JP2013170798A

JP2013170798A - 流動層乾燥装置

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Publication number: JP2013170798A
Application number: JP2012036584A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Arima; 謙一有馬; Takeshi Suzuki; 武志鈴木; Ryuhei Takashima; 竜平高島; Tetsuya Sawatsubashi; 徹哉澤津橋; Yasutaka Uraka; 靖崇浦下; Masaaki Kinoshita; 正昭木下; Koji Oura; 康二大浦; Tadahachi Goshima; 忠八五島
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-02-22
Filing date: 2012-02-22
Publication date: 2013-09-02
Anticipated expiration: 2032-02-22
Also published as: JP5675671B2

Abstract

【課題】流動層乾燥装置において、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とする。
【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１０６，１０７，１０８と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置（温度計１４１、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに流動化蒸気の供給量を増加する流動化蒸気状態変更装置（制御装置１４５）を設ける。
【選択図】図３

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、２に記載された振動流動層装置は、流動層内に多数の加熱管を配置し、この加熱管内に飽和蒸気を供給することで、原料を乾燥するものである。

特開平０６−３２３７２４号公報特開昭６０−１０６８８０号公報

ところで、乾燥装置の運転中に、流動化蒸気中の不凝縮ガスの割合が増加することがある。この原因としては、例えば、原料を供給する系統に多くの空気が混入していたり、供給系に対するパージガス（窒素ガスなど）の影響であったりすることが考えられる。このように流動化蒸気中の不凝縮ガスの割合が増加すると、この流動化蒸気を加圧して伝熱管内に供給して再利用する場合、原料の十分な加熱を行うことが困難となる。即ち、伝熱管内は、通常、流動化蒸気の凝縮形態をとるために伝熱係数が非常に大きく設定されており、伝熱管内の蒸気と原料との間における総括伝熱係数が管外支配となっている。そのため、伝熱管内の不凝縮ガスの割合が増加すると、凝縮伝熱係数は大きく低下し、総括伝熱係数が低下して原料の加熱速度は低下する。従って、原料の乾燥速度が低下して十分な乾燥度を得ることができなくなってしまう。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥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流動層を形成する流動化蒸気供給部と、内部に流動化蒸気を流通させることで前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに前記流動化蒸気供給部での流動化蒸気の供給状態または前記加熱部での流動化蒸気の流通状態を変更する流動化蒸気状態変更装置と、を備えることを特徴とするものである。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、流動化蒸気供給部での流動化蒸気の供給状態、または、加熱部での流動化蒸気の流通状態を変更するため、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入量に応じた乾燥性能を実現でき、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とすることができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、前記流動化蒸気供給部による流動化蒸気の供給量または前記加熱部における流動化蒸気の流通量を増加することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、流動化蒸気供給部による流動化蒸気の供給量、または、加熱部における流動化蒸気の流通量を増加することで、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、乾燥性能を容易に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記流動層は、前記湿潤燃料投入部側に配置される予熱層と、該予熱層に隣接した定率乾燥層と、前記乾燥物排出部側配置されて前記定率乾燥層に隣接する減率乾燥層とを有し、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、前記定率乾燥層における流動化蒸気の供給割合または流動化蒸気の流通割合を増加することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、乾燥速度が速くて安定した定率乾燥層における流動化蒸気の供給割合または流動化蒸気の流通割合を増加することで、流動化蒸気による原料の乾燥性能を効率的に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、前記不凝縮ガス混入検出装置は、前記乾燥物排出部から排出された乾燥物の乾燥温度または含水率が予め設定された所定範囲になく、且つ、前記加熱部から排出された流動化蒸気の乾き度が予め設定された所定以上であるときに、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置は、乾燥物の乾燥温度または含水率と、加熱部から排出された流動化蒸気の乾き度に応じて流動化蒸気へ不凝縮ガスの混入を推定することで、適正に流動化蒸気へ不凝縮ガスの混入を推定することができ、安定した乾燥作業を行うことができる。

本発明の流動層乾燥装置では、流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記流動化蒸気供給部が前記乾燥容器に供給する流動化蒸気の一部または全部を、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に置換することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、乾燥容器に供給する流動化蒸気の一部または全部を別の流動化蒸気に置換することで、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、乾燥性能を容易に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記加熱部に流通する流動化蒸気の一部または全部を、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に置換することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、加熱部に流通する流動化蒸気の一部または全部を別の流動化蒸気に置換することで、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、乾燥性能を容易に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記流動化蒸気供給部が前記乾燥容器に供給する流動化蒸気に、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気を追加することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、乾燥容器に供給する流動化蒸気に別の流動化蒸気を追加することで、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、乾燥性能を容易に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置では、流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記加熱部に流通する流動化蒸気に、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気を追加することを特徴としている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、加熱部に流通する流動化蒸気に別の流動化蒸気を追加することで、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少すると共に、流動化蒸気の乱流化が促進されて不凝縮ガスの影響が低減され、乾燥性能を容易に向上することができる。

本発明の流動層乾燥装置によれば、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに流動化蒸気供給部での流動化蒸気の供給状態または加熱部での流動化蒸気の流通状態を変更する流動化蒸気状態変更装置とを設けるので、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入量に応じた乾燥性能を実現でき、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とすることができる。

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量制御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乾き度検出装置の概略図である。図５は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流量制御を表すフローチャートである。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化蒸気の流量制御を表す概略構成図である。図８は、実施例２の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流量制御を表すフローチャートである。図９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化蒸気の流量制御を表すフローチャートである。

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量制御を表す概略構成図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置における乾き度検出装置の概略図、図５は、実施例１の流動層乾燥装置における流動化蒸気の流量制御を表すフローチャート、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：ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｏａｌＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＣｏｍｂｉｎｅｄＣｙｃｌｅ）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：ＨｅａｔＲｅｃｏｖｅｒｙＳｔｅａｍＧｅｎｅｒａｔｏｒ）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（加熱部）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６参照）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、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、下降することから、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。そして、分岐ライン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃは、それぞれ流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが装着されている。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に対して蒸気を供給する第２蒸気供給ライン１２３が設けられており、この蒸気供給ライン１２３から分岐した分岐ライン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃが各伝熱管１０６，１０７，１０８の一端部に連結されている。そして、分岐ライン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃは、それぞれ流量調整弁１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃが装着されている。

流動層乾燥装置１２は、ガス排出口１０５にガス排出ライン１２５が連結され、このガス排出ライン１２５に除塵装置１２６が装着されている。そして、このガス排出ライン１２５は、分岐部１２７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１２３の基端部と、余剰ガスライン１２８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１２９と流量調整弁１３０が装着され、第２蒸気供給ライン１２３は、昇圧機１３１と流量調整弁１３２が装着されている。

流動層乾燥装置１２は、第１蒸気供給ライン１２１に補助ボイラ（流動化蒸気生成部）１３３からの第３蒸気供給ライン１３４が連結され、この第３蒸気供給ライン１３４に流量調整弁１３５が装着されている。なお、各伝熱管１０６，１０７，１０８は、他端部にドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃが連結されている。

従って、流動化蒸気は、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１２５に排出され、除塵装置１２６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１２９により加熱され、一部が第２蒸気供給ライン１２３で昇圧機１３１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１２９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１２３で昇圧機１３１により昇圧された流動化蒸気は、蒸気供給ライン１２３から各分岐ライン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ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、水となって排出される。

ところで、このような流動層乾燥装置１２では、乾燥作業中に、乾燥容器１０１内における不凝縮ガスの割合が増加することがある。即ち、原料を乾燥容器１０１に供給するときの混入する空気や供給系へのパージガスの影響により、乾燥容器１０１に不凝縮ガスが増加する。この乾燥容器１０１内に不凝縮ガスが増加すると、この不凝縮ガスが混入した流動化蒸気が伝熱管１０６，１０７，１０８内を流通することから、原料の十分な加熱を行うことが困難となる。

そこで、実施例１では、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、この不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに乾燥室１１１，１１２，１１３への流動化蒸気の供給状態を変更、具体的には、乾燥室１１１，１１２，１１３への流動化蒸気の供給量を増加する流動化蒸気状態変更装置を設けている。

ここで、不凝縮ガス混入検出装置は、乾燥炭排出口１０３から排出された乾燥炭の乾燥温度または含水率が予め設定された所定範囲になく、且つ、伝熱管１０６，１０７，１０８から排出された水（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された所定以上であるときに、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定するようにしている。

そして、流動化蒸気状態変更装置は、まず、不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、定率乾燥層となる第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加するようにしている。

流動化蒸気状態変更装置は、次に、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換するようにしている。

具体的に説明すると、不凝縮ガス混入検出装置として、乾燥炭排出口１０３に乾燥炭の温度を検出する温度計１４１が配置されると共に、伝熱管１０６，１０７，１０８の他端部に連結されたドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃにドレンの乾き度（クオリティ）を検出する乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃが配置されている。なお、乾燥炭排出口１０３から排出される乾燥炭の温度を検出する温度計１４１に代えて、乾燥炭の水分量を検出する水分計を配置してもよい。

この乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、ほぼ同様の構成をなしている。即ち、図４に示すように、乾き度検出装置１４２ｂにおいて、ドレン管１３６ｂに冷却水配管１４３を沿わせることで熱交換器（冷却器）１４４を配置し、伝熱管１０７からドレン管１３６ｂを通して流出した流動化蒸気を冷却して熱を奪うことで完全な水とする。ここで、図示しない温度計により冷却水の入口温度ｔ１と出口温度ｔ２を計測し、両者の偏差（ｔ２−ｔ１）に熱伝達係数を乗算することで受熱量Ｑｃを算出する。そして、熱交換器１４４で冷却された凝縮水の温度と流量に基づいてエンタルピｈ２を算出し、エンタルピｈ２に受熱量Ｑｃを考慮することで、ドレン管１３６ｂから流出した流動化蒸気のエンタルピｈ１を算出する。

図３に戻り、温度計１４１が検出した乾燥炭の温度（または、水分計が検出した乾燥炭の水分量）と、各乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃが検出したドレン（流動化蒸気）の乾き度は、制御装置１４５に入力される。この制御装置１４５は、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が予め設定された適正温度領域（適正水分領域）になく、且つ、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないとき、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定し、まず、定率乾燥層となる第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加し、続いて、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換する。

ここで、流動化蒸気状態変更装置は、制御装置１４５であり、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１３０を調整することで、第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加し、また、流量調整弁１３０，１３５を調整することで、第２乾燥室１１２に供給する補助ボイラ１３３の流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加する。

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。

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。

このとき、図３に示すように、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に供給された流動化蒸気は、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気と共に、ガス排出口１０５から排出される。そして、この蒸気の一部は、加熱機１２９で加熱された後、再び、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に戻される。また、この蒸気の一部は、昇圧機１３１で昇圧された後、伝熱管１０６，１０７，１０８に供給される。

そのため、原料と共に乾燥容器１０１に供給された不凝縮ガスが伝熱管１０６，１０７，１０８内を流通することとなり、原料の十分な加熱が困難となる。そこで、制御装置１４５は、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、乾燥室１１１，１１２，１１３への流動化蒸気の供給量を増加するようにしている。

図５のフローチャートに基づいて詳細に説明すると、ステップＳ１１にて、制御装置１４５は、流動層乾燥装置１２における原炭の乾燥不良を判定する。ここでは、温度計１４１が検出した乾燥炭の温度（または、水分計が検出した乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）にないかどうかを判定する。ここで、原炭が乾燥不良でないと判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、原炭が乾燥不良であると判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２にて、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、各ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃから流出されるドレンの乾き度、つまり、エンタルピを計測する。そして、ステップＳ１３にて、制御装置１４５は、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないかどうかを判定する。ここで、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にあると判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にないと判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４にて、制御装置１４５は、まず、第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給割合を増加する。即ち、流量調整弁１２２ａ，１２２ｃの開度を小さくし、流量調整弁１２２ｂの開度を大きくすることで、全体の流動化蒸気の供給量を変更せず、第１、第３乾燥室１１１，１１３における流動化蒸気の供給量を減少し、第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量を増加する。なお、この場合、流量調整弁１２２ａ，１２２ｃの開度を変えず、流量調整弁１２２ｂ，１３０の開度を大きくすることで、第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量だけを増加してもよい。また、第２乾燥室１１２だけでなく、第１乾燥室１１１における流動化蒸気の供給量を増加してもよい。

そして、ステップＳ１５にて、制御装置１４５は、流動層乾燥装置１２における原炭の乾燥不良が解消したかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ１１と同様に、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）にないかどうかを判定する。また、ステップＳ１３のように、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にないかどうかを判定する。ここで、原炭の乾燥不良が解消したと判定（ＹＥＳ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、原炭の乾燥不良が解消していないと判定（ＮＯ）されたら、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６にて、制御装置１４５は、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気の一部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換する。即ち、流量調整弁１３０の開度を小さくし、流量調整弁１３５の開度を大きくすることで、第２乾燥室１１２に供給する補助ボイラ１３３の流動化蒸気の供給割合を増加する。この場合、流量調整弁１３０を閉止し、流量調整弁１３５を全開とすることで、第２乾燥室１１２に供給する流動化蒸気を全て補助ボイラ１３３の流動化蒸気としてもよい。

制御装置１４５がこのような操作を行うことで、不凝縮ガスが余剰ガスライン１２８から排出されたり、ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃからドレンと共に排出されたりすると、伝熱管１０６，１０７，１０８内の不凝縮ガス量が減少する。すると、ステップＳ１１にて、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）に戻ったり、ステップＳ１３にて、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域に戻ったりすることから、このときには、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１３０，１３５の開度を基準開度に戻す。

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１０６，１０７，１０８と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置（温度計１４１、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに流動化蒸気の供給量を増加する流動化蒸気状態変更装置（制御装置１４５）を設けている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、乾燥室１１１，１１２，１１３への流動化蒸気の供給量を増加するため、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入量に応じた乾燥性能を実現でき、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とすることができる。即ち、乾燥室１１１，１１２，１１３への流動化蒸気の供給量を増加すると、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、伝熱管１０６，１０７，１０８内の不凝縮ガスの濃度が低下することから、乾燥性能を容易に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、第１乾燥室１１１が原炭の初期乾燥を行う予熱乾燥領域であり、第２乾燥室１１２が原炭の中期乾燥を行う定率乾燥領域であり、第３乾燥室１１３が原炭の後期乾燥を行う減率乾燥領域であり、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、定率乾燥層である第２乾燥室１１２における流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加している。従って、流動化蒸気による原料の乾燥性能を効率的に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、乾燥炭排出口１０３から排出された乾燥炭の乾燥温度または含水率が予め設定された所定範囲になく、且つ、伝熱管１０６，１０７，１０８から排出された流動化蒸気の乾き度が予め設定された所定以上であるときに、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定している。従って、適正に流動化蒸気へ不凝縮ガスの混入を推定することができ、安定した乾燥作業を行うことができる。

また、実施例１の流動層乾燥装置では、補助ボイラ１３３を設け、制御装置１４５は、各乾燥室１１１，１１２，１１３に供給する流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３で生成した流動化蒸気に置換している。従って、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、乾燥性能を容易に向上することができる。

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化蒸気の流量制御を表す概略構成図、図８は、実施例２に係る流動層乾燥装置における流動化蒸気の流量制御を表すフローチャートである。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７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、流動化蒸気供給部１０４と、ガス排出口１０５と、伝熱管１０６，１０７，１０８とを有している。そして、乾燥容器１０１は、仕切板１１４，１１５により第１乾燥室１１１と第２乾燥室１１２と第３乾燥室１１３に区画されている。

また、流動層乾燥装置１２は、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が風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに連結され、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが装着されている。また、流動層乾燥装置１２は、蒸気供給ライン１２３から分岐した分岐ライン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃが伝熱管１０６，１０７，１０８の一端部に連結され、流量調整弁１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃが装着されている。

流動層乾燥装置１２は、ガス排出口１０５にガス排出ライン１２５が連結され、除塵装置１２６が装着されている。そして、このガス排出ライン１２５は、分岐部１２７を介して第１蒸気供給ライン１２１と第２蒸気供給ライン１２３と余剰ガスライン１２８が連結されている。そして、流動層乾燥装置１２は、第２蒸気供給ライン１２３に補助ボイラ（流動化蒸気生成部）１３３からの第３蒸気供給ライン１５１が連結され、この第３蒸気供給ライン１５１に流量調整弁１５２が装着されている。

実施例２では、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、この不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給状態を変更、具体的には、伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量を増加する流動化蒸気状態変更装置を設けている。

そして、流動化蒸気状態変更装置は、まず、不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、定率乾燥層となる第２乾燥室１１２における伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加するようにしている。

流動化蒸気状態変更装置は、次に、伝熱管１０６，１０７，１０８へ供給される流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換するようにしている。

そして、制御装置１４５は、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が予め設定された適正温度領域（適正水分領域）になく、且つ、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないとき、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定し、まず、定率乾燥層となる第２乾燥室１１２における伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加し、続いて、伝熱管１０６，１０７，１０８へ供給される流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換する。

従って、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に供給された流動化蒸気は、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気と共に、ガス排出口１０５から排出される。そして、この蒸気の一部は、加熱機１２９で加熱された後、再び、流動層Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に戻される。また、この蒸気の一部は、昇圧機１３１で昇圧された後、伝熱管１０６，１０７，１０８に供給される。

そのため、原料と共に乾燥容器１０１に供給された不凝縮ガスが伝熱管１０６，１０７，１０８内を流通することとなり、原料の十分な加熱が困難となる。そこで、制御装置１４５は、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量を増加するようにしている。

図８のフローチャートに基づいて詳細に説明すると、ステップＳ２１にて、制御装置１４５は、流動層乾燥装置１２における原炭の乾燥不良を判定する。ここでは、温度計１４１が検出した乾燥炭の温度が適正温度領域（適正水分領域）にないかどうかを判定する。ここで、原炭が乾燥不良でないと判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、原炭が乾燥不良であると判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２にて、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、各ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃから流出されるドレンの乾き度、つまり、エンタルピを計測する。そして、ステップＳ２３にて、制御装置１４５は、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないかどうかを判定する。ここで、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にあると判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にないと判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４にて、制御装置１４５は、まず、第２乾燥室１１２における伝熱管１０７の流動化蒸気の供給割合を増加する。即ち、流量調整弁１２４ａ，１２４ｃの開度を小さくし、流量調整弁１２４ｂの開度を大きくすることで、全体の流動化蒸気の供給量を変更せず、第１、第３伝熱管１０６，１０８における流動化蒸気の供給量を減少し、第２伝熱管１０７における流動化蒸気の供給量を増加する。なお、この場合、流量調整弁１２４ａ，１２４ｃの開度を変えず、流量調整弁１２４ｂ，１３２の開度を大きくすることで、第２伝熱管１０７における流動化蒸気の供給量だけを増加してもよい。また、第２伝熱管１０７だけでなく、第１伝熱管１０６における流動化蒸気の供給量を増加してもよい。

そして、ステップＳ２５にて、制御装置１４５は、流動層乾燥装置１２における原炭の乾燥不良が解消したかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ２１と同様に、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）にないかどうかを判定する。また、ステップＳ２３のように、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にないかどうかを判定する。ここで、原炭の乾燥不良が解消したと判定（ＹＥＳ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、原炭の乾燥不良が解消していないと判定（ＮＯ）されたら、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６にて、制御装置１４５は、伝熱管１０６，１０７，１０８へ供給される流動化蒸気の一部を補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気に置換する。即ち、流量調整弁１３２の開度を小さくし、流量調整弁１５２の開度を大きくすることで、第２伝熱管１０７に供給する補助ボイラ１３３の流動化蒸気の供給割合を増加する。この場合、流量調整弁１３２を閉止し、流量調整弁１５２を全開とすることで、第２伝熱管１０７に供給する流動化蒸気を全て補助ボイラ１３３の流動化蒸気としてもよい。

制御装置１４５がこのような操作を行うことで、不凝縮ガスが余剰ガスライン１２８から排出されたり、ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃからドレンと共に排出されたりすると、伝熱管１０６，１０７，１０８内の不凝縮ガス量が減少する。すると、ステップＳ２１にて、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）に戻ったり、ステップＳ２３にて、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域に戻ったりすることから、このときには、流量調整弁１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃ，１３２，１５２の開度を基準開度に戻す。

このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置（温度計１４１、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量を増加する流動化蒸気状態変更装置（制御装置１４５）を設けている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量を増加するため、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入量に応じた乾燥性能を実現でき、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とすることができる。即ち、伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気の供給量を増加すると、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少し、伝熱管１０６，１０７，１０８内の不凝縮ガスの濃度が低下することから、乾燥性能を容易に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、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、定率乾燥層である第２乾燥室１１２における伝熱管１０７への流動化蒸気の供給量（供給割合）を増加している。従って、流動化蒸気による原料の乾燥性能を効率的に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、補助ボイラ１３３を設け、制御装置１４５は、各伝熱管１０６，１０７，１０８に供給する流動化蒸気の一部または全部を補助ボイラ１３３で生成した流動化蒸気に置換している。従って、流動化蒸気における不凝縮ガスの割合が減少すると共に、伝熱管１０６，１０７，１０８内の流動化蒸気の流れが補助ボイラ１３３の流動化蒸気により乱流化され、不凝縮ガスの悪影響が低下することで、乾燥性能を容易に向上することができる。

図９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化蒸気の流量制御を表すフローチャートである。なお、本実施例の流動層乾燥装置の基本的な構成は、上述した実施例１とほぼ同様の構成であり、図３を用いて説明すると共に、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３に示すように、流動層乾燥装置１２は、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が風箱１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃに連結され、流量調整弁１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが装着されている。また、流動層乾燥装置１２は、蒸気供給ライン１２３から分岐した分岐ライン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃが伝熱管１０６，１０７，１０８の一端部に連結され、流量調整弁１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｃが装着されている。

流動層乾燥装置１２は、ガス排出口１０５にガス排出ライン１２５が連結され、除塵装置１２６が装着されている。そして、このガス排出ライン１２５は、分岐部１２７を介して第１蒸気供給ライン１２１と第２蒸気供給ライン１２３と余剰ガスライン１２８が連結されている。そして、流動層乾燥装置１２は、第１蒸気供給ライン１２１に補助ボイラ（流動化蒸気生成部）１３３からの第３蒸気供給ライン１３４が連結され、この第３蒸気供給ライン１３４に流量調整弁１３５が装着されている。

実施例３では、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、この不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加する流動化蒸気状態変更装置を設けている。

そして、制御装置１４５は、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が予め設定された適正温度領域（適正水分領域）になく、且つ、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないとき、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定し、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加する。

図９のフローチャートに基づいて詳細に説明すると、ステップＳ３１にて、制御装置１４５は、流動層乾燥装置１２における原炭の乾燥不良を判定する。ここでは、温度計１４１が検出した乾燥炭の温度が適正温度領域（適正水分領域）にないかどうかを判定する。ここで、原炭が乾燥不良でないと判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、原炭が乾燥不良であると判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２にて、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、各ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃから流出されるドレンの乾き度、つまり、エンタルピを計測する。そして、ステップＳ３２にて、制御装置１４５は、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が予め設定された適正乾き度領域にないかどうかを判定する。ここで、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にあると判定（ＮＯ）されたら、何もしないでこのルーチンを抜ける。一方、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域にないと判定（ＹＥＳ）されたら、ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４にて、制御装置１４５は、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加する。即ち、流量調整弁１３５の開度を大きくすることで、第２乾燥室１１２に供給する補助ボイラ１３３の流動化蒸気の供給量を増加する。この場合、送風機を設けて補助ボイラ１３３の流動化蒸気を圧送するようにしてもよい。

制御装置１４５がこのような操作を行うことで、不凝縮ガスが余剰ガスライン１２８から排出されたり、ドレン管１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃからドレンと共に排出されたりすると、伝熱管１０６，１０７，１０８内の不凝縮ガス量が減少する。すると、ステップＳ３１にて、乾燥炭の温度（または、乾燥炭の水分量）が適正温度領域（適正水分領域）に戻ったり、ステップＳ３３にて、ドレン（流動化蒸気）の乾き度が適正乾き度領域に戻ったりすることから、このときには、流量調整弁１３５の開度を基準開度に戻す。

なお、上述の説明では、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、乾燥室１１１，１１２，１１３へ供給される流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加するようにしたが、実施例２のように、伝熱管１０６，１０７，１０８へ供給される流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加するようにしてもよい。

このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置（温度計１４１、乾き度検出装置１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ）と、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに乾燥室１１１，１１２，１１３または伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加する流動化蒸気状態変更装置（制御装置１４５）を設けている。

従って、不凝縮ガス混入検出装置が流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出すると、流動化蒸気状態変更装置は、乾燥室１１１，１１２，１１３または伝熱管１０６，１０７，１０８への流動化蒸気に補助ボイラ１３３が生成した流動化蒸気を追加するため、流動化蒸気への不凝縮ガスの混入量に応じた乾燥性能を実現でき、不凝縮ガスの増加による原料の加熱不良を抑制して安定した乾燥を可能とすることができる。即ち、乾燥室１１１，１１２，１１３や伝熱管１０６，１０７，１０８における流動化蒸気量が増加することで、伝熱管１０６，１０７，１０８外の伝熱係数が増加し、総括伝熱係数が増大して熱交換量を増加することができる。

なお、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内を３つの乾燥室１１１，１１２，１１３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の形状、原炭投入口１０２、乾燥炭排出口１０３、流動化蒸気供給部１０４、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、上述した各実施例では、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。

また、上述した各実施例では、乾燥容器１０１内に流動化蒸気を供給するものとして説明したが、流動化蒸気として空気などを適用してもよい。また、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の中間部に通過開口部１１６，１１７を設けたが、仕切板１１４，１１５における鉛直方向の下部に通過開口部１１６，１１７を設けてもよく、通過開口部１１６，１１７の位置に限定されるものではない。

１１給炭装置
１２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乾燥容器
１０２原炭投入口
１０３乾燥炭排出口
１０４流動化蒸気供給部
１０５ガス排出口
１０６，１０７，１０８伝熱管（加熱部）
１１１第１乾燥室
１１２第２乾燥室
１１３第３乾燥室
１１４，１１５仕切板
１１６，１１７通過開口部
１３３補助ボイラ（流動化蒸気生成部）
１４１温度計（不凝縮ガス混入検出装置）
１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ乾き度検出装置（不凝縮ガス混入検出装置）
１４５制御装置（流動化蒸気状態変更装置）
Ｆ，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３フリーボード部
Ｓ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３流動層

Claims

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流動層を形成する流動化蒸気供給部と、
内部に流動化蒸気を流通させることで前記流動層の湿潤燃料を加熱する加熱部と、
流動化蒸気への不凝縮ガスの混入を検出する不凝縮ガス混入検出装置と、
前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに前記流動化蒸気供給部での流動化蒸気の供給状態または前記加熱部での流動化蒸気の流通状態を変更する流動化蒸気状態変更装置と、
を備えることを特徴とする流動層乾燥装置。
前記流動化蒸気状態変更装置は、前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、前記流動化蒸気供給部による流動化蒸気の供給量または前記加熱部における流動化蒸気の流通量を増加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。
前記流動層は、前記湿潤燃料投入部側に配置される予熱層と、該予熱層に隣接した定率乾燥層と、前記乾燥物排出部側配置されて前記定率乾燥層に隣接する減率乾燥層とを有し、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記不凝縮ガス混入検出装置により流動化蒸気への不凝縮ガスの混入が検出されたときに、前記定率乾燥層における流動化蒸気の供給割合または流動化蒸気の流通割合を増加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。
前記不凝縮ガス混入検出装置は、前記乾燥物排出部から排出された乾燥物の乾燥温度または含水率が予め設定された所定範囲になく、且つ、前記加熱部から排出された流動化蒸気の乾き度が予め設定された所定以上であるときに、流動化蒸気へ不凝縮ガスが混入したと推定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。
流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記流動化蒸気供給部が前記乾燥容器に供給する流動化蒸気の一部または全部を、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に置換することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記加熱部に流通する流動化蒸気の一部または全部を、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に置換することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記流動化蒸気供給部が前記乾燥容器に供給する流動化蒸気に、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に増加することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
流動化蒸気を生成する流動化蒸気生成部を設け、前記流動化蒸気状態変更装置は、前記加熱部に流通する流動化蒸気に、前記流動化蒸気生成部が生成した流動化蒸気に増加することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。