JP2014037907A - Fluidized bed apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel and improved fluidized bed apparatus capable of controlling the classification point of a raw material more precisely and improving a classifying efficiency.SOLUTION: According to an aspect of the invention, a fluidized bed apparatus comprises: a fluidized bed section where a fluidized bed of a raw material is formed by a fluidizing gas; a first free board section formed on an upper side of the fluidized bed section having a bosh angle made between a side wall and a horizontal plane and ranging within 65° ± 5°; a second free board section formed on an upper side of the first free board section; and a discharge port formed on an upper side of the second free board section for discharging the fluidizing gas.

Description

本発明は、流動床装置に関する。   The present invention relates to a fluidized bed apparatus.

コークスを製造する技術として、石炭を乾留前に乾燥、分級する技術が提案されている。そして、石炭の分級を行う装置として、流動床装置が提案されている。流動床装置は、概略的には、石炭が導入される流動床本体と、プレナム室とを備える。流動床本体は、複数のノズルが形成された目皿板を備え、目皿板に石炭が載せられる。プレナム室は、目皿板の下方に設けられる。プレナム室には、石炭を流動化させるための流動化ガスが導入される。流動化ガスは、目皿板のノズルを通って流動床本体内に噴出する。   As a technique for producing coke, a technique for drying and classifying coal before carbonization is proposed. A fluidized bed apparatus has been proposed as an apparatus for classifying coal. The fluidized bed apparatus generally includes a fluidized bed main body into which coal is introduced and a plenum chamber. The fluidized bed main body includes a countersink plate in which a plurality of nozzles are formed, and coal is placed on the countersunk plate. The plenum chamber is provided below the eye plate. Fluidized gas for fluidizing coal is introduced into the plenum chamber. The fluidizing gas is jetted into the fluidized bed main body through the nozzle of the eye plate.

このような流動床装置では、以下の処理が行われる。すなわち、流動床本体に石炭が導入される一方、プレナム室に流動化ガスが導入される。流動化ガスは、目皿板のノズルから流動床本体内に噴出する。これにより、流動化ガスは、石炭を流動化させる。すなわち、石炭は流動化ガスにより流動床とされる。流動床を通過した流動化ガスは、フリーボード部を通過し、その後、排出口から排出される。   In such a fluidized bed apparatus, the following processing is performed. That is, coal is introduced into the fluidized bed body while fluidized gas is introduced into the plenum chamber. The fluidizing gas is jetted into the fluidized bed main body from the nozzle of the plate. Thereby, fluidization gas fluidizes coal. That is, coal is made into a fluidized bed by fluidizing gas. The fluidized gas that has passed through the fluidized bed passes through the free board section and is then discharged from the discharge port.

ここで、流動床本体内の石炭の一部(多くは粒度が0.3mm以下の微粉)は、流動化ガスによりフリーボード部内に吹き飛ばされる。フリーボード部内の石炭は、終端速度を超える速度を有する場合、流動化ガスとともに排出口から排出されるが、終端速度以下の速度を有する場合、流動床に沈降する。終端速度は、石炭の粒度によって定まる。   Here, a part of the coal in the fluidized bed main body (mostly fine powder having a particle size of 0.3 mm or less) is blown off into the free board portion by the fluidizing gas. When the coal in the freeboard section has a speed exceeding the terminal speed, it is discharged from the discharge port together with the fluidizing gas, but when it has a speed equal to or lower than the terminal speed, the coal settles in the fluidized bed. The terminal speed is determined by the coal particle size.

そこで、従来は、分級したい粒度(分級点、または分級粒度とも称される)にもとづいて終端速度を算出し、この終端速度にもとづいて、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速を調整していた。具体的には、プレナム室に導入される流動化ガスの熱風量及びフリーボード部の平断面積を調整することで、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速を調整していた。ここで、平断面積は、フリーボード部の水平断面の面積である。これにより、分級点以下の石炭は排出口から排出されるので、石炭を分級することができる。   Therefore, conventionally, the terminal velocity is calculated based on the particle size to be classified (also referred to as classification point or classification particle size), and the average flow velocity of the fluidized gas in the freeboard section is adjusted based on this terminal velocity. It was. Specifically, the average flow velocity of the fluidized gas in the freeboard part was adjusted by adjusting the amount of hot air of the fluidized gas introduced into the plenum chamber and the flat cross-sectional area of the freeboard part. Here, the plane cross-sectional area is the area of the horizontal cross section of the free board portion. Thereby, since the coal below the classification point is discharged from the outlet, the coal can be classified.

特許3290574号Japanese Patent No. 3290574

しかし、上記の分級方法は、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速だけで分級点をコントロールするだけだったので、分級の精度(分級のコントロール性)が十分でなかった。具体的には、例えば、分級点を0.5mmとし、これに応じてフリーボード部内の流動化ガスの平均流速を設定しても、フリーボード部の水平断面の形状(例えばフリーボード部の縦横比)によって分級点が0.3〜0.5mmの範囲でばらついていた。また、乾燥後の石炭への微粉の混入率、すなわち分級効率もフリーボード部の水平断面の形状によってばらついていた。   However, since the above classification method only controls the classification point only by the average flow velocity of the fluidized gas in the freeboard section, the classification accuracy (classification controllability) is not sufficient. Specifically, for example, even if the classification point is set to 0.5 mm and the average flow velocity of the fluidized gas in the free board part is set accordingly, the shape of the horizontal section of the free board part (for example, the vertical and horizontal directions of the free board part) Ratio), the classification points varied in the range of 0.3 to 0.5 mm. Further, the mixing ratio of fine powder into the coal after drying, that is, the classification efficiency, also varied depending on the shape of the horizontal cross section of the free board portion.

一方、特許文献1には、石炭の乾燥及び分級を行う流動床装置が開示されている。この流動床装置では、流動床本体が仕切りによって複数の領域に分割され、領域ごとにフリーボード部内の流動化ガスの平均流速が調整される。この技術によれば、領域ごとに分級点を調整することができる。しかし、この技術によっても、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速のみで分級点をコントロールすることには変わりがない。また、この技術では、領域ごとにフリーボード部内の流動化ガスの平均流速を調整するので、流動床装置から排出された石炭の含水率がばらつくという別の問題もあった。含水率が高いと、後工程のコークス炉で多くのエネルギーが必要になり、かつ、コークスの品質もばらついてしまう。一方、含水率が低い場合、石炭が発火する可能性がある。   On the other hand, Patent Document 1 discloses a fluidized bed apparatus that performs drying and classification of coal. In this fluidized bed apparatus, the fluidized bed main body is divided into a plurality of regions by a partition, and the average flow velocity of the fluidized gas in the free board portion is adjusted for each region. According to this technique, the classification point can be adjusted for each region. However, even with this technique, the classification point is controlled only by the average flow velocity of the fluidized gas in the freeboard section. Moreover, in this technique, since the average flow velocity of the fluidized gas in the free board portion is adjusted for each region, there is another problem that the moisture content of the coal discharged from the fluidized bed apparatus varies. If the moisture content is high, a large amount of energy is required in the coke oven in the subsequent process, and the quality of the coke varies. On the other hand, when the moisture content is low, coal may ignite.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率を向上することが可能な、新規かつ改良された流動床装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to control the classification point more accurately and improve the classification efficiency. It is to provide a new and improved fluidized bed apparatus.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、流動化ガスにより原料の流動床が形成される流動床部と、流動床部の上側に形成され、側壁と水平面とがなす角度である朝顔角が65°±5°の範囲内の値となる第1のフリーボード部と、第1のフリーボード部の上側に形成された第2のフリーボード部と、第2のフリーボード部の上側に形成され、流動化ガスが排出される排出口と、を備えることを特徴とする、流動床装置が提供される。   In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, a fluidized bed part in which a fluidized bed of raw material is formed by fluidized gas, and an angle formed between a side wall and a horizontal plane is formed above the fluidized bed part A first free board part having a morning glory angle of 65 ° ± 5 °, a second free board part formed on the upper side of the first free board part, and a second free board A fluidized bed apparatus is provided, characterized in that the fluidized bed apparatus is provided with a discharge port that is formed on the upper side of the section and through which the fluidized gas is discharged.

ここで、流動床部の幅Wと、第2のフリーボード部の幅Wとの比W/Wが1.7より大きく2.1より小さくてもよい。 Here, the ratio W / W 0 between the width W 0 of the fluidized bed portion and the width W of the second free board portion may be larger than 1.7 and smaller than 2.1.

さらに、流動床部の下端面から第2のフリーボード部の上端面までの高さは、以下の式(1)で示される搬送解放高さTDHの0.6倍以上であってもよい。   Furthermore, the height from the lower end surface of the fluidized bed portion to the upper end surface of the second free board portion may be not less than 0.6 times the transport release height TDH represented by the following formula (1).

Figure 2014037907
Figure 2014037907

また、流動床の高さは、静止層厚の1.5〜2倍であってもよい。   Further, the height of the fluidized bed may be 1.5 to 2 times the thickness of the stationary layer.

以上説明したように本発明によれば、朝顔角θが65°±5°の範囲内の値となるので、流動床装置は、分級点以下の原料をより正確に排出口から排出させる一方、分級点より大きい原料をより正確に流動床に沈降させることができる。したがって、流動床装置は、原料の分級点をより正確にコントロールすることができる。言い換えれば、流動床装置は、分級点のばらつきを抑えることができる。さらに、流動床装置は、分級効率を向上させることができる。   As described above, according to the present invention, the morning glory angle θ is a value in the range of 65 ° ± 5 °, so the fluidized bed apparatus more accurately discharges the raw material below the classification point from the discharge port, Raw materials larger than the classification point can be more accurately settled in the fluidized bed. Therefore, the fluidized bed apparatus can control the classification point of the raw material more accurately. In other words, the fluidized bed apparatus can suppress variation in classification points. Furthermore, the fluidized bed apparatus can improve the classification efficiency.

本発明の実施形態に係る流動床装置の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the fluidized bed apparatus concerning the embodiment of the present invention. 塊成炭製造装置の概略構成を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows schematic structure of an agglomerated coal manufacturing apparatus. フリーボード部のC−C’断面形状及び流速分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows C-C 'cross-sectional shape and flow velocity distribution of a free board part. 流速分布を詳細に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a flow velocity distribution in detail. 流動床装置の他の例を示す側断面図である。It is a sectional side view which shows the other example of a fluidized bed apparatus. 朝顔角と分級粒度(分級点)との対応関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correspondence of a morning glory angle and classification granularity (classification point). 朝顔角と分級効率との対応関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correspondence of morning glory angle and classification efficiency. W/Wと分級粒度(分級点)との対応関係を示すグラフである。W / W 0 and classification particle size is a graph showing a relationship between a (classification point).

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

<1.流動床装置の構成>
まず、図1に基づいて、流動床装置100の構成について説明する。図1に示すように、流動床装置100は、流動床本体120と、プレナム室130と、ホッパ165とを備える。流動床装置100は、いわゆる乾燥分級装置であり、流動床X2を用いて石炭X1の乾燥及び分級を行う。
<1. Configuration of fluidized bed equipment>
First, based on FIG. 1, the structure of the fluidized bed apparatus 100 is demonstrated. As shown in FIG. 1, the fluidized bed apparatus 100 includes a fluidized bed main body 120, a plenum chamber 130, and a hopper 165. The fluidized bed apparatus 100 is a so-called drying classifier, and uses the fluidized bed X2 to dry and classify the coal X1.

ホッパ165は、石炭X1を貯蔵する。また、ホッパ165は、流動床本体120に接続されており、石炭X1を流動床本体120に導入する。   The hopper 165 stores the coal X1. The hopper 165 is connected to the fluidized bed main body 120 and introduces the coal X1 into the fluidized bed main body 120.

すなわち、本実施形態では、流動床装置100に導入される原料は石炭X1となっている。石炭X1は、総質量に対して約9〜10質量%程度の水分を含む。また、石炭X1の平均粒度は1〜2mm程度である。石炭X1は、粗粒(粒度0.5mm以上の粒子)と、微粉(粒度0.3mm以下の粒子)とを含む。   That is, in this embodiment, the raw material introduced into the fluidized bed apparatus 100 is coal X1. Coal X1 contains about 9 to 10% by mass of water with respect to the total mass. Moreover, the average particle size of coal X1 is about 1-2 mm. Coal X1 contains coarse particles (particles having a particle size of 0.5 mm or more) and fine powders (particles having a particle size of 0.3 mm or less).

なお、平均粒度は、例えば以下のように測定される。まず、目開きの大きさが異なる篩を複数用意し、これらの篩を用いて石炭X1を複数の粒度区分の各々に区分する。そして、各粒度区分の中央値と、各粒度区分に属する石炭X1の割合(石炭X1の総質量に対する質量%)とに基づいて、粒度の算術平均値を平均粒度として測定する。粗粒は、粒度が0.5mm以上の粒度区分に属する粒子であり、微粉は、粒度が0.3mm以下の粒度区分に属する粒子である。   The average particle size is measured as follows, for example. First, a plurality of sieves having different openings are prepared, and the coal X1 is divided into each of a plurality of particle size classifications using these sieves. And based on the median of each particle size division and the ratio (mass% with respect to the total mass of coal X1) of coal X1 which belongs to each particle size division, an arithmetic average value of particle size is measured as an average particle size. Coarse particles are particles belonging to a particle size category having a particle size of 0.5 mm or more, and fine powders are particles belonging to a particle size category having a particle size of 0.3 mm or less.

また、本実施形態では、原料として石炭X1を使用したが、石炭X1以外の原料に本発明を適用できることはもちろんである。本発明は、好適には、石炭X1と同じ比重を有する原料に適用される。   Moreover, in this embodiment, although coal X1 was used as a raw material, of course, this invention is applicable to raw materials other than coal X1. The present invention is preferably applied to a raw material having the same specific gravity as coal X1.

流動床本体120は、平面視で略長方形の形状となっており、流動床部200と、フリーボード部210と、原料投入口160と、処理済み原料排出口170と、排ガス排出口180とを備える。流動床本体120は、概略的には、石炭X1を流動化ガス130aにより流動化させることで流動床X2を形成するものである。   The fluidized bed main body 120 has a substantially rectangular shape in plan view, and includes a fluidized bed 200, a free board 210, a raw material inlet 160, a processed raw material outlet 170, and an exhaust gas outlet 180. Prepare. In general, the fluidized bed main body 120 forms the fluidized bed X2 by fluidizing the coal X1 with the fluidized gas 130a.

流動床部200は、石炭X1の流動床X2が形成される領域であり、流動床部200の底面が目皿板140となっている。目皿板140は、複数のノズル141を有する。ノズル141は、目皿板140を厚さ方向に貫通する穴である。   The fluidized bed 200 is a region where a fluidized bed X2 of coal X1 is formed, and the bottom surface of the fluidized bed 200 is a countersink plate 140. The eye plate 140 has a plurality of nozzles 141. The nozzle 141 is a hole that penetrates the countersink plate 140 in the thickness direction.

フリーボード部210は、流動床部200の上側の領域である。フリーボード部210の幅は、天井に近いほど広くなるように設計されている。本実施形態では、フリーボード部210を特定の形状とすることで、分級点のコントロール性及び分級効率を向上させている。詳細は後述する。原料投入口160は、流動床本体120の長さ方向の後端面120aに設けられる。原料投入口160は、ホッパ165に接続されており、石炭X1は、原料投入口160を介して流動床本体120内に投入される。処理済み原料排出口170は、流動床本体120の長さ方向の先端面120bに設けられる。乾燥後の石炭X3は、処理済み原料排出口170から流動床装置100の外部に排出される。   The free board part 210 is an upper area of the fluidized bed part 200. The width of the free board unit 210 is designed to be wider as it is closer to the ceiling. In the present embodiment, the free board portion 210 has a specific shape, thereby improving the controllability of the classification points and the classification efficiency. Details will be described later. The raw material inlet 160 is provided on the rear end surface 120 a in the length direction of the fluidized bed main body 120. The raw material input port 160 is connected to a hopper 165, and the coal X <b> 1 is input into the fluidized bed main body 120 through the raw material input port 160. The processed raw material outlet 170 is provided on the front end surface 120b of the fluidized bed main body 120 in the length direction. The dried coal X3 is discharged from the treated raw material outlet 170 to the outside of the fluidized bed apparatus 100.

排ガス排出口180は、流動床本体120の天井に設けられている。流動化ガス130aは、石炭X1から発生した水蒸気及び一部の石炭X1(主に粒度の低い石炭X1)と混合され、排ガス180aとなる。排ガス180aはフリーボード部内で上昇し、流動床本体120の天井に設けられた排ガス排出口180から排出される。   The exhaust gas discharge port 180 is provided on the ceiling of the fluidized bed main body 120. The fluidized gas 130a is mixed with water vapor generated from the coal X1 and a part of the coal X1 (mainly coal X1 having a low particle size) to become an exhaust gas 180a. The exhaust gas 180a rises in the free board portion and is discharged from an exhaust gas discharge port 180 provided on the ceiling of the fluidized bed main body 120.

プレナム室130は、流動化ガス130aが外部から導入される部分である。流動化ガス130aの温度は、例えば、石炭X1の水分をどの程度蒸発させるのかに応じて設定される。具体的には、流動化ガス130aは、例えば常温〜500℃程度の温度でプレナム室130内に供給される。流動化ガス130aは、目皿板140のノズル141を通って流動床本体120内の石炭X1に導入される。   The plenum chamber 130 is a portion into which the fluidized gas 130a is introduced from the outside. The temperature of the fluidizing gas 130a is set according to how much moisture of the coal X1 is evaporated, for example. Specifically, the fluidizing gas 130a is supplied into the plenum chamber 130 at a temperature of, for example, room temperature to about 500 ° C. The fluidizing gas 130 a is introduced into the coal X <b> 1 in the fluidized bed main body 120 through the nozzle 141 of the countersink plate 140.

そして、流動化ガス130aは、石炭X1を流動化させることで、流動床X2を形成する。その後、流動化ガス130aは、石炭X1の乾燥によって生じた水蒸気及び一部の石炭X1と混合され、排ガス180aとなる。排ガス180aはフリーボード部210内で上昇し、流動床本体120の天井に設けられた排ガス排出口180から排出される。ここで、フリーボード部210内の排ガス180aの流速は、分級点に応じて設定される。詳細は後述する。   And fluidization gas 130a forms fluidized bed X2 by fluidizing coal X1. Thereafter, the fluidized gas 130a is mixed with water vapor generated by the drying of the coal X1 and a part of the coal X1, and becomes the exhaust gas 180a. The exhaust gas 180 a rises in the free board part 210 and is discharged from an exhaust gas discharge port 180 provided on the ceiling of the fluidized bed main body 120. Here, the flow rate of the exhaust gas 180a in the free board part 210 is set according to the classification point. Details will be described later.

流動床装置100では、以下の処理が行われる。まず、ホッパ165は、原料導入口160から石炭X1を流動床本体120内に導入する。なお、石炭X1は、継続して導入される。一方、流動床装置100は、プレナム室130に流動化ガス130aを導入する。流動化ガス130aは、目皿板140のノズル141を通って流動床本体120内の石炭X1に導入される。これにより、流動床本体120内の石炭X1が流動化される。すなわち、石炭X1は流動床X2とされ、乾燥される。乾燥後の石炭X3は、処理済み原料排出口170から流動床装置100の外部に排出される。石炭X1の流動床本体120内での滞留時間は、乾燥後の石炭X3の含水率等に応じて設定されるが、例えば1〜5分となる。一方、流動化ガス130aは、石炭X1の乾燥によって生じた水蒸気及び一部の石炭X1と混合され、排ガス180aとなる。排ガス180aはフリーボード部210内で上昇し、流動床本体120の天井に設けられた排ガス排出口180から排出される。これにより、石炭X1が乾燥される。このように、流動床装置100は、含水率の高い石炭X1を乾燥させることで、より組織が密な石炭X3を製造することができる。これにより、後工程で強度の高いコークスを製造することができる。   In the fluidized bed apparatus 100, the following processing is performed. First, the hopper 165 introduces the coal X1 into the fluidized bed main body 120 from the raw material introduction port 160. Coal X1 is continuously introduced. On the other hand, the fluidized bed apparatus 100 introduces the fluidized gas 130 a into the plenum chamber 130. The fluidizing gas 130 a is introduced into the coal X <b> 1 in the fluidized bed main body 120 through the nozzle 141 of the countersink plate 140. Thereby, coal X1 in fluid bed main part 120 is fluidized. That is, coal X1 is made into fluidized bed X2 and dried. The dried coal X3 is discharged from the treated raw material outlet 170 to the outside of the fluidized bed apparatus 100. Although the residence time in the fluidized bed main body 120 of coal X1 is set according to the moisture content etc. of the coal X3 after drying, it will be 1 to 5 minutes, for example. On the other hand, the fluidized gas 130a is mixed with water vapor generated by drying the coal X1 and a part of the coal X1, and becomes the exhaust gas 180a. The exhaust gas 180 a rises in the free board part 210 and is discharged from an exhaust gas discharge port 180 provided on the ceiling of the fluidized bed main body 120. Thereby, coal X1 is dried. Thus, the fluidized bed apparatus 100 can produce coal X3 having a denser structure by drying coal X1 having a high water content. Thereby, coke with high intensity | strength can be manufactured at a post process.

また、流動床装置100は、排ガス180aを用いて石炭X1の分級も行う。すなわち、所望の分級点(例えば0.5mm)に応じて、排ガス180aの第2のフリーボード部210b内の平均流速(図4参照)が設定される。これにより、分級点以下の石炭X1は、排ガス180aとともに排ガス排出口180から排出され、分級点より大きい石炭X1は流動床X2に沈降する。これにより、石炭X1が分級される。本実施形態では、後述するように、フリーボード部210の形状等が従来と異なるため、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率が向上する。ここで、分級効率は、石炭X3の総質量に対する微粉の質量%である。これにより、本実施形態では、石炭X3の発塵及びコークス炉内のキャリーオーバーを抑制することができる。なお、排ガス排出口180から排ガス180aとともに排出された石炭X1は、バグフィルタによって回収されてもよい。回収された石炭X1は、後述する塊成炭製造装置400により塊成炭とされうる。また、流動床装置100は、分級のみ行うものであってもよい。   The fluidized bed apparatus 100 also classifies the coal X1 using the exhaust gas 180a. That is, the average flow velocity (see FIG. 4) in the second free board portion 210b of the exhaust gas 180a is set according to a desired classification point (for example, 0.5 mm). Thereby, the coal X1 below the classification point is discharged from the exhaust gas outlet 180 together with the exhaust gas 180a, and the coal X1 larger than the classification point settles on the fluidized bed X2. Thereby, coal X1 is classified. In this embodiment, as will be described later, since the shape and the like of the free board portion 210 are different from the conventional one, the classification point of the coal X1 can be controlled more accurately, and the classification efficiency is improved. Here, the classification efficiency is mass% of fine powder with respect to the total mass of coal X3. Thereby, in this embodiment, the dust generation of coal X3 and the carry over in a coke oven can be suppressed. Note that the coal X1 discharged together with the exhaust gas 180a from the exhaust gas discharge port 180 may be collected by a bag filter. The recovered coal X1 can be made into agglomerated coal by the agglomerated coal production apparatus 400 described later. Moreover, the fluidized bed apparatus 100 may perform only classification.

<2.塊成炭製造装置の構成>
次に、図2に基づいて、塊成炭製造装置400の構成について説明する。塊成炭製造装置400は、ホッパ410と、スクリュー420と、ロールコンパクタ430とを備える。ホッパ410は、バグフィルタによって回収された石炭X4を貯留する。スクリュー420は、ホッパ410内の石炭X4を順次ロールコンパクタ430に投入する。ロールコンパクタ430は、石炭X4を圧縮することで、塊成炭X5を製造する。塊成炭X5は、石炭X4同士を圧着させたものなので、粘結性が向上している。この塊成炭X5は、乾燥後の石炭X3に混入されてもよい。これにより、原料である石炭X1をより効率的に使用することができるとともに、コークスの強度を向上させることができる。
<2. Configuration of agglomerated coal production equipment>
Next, based on FIG. 2, the structure of the agglomerated coal manufacturing apparatus 400 is demonstrated. The agglomerated coal production apparatus 400 includes a hopper 410, a screw 420, and a roll compactor 430. The hopper 410 stores the coal X4 recovered by the bag filter. The screw 420 sequentially inputs the coal X4 in the hopper 410 into the roll compactor 430. The roll compactor 430 produces the agglomerated coal X5 by compressing the coal X4. Since the agglomerated coal X5 is obtained by pressure-bonding the coals X4, the caking property is improved. The agglomerated coal X5 may be mixed into the dried coal X3. Thereby, while being able to use coal X1 which is a raw material more efficiently, the intensity | strength of coke can be improved.

なお、石炭X4の粒度分布は、流動床装置100の分級点によって異なる。塊成炭X5の強度及び安定製造性の観点からは、分級点が0.5mm程度とされることが好ましい。分級点が0.5mmを大きく超える場合、塊成炭X5の強度が低下する。また、分級点が0.5mmを大きく下回る場合、石炭X4同士が圧着されずにロールコンパクタ430間を落下する。したがって、分級点が0.5mm程度とされることで、塊成炭X5の強度が向上し、かつ、塊成炭X5が安定して製造される。   The particle size distribution of the coal X4 varies depending on the classification point of the fluidized bed apparatus 100. From the viewpoint of the strength and stable productivity of the agglomerated coal X5, the classification point is preferably about 0.5 mm. When the classification point greatly exceeds 0.5 mm, the strength of the agglomerated coal X5 decreases. Moreover, when a classification point is much less than 0.5 mm, coal X4 falls between roll compactors 430, without being crimped | compressed. Therefore, by setting the classification point to about 0.5 mm, the strength of the agglomerated coal X5 is improved, and the agglomerated coal X5 is stably produced.

<3.流動床部及びフリーボード部の構成>
従来は、分級点にもとづいて終端速度を算出し、この終端速度にもとづいて、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速を調整していた。しかし、この分級方法は、フリーボード部内の流動化ガスの平均流速だけで分級点をコントロールするので、分級の精度が十分でなかった。また、分級効率もフリーボード部の水平断面の形状によってばらついていた。
<3. Configuration of fluidized bed and free board>
Conventionally, the terminal velocity is calculated based on the classification point, and the average flow velocity of the fluidized gas in the free board portion is adjusted based on the terminal velocity. However, in this classification method, the classification point is controlled only by the average flow velocity of the fluidized gas in the freeboard section, so the classification accuracy is not sufficient. The classification efficiency also varied depending on the shape of the horizontal cross section of the free board.

そこで、本発明者は、フリーボード部210の形状に着目した。そして、本発明者は、フリーボード部210の幅を流動床本体120の天井に向かって広くすることで、フリーボード部210の壁際で排ガス180aの循環領域が形成されることを見出した。そして、本発明者は、フリーボード部210の形状、特に後述する朝顔角θ(図3参照)を特定の範囲に設定することで、分級点より大きい石炭X1(例えば粗粒)が循環流に乗って効率良く沈降し、分級点以下の石炭X1(例えば微粉)が効率良く上昇することを見出した。   Therefore, the inventor paid attention to the shape of the free board part 210. And this inventor discovered that the circulation area | region of the waste gas 180a was formed by the wall of the free board part 210 by making the width | variety of the free board part 210 wide toward the ceiling of the fluidized bed main body 120. FIG. And this inventor sets coal X1 (for example, coarse grain) larger than a classification point to a circulation flow by setting the shape of the free board part 210, especially the morning glory angle (theta) (refer FIG. 3) mentioned later to a specific range. It was found that the coal X1 (e.g. fine powder) below the classification point rises efficiently by riding and sinking efficiently.

以下、図1及び図3にもとづいて、流動床部200及びフリーボード部210の詳細な構成について説明する。図3(a)は、フリーボード部210のC−C’断面形状を示す。流動床部200は、上述したように、流動床X2が形成される領域である。流動床部200の幅Wは、流動床本体120の長さ方向に一定となっている。 Hereinafter, based on FIG.1 and FIG.3, the detailed structure of the fluidized bed part 200 and the free board part 210 is demonstrated. FIG. 3A shows a CC ′ cross-sectional shape of the free board part 210. As described above, the fluidized bed 200 is a region where the fluidized bed X2 is formed. The width W 0 of the fluidized bed 200 is constant in the length direction of the fluidized bed main body 120.

フリーボード部210は、第1のフリーボード部(いわゆる朝顔部)210aと、第2のフリーボード部210bとに区分される。第1のフリーボード部210aは、流動床部200の上側に形成される。第1のフリーボード部210aは、流動床本体120の天井に近いほど幅が広くなるように設計されている。   The free board part 210 is divided into a first free board part (so-called morning glory part) 210a and a second free board part 210b. The first free board part 210 a is formed on the upper side of the fluidized bed part 200. The first free board part 210a is designed so that the width becomes wider as it is closer to the ceiling of the fluidized bed main body 120.

第2のフリーボード部210bは、第1のフリーボード部210aの上側に形成される。第2のフリーボード部210bの幅Wは、流動床本体120の長さ方向に一定となっている。第2のフリーボード部210bの上端面(すなわち、流動床本体120の天井)には、排ガス排出口180が連結されている。なお、第2のフリーボード部210bの上側に第3のフリーボード部をさらに設けてもよい。第3のフリーボード部は、例えば、流動床本体120の天井に近いほど幅が狭くなるように設計される。第3のフリーボード部が設けられる場合、フリーボード部120内で排ガス180aがより円滑に流動する。   The second free board part 210b is formed on the upper side of the first free board part 210a. The width W of the second free board part 210 b is constant in the length direction of the fluidized bed main body 120. An exhaust gas outlet 180 is connected to the upper end surface of the second free board part 210b (that is, the ceiling of the fluidized bed main body 120). Note that a third free board portion may be further provided above the second free board portion 210b. For example, the third free board portion is designed so that the width becomes narrower as it approaches the ceiling of the fluidized bed main body 120. When the third free board part is provided, the exhaust gas 180a flows more smoothly in the free board part 120.

このような構成により、フリーボード部210内には、排ガス180aの上昇領域300と、排ガス180aの循環領域310が形成される。矢印300aは、上昇領域内の排ガス180aの流動方向を示し、矢印310aは、循環領域内の排ガス180aの流動方向を示す。上昇領域300内の石炭X1のうち、分級点以下の石炭X1は、排ガス180aとともに排ガス排出口180から排出されるか、または、循環領域310に移動する。一方、上昇領域300内の石炭X1のうち、分級点より大きい石炭X1は、流動床X2に沈降するか、循環領域310に移動する。   With such a configuration, the rising region 300 of the exhaust gas 180a and the circulation region 310 of the exhaust gas 180a are formed in the free board portion 210. An arrow 300a indicates the flow direction of the exhaust gas 180a in the rising region, and an arrow 310a indicates the flow direction of the exhaust gas 180a in the circulation region. Of the coal X1 in the rising region 300, the coal X1 below the classification point is discharged from the exhaust gas outlet 180 together with the exhaust gas 180a or moves to the circulation region 310. On the other hand, among the coal X1 in the rising region 300, the coal X1 larger than the classification point settles in the fluidized bed X2 or moves to the circulation region 310.

循環領域310内の石炭X1は、排ガス180aとともに循環領域310内を循環する。その後、分級点より大きい石炭X1は、流動床X2に沈降する。一方、分級点以下の石炭X1は、上昇領域300に移動し、上昇領域300内の排ガス180aとともに排ガス排出口180から排出される。なお、石炭X1は含水率が高いので、フリーボード部210内で擬似粒子化している場合がある。擬似粒子は、石炭X1の粒子同士が互いの水分により結着した粒子である。本実施形態では、循環領域310内の排ガス180aは循環しているので、循環領域310内の擬似粒子は、排ガス180a及び他の石炭X1によってもみ洗いされ、元の粒子に分解されることが期待される。分解された粒子のうち、分級点より大きい粒子は流動床X2に沈降し、分級点以下の粒子は上昇領域300を経由して排ガス排出口180から排出される。したがって、流動床装置100は、分級点以下の粒子同士が結着することで分級点より大きい擬似粒子が形成されても、この擬似粒子を分解し、分解した粒子を排ガス排出口180から排出することができる。   The coal X1 in the circulation region 310 circulates in the circulation region 310 together with the exhaust gas 180a. Thereafter, the coal X1 larger than the classification point settles in the fluidized bed X2. On the other hand, the coal X1 below the classification point moves to the rising region 300 and is discharged from the exhaust gas outlet 180 together with the exhaust gas 180a in the rising region 300. In addition, since coal X1 has a high water content, it may be pseudo-particles in the free board part 210. Pseudo particles are particles in which particles of coal X1 are bound together by moisture. In the present embodiment, since the exhaust gas 180a in the circulation region 310 is circulated, the pseudo particles in the circulation region 310 are expected to be scrubbed by the exhaust gas 180a and other coal X1 and decomposed into the original particles. Is done. Among the decomposed particles, particles larger than the classification point settle on the fluidized bed X2, and particles below the classification point are discharged from the exhaust gas outlet 180 via the ascending region 300. Therefore, even if the pseudo particles larger than the classification point are formed by binding particles below the classification point, the fluidized bed apparatus 100 decomposes the pseudo particles and discharges the decomposed particles from the exhaust gas outlet 180. be able to.

図3(b)に示すグラフL1は、A−A’断面での排ガス180aの流速分布を示し、図3(c)に示すグラフL2は、B−B’断面での排ガス180aの流速分布を示す。図3(b)の横軸は、A−A’断面上の各点の幅方向位置w、すなわち各点から中心軸LCに下ろした垂線の長さを示す。中心軸LCは、フリーボード部210の幅方向中心を通り、かつ鉛直方向に伸びる軸である。縦軸は、排ガス180aの流速の鉛直方向(x方向)成分v(以下、単に流速vとも称する)を示す。図3(c)も同様である。流速vは、中心軸LCでピークとなる。また、流速vは、側壁付近で正負が逆転する(排ガス180aが逆流となる)。 A graph L1 shown in FIG. 3B shows the flow velocity distribution of the exhaust gas 180a in the section AA ′, and a graph L2 shown in FIG. 3C shows the flow velocity distribution of the exhaust gas 180a in the section BB ′. Show. The horizontal axis of FIG. 3B indicates the width direction position w of each point on the AA ′ cross section, that is, the length of the perpendicular line drawn from each point to the central axis LC. The center axis LC is an axis that passes through the center of the free board portion 210 in the width direction and extends in the vertical direction. The vertical axis represents the vertical direction (x direction) component v x (hereinafter also simply referred to as the flow velocity v x ) of the flow velocity of the exhaust gas 180a. The same applies to FIG. The flow velocity v x peaks at the central axis LC. Further, the flow velocity v x is reversed between positive and negative in the vicinity of the side wall (the exhaust gas 180a becomes a reverse flow).

なお、フリーボード部210内の各点における排ガス180aの流速は、例えば、連続の式とナビア・ストークスの式を連立して解けば求まる。通常は、FLUENT等の汎用流体計算パッケージを使用すればよい。   In addition, the flow velocity of the exhaust gas 180a at each point in the free board unit 210 can be obtained, for example, by solving a continuous equation and a Navia-Stokes equation simultaneously. Usually, a general-purpose fluid calculation package such as FLUENT may be used.

また、分級点に応じて、第2のフリーボード部210b内の排ガス180aの平均流速が設定される。例えば、分級点が0.5mm程度となる場合、平均流速は1.5〜2.5m/s程度となるが、最終的には当該流動床の運転状況を見ながら適宜調整すればよい。ここで、第2のフリーボード部210b内の排ガス180aの平均流速は、B−B’断面での排ガス180aの流速の総和をB−B’断面積で除算した値である。具体的には、後述する式(2)で算出される。   Further, the average flow velocity of the exhaust gas 180a in the second free board part 210b is set according to the classification point. For example, when the classification point is about 0.5 mm, the average flow velocity is about 1.5 to 2.5 m / s, but finally, it may be appropriately adjusted while observing the operation state of the fluidized bed. Here, the average flow velocity of the exhaust gas 180a in the second free board section 210b is a value obtained by dividing the sum of the flow rates of the exhaust gas 180a in the B-B 'cross section by the B-B' cross sectional area. Specifically, it is calculated by equation (2) described later.

図4に、流速vの詳細な計算例を示す。図4に示すグラフL3は、フリーボード部210の右半分の流速分布を示す。流速vは、分級点の粒度を有する石炭X1の終端速度を示す。また、Wは上述したように第2のフリーボード部210bの幅となる。また、a/2は、終端速度vに対応する幅方向位置を示し、この例では4/W程度となる。また、この例では、分級点は0.5(mm)となっており、終端速度vは、2.7(m/s)となる。したがって、a/Wは0.5程度となる。なお、a/Wは0.5〜0.6程度となることが好ましい。a/Wがこの範囲内の値となる場合、分級の精度及び分級効率が向上する。 FIG. 4 shows a detailed calculation example of the flow velocity v x . A graph L3 illustrated in FIG. 4 shows the flow velocity distribution in the right half of the free board unit 210. The flow velocity v 0 indicates the terminal velocity of the coal X1 having a classification point particle size. Further, W is the width of the second free board section 210b as described above. Further, a / 2 indicates the width direction position corresponding to the terminal velocity v 0, in this example is about 4 / W. In this example, a classification point is a 0.5 (mm), the terminal velocity v 0 becomes 2.7 (m / s). Therefore, a / W is about 0.5. In addition, it is preferable that a / W will be about 0.5-0.6. When a / W is a value within this range, classification accuracy and classification efficiency are improved.

第1のフリーボード部210aの側壁と水平面とがなす角度である朝顔角θによって、排ガス180aの流動状況が大きく変化する。本発明者は、朝顔角θが65°付近となる場合に、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率が大きく向上することを見出した。具体的には、本実施形態では、朝顔角θは65°±5°の範囲内の値となり、好ましくは、65°±2°の範囲内の値となる。朝顔角θが70°より過大となる場合、循環領域310が大きく発達し、微粉の分級(上昇分離)が進みにくくなる。すなわち、分級効率が低下する(分級効率の値が増加する)。一方、朝顔角θが60°を下回ると、循環領域310での排ガス180aの逆流速度(下向きの速度)が増すが、上昇領域300の中心軸LCの流速も大きく増加する。このため、上昇領域中の石炭X1のうち、分級点より大きい石炭X1は、流動床X2に沈降しにくくなる。すなわち、分級の精度が低下する(分級点よりも大きい石炭X1が排出されやすくなる)。このため、本実施形態では、朝顔角θは65°±5°の範囲内の値とされる。なお、朝顔角θが当該範囲内の値となる場合、上述したa/Wは0.5〜0.6程度となる。   The flow state of the exhaust gas 180a greatly changes depending on the morning glory angle θ, which is an angle formed by the side wall of the first free board part 210a and the horizontal plane. The inventor has found that when the morning glory angle θ is around 65 °, the classification point of the coal X1 can be more accurately controlled, and the classification efficiency is greatly improved. Specifically, in the present embodiment, the morning glory angle θ is a value within a range of 65 ° ± 5 °, and preferably a value within a range of 65 ° ± 2 °. When the morning glory angle θ is larger than 70 °, the circulation region 310 is greatly developed, and the fine powder classification (rising separation) is difficult to proceed. That is, the classification efficiency decreases (the classification efficiency value increases). On the other hand, when the morning glory angle θ is less than 60 °, the reverse flow velocity (downward velocity) of the exhaust gas 180a in the circulation region 310 increases, but the flow velocity of the central axis LC in the ascending region 300 also greatly increases. For this reason, coal X1 larger than the classification point among coal X1 in the rising region is unlikely to settle in fluidized bed X2. That is, the classification accuracy decreases (coal X1 larger than the classification point is easily discharged). For this reason, in this embodiment, the morning glory angle θ is set to a value within the range of 65 ° ± 5 °. When the morning glory angle θ is a value within the range, the above-described a / W is about 0.5 to 0.6.

また、流動床部200の幅Wと、第2のフリーボード部の幅Wとの比である拡幅比W/Wによって、排ガス180aの流動状況が大きく変化する。本発明者は、拡幅比W/Wは2.0付近となる場合に、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率が大きく向上することを見出した。具体的には、本実施形態では、拡幅比W/Wは1.7より大きく2.1より小さいことが好ましい。拡幅比W/Wは、1.8より大きく2.0より小さいことがより好ましい。拡幅比W/Wが1.7以下となる場合、循環領域が発達せず、上昇領域中の石炭X1のうち、分級点より大きい石炭X1は、流動床X2に沈降しにくくなる。すなわち、分級の精度が低下する(分級点よりも大きい石炭X1が排出されやすくなる)。一方、拡幅比W/Wが2.1以上となる場合、循環領域310内の循環流が安定せず分級効率が低下する。このため、本実施形態では、拡幅比W/Wは1.7より大きく2.1より小さいことが好ましい。なお、拡幅比W/Wが上述した範囲内の値となる場合、上述したa/Wは0.5〜0.6程度となる。 Further, the width W 0 of the fluidized bed section 200, by widening ratio W / W 0 is the ratio of the width W of the second free board section, the flow conditions of the exhaust gas 180a is greatly changed. The present inventor has found that the classification point of coal X1 can be more accurately controlled and the classification efficiency is greatly improved when the widening ratio W / W 0 is around 2.0. Specifically, in the present embodiment, the widening ratio W / W 0 is preferably greater than 1.7 and smaller than 2.1. The widening ratio W / W 0 is more preferably larger than 1.8 and smaller than 2.0. When the widening ratio W / W 0 is 1.7 or less, the circulation region does not develop, and among the coals X1 in the ascending region, the coals X1 that are larger than the classification point are less likely to settle in the fluidized bed X2. That is, the classification accuracy decreases (coal X1 larger than the classification point is easily discharged). On the other hand, when the widening ratio W / W 0 is 2.1 or more, the circulating flow in the circulation region 310 is not stabilized and the classification efficiency is lowered. For this reason, in this embodiment, it is preferable that the widening ratio W / W 0 is larger than 1.7 and smaller than 2.1. In addition, when the widening ratio W / W 0 is a value within the above-described range, the above-described a / W is about 0.5 to 0.6.

また、流動床部200の下端面(すなわち、目皿板140の表面)から第2のフリーボード部210bの上端面までの高さHは、以下の式(1)で示される搬送解放高さTDH(Transport Disengaging Height)の0.6倍以上であることが好ましい。   Further, the height H from the lower end surface of the fluidized bed portion 200 (that is, the surface of the countersink plate 140) to the upper end surface of the second free board portion 210b is a conveyance release height represented by the following equation (1). It is preferably 0.6 times or more of TDH (Transport Distinguishing Height).

Figure 2014037907
Figure 2014037907

ここで、フリーボード平均流速Ugは以下の式(2)で表される。   Here, the free board average flow velocity Ug is expressed by the following equation (2).

Figure 2014037907
Figure 2014037907

ここで、熱風量はプレナム室130に単位時間あたりに導入される流動化ガス130aの体積であり、単位はm/sである。フリーボード面積は、B−B’断面積である。 Here, the amount of hot air is the volume of the fluidized gas 130a introduced into the plenum chamber 130 per unit time, and the unit is m 3 / s. The free board area is a BB ′ cross-sectional area.

分級に要する必要最小限の飛行距離を確保することも重要な要件である。流動床X2表面から石炭X1が飛び出す速度は、石炭X1の終端速度よりも大きいことが多い。大径の石炭X1は直ちに沈降し流動床X2に沈降するが、小径の石炭X1はより高方まで到達する。従って、流動床X2から飛び出した石炭X1のうち、分級点より大きい石炭X1を流動床X2に沈降させる分の飛行距離が必要となる。   It is also an important requirement to secure the minimum flight distance required for classification. The speed at which the coal X1 jumps out from the surface of the fluidized bed X2 is often larger than the terminal speed of the coal X1. The large-diameter coal X1 immediately settles and settles in the fluidized bed X2, but the small-diameter coal X1 reaches higher. Accordingly, a flight distance is required for the coal X1 that has jumped out of the fluidized bed X2 to sink the coal X1 that is larger than the classification point into the fluidized bed X2.

一方、フリーボード部210内の粒子濃度は、流動床X2の表面からx方向(高さ方向)に指数関数的に減少するが、ある高さ以上では一定の値を示す。この高さを搬送解放高さTDHと呼ぶ。一方、分級点より大きい石炭X1は、少なくとも搬送解放高さTDHまで到達するまでに、その速度が終端速度より小さくなっている。すなわち、分級に要する必要最小限の飛行距離は、搬送解放高さTDHよりも多少低い値となる。具体的には、高さHは、搬送解放高さTDHの0.6倍以上であればよい。設備費の観点からは、高さHは、上述した条件を満たす範囲でなるべく低いことが好ましい。   On the other hand, the particle concentration in the free board part 210 decreases exponentially in the x direction (height direction) from the surface of the fluidized bed X2, but shows a constant value above a certain height. This height is referred to as a transport release height TDH. On the other hand, the speed of the coal X1, which is larger than the classification point, is lower than the terminal speed by at least the transport release height TDH. That is, the minimum necessary flight distance required for classification is slightly lower than the transport release height TDH. Specifically, the height H may be 0.6 times or more of the transport release height TDH. From the viewpoint of equipment costs, the height H is preferably as low as possible within a range that satisfies the above-described conditions.

また、記流動床X2の高さHは、静止層厚の1.5〜2倍であることが好ましい。静止層層厚(静止層高さ)は、流動床X2が流動していない時の高さである。高さHが静止層厚の1.5倍未満である場合、石炭X1が十分流動せず、分級点以下の石炭X1がフリーボード部210に飛散しにくくなる。一方、高さHが静止層厚の2倍を超える場合、分級点より大きい石炭X1が多数フリーボード部210内に飛散するので、分級の精度が低下する。 Further, the height H 0 of the fluidized bed X2 is preferably 1.5 to 2 times the stationary layer thickness. The static layer thickness (static layer height) is the height when the fluidized bed X2 is not flowing. When the height H 0 is less than 1.5 times the static layer thickness, the coal X1 does not flow sufficiently, and the coal X1 below the classification point is less likely to scatter. On the other hand, the height H 0 may exceed twice the stationary layer thickness, since coal X1 greater than the classification point is scattered in numerous freeboard section 210, classification accuracy decreases.

このように、本実施形態では、朝顔角θが65°±5°の範囲内の値となるので、流動床装置100は、分級点以下の石炭X1をより正確に排ガス排出口180から排出させる一方、分級点より大きい石炭X1をより正確に流動床X2に沈降させることができる。したがって、流動床装置100は、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができる。言い換えれば、流動床装置100は、分級点のばらつきを抑えることができる。   Thus, in the present embodiment, the morning glory angle θ is a value in the range of 65 ° ± 5 °, so the fluidized bed apparatus 100 more accurately discharges the coal X1 below the classification point from the exhaust gas outlet 180. On the other hand, the coal X1 larger than the classification point can be more accurately settled in the fluidized bed X2. Therefore, the fluidized bed apparatus 100 can control the classification point of the coal X1 more accurately. In other words, the fluidized bed apparatus 100 can suppress variations in classification points.

さらに、流動床装置100は、分級点以下の石炭X1(例えば、微粉)をより正確に排ガス排出口180から排出させることができるので、分級効率を向上させることができる。   Furthermore, since the fluidized bed apparatus 100 can discharge the coal X1 (for example, fine powder) below the classification point more accurately from the exhaust gas outlet 180, the classification efficiency can be improved.

さらに、拡幅比W/Wが1.7より大きく2.1より小さいので、流動床装置100は、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率を向上させることができる。 Furthermore, since the widening ratio W / W 0 is larger than 1.7 and smaller than 2.1, the fluidized bed apparatus 100 can control the classification point of the coal X1 more accurately and improve the classification efficiency. Can do.

さらに、流動床部200の下端面から第2のフリーボード部210bの上端面までの高さは、搬送解放高さTDHの0.6倍以上となるので、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率を向上させることができる。   Furthermore, the height from the lower end surface of the fluidized bed portion 200 to the upper end surface of the second free board portion 210b is not less than 0.6 times the transport release height TDH, so that the classification point of the coal X1 can be more accurately determined. It can be controlled and the classification efficiency can be improved.

さらに、流動床X2の高さHは、静止層厚の1.5〜2倍であるので、流動床装置100は、石炭X1の分級点をより正確にコントロールすることができ、かつ、分級効率を向上させることができる。 Furthermore, since the height H 0 of the fluidized bed X2 is 1.5 to 2 times the static bed thickness, the fluidized bed apparatus 100 can more accurately control the classification point of the coal X1 and classify. Efficiency can be improved.

さらに、流動床装置100は、排ガス180aの第2のフリーボード部210b内での平均流速を分級点に応じて設定することで、石炭X1を所望の分級点で分級することができる。ここで、分級点は、0.5mm程度に設定されることが好ましい。塊成炭製造装置400が強度の大きい塊成炭X5を安定して製造することができるからである。また、流動床装置100は、なるべく少ない熱風量で石炭X1を分級することができる。   Furthermore, the fluidized bed apparatus 100 can classify the coal X1 at a desired classification point by setting the average flow velocity of the exhaust gas 180a in the second free board portion 210b according to the classification point. Here, the classification point is preferably set to about 0.5 mm. This is because the agglomerated coal production apparatus 400 can stably produce the agglomerated coal X5 having a high strength. Further, the fluidized bed apparatus 100 can classify the coal X1 with as little hot air flow as possible.

<4.変形例>
図5に、流動床装置100の変形例を示す。この変形例では、流動床本体120、プレナム室130、及び目皿板140が隔壁111、135によって流動床本体121、122、プレナム室131、132、及び目皿板141、142に分割される。なお、隔壁111の下端部には空間112が形成されており、流動床本体121内の石炭X1は空間112を通って流動床本体122に移動する。プレナム室131には、流動化ガス131aが導入され、プレナム室132には流動化ガス132aが導入される。したがって、流動床本体121、122の各々で流動床X21、X22が形成される。また、流動床本体121、122の各々に、排ガス排出口181、182が設けられる。排ガス排出口181からは排ガス181aが排出され、排ガス排出口182からは排ガス182aが排出される。
<4. Modification>
In FIG. 5, the modification of the fluidized bed apparatus 100 is shown. In this modification, the fluidized bed main body 120, the plenum chamber 130, and the countersunk plate 140 are divided into the fluidized bed main bodies 121 and 122, the plenum chambers 131 and 132, and the countersunk plates 141 and 142 by the partition walls 111 and 135. A space 112 is formed at the lower end of the partition wall 111, and the coal X1 in the fluidized bed main body 121 moves to the fluidized bed main body 122 through the space 112. A fluidizing gas 131 a is introduced into the plenum chamber 131, and a fluidizing gas 132 a is introduced into the plenum chamber 132. Therefore, fluidized bed X21, X22 is formed in each of fluidized bed main bodies 121, 122. Further, exhaust gas exhaust ports 181 and 182 are provided in the fluidized bed main bodies 121 and 122, respectively. Exhaust gas 181a is discharged from the exhaust gas outlet 181 and exhaust gas 182a is discharged from the exhaust gas outlet 182.

この変形例に係る流動床装置100は、例えば石炭X1の乾燥分級に使用される。すなわち、前段の流動床本体121で石炭X1を乾燥し、後段の流動床本体122で石炭X1を分級する。したがって、この変形例では、少なくとも後段の流動床本体122が上述した構成を有する。なお、隔壁は2つ以上あってもよい。この場合、流動床本体120等が3つ以上に分割される。また、最後段の流動床本体が石炭X1の分級に使用される。   The fluidized bed apparatus 100 according to this modification is used, for example, for dry classification of coal X1. That is, the coal X1 is dried by the fluidized bed main body 121 at the front stage, and the coal X1 is classified by the fluidized bed main body 122 at the rear stage. Therefore, in this modification, at least the latter fluidized bed main body 122 has the above-described configuration. Two or more partition walls may be provided. In this case, the fluidized bed main body 120 and the like are divided into three or more. The last fluidized bed main body is used for classification of coal X1.

次に、本実施形態の実施例について説明する。本実施例は、まず、前述のようにFLUENTを用いて流動床2次元断面の流速分布を計算し、その流速場において単一石炭粒子の飛行軌跡を計算して上部出口から排出するかどうかを判定した。前記単一粒子の飛行軌跡の計算を、粒子径(粒度)と初期位置(流動床目皿板上の幅方向の位置)とを変えて行うことで、排出された石炭の粒子径から分級点を、流動床内に滞留する石炭中の微粉(0.3mm以下)比率(すなわち分級効率)をそれぞれ推定した。本実施例では、図1に示す流動床装置100において、以下のように各パラメータを固定し、その上で、朝顔角θ及び拡幅比W/Wを振ることで、これらの値の好適な範囲を検証した。 Next, examples of the present embodiment will be described. In this embodiment, first, the flow velocity distribution of the fluidized bed two-dimensional cross section is calculated using FLUENT as described above, and whether or not the flight trajectory of a single coal particle is calculated and discharged from the upper outlet in the flow velocity field. Judged. By calculating the flight trajectory of the single particle by changing the particle size (particle size) and the initial position (position in the width direction on the fluidized bed plate), the classification point is determined from the particle size of the discharged coal. The ratio of fine powder (0.3 mm or less) in coal staying in the fluidized bed (namely, classification efficiency) was estimated. In the present embodiment, in the fluidized bed apparatus 100 shown in FIG. 1, each parameter is fixed as follows, and then the morning glory angle θ and the widening ratio W / W 0 are shaken, so that these values are suitable. The range was verified.

固定されたパラメータは以下のとおりである。
石炭X1の平均粒度=1.0mm
第2のフリーボード部210b内での排ガス180aの平均流速=2.0(m/s)
流動床X2の高さH=500(mm)
静止層厚=300(mm)
第1のフリーボード部210aの高さH=590(mm)
第2のフリーボード部210bの高さH=4410(mm)
流動床部200の下端面から第2のフリーボード部210bの上端面までの高さH=5500(mm)
TDH=8.0(m)
The fixed parameters are as follows:
Average particle size of coal X1 = 1.0 mm
Average flow velocity of the exhaust gas 180a in the second free board portion 210b = 2.0 (m / s)
Height H 0 of fluidized bed X2 = 500 (mm)
Static layer thickness = 300 (mm)
Height H 1 = 590 (mm) of the first free board part 210a
Height H 2 of second free board part 210b = 4410 (mm)
Height H = 5500 (mm) from the lower end surface of the fluidized bed portion 200 to the upper end surface of the second free board portion 210b
TDH = 8.0 (m)

したがって、流動床X2の高さHは静止層厚の1.7倍となる。また、高さHはTDHの0.69倍となる。また、本実施例では、分級点の設計範囲(好ましい範囲)を0.45(mm)〜0.55(mm)とした。分級点が0.55(mm)より大きい場合、塊成炭X5の強度が不足する。一方、分級点が0.45(mm)未満となる場合、塊成炭X5が安定して製造することが容易でない(微粉塊成不良)。また、分級効率(石炭X3の総質量に対する微粉の質量%)の設計範囲を2(質量%)以下とした。分級効率が2質量%を超える場合、発塵及びキャリーオーバーが発生しやすくなる。 Therefore, the height H 0 of the fluidized bed X2 is 1.7 times the stationary layer thickness. The height H is 0.69 times TDH. Moreover, in the present Example, the design range (preferable range) of the classification point was set to 0.45 (mm) to 0.55 (mm). When the classification point is larger than 0.55 (mm), the strength of the agglomerated coal X5 is insufficient. On the other hand, when the classification point is less than 0.45 (mm), it is not easy to stably produce the agglomerated coal X5 (poor powder agglomeration failure). Moreover, the design range of classification efficiency (mass% of fine powder with respect to the total mass of coal X3) was set to 2 (mass%) or less. When the classification efficiency exceeds 2% by mass, dust generation and carry-over are likely to occur.

図6中のプロットP1、P2は、本実施例で実測された朝顔角θと分級点との対応関係を示す。プロットP1は設計範囲に含まれ、プロットP2は設計範囲から外れる。なお、曲線L10は、プロットP1、P2から導出される近似曲線である。近似曲線L10の導出には最小二乗法を用いた。   Plots P1 and P2 in FIG. 6 show the correspondence between the morning glory angle θ actually measured in the present example and the classification points. The plot P1 is included in the design range, and the plot P2 is out of the design range. The curve L10 is an approximate curve derived from the plots P1 and P2. The least square method was used to derive the approximate curve L10.

図7中のプロットP3、P4は、本実施例で実測された朝顔角θと分級効率との対応関係を示す。プロットP3は設計範囲に含まれ、プロットP4は設計範囲から外れる。なお、曲線L11は、プロットP3、P4から導出される近似曲線である。近似曲線L11の導出には最小二乗法を用いた。なお、朝顔角θと分級点(または分級効率)との対応関係の測定時には、第2のフリーボード部210b内での排ガス180aの平均流速(すなわち、フリーボード平均流速)=1.9(m/s)とした。   Plots P3 and P4 in FIG. 7 show the correspondence between the morning glory angle θ actually measured in this example and the classification efficiency. The plot P3 is included in the design range, and the plot P4 is out of the design range. The curve L11 is an approximate curve derived from the plots P3 and P4. The least square method was used to derive the approximate curve L11. When measuring the correspondence between the morning glory angle θ and the classification point (or classification efficiency), the average flow rate of the exhaust gas 180a in the second free board unit 210b (that is, the free board average flow rate) = 1.9 (m / S).

図8中のプロットP5、P6は、本実施例で実測された拡幅比W/Wと分級点との対応関係を示す。プロットP5は設計範囲に含まれ、プロットP6は設計範囲から外れる。なお、曲線L12は、プロットP5、P6から導出される近似曲線である。近似曲線L12の導出には最小二乗法を用いた。なお、拡幅比W/Wと分級点との対応関係の測定時には、第2のフリーボード部210b内での排ガス180aの平均流速=1.9m/s、朝顔角=65°とした。 Plot P5, P6 in FIG. 8 shows the correspondence between the classification point and widening ratio W / W 0 that is measured in this embodiment. The plot P5 is included in the design range, and the plot P6 is out of the design range. Curve L12 is an approximate curve derived from plots P5 and P6. The least square method was used to derive the approximate curve L12. When measuring the correspondence between the widening ratio W / W 0 and the classification point, the average flow velocity of the exhaust gas 180a in the second free board portion 210b was set to 1.9 m / s, and the morning glory angle was set to 65 °.

図6〜図8によれば、朝顔角θの適正範囲は65±5°であることが実証された。また、朝顔角θのより好ましい範囲は65±2°であることが実証された。後者の範囲の場合、分級点が0.5mmにより近くなるからである。さらに、拡幅比W/Wの適正範囲は1.7より大きく2.1より小さい範囲であることが立証された。また、拡幅比W/Wのより好ましい範囲は1.8より大きく2より小さい範囲であることが立証された。後者の範囲の場合、分級点が0.5mmにより近くなるからである。 6 to 8, it was demonstrated that the appropriate range of the morning glory angle θ is 65 ± 5 °. Moreover, it was demonstrated that the more preferable range of the morning glory angle θ is 65 ± 2 °. This is because in the latter range, the classification point is closer to 0.5 mm. Furthermore, it was proved that the appropriate range of the widening ratio W / W 0 is a range larger than 1.7 and smaller than 2.1. Further, it was proved that a more preferable range of the widening ratio W / W 0 is a range larger than 1.8 and smaller than 2. This is because in the latter range, the classification point is closer to 0.5 mm.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

100 流動床装置
120 流動床本体
130 プレナム室
130a 流動化ガス
140 目皿板
141 ノズル
160 原料投入口
165 ホッパ
170 処理済み原料排出口
180 排ガス排出口
180a 排ガス
200 流動床部
210 フリーボード部
210a 第1のフリーボード部
210b 第2のフリーボード部
300 上昇領域
310 循環領域
400 塊成炭製造装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Fluidized bed apparatus 120 Fluidized bed main body 130 Plenum chamber 130a Fluidized gas 140 Plate plate 141 Nozzle 160 Raw material inlet 165 Hopper 170 Processed raw material outlet 180 Exhaust gas outlet 180a Exhaust gas 200 Fluidized bed part 210 Free board part 210a 1st Free board part 210b Second free board part 300 Ascending region 310 Circulating region 400 Agglomerated coal production apparatus

Claims (4)

流動化ガスにより原料の流動床が形成される流動床部と、
前記流動床部の上側に形成され、側壁と水平面とがなす角度である朝顔角が65°±5°の範囲内の値となる第1のフリーボード部と、
前記第1のフリーボード部の上側に形成された第2のフリーボード部と、
前記第2のフリーボード部の上側に形成され、前記流動化ガスが排出される排出口と、を備えることを特徴とする、流動床装置。
A fluidized bed portion in which a fluidized bed of raw material is formed by fluidized gas;
A first free board portion formed above the fluidized bed portion and having a morning glory angle which is an angle formed between the side wall and a horizontal plane within a range of 65 ° ± 5 °;
A second free board part formed on the upper side of the first free board part;
A fluidized bed apparatus, comprising: a discharge port formed on an upper side of the second free board portion and from which the fluidized gas is discharged.
前記流動床部の幅Wと、前記第2のフリーボード部の幅Wとの比W/Wが1.7より大きく2.1より小さいことを特徴とする、請求項1記載の流動床装置。 Wherein a width W 0 of the fluidized bed section, the ratio W / W 0 of the width W of the second freeboard section being less than 2.1 greater than 1.7, the flow of claim 1, wherein Floor equipment. 前記流動床部の下端面から前記第2のフリーボード部の上端面までの高さは、以下の式(1)で示される搬送解放高さTDHの0.6倍以上であることを特徴とする、請求項1または2記載の流動床装置。
Figure 2014037907
The height from the lower end surface of the fluidized bed portion to the upper end surface of the second free board portion is not less than 0.6 times the transport release height TDH represented by the following formula (1). The fluidized bed apparatus according to claim 1 or 2.
Figure 2014037907
前記流動床の高さは、静止層厚の1.5〜2倍であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の流動床装置。

The fluidized bed apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the height of the fluidized bed is 1.5 to 2 times the stationary layer thickness.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079332A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 新日鐵住金株式会社 Fluidized bed apparatus, and method for drying/sorting coal by using the same
CN108061450A (en) * 2017-12-22 2018-05-22 宣城市鹤鸣茶叶机械制造有限公司 A kind of tea drier

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09201571A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd Fluidized bed classifier
US6148541A (en) * 1998-03-04 2000-11-21 Garbuio S.P.A. Fluid-bed drying unit, particularly for drying tobacco
JP2011214816A (en) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fluidized bed drier and fluid bed drying equipment

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09201571A (en) * 1996-01-26 1997-08-05 Kawasaki Heavy Ind Ltd Fluidized bed classifier
US6148541A (en) * 1998-03-04 2000-11-21 Garbuio S.P.A. Fluid-bed drying unit, particularly for drying tobacco
JP2011214816A (en) * 2010-04-02 2011-10-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Fluidized bed drier and fluid bed drying equipment

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016079332A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 新日鐵住金株式会社 Fluidized bed apparatus, and method for drying/sorting coal by using the same
CN108061450A (en) * 2017-12-22 2018-05-22 宣城市鹤鸣茶叶机械制造有限公司 A kind of tea drier

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