乾燥物である低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、該乾燥室本体１０２の上部から流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出する通路１５０と、前記通路１５０の仕切壁１５１に設けた開口１５２と連通し、低品位炭１０１を投入する投入シュート１５３と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥物である乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ₁と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品位質炭１０１と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ₂と、前記通路１５０から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ₃と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する加熱手段１０３と、を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石炭をガス化するガス化システムに適用できる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システム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システム（ＩＧＣＣ）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）を用いている。
前記石炭ガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ）に供給する石炭は、石炭ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ずクラッシャにより粗粉砕され、その後、乾燥機で乾燥された後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミルに供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされ、その後、搬送ガスより搬送されて石炭ガス化炉に供給されている（特許文献１）。

ところで、蒸気流動層乾燥で押出式（プラグフロー式）で乾燥を行う場合には、入口部分での水分負荷が最も高くなり、石炭の表面に水分が凝結して流動不良となる、という問題がある。
従来では石炭を乾燥する装置として、被乾燥物である石炭が流動不良とならないように、入口部の流動化ガスの供給量を調整している（特許文献２）。

特開平７−２７９６２１号公報 特開平６−２９９１７６号公報

ところで、流動層乾燥装置では、投入する石炭に混合されている異物や石炭の粗粒または塊が流動層内部で堆積して流動不良が発生する、という問題がある。
特に低品位炭である褐炭においては、湿炭と乾燥炭とが分離し、一部に湿炭が集中して流動しない領域が発生し、その結果、流動不良が起こり、乾燥が不均一となる、という問題がある。

よって、石炭をガス化するガス化システムに高効率で供給することができ、低品位炭の乾燥において、異物等の投入が解消され、乾燥効率が良好となることができる流動層乾燥装置の出現が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、異物等の投入が解消され、乾燥効率が良好となることができる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、該乾燥室本体の上部から流動化ガス及び発生蒸気を排出する通路と、前記通路の仕切壁に設けた開口と連通し、被乾燥物を投入する投入シュートと、前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで被乾燥物と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、前記通路から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、を具備することを特徴とする流動層乾燥装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記乾燥室本体と通路との連通部に、粉砕手段を有することを特徴とする流動層乾燥装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記投入シュートにパージガスを吹き込むパージガス供給手段を有することを特徴とする流動層乾燥装置にある。

第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの流動層乾燥装置と、前記流動層乾燥装置から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システムにある。

本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥炭の一部を抜き出して、再度湿った低品位炭に供給することで、低品位炭の投入部の水分負荷の低減を図ることができる。

図１は、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。 図２は、実施例２に係る流動層乾燥装置の概略図である。 図３は、実施例３に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。

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、実施例１に係る流動層乾燥装置の概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置１００Ａは、被乾燥物である低品位炭１０１を乾燥させる乾燥室本体１０２と、該乾燥室本体１０２の上部から流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出する通路１５０と、前記通路１５０の仕切壁１５１に設けた開口１５２と連通し、低品位炭１０１を投入する投入シュート１５３と、前記乾燥室本体１０２から乾燥した乾燥物である乾燥炭１０１Ａを排出する乾燥炭排出ラインＬ₁と、前記乾燥室本体１０２の下部に流動化ガス１０７を供給することで低品質炭１０１と共に流動層１１１を形成する流動化ガス供給ラインＬ₂と、前記通路１５０から排出される流動化ガス及び発生蒸気１０４を排出するガス排出ラインＬ₃と、前記流動層１１１内に供給された低品位炭１０１を加熱する伝熱部材である加熱手段１０３と、を具備するものである。符号１１６は整流板を図示する。

また、乾燥室本体１０２の上方に設けた前記ガス排出ラインＬ₃には、発生蒸気１０４中の粉塵を除去するサイクロン１０５等の集塵装置と、サイクロン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が設けられている。

流動層乾燥装置１００Ａにおいて、湿った低品位炭１０１は、図示しない粉砕装置で所定の粒径に粉砕され後、投入シュート１５３を介して投入され、開口１５２から乾燥室本体１０２の内部に落下する。
その際、流動化ガス及び発生蒸気１０４が下方から上昇するので、低品位炭１０１中に存在する微粒１０１ａは、流動化ガス及び発生蒸気１０４と共に、ガス排出ラインＬ₃から外部へ排出される。
この排出された微粒は、サイクロンで分離され、微粒１０１ａは、乾燥室本体１０２内に供給ラインＬ₄を介して供給される。

また乾燥室本体１０２の上部に設けた通路１５０の開口径を小径とすることで、流動化ガス及び発生蒸気１０４の通過速度が大きくなり、流動層１１１からスプラッシュした乾燥微粉と湿炭微粉とが、上部から同時に排出され、サイクロン１０５を経由して、再度乾燥室本体１０２に供給ラインＬ₄を介して投入される。
これにより湿った低品位炭の予備乾燥と乾燥微粉の回収が可能となる。

また、本実施例では、乾燥室本体１０２と通路１５０との連通部には、クラッシャ又はスプレッダ等の粉砕手段１６１を設けている。このクラッシャまたはスプレッダ等の粉砕手段１６１により、通路を落下する低品位炭１０１の粗粒は粉砕・解砕され、微粒となり流動層１１１内へ落下することとなる。

また、本実施例では、流動層１１１内に、該流動層１１１の高さ方向にバッフルプレート１６２を設けている。このバッフルプレート１６２は、流動化ガス１０７が上方側に透過できる孔と低品位炭１０１が下方側に移動できる落下口を設けたものであり、低品位炭１０１の乾燥の不均一を抑制するようにしている。

抜き出された乾燥炭１０１Ａは、そのまま冷却機（図示せず）に搬送するか、その一部１０１ｂを、供給ラインＬ₅を介して流動層１１１上部に戻して循環できるようにして、湿った低品位炭１１１の乾燥に寄与するようにしている。

流動層乾室本体１０２においては、導入される流動化ガス（蒸気）１０７により流動されて流動層１１１を形成する。

伝熱部材１０３は、この流動層１１１内に配置されている。加熱手段である伝熱部材１０３内には、例えば１５０℃の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａが供給され、その高温の乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａの潜熱を利用して低品位炭１０１を間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして乾燥室本体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、乾燥用蒸気（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、低品位炭１０１の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の乾燥用蒸気（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によって低品位炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４は、乾燥室本体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からガス排出ラインＬ₃により乾燥室本体１０２の外部に排出される。この発生蒸気１０４は、低品位炭１０１が乾燥し微粉化したものが含まれているので、例えば集塵装置１０５により集塵して微粒１０１ａとして分離する。
この微粒１０１ａは、供給ラインＬ₄を介して乾燥室本体１０２に戻されている。
乾燥室本体１０２から抜き出された乾燥炭１０１Ａは、その後冷却機で冷却され、冷却乾燥炭は、石炭ガス化炉１４(後述する図３参照)に供給される。

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、潜熱回収システム１０６で熱回収された後、水処理部１１２で処理され、排水１１３として処理される。なお、排水１１３は、冷却機にて冷却に寄与するようにしてもよい。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（※₁）は、流動化ガス供給ラインＬ₂に介装された例えば循環ファン１１４により乾燥室本体１０２内に送られて、低品位炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化ガス１０７として利用される。なお、本実施例では、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、上述した伝熱部材１０３として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。
また、乾燥用蒸気（過熱蒸気）Ａを伝熱部材１０３に供給して低品位炭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、低品位炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化ガス１０７により低品位炭１０１を直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。

本実施例によれば、投入シュート１５３を介して、低品位炭１０１を乾燥室本体１０２内に投入する際、流動化ガス及び発生蒸気１０４により微粉と粗粒を分別し、粗粒のみを流動層１１１に投入することができる。

また、通路１５０には加熱手段１５７を設け、発生蒸気１０４によって上方に運ばれる微粉を乾燥するようにし、乾燥効率を向上させるようにしている。

また、高さ方向にバッフルプレート１６２を挿入することで、高さ方向の流動層不均一性を解消し、確実に目標乾燥率まで低品位炭１０１を処理することが可能となる。

本実施例に係る流動層乾燥装置は、それ単独でも用いて、低品位炭を乾燥し、乾燥した乾燥炭は、石炭ガス化炉(図３参照)に供給し、ガス化ガスの原料として用いることができる。
また、本流動層乾燥装置を、プラグフロー式流動層装置の入口部に設置したり、完全混合型流動層装置に設置することで、低品位炭の前処理手段として適用できるものとなる。

図２は、実施例２に係る流動層乾燥装置の概略図である。
図２に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置１００Ｂでは、実施例に係る流動層乾燥装置１００Ａにおいて、さらに、投入シュート１５３にパージガス１７１を吹き込むパージガス供給手段を設けている。
そして、低品位炭１０１を投入シュート１５３の上部から供給し、パージガス１７１で吹き飛ばされた低品位炭１０１は乾燥室本体１０２装置からの発生蒸気１０４の上昇流によって微粒１０１ａは上部へ追い出され、一方の粗粒の低品位炭１０１は下部の流動層１１１に落下され、両者は分離される。
この際、パージガス１７１で吹き飛ばされない大塊の粗粒又は異物１７３は、異物排出通路１７２を介して系外に排出される。

このように、本実施例では、低品位炭１０１中に存在する異物等を除去し、微粉と粗粒を分別して流動層１１１に湿った低品位炭１０１の粗粒のみを投入することができ、乾燥効率の向上を図ることができる。
また、大塊の異物が予め除去されるため、乾燥室本体１０２内部での乾燥トラブル回避に繋がることとなる。なお、異物１７３は、例えば選別機等で金属や土砂等を分離し、低品位炭１０１の固まりは、再度投入するようにしてもよい。

図３は、実施例３に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。

実施例３の石炭を用いたガス化複合発電システム（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤として石炭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。本実施例では、石炭ガス化炉１４に供給する石炭原料として低品位炭１０１を使用している。

実施例３において、図３に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、原料炭である石炭（低品位炭）１０１を供給する低品位炭供給設備１１と、低品位炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１００Ａ（１００Ｂ）と、乾燥低品位炭（乾燥炭）１０１Ａを供給してガス化し可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を生成する石炭ガス化炉１４と、ガス化ガスである可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００中のチャー１０１Ｃを回収するチャー回収装置１５と、可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００Ａを精製するガス精製装置１６と、精製された燃料ガス２００Ｂを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備１７と、前記ガスタービン設備１７からのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｓｔｅａｍ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０で生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）設備１８と、前記ガスタービン設備１７及び／又は前記蒸気タービン設備１８と連結された発電機（Ｇ）１９とを具備している。

本実施例に係る低品位炭供給設備１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、粉砕機２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭１０１を貯留可能であって、所定量の低品位炭１０１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１０１を例えばコンベアなどにより搬送し、粉砕機２３に投下することができる。この粉砕機２３は、投下された低品位炭１０１を所定の大きさに破砕し、粉砕石炭とすることができる。

流動層乾燥装置１００Ａ（１００Ｂ）は、実施例１又は２の装置を用い、低品位炭供給設備１１により投入された低品位炭１０１に対して乾燥用蒸気（例えば１５０℃程度の過熱蒸気）Ａを供給することで、この低品位炭１０１を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭１０１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１００Ａ（１００Ｂ）は、外部に取り出された乾燥済の乾燥炭１０１Ａを冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａが乾燥炭バンカ３４に貯留される。また、乾燥室本体１０２は、上部から取り出された発生蒸気１０４に同伴される乾燥炭１０１Ａの粒子を分離する乾燥炭サイクロン等の集塵装置１０５が設けられ、発生蒸気１０４から微粒の乾燥炭の粒子を分離している。なお、サイクロン等の集塵装置１０５で乾燥炭が分離された発生蒸気は、蒸気圧縮機で圧縮されてから乾燥室本体１０２に乾燥用蒸気として供給するようにしてもよい。

乾燥室本体１０２で乾燥され、ついで冷却器３１で冷却された乾燥冷却済の乾燥炭１０１Ａは、乾燥炭排出ライン１２３を介して、その後、バグフィルタ３２、ビンシステム３３を介して、一時乾燥炭バンカ３４に貯留される。

石炭ガス化炉１４は、乾燥炭バンカ３４から供給される乾燥炭１０１Ａ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）１０１Ｃ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４０から窒素（Ｎ₂）と酸素（Ｏ₂）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は乾燥炭供給ライン１２３に接続されている。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から回収されたチャー１０１Ｃを戻すチャー戻しライン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（Ｎ₂）は、乾燥炭１０１Ａやチャー１０１Ｃの搬送用ガスとして利用され、酸素（Ｏ₂）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、内部に供給された乾燥炭１０１Ａ、チャー１０１Ｃ、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、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）２００を発生させ、この可燃性ガス２００をガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。

本例では、石炭ガス化炉１４として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば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２００のガス生成ライン４９が設けられており、チャー１０１Ｃを含む可燃性ガス２００が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス２００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とチャー供給ホッパ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２００に含有するチャー１０１Ｃを分離することができる。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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。チャー供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガス２００から分離されたチャー１０１Ｃを貯留するものである。なお、集塵装置５１とチャー供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数のチャー供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、チャー供給ホッパ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１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａを精製して燃料ガス２００Ｂ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１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ中にはまだ硫黄分（Ｈ_２Ｓ）が含まれているため、例えばアミン吸収液等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４０Ａとガス精製装置１６から供給された燃料ガス２００Ｂとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス２０２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４０と高温の排ガス２０３との間で熱交換を行うことで、蒸気２０４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２０４を供給する蒸気供給ライン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２０４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２０５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２０５Ａは、煙突７５から大気へ放出される。

ここで、実施例３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３の石炭ガス化複合発電設備１０において、低品位炭供給設備１１にて、原炭である低品位炭１０１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１０１が石炭供給機２２により粉砕機２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された粉砕石炭１０１は、流動層乾燥装置１００Ａ（１００Ｂ）により加熱乾燥され、この乾燥炭１０１Ａを乾燥炭排出ライン１２３を介して抜き出した後、冷却器３１により冷却されて冷却済の微粒の乾燥炭１０１Ａとされ、乾燥炭バンカ３４に貯留される。

乾燥炭バンカ３４に貯留された微粒の乾燥炭１０１Ａは、空気分離装置４２から供給される窒素により乾燥炭排出ライン１２３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１０１Ｃが、空気分離装置４２から供給される窒素によりチャー戻しライン４６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３７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、供給された乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃが圧縮空気（酸素）３７により燃焼し、乾燥炭１０１Ａ及びチャー１０１Ｃがガス化することで、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）２００を生成することができる。そして、この可燃性ガス２００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２００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２００に含有するチャー１０１Ｃが分離される。そして、チャー１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００から分離した微粒のチャー１０１Ｃは、チャー供給ホッパ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１０１Ｃが分離された可燃性ガス２００Ａ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２００Ｂ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４０Ａ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４０Ａと、ガス精製装置１６から供給される燃料ガス２００Ｂとを混合し、燃焼することで燃焼ガス２０２を生成し、この燃焼ガス２０２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から排出された排ガス２０３は、排熱回収ボイラ２０にて、空気４０と熱交換を行うことで蒸気２０４を生成し、この生成した蒸気２０４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２０４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から排出された排ガス２０５の有害物質が除去され、浄化された排ガス２０５Ａが煙突７５から大気へ放出される。

なお、本実施例では、石炭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。

１０ 石炭ガス化複合発電設備
１１ 低品位炭供給設備
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
３１ 冷却器
１５０ 通路
１５１ 仕切壁
１５２ 開口
１５３ 投入シュート
１００Ａ、１００Ｂ 流動層乾燥装置
１０１ 低品位炭
１０１Ａ 乾燥低品位炭（乾燥炭）
１０２ 乾燥室本体
１０３ 伝熱部材（加熱手段）
１０４ 発生蒸気
Ａ 乾燥用蒸気（過熱蒸気）
Ｂ 凝縮水

Claims (4)

1. 被乾燥物を乾燥させる乾燥室本体と、
   該乾燥室本体の上部から流動化ガス及び発生蒸気を排出する通路と、
   前記通路の仕切壁に設けた開口と連通し、被乾燥物を投入する投入シュートと、
   前記乾燥室本体から乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出ラインと、
   前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで被乾燥物と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、
   前記通路から排出される流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、
   前記流動層内に供給された被乾燥物を加熱する加熱手段と、を具備することを特徴とする流動層乾燥装置。
2. 請求項１において、
   前記乾燥室本体と通路との連通部に、粉砕手段を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記投入シュートにパージガスを吹き込むパージガス供給手段を有することを特徴とする流動層乾燥装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つの流動層乾燥装置と、
   前記流動層乾燥装置から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
   前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）と、
   前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービン（ＳＴ）と、
   前記ガスタービン及び／又は前記蒸気タービンと連結された発電機（Ｇ）とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システム。

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