JP2013170768A - 流動層乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流動層乾燥装置において、湿潤燃料の流動化不良を抑制することで乾燥効率の向上を可能とする。
【解決手段】原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を原炭の流動方向に３つに分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、流動層Ｓ１における原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、流動化蒸気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乾燥機は、湿潤原料を装入シュートから装入し、高温ガスを熱源兼流動化ガスとしてガス分散板の下側から吹き込み、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であって、装入シュートの直下部のガス分散板下側から吹き込む熱源兼流動化ガスの流速を、装入シュートの直下部以外のガス分散板下側から吹き込む熱源兼流動化ガスの流速よりも速くするものである。

特開２０１１−０６９６０９号公報

上述した従来の流動層乾燥機にあって、高温ガスは、風箱内に導入され、その上部に設けたガス分散板を通過して上昇し、乾燥室に供給されている。この場合、装入シュートの直下部の高温ガスの流速を速くしているものの、乾燥機全体としては、高温ガスをガス分散板を通して流動層に供給しているだけであり、原炭の流動化やプラグフローの流れが不十分となり、原炭を効率良く乾燥することができないおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、湿潤燃料の流動化不良を抑制することで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、一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、前記乾燥容器に流動化蒸気を供給することで湿潤燃料と共に複数の流動層を形成する流動化蒸気供給部と、前記各流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、前記流動層における前記湿潤燃料投入部から投入される湿潤燃料の投入位置で湿潤燃料の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、下方流れ生成装置が流動層における湿潤燃料投入部から投入される湿潤燃料の投入位置で湿潤燃料の鉛直方向における下方流れを生成することから、湿潤燃料投入部からの湿潤燃料の投入方向と、流動層における湿潤燃料の投入位置での湿潤燃料の流動方向とが同方向となり、未乾燥の湿潤燃料と乾燥中の湿潤燃料とが適正に混合されて乾燥することとなり、乾燥容器内での湿潤燃料の流動化不良を抑制することで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、前記乾燥容器内を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板とを設けることで前記複数の流動層が形成され、前記湿潤燃料投入部及び前記下方流れ生成装置は、流動方向における最上流側の前記流動層に対して配置されることを特徴としている。

従って、湿潤燃料は、仕切板により分割された各流動層で流動化蒸気により移動して乾燥され、順次、各流動層間を移動して適正に乾燥されることとなり、最上流側の流動層にて、湿潤燃料の投入方向と湿潤燃料の流動方向とが同方向となるため、未乾燥の湿潤燃料と乾燥中の湿潤燃料とを適正に混合し、効率良く乾燥することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記通過開口部は、前記仕切板の下部または前記仕切板の上方に設けられることを特徴としている。

従って、通過開口部が仕切板の下部にある場合、流動化蒸気により旋回する湿潤燃料がこの通過開口部を通って次の流動層に移動し、また、通過開口部が仕切板の上方にある場合、流動化蒸気により旋回する湿潤燃料が仕切板をオーバーフローして次の流動層に移動することとなり、湿潤燃料の滞留が抑制され、通過開口部における湿潤燃料の通過不良を防止することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記下方流れ生成装置は、前記各流動層で流動方向に直交すると共に水平方向に沿う軸心をもつ旋回流れを生成する旋回流れ生成装置を有することを特徴としている。

従って、旋回流れ生成装置が各流動層で流動方向に直交する水平方向に沿う軸心をもつ旋回流れを生成することから、湿潤燃料の投入方向と湿潤燃料の流動方向が同方向となり、未乾燥の湿潤燃料と乾燥中の湿潤燃料とを適正に混合することができると共に、湿潤燃料を旋回しながら乾燥することができ、乾燥容器内での湿潤燃料の流動化不良を抑制することで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、前記流動化蒸気供給部は、前記流動層の下方から分散板を通して前記乾燥容器内に流動化蒸気を供給するものであり、前記旋回流れ生成装置は、湿潤燃料の投入位置における前記流動化蒸気供給部からの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を、湿潤燃料の投入位置以外における前記流動化蒸気供給部からの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を低下させることを特徴としている。

従って、湿潤燃料の投入位置における流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量がそれ以外の位置における流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量より低いことから、流動層で容易に旋回流れを生成することができ、その結果、流動層における湿潤燃料の投入位置で下方流れを形成することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記分散板の下方に湿潤燃料の投入位置に対応した第１風箱と湿潤燃料の投入位置以外に対応した第２風箱とを設け、前記旋回流れ生成装置は、前記流動化蒸気供給部から前記第１風箱に供給する流動化蒸気量を前記第２風箱に供給する流動化蒸気量より少量とすることを特徴としている。

従って、湿潤燃料の投入位置に対応した第１風箱に供給する流動化蒸気量がそれ以外の位置に対応した第２風箱に供給する流動化蒸気量より少量であるため、適正に旋回流れを生成することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記分散板における湿潤燃料の投入位置に対応した第１開口を湿潤燃料の投入位置以外に対応した第２開口より大きくすることを特徴としている。

従って、湿潤燃料の投入位置に対応した分散板の第１開口がそれ以外の位置に対応した分散板の第２開口より大きいため、適正に旋回流れを生成することができるとともに、製造コストの上昇を抑制することができる。

本発明の流動層乾燥装置によれば、流動層における湿潤燃料投入部から投入される湿潤燃料の投入位置で湿潤燃料の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置を設けるので、湿潤燃料投入部からの湿潤燃料の投入方向と流動層における湿潤燃料の流動方向とが同方向となり、未乾燥の湿潤燃料と乾燥中の湿潤燃料とが適正に混合されて乾燥することとなり、乾燥容器内での湿潤燃料の流動化不良を抑制することで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を表す概略側面図である。 図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図である。 図３は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流れを表す概略構成図である。 図４は、実施例１の流動層乾燥装置における流動層の流動状態を表す概略図である。 図５は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室の構成を表す概略図である。 図６は、実施例１の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７は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置における流動層の流動状態を表す概略図である。 図８は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置における流動状態を表す概略図である。

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を表す概略側面図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置を表す概略背面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流れを表す概略構成図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置における流動層の流動状態を表す概略図、図５は、実施例１の流動層乾燥装置における第１乾燥室の構成を表す概略図、図６は、実施例１の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。

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、実施例１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燃料として低品位炭を使用している。

実施例１において、図６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窒素供給ライン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、プラグフロー式の乾燥装置であって、図１及び図２に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６，１０７，１０８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、他端側の下部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。この場合、原炭投入口１０２や乾燥炭排出口１０３を乾燥容器１０１の端部に１つずつ設けたが、複数であってもよい。この場合、乾燥容器１０１は、石炭供給機２２（図５参照）により原炭投入口１０２から内部への原炭供給量を調整することができる。また、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３に設けられた図示しないロータリバルブの回転数を調整することで、原炭排出量を調整することができる。

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１０９が設けられることで、風箱１１０が区画されている。そして、乾燥容器１０１は、この底板１０１ａに風箱１１０を介して分散板１０９の上方に流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の天井板１０１ｂに流動化蒸気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、流動化蒸気供給部１０４から風箱１１０及び分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９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、乾燥容器１０１は、内部が原炭の流動方向の上流側に設けられた第１乾燥室１１１と、この第１乾燥室１１１より下流側に設けられた第２乾燥室１１２と、原炭の流動方向の最も下流側に設けられた第３乾燥室１１３とで構成されている。

詳細に説明すると、乾燥容器１０１は、複数（本実施例では、２個）の仕切板１１４，１１５により流動層Ｓが原炭の流動方向に複数に分割され、各仕切板１１４，１１５により原炭の通過開口部１１６，１１７が形成されている。この各仕切板１１４，１１５は、原炭の流動方向に直交する鉛直方向に沿って配置されると共に、原炭の流動方向に所定間隔で配置されており、左右の端部が乾燥容器１０１の内壁面に取付けられている。そして、各仕切板１１４，１１５は、下端部が分散板１０９と所定隙間をもって位置し、上端部が流動層Ｓより上方に延出するように位置している。即ち、各仕切板１１４，１１５と分散板１０９との間に、所定の高さと幅（開口面積）を有する通過開口部１１６，１１７が確保されており、この通過開口部１１６，１１７は、ほぼ同じ開口面積に設定されている。

このように乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１１４，１１５の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、原炭の初期乾燥を行う領域（予熱乾燥領域）となっている。第２乾燥室１１２は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、原炭の中期乾燥を行う領域（定率乾燥領域）となっている。第３乾燥室１１３は、フリーボード部Ｆ３と流動層Ｓ３が形成され、原炭の後期乾燥を行う領域（減率乾燥領域）となっている。

この場合、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、床面積がほぼ同様となるように設定されているが、原炭の含水量などに応じて最適な比率に設定してもよく、例えば、第２乾燥室１１２の床面積を最大に設定することが望ましい。即ち、第１乾燥室１１１は、投入される原炭の含水率が高いことから、所定の含水率まで原炭の乾燥速度が上昇する予熱乾燥領域である。原炭の乾燥速度は、所定の乾燥速度まで上昇して一定となることから、第２乾燥室１１２は、原炭の乾燥速度が一定となる定率乾燥領域である。原炭の乾燥速度は、原炭の含水率が所定の含水率（限界含水率）になると、加工することから、第３乾燥室１１３は、原炭の乾燥速度が減少する減率乾燥領域である。従って、定率乾燥領域である第２乾燥室１１２の容積を最大にすることで、乾燥効率が向上する。

また、風箱１１０は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、仕切部材１１８，１１９により３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３つの流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。即ち、各仕切部材１１８，１１９は、各仕切板１１４，１１５の下方に配置されている。そして、流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、図示しない流動化蒸気供給管が連結されており、この流動化蒸気供給管に設けられ流量調整弁の開度を調整することで、風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給する流動化蒸気量を調整することができる。

即ち、乾燥容器１０１は、その室内において、供給された原炭が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。この押し出し流れとは、流動層Ｓにおいて、原炭が流動方向に拡散しないように、この原炭を流動方向に押し出す流れである。

また、乾燥容器１０１は、各乾燥室１１１，１１２，１１３にて、外部から乾燥容器１０１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内を循環する複数の伝熱管１０６，１０７，１０８が配置されている。この伝熱管１０６，１０７，１０８は、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内に埋設されるように位置し、内部を流れる流動化蒸気（過熱蒸気）により各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の原炭を加熱して乾燥することができる。この場合、伝熱管１０６，１０７，１０８は、供給される過熱蒸気の圧力を変更することで、その温度を調整することができる。

従って、第１乾燥室１１１に供給された原炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１１１で初期乾燥された原炭は、仕切板１１４の下部の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に移動され、ここで、伝熱管１０７により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥された原炭は、仕切板１１５の下部の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に移動され、ここで、伝熱管１０８により加熱されることで後期乾燥される。

これにより、各乾燥室１１１，１１２，１１３の流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を形成する原炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を上流側から通過開口部１１６，１１７を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。

また、図３に示すように、流動層乾燥装置１２は、各乾燥室１１１，１１２，１１３に対して流動化蒸気（過熱蒸気）を供給する第１蒸気供給ライン１２１が設けられており、この第１蒸気供給ライン１２１から分岐した３つの分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃがそれぞれ風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに連結されている。また、流動層乾燥装置１２は、各乾燥室１１１，１１２，１１３内の伝熱管１０６，１０７，１０８に対して過熱蒸気を供給する第２蒸気供給ライン１２２が設けられており、この蒸気供給ライン１２２から分岐した分岐ライン１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが各伝熱管１０６，１０７，１０８の一端部（入口部）に連結されている。

流動層乾燥装置１２は、ガス排出口１０５にガス排出ライン１２３が連結され、このガス排出ライン１２３に除塵装置１２４が装着されている。そして、このガス排出ライン１２３は、分岐部１２５を介して第１蒸気供給ライン１２１の基端部と、第２蒸気供給ライン１２２の基端部と、余剰ガスライン１２６が連結されている。そして、第１蒸気供給ライン１２１は、加熱機１２７と流量調整弁１２８が装着され、第２蒸気供給ライン１２２は、昇圧機１２９と流量調整弁１３０が装着されている。

また、各伝熱管１０６，１０７，１０８は、他端部（出口部）にドレン管１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃが連結されている。

従って、流動化蒸気（過熱蒸気）は、第１蒸気供給ライン１２１から各分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃを通して風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに供給され、この風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃから各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給される。そして、各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給された流動化蒸気と原炭が乾燥することで発生した蒸気は、ガス排出口１０５からガス排出ライン１２３に排出され、除塵装置１２４により除塵された後、一部が第１蒸気供給ライン１２１で加熱機１２７により加熱され、一部が第２蒸気供給ライン１２２で昇圧機１２９により昇圧される。

その後、第１蒸気供給ライン１２１で加熱機１２７により加熱された流動化蒸気は、再び、各分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃから風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを介して各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給される。また、第２蒸気供給ライン１２２で昇圧機１２９により昇圧された流動化蒸気は、過熱蒸気として、第２蒸気供給ライン１２２から各分岐ライン１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃを通して伝熱管１０６，１０７，１０８に供給され、各乾燥室１１１，１１２，１１３の原炭を加熱した後、凝縮水となってドレン管１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃに排出される。

そして、本実施例では、図４に示すように、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における原炭の流動方向における最上流側の流動層、つまり、流動層Ｓ１における原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置が設けられている。この下方流れ生成装置は、流動層Ｓ１にて、原炭の流動方向に直交すると共に水平方向に沿う軸心、即ち、乾燥容器１０１の幅方向に沿った軸心をもつ旋回流れＴ１を生成する旋回流れ生成装置である。なお、本実施例では、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、乾燥容器１０１の幅方向に沿った軸心をもつ旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成する旋回流れ生成装置が設けられている。

この下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各上流側と各下流側における流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃからの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を異ならせることで旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成するものである。具体的に、下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各上流側に対して各下流側における流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃからの流動化蒸気供給速度を高く、または、流動化蒸気供給量を多くすることで、図４にて反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を生成するものである。その結果、流動層Ｓ１にて、原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成することができる。

即ち、第１乾燥室１１１にて、図５に示すように、風箱１１０ａが仕切り部材１４０により上流側風箱（第１風箱）１４１ａと下流側風箱（第２風箱）１４１ｂに区画されており、各風箱１４１ａ，１４１ｂの下部に流動化蒸気供給部１０４ａとしての分割供給部１４２ａ，１４２ｂがそれぞれ設けられている。そして、各分割供給部１４２ａ，１４２ｂに分岐ライン１２１ａから２つに分岐した各供給ライン１４３ａ，１４３ｂが連結され、流量調整弁１４４ａ，１４４ｂが装着されている。そして、流量調整弁１４４ａの開度に対して流量調整弁１４４ｂの開度を大きくすることで、供給ライン１４３ａから上流側風箱１４１ａへ供給する流動化蒸気量に対して、供給ライン１４３ｂから下流側風箱１４１ｂへ供給する流動化蒸気量を多くしている。そのため、上流側風箱１４１ａから流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度（供給量）Ｖａより、下流側風箱１４１ｂから流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度（供給量）Ｖｂの方が高くなり、その結果、図４に示すように、反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１を生成し、流動層Ｓ１にて、原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で、原炭の下方流れを生成することができる。なお、この場合、分散板１０９に形成された流動化蒸気の通過開口は全て同一の開口面積となっている。

なお、ここでは、流動層Ｓ１についてのみ説明したが、他の流動層Ｓ２，Ｓ３についても同様の構成となっている。

また、上述の説明では、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を生成する構成として、上流側風箱１４１ａと下流側風箱１４１ｂを設け、各流量調整弁１４４ａ，１４４ｂの開度を異ならせることで、上流側風箱１４１ａへ供給する流動化蒸気量と下流側風箱１４１ｂへ供給する流動化蒸気量とを異ならせたが、この構成に限定されるものではない。即ち、第１乾燥室１１１にて、分散板１０９における流動層Ｓ１の上流側に対応した上流側開口を大きくし、下流側に対応した下流側開口の開口面積を小さくすることで、流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度Ｖａより、下流側風箱１４１ｂから流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度Ｖｂを高くし、反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１を生成するようにしてもよい。

そして、本実施例では、流動層Ｓ１にて、反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１は、原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で鉛直方向における下方流れとなっている。そのため、原炭投入口１０２から投入された原炭は、旋回流れＴ１により下方に巻き込まれ、周辺の原炭と適正に混合される。即ち、原炭投入口１０２からの原炭の投入方向と旋回流れＴ１の方向が同方向であることから、未乾燥の原炭と乾燥初期の原炭とが適正に混ざり合い、乾燥が促進される。

また、乾燥容器１０１は、各仕切板１１４，１１５により３つの流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分割され、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が仕切板１１４，１１５の下部の通過開口部１１６，１１７により連通していることから、旋回流れＴ１で旋回する原炭が適正に通過開口部１１６，１１７を通って次の流動層Ｓ２，Ｓ３へ移動可能となる。

ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の全体の作動について説明する。

流動層乾燥装置１２において、図１及び図２に示すように、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、流動化蒸気供給部１０４から分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されることで、この分散板１０９の上方に所定厚さの流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成される。原炭は、流動化蒸気により流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６，１０７，１０８から熱を受けることで加熱されて乾燥される。

即ち、原炭投入口１０２から原炭が供給されると、まず、第１乾燥室１１１では、流動化蒸気供給部１０４ａから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０６から熱を受けることで、流動層Ｓ１で流動しながら乾燥される。次に、第１乾燥室１１１で初期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１４の通過開口部１１６を通って第２乾燥室１１２に流動する。この第２乾燥室１１２では、流動化蒸気供給部１０４ｂから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０７から熱を受けることで、流動層Ｓ２で流動しながら乾燥される。そして、第２乾燥室１１２で中期乾燥が終了した原炭は、仕切板１１５の通過開口部１１７を通って第３乾燥室１１３に流動する。この第３乾燥室１１３では、流動化蒸気供給部１０４ｃから分散板１０９を通して流動化蒸気が供給されると共に、伝熱管１０８から熱を受けることで、流動層Ｓ３で流動しながら乾燥される。このように原炭は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、伝熱管１０６，１０７，１０８により加熱されながら、供給される流動化蒸気により流動し、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく乾燥される。

このとき、第１乾燥室では、図５に示すように、上流側風箱１４１ａから流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度（供給量）Ｖａより、下流側風箱１４１ｂから流動層Ｓ１へ供給される流動化蒸気の供給速度（供給量）Ｖｂの方が高いことから、図４及び図５に示すように、各流動層Ｓ１で原炭の反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１が生成される。そのため、原炭投入口１０２からの原炭の投入方向と、流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同じ方向となり、未乾燥の原炭は、下方に流れる乾燥中の原炭の旋回流れＴ１により下方に巻き込まれることとなり、原炭が適正に混合されて乾燥が促進されることとなり、原炭の滞留などが防止される。

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、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、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、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、原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を原炭の流動方向に３つに分割すると共に下部に原炭の通過開口部１１６，１１７を形成する仕切板１１４，１１５と、流動層Ｓ１における原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置を設けている。

従って、流動層Ｓ１における原炭の投入位置で下方流れが生成されることから、原炭の投入方向と流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同方向となり、未乾燥の原炭と乾燥中の原炭とが適正に混合されて乾燥することとなり、乾燥容器１０１内での原炭の流動化不良を抑制することで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、乾燥容器１０１内を仕切板１１４，１１５により原炭の流動方向に３つの流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に分割すると共に、下部に通過開口部１１６，１１７を形成し、原炭投入口１０２を最上流側の流動層Ｓ１の端部に設け、流れ生成装置をこの流動層Ｓ１に対して設けている。従って、原炭は、仕切板１１４，１１５により分割された各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で流動化蒸気により旋回して乾燥され、順次、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を移動して適正に乾燥されることとなり、最上流側の流動層Ｓ１にて、原炭の投入方向と原炭の流動方向とが同方向となるため、未乾燥の原炭と乾燥中の原炭とを適正に混合し、効率良く乾燥することができる。

この場合、仕切板１１４，１１５の通過開口部１１６，１１７が下部に設けられており、流動化蒸気により旋回する原炭がこの通過開口部１１６，１１７を通って次の流動層Ｓ２，Ｓ３に移動することとなり、原炭の滞留が抑制され、通過開口部１１６，１１７における原炭の通過不良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、下方流れ生成装置として、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成する旋回流れ生成装置を設けている。従って、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３が生成されることから、原炭の投入方向と原炭の流動方向が同方向となり、未乾燥の原炭と乾燥中の原炭とを適正に混合することができると共に、原炭を旋回しながら乾燥することができ、乾燥容器１０１内での原炭の流動化不良を抑制することで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、原炭湿の投入位置における流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を、原炭の投入位置以外における流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を低下させている。従って、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３で容易に旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成することができ、その結果、流動層Ｓ１における原炭の投入位置で下方流れを容易に形成することができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、分散板１０９の下方に流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の上流側に対応した上流側風箱１４１ａと下流側に対応した下流側風箱１４１ｂを設け、分割供給部１４２ａ，１４２ｂから上流側風箱１４１ａに供給する流動化蒸気量を、下流側風箱１４１ｂに供給する流動化蒸気量より少量としている。従って、２つの風箱１４１ａ，１４１ｂに分割して各風箱１４１ａ，１４１ｂへの流動化蒸気量を異ならせることで、適正に旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成することができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、分散板１０９における流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の上流側に対応した上流側開口の開口面積を下流側に対応した下流側開口の開口面積より大きくしている。従って、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の上流側開口と下流側開口で流動化蒸気の流速が相違することとなり、簡単な構成で容易に旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成することができ、製造コストの上昇を抑制することができる。

図７は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置における流動層の流動状態を表す概略図である。なお、上述した実施例１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にて、図７に示すように、流動層乾燥装置１５０は、プラグフロー式の乾燥装置であって、乾燥容器１０１と、原炭投入口１０２と、乾燥炭排出口１０３と、流動化蒸気供給部１０４（１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ）と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６，１０７，１０８（図１参照）とを有している。

乾燥容器１０１は、２個の仕切板１５１，１５２により流動層Ｓが原炭の流動方向に３個（流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）に分割され、各仕切板１５１，１５２の上方に原炭の通過開口部が形成されている。即ち、原炭は、各仕切板１５１，１５２の上方をオーバーフローして各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間を移動可能となっている。

このように乾燥容器１０１は、各仕切板１５１，１５２が設けられることで、第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画され、各乾燥室１１１，１１２，１１３は、この仕切板１５１，１５２の上方で連通されている。この場合、第１乾燥室１１１は、流動層Ｓ１が形成され、第２乾燥室１１２は、流動層Ｓ２が形成され、第３乾燥室１１３は、流動層Ｓ３が形成されている。

また、風箱１１０は、３つの乾燥室１１１，１１２，１１３に対応するように、仕切部材１１８，１１９により３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに区画され、この３つの風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに対応するように３つの流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃが設けられている。即ち、乾燥容器１０１は、その室内において、供給された原炭が押し出し流れとなるようにプラグフロー方式として構成されている。

そして、本実施例では、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における原炭の流動方向における最上流側の流動層、つまり、流動層Ｓ１における原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置が設けられている。この下方流れ生成装置は、流動層Ｓ１にて、原炭の流動方向に直交すると共に水平方向に沿う軸心、即ち、乾燥容器１０１の幅方向に沿った軸心をもつ旋回流れＴ１を生成する旋回流れ生成装置である。

この下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各上流側と各下流側における流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃからの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を異ならせることで旋回流れＴ１，Ｔ２，Ｔ３を生成するものである。具体的に、下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各上流側に対して各下流側における流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃからの流動化蒸気供給速度を高く、または、流動化蒸気供給量を多くすることで、旋回流れ（旋回流）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を生成するものである。その結果、流動層Ｓ１にて、原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成することができる。

従って、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３にて、各流動化蒸気供給部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは、上流側に対して下流側の流動化蒸気の供給速度が高く、または、流動化蒸気の供給量が多いため、図７にて反時計回り方向の旋回流れ（旋回流）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が生成される。そのため、流動層Ｓ１では、原炭投入口１０２からの原炭の投入方向と、流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同じ方向となり、未乾燥の原炭は、下方に流れる乾燥中の原炭の旋回流れＴ１により下方に巻き込まれることとなり、原炭が適正に混合されて乾燥が促進されることとなり、原炭の滞留などが防止される。また、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３では、旋回流れ（旋回流）Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３により原炭が適正に混合されて乾燥が促進されることとなり、原炭の滞留などが防止される。そして、各流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３間では、旋回する原炭が各仕切板１５１，１５２の上方をオーバーフローして移動することとなり、乾燥度合いが進行した原炭だけが次の流動層Ｓ２，Ｓ３に移動することができる。

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、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、流動化蒸気と共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、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、原炭投入口１０２と乾燥炭排出口１０３を有する乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の下部に流動化蒸気を供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化蒸気供給部１０４と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６と、流動層Ｓ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を原炭の流動方向に３つに分割すると共に上部に原炭の通過開口部を形成する仕切板１５１，１５２と、流動層Ｓ１における原炭投入口１０２から投入される原炭の投入位置で原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置を設けている。

従って、流動層Ｓ１における原炭の投入位置で下方流れが生成されることから、原炭の投入方向と流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同方向となり、未乾燥の原炭と乾燥中の原炭とが適正に混合されて乾燥することとなり、乾燥容器１０１内での原炭の流動化不良を抑制することで乾燥効率を向上することができる。

また、実施例２の流動層乾燥装置では、原炭が各仕切板１５１，１５２の上方をオーバーフローして移動する。従って、原炭の滞留が抑制されてこの原炭の流動不良を防止することができる。

図８は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置における流動層の流動状態を表す概略図である。なお、上述した実施例１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８に示すように、流動層乾燥装置１６０は、プラグフロー式の乾燥装置であって、乾燥容器１６１と、原炭投入口１６２と、乾燥炭排出口（図示略）と、分割供給部（流動化蒸気供給部）１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃと、ガス排出口（図示略）と、伝熱管（図示略）とを有している。

乾燥容器１６１は、中空箱型形状をなしており、一端側の上部に原炭を投入する原炭投入口１６２が形成される一方、他端側の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口が形成されている。そして、乾燥容器１６１は、仕切板１６４により複数の流動層Ｓ（Ｓ１，Ｓ２・・・）に分割され、仕切板１６４により原炭の通過開口部１６５が形成されている。このように乾燥容器１６１は、仕切板１６４が設けられることで、第１乾燥室１６６と第２乾燥室１６７と第３乾燥室（図示略）に区画され、第１乾燥室１６６は、フリーボード部Ｆ１と流動層Ｓ１が形成され、第２乾燥室１６７は、フリーボード部Ｆ２と流動層Ｓ２が形成され、第３乾燥室は、フリーボード部と流動層が形成されている。

また、乾燥容器１６１は、下部に複数の開口を有する分散板１６８が設けられることで、風箱１６９，１７０が区画されている。そして、この風箱１６９，１７０は、各乾燥室１６６，１６７に対応するように、仕切部材１７１により３つに分割されると共に、第１乾燥室１６６に対応する風箱１６９は、仕切部材１７２により３つの風箱１６９ａ，１６９ｂ，１６９ｃに区画され、各風箱１６９ａ，１６９ｂ，１６９ｃに対応するように分割供給部１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃが設けられている。

また、図示しないが、乾燥容器１６１は、各乾燥室１６６，１６７にて、外部から乾燥容器１６１を貫通して各流動層Ｓ１，Ｓ２内を循環する複数の伝熱管が配置されている。この伝熱管は、各流動層Ｓ１，Ｓ２内に埋設されるように位置し、内部を流れる流動化蒸気により各流動層Ｓ１，Ｓ２の原炭を加熱して乾燥することができる。

従って、第１乾燥室１６６に供給された原炭は、ここで流動化蒸気により流動されると共に、伝熱管により加熱されることで乾燥される。そして、第１乾燥室１６６で初期乾燥された原炭は、仕切板１６４の下部の通過開口部１６５を通って第２乾燥室１６７に移動され、ここで、伝熱管により加熱されることで中期乾燥される。そして、第２乾燥室１６７で中期乾燥された原炭は、仕切板の下部の通過開口部を通って第３乾燥室に移動され、ここで、伝熱管により加熱されることで後期乾燥される。

これにより、各乾燥室１６６，１６７の流動層Ｓ１，Ｓ２を形成する原炭は、この流動層Ｓ１，Ｓ２間を上流側から通過開口部１６５を通って順に移動することで、押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。この場合、乾燥容器１６１は、第１乾燥室１６６における流動方向の中間部に原炭投入口１６２が位置することとなる。

そして、本実施例では、流動層Ｓ１では、流動層Ｓ１における原炭投入口１６２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置が設けられている。この下方流れ生成装置は、流動層Ｓ１にて、原炭の流動方向に直交すると共に水平方向に沿う軸心、即ち、乾燥容器１６１の幅方向に沿った軸心をもつ旋回流れＴ１１，Ｔ１２を生成する旋回流れ生成装置である。

この下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１の各分割供給部１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃからの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を異ならせることで旋回流れＴ１１，Ｔ１２を生成するものである。具体的に、下方流れ生成装置（旋回流れ生成装置）は、流動層Ｓ１の流動化蒸気供給部１６３ｂより、分割供給部１６３ａ，１６３ｃからの流動化蒸気供給速度を高く、または、流動化蒸気供給量を多くすることで、旋回流れ（旋回流）Ｔ１１，Ｔ１２を生成するものである。その結果、流動層Ｓ１にて、原炭投入口１６２から投入される原炭の投入位置で、原炭の鉛直方向における下方流れを生成することができる。

従って、流動層Ｓ１にて、流動化蒸気供給部１６３ｂより、分割供給部１６３ａ，１６３ｃからの流動化蒸気の供給速度が高く、または、流動化蒸気の供給量が多いため、２つの旋回流れ（旋回流）Ｔ１１，Ｔ１２が生成される。そのため、流動層Ｓ１では、原炭投入口１６２からの原炭の投入方向と、流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同じ方向となり、未乾燥の原炭は、下方に流れる乾燥中の原炭の旋回流れＴ１１，Ｔ１２により下方に巻き込まれることとなり、原炭が適正に混合されて乾燥が促進されることとなり、原炭の滞留などが防止される。

このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、流動層Ｓ１における原炭投入口１６２から投入される原炭の投入位置で原炭の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置を設けている。

従って、流動層Ｓ１における原炭の投入位置で下方流れが生成されることから、原炭の投入方向と流動層Ｓ１における原炭の流動方向とが同方向となり、未乾燥の原炭と乾燥中の原炭とが適正に混合されて乾燥することとなり、乾燥容器１６１内での原炭の流動化不良を抑制することで乾燥効率を向上することができる。

なお、上述した各実施例では、乾燥容器１０１，１６１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３，１６６，１６７に区画したが、２つの乾燥室または４つ以上の乾燥室としてもよい。また、乾燥容器１０１，１６１の形状、原炭投入口１０２，１６２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、分割供給部１４２ａ，１４２ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ、ガス排出口１０５、伝熱管１０６，１０７，１０８の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置１２の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。

また、上述した実施例では、湿潤燃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
１２，１５０，１６０ 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
１０１，１６１ 乾燥容器
１０２，１６２ 原炭投入口
１０３ 乾燥炭排出口
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 流動化蒸気供給部
１０５ ガス排出口
１０６，１０７，１０８ 伝熱管
１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１６９ 風箱
１１１，１６６ 第１乾燥室
１１２，１６７ 第２乾燥室
１１３ 第３乾燥室
１１４，１１５，１５１，１５２，１６４ 仕切板
１１６，１１７，１６５ 通過開口部
１２１ 第１蒸気供給ライン
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ 分岐ライン
１４１ａ 上流側風箱（第１風箱）
１４１ｂ 下流側風箱（第２風箱）
１４２ａ，１４２ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ 分割供給部
１４３ａ，１４３ｂ 供給ライン
１４４ａ，１４４ｂ 流量調整弁（旋回流れ生成装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３ フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ 流動層
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 旋回流れ

Claims (7)

1. 一端側の湿潤燃料投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の乾燥物排出部から湿潤燃料が加熱乾燥された乾燥物を排出可能な中空形状をなす乾燥容器と、
   前記乾燥容器に流動化蒸気を供給することで湿潤燃料と共に複数の流動層を形成する流動化蒸気供給部と、
   前記各流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、
   前記流動層における前記湿潤燃料投入部から投入される湿潤燃料の投入位置で湿潤燃料の鉛直方向における下方流れを生成する下方流れ生成装置と、
   を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
2. 前記乾燥容器内を湿潤燃料の流動方向に複数に分割すると共に湿潤燃料の通過開口部を形成する仕切板とを設けることで前記複数の流動層が形成され、前記湿潤燃料投入部及び前記下方流れ生成装置は、流動方向における最上流側の前記流動層に対して配置され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. 前記通過開口部は、前記仕切板の下部または前記仕切板の上方に設けら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. 前記下方流れ生成装置は、前記各流動層で流動方向に直交すると共に水平方向に沿う軸心をもつ旋回流れを生成する旋回流れ生成装置を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
5. 前記流動化蒸気供給部は、前記流動層の下方から分散板を通して前記乾燥容器内に流動化蒸気を供給するものであり、前記旋回流れ生成装置は、湿潤燃料の投入位置における前記流動化蒸気供給部からの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を、湿潤燃料の投入位置以外における前記流動化蒸気供給部からの流動化蒸気供給速度または流動化蒸気供給量を低下させることを特徴とする請求項４に記載の流動層乾燥装置。
6. 前記分散板の下方に湿潤燃料の投入位置に対応した第１風箱と湿潤燃料の投入位置以外に対応した第２風箱とを設け、前記旋回流れ生成装置は、前記流動化蒸気供給部から前記第１風箱に供給する流動化蒸気量を前記第２風箱に供給する流動化蒸気量より少量とすることを特徴とする請求項５に記載の流動層乾燥装置。
7. 前記分散板における湿潤燃料の投入位置に対応した第１開口を湿潤燃料の投入位置以外に対応した第２開口より大きくすることを特徴とする請求項５に記載の流動層乾燥装置。

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