JP2014112020A - Fluid bed drier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流動化ガスにより被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed drying apparatus for drying a material to be dried by fluidizing gas.
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。 For example, a combined coal gasification power generation facility is a power generation facility that aims to further increase the efficiency and environmental performance compared to conventional coal-fired power generation by gasifying coal and combining it with combined cycle power generation. This coal gasification combined cycle power generation facility has a great merit that it can use coal with abundant resources, and it is known that the merit can be further increased by expanding the applicable coal types.
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、石炭ガス化炉に微粉炭として供給される。そして、空気が取り込まれ、微粉炭が燃焼ガス化されてガス化ガス(可燃性ガス)が生成される。このガス化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、高温・高圧の燃焼ガスが生成されて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る。そして、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンが駆動されて発電が行なわれる。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。 Conventional coal gasification combined power generation facilities generally have a coal supply device, a drying device, a coal gasification furnace, a gas purification device, a gas turbine facility, a steam turbine facility, an exhaust heat recovery boiler, a gas purification device, and the like. ing. Accordingly, the coal is dried and then pulverized and supplied to the coal gasifier as pulverized coal. And air is taken in and pulverized coal is combusted and gasified and gasified gas (combustible gas) is generated. The gasified gas is refined and then supplied to the gas turbine equipment, and high-temperature and high-pressure combustion gas is generated to drive the turbine. As for the exhaust gas after driving the turbine, thermal energy is recovered by the exhaust heat recovery boiler. Then, steam is generated and supplied to the steam turbine equipment, and the turbine is driven to generate power. On the other hand, the exhaust gas from which the thermal energy has been recovered is released into the atmosphere through a chimney after harmful substances are removed by the gas purification device.
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。また、燃料として、石炭の代わりにバイオマスなどが用いられることがある。この低品位炭やバイオマスは、水分量が多く含まれるため、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、このような湿潤燃料を使用する場合、上述した乾燥装置により燃料を乾燥して水分を除去する必要がある。 By the way, the coal used in such a coal gasification combined power generation facility is not only a high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal and anthracite, but also a comparison such as sub-bituminous coal and lignite. There is a low-grade coal (low-grade coal) with a low calorific value. Moreover, biomass etc. may be used instead of coal as a fuel. Since this low-grade coal and biomass contain a large amount of water, the power generation efficiency decreases due to this water. Therefore, when using such a wet fuel, it is necessary to dry the fuel by the above-described drying device to remove moisture.
このような燃料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装置及び流動層乾燥設備は、乾燥室に流動化ガスを供給することで乾燥室に供給された被乾燥物を流動させて乾燥させるものであり、被乾燥物を所定粒径まで破砕する破砕機と、流動層乾燥装置内を隔壁で分割して破砕された被乾燥物を供給して流動・乾燥化を開始させる第一流動室と、第一流動室で流動・乾燥された微細粒子がオーバーフローして流動・乾燥化を行う第二流動室と、第一流動室から払い出された粗大粒子を破砕機側へ搬送する搬送ラインを設けたものである。 As a drying apparatus for drying such fuel, there is one described in Patent Document 1 below. The fluidized bed drying apparatus and the fluidized bed drying facility described in Patent Document 1 are for supplying a fluidized gas to a drying chamber to flow and dry the material to be dried supplied to the drying chamber. A crusher that crushes the dried product to a predetermined particle size, a first fluidization chamber that feeds the material to be dried that has been crushed by dividing the inside of the fluidized bed drying device with a partition wall, and starts fluidization and drying; The second flow chamber where the fine particles flowed and dried in the chamber overflow and flow and dry, and the conveyance line that conveys coarse particles discharged from the first flow chamber to the crusher side are provided. is there.
低品位炭やバイオマスなどの燃料は、含水率が高く、また、この含水率のばらつきが大きいものであり、このような燃料を乾燥する場合、伝熱効率を高めることが重要となる。上述した従来の流動層乾燥装置では、被乾燥物を流動・乾燥化させる第一流動室と、第一流動室で流動・乾燥された微細粒子を更に流動・乾燥化させる第二流動室とを設けると共に、第一流動室から払い出された粗大粒子を破砕機へ搬送して再度破砕することで、良好な乾燥を可能としている。ところが、このような構成をとることで、装置が大型化してしまい、経済性が悪化してしまうおそれがある。 Fuels such as low-grade coal and biomass have a high moisture content and a large variation in the moisture content. When drying such fuel, it is important to increase the heat transfer efficiency. In the conventional fluidized bed drying apparatus described above, a first fluidizing chamber for fluidizing and drying the material to be dried and a second fluidizing chamber for further fluidizing and drying the fine particles fluidized and dried in the first fluidizing chamber. While providing, the coarse particle paid out from the 1st fluidization chamber is conveyed to a crusher, and is crushed again, and favorable drying is enabled. However, taking such a configuration may increase the size of the apparatus and reduce the economic efficiency.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、湿潤燃料への伝熱効率を高め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。 The present invention solves the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fluidized bed drying apparatus that can improve the drying efficiency by increasing the heat transfer efficiency to the wet fuel.
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、一端側の投入部から湿潤燃料を投入可能であると共に他端側の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ガスを供給することで湿潤燃料を流動して乾燥させる流動化ガス供給部と、湿潤燃料を下降させる下降式流動室と、前記下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室と、を有することを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the fluidized bed drying apparatus of the present invention is capable of supplying wet fuel from a charging portion on one end side and discharging a dried product obtained by heating and drying the wet fuel from a discharging portion on the other end side. A hollow container having a hollow shape, a fluidizing gas supply unit for flowing and drying the wet fuel by supplying a fluidizing gas to the drying container, a descending flow chamber for lowering the wet fuel, and the descending type And an ascending fluid chamber in which the wet fuel is raised by the fluidizing gas continuously in the fluid chamber.
従って、湿潤燃料を下降させる下降式流動室とこの下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室を設けることで、湿潤燃料は、下降式流動室と上昇式流動室とを繰り返し昇降しながら流動化ガスにより加熱されて乾燥される。これにより、乾燥容器の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することができ、乾燥容器における湿潤燃料の滞留時間を長くし、湿潤燃料への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができる。 Therefore, by providing a descending flow chamber for lowering the wet fuel and an ascending flow chamber for raising the wet fuel by the fluidizing gas in the descending flow chamber, the wet fuel is separated from the lower flow chamber and the ascending type. It is heated and dried by the fluidizing gas while repeatedly moving up and down the fluid chamber. As a result, a long flow path can be secured without increasing the volume of the drying container, the residence time of the wet fuel in the drying container can be lengthened, the heat transfer efficiency to the wet fuel can be improved, and the drying efficiency can be improved. it can.
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互に直列をなして複数配置され、前記下降式流動室の下部と前記上昇式流動室の下部とがされる下部連通部と、前記上昇式流動室の上部と前記下降式流動室の上部とが連通される上部連通部とが形成されていることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, a plurality of the descending flow chambers and the ascending fluid chambers are arranged alternately in series in the horizontal direction, and a lower part of the descending fluid chamber and a lower part of the ascending fluid chamber And a lower communication part, and an upper communication part in which the upper part of the ascending flow chamber and the upper part of the descending flow chamber communicate with each other.
従って、下降式流動室を下降した湿潤燃料は、下部連通部を通過して上昇式流動室に移動して上昇し、上昇式流動室を上昇した湿潤燃料は、上部連通部を通過して下降式流動室に移動して下降することとなり、湿潤燃料を下降式流動室と上昇式流動室との間で適正に移動させることができ、湿潤燃料を効率良く乾燥することができる。 Therefore, the wet fuel that has descended the descending flow chamber passes through the lower communicating portion and moves to the ascending fluid chamber and rises, and the wet fuel that has ascended the ascending fluid chamber descends through the upper communicating portion. Therefore, the wet fuel can be appropriately moved between the descending flow chamber and the ascending flow chamber, and the wet fuel can be efficiently dried.
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化ガス供給部は、少なくとも前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給することを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the fluidizing gas supply unit supplies the fluidizing gas to at least the lower part of the ascending fluid chamber.
従って、流動化ガス供給部から上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給することで、上昇式流動室の湿潤燃料を適正に上昇させながら加熱して乾燥することができる。 Therefore, by supplying the fluidizing gas from the fluidizing gas supply unit to the lower part of the ascending fluid chamber, the wet fuel in the ascending fluid chamber can be heated and dried while being appropriately raised.
本発明の流動層乾燥装置では、前記流動化ガス供給部は、前記下降式流動室と前記上昇式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室の空塔速度が前記下降式流動室の空塔速度より高く設定されることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the fluidizing gas supply unit can supply fluidizing gas to the lower part of the descending fluid chamber and the ascending fluid chamber, and the superficial velocity of the ascending fluid chamber is It is characterized by being set higher than the superficial velocity of the descending flow chamber.
従って、上昇式流動室の空塔速度を下降式流動室の空塔速度より高く設定することで、湿潤燃料は、上昇式流動室を適正に上昇することができると共に、下降式流動室を適正に下降することができる。 Therefore, by setting the superficial velocity of the ascending fluid chamber higher than the superficial velocity of the descending fluid chamber, the wet fuel can properly ascend the ascending fluid chamber and make the descending fluid chamber appropriate. Can descend.
本発明の流動層乾燥装置では、前記上昇式流動室の圧力が前記下降式流動室の圧力より低く設定されることを特徴としている。 The fluidized bed drying apparatus of the present invention is characterized in that the pressure in the ascending fluid chamber is set lower than the pressure in the descending fluid chamber.
従って、上昇式流動室の圧力が下降式流動室の圧力より低く設定されることで、上昇式流動室の湿潤燃料は、低圧空間を適正に上昇することができ、下降式流動室の湿潤燃料は、高圧空間を適正に下降して隣接する低圧空間の上昇式流動室に効率的に移動することができる。 Accordingly, by setting the pressure in the ascending flow chamber to be lower than the pressure in the descending flow chamber, the wet fuel in the ascending flow chamber can appropriately rise in the low pressure space, and the wet fuel in the descending flow chamber Can efficiently move down to the ascending flow chamber of the adjacent low pressure space by properly descending the high pressure space.
本発明の流動層乾燥装置では、前記上昇式流動室の上部に圧力調整装置が設けられることを特徴としている。 The fluidized bed drying apparatus of the present invention is characterized in that a pressure adjusting device is provided above the ascending flow chamber.
従って、流動化ガス供給部により乾燥容器に流動化ガスが供給されることで、下降式流動室が高圧空間に設定されるが、上昇式流動室は、圧力調整装置により圧力が調整されることから適正な低圧空間に設定することができる。 Accordingly, the fluidizing gas is supplied to the drying container by the fluidizing gas supply unit, so that the descending fluid chamber is set as a high-pressure space, but the pressure of the ascending fluid chamber is adjusted by the pressure regulator. Therefore, it can be set to an appropriate low pressure space.
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する分散板の開口率が前記下降式流動室に対応する分散板の開口率より高く設定されることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the drying container is provided with a dispersion plate having a plurality of openings at a predetermined distance from a bottom plate at a lower portion thereof, thereby dividing a wind box, and the fluidizing gas supply unit includes Fluidizing gas can be supplied to the lower part of the ascending flow chamber and the descending flow chamber via a wind box, and the aperture ratio of the dispersion plate corresponding to the ascending flow chamber corresponds to the descending flow chamber. It is characterized by being set higher than the aperture ratio of the dispersion plate.
従って、上昇式流動室に対応する分散板の開口率が下降式流動室に対応する分散板の開口率より高く設定されることで、上昇式流動室の空塔速度が下降式流動室の空塔速度より高くなり、上昇式流動室で湿潤燃料を適正に上昇させることができ、下降式流動室で湿潤燃料を適正に下降させることができる。 Therefore, by setting the aperture ratio of the dispersion plate corresponding to the ascending flow chamber higher than the aperture ratio of the dispersion plate corresponding to the descending flow chamber, the superficial velocity of the ascending flow chamber is increased. It becomes higher than the tower speed, so that the wet fuel can be properly raised in the ascending flow chamber, and the wet fuel can be properly lowered in the descending flow chamber.
本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、下部に底板から所定距離をあけて複数の開口を有する分散板が設けられることで前記上昇式流動室及び前記下降式流動室にそれぞれ対応した風箱が区画され、前記流動化ガス供給部は、前記風箱を介して前記上昇式流動室及び前記下降式流動室の下部に流動化ガスを供給可能であり、前記上昇式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量が前記下降式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量より多く設定されることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the drying container is provided with a dispersion plate having a plurality of openings at a predetermined distance from the bottom plate at the lower portion thereof, thereby corresponding to the ascending flow chamber and the descending flow chamber, respectively. An air box is defined, and the fluidizing gas supply unit can supply fluidizing gas to the lower part of the ascending fluid chamber and the descending fluid chamber via the air box, and corresponds to the ascending fluid chamber. The supply amount of the fluidizing gas to the wind box is set to be larger than the supply amount of the fluidizing gas to the wind box corresponding to the descending flow chamber.
従って、上昇式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量を下降式流動室に対応する風箱への流動化ガスの供給量より多く設定することで、上昇式流動室の空塔速度が下降式流動室の空塔速度より高くなり、上昇式流動室で湿潤燃料を適正に上昇させることができ、下降式流動室で湿潤燃料を適正に下降させることができる。 Therefore, by setting the supply amount of the fluidizing gas to the wind box corresponding to the ascending flow chamber more than the supply amount of the fluidizing gas to the wind box corresponding to the descending flow chamber, the empty flow chamber is empty. The tower speed becomes higher than the superficial speed of the descending flow chamber, so that the wet fuel can be appropriately raised in the ascending flow chamber, and the wet fuel can be properly lowered in the descending flow chamber.
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室の底面は、前記上昇式流動室に向けて下方に傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the bottom surface of the descending flow chamber is formed with an inclined surface that inclines downward toward the ascending fluid chamber.
従って、下降式流動室は傾斜面が形成されることで、この下降式流動室を下降する湿潤燃料は、この傾斜面に沿って適正に上昇式流動室に移動することができ、湿潤燃料の流動化を促進することができる。 Therefore, the descending flow chamber is formed with an inclined surface, so that the wet fuel descending the descending flow chamber can appropriately move to the ascending flow chamber along the inclined surface. Fluidization can be promoted.
本発明の流動層乾燥装置では、前記下降式流動室と前記上昇式流動室とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置され、最上流側の前記下降式流動室の上部に前記投入部が設けられ、最下流側の前記下降式流動室の下部に前記排出部が設けられることを特徴としている。 In the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the descending flow chamber and the ascending fluid chamber are alternately arranged in a honeycomb shape in the horizontal direction, and the upper part of the descending fluid chamber on the uppermost stream side is arranged above. An introduction part is provided, and the discharge part is provided in a lower part of the descending flow chamber on the most downstream side.
従って、乾燥容器の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することで、乾燥容器における湿潤燃料の滞留時間を長くすることができ、湿潤燃料への伝熱効率を高めて乾燥効率を向上することができる。 Therefore, by ensuring a long flow path without increasing the volume of the drying container, the residence time of the wet fuel in the drying container can be extended, and the efficiency of heat transfer to the wet fuel can be improved to improve the drying efficiency. Can do.
本発明の流動層乾燥装置によれば、湿潤燃料を下降させる下降式流動室とこの下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室を設けるので、湿潤燃料への伝熱効率を高めて、乾燥効率を向上することができ、湿潤燃料の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。 According to the fluidized bed drying apparatus of the present invention, the descending fluid chamber for lowering the wet fuel and the ascending fluid chamber for continuously raising the wet fuel by the fluidizing gas are provided in the descending fluid chamber. The heat transfer efficiency can be improved, the drying efficiency can be improved, the moisture content of the wet fuel can be reduced, and the variation in the moisture content can be suppressed.
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。 Exemplary embodiments of a fluidized bed drying apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included.
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図、図2は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のII−II断面図、図3は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のIII−III断面図、図4は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のIV−IV断面図、図5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。 1 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to Example 1 of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1 showing the fluidized bed drying apparatus of Example 1, and FIG. 1 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 1, FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1 representing the fluidized bed drying apparatus of Example 1, and FIG. It is a schematic block diagram of the coal gasification combined cycle facility to which the drying apparatus was applied.
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ガス化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ガス化ガスを燃料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。 The coal gasification combined power generation facility (IGCC: Integrated Coal Gasification Combined Cycle) of Example 1 adopts an air combustion method in which gas is generated in a gasification furnace using air as an oxidant and is purified by a gas purification device. The gasified gas is supplied to the gas turbine equipment as fuel to generate electricity. That is, the coal gasification combined power generation facility of Example 1 is an air combustion type (air blowing) power generation facility. In this case, low-grade coal is used as the wet fuel supplied to the gasifier.
実施例1において、図5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。
In Example 1, as shown in FIG. 5, the coal gasification combined
給炭装置11は、原炭バンカ21と、石炭供給機22と、ミル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、ミル23に投下することができる。このミル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。
The
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流動化ガス(例えば、加熱蒸気)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、流動層乾燥装置12から取り出された乾燥済の低品位炭(以下、乾燥炭と説明する。)は、冷却器31を介して乾燥炭バンカ32に搬送される。また、流動層乾燥装置12の上部から排出されるガスは、ガスサイクロン33と電気集塵機34によって、ガスと乾燥炭の粒子に分離されて粒子は乾燥炭バンカ32に貯留される。なお、電気集塵機34で乾燥炭が分離されたガスは、排気された後にプラントのエコノマイザに供給されて潜熱が回収される。
The fluidized
微粉炭機13は、石炭粉砕機であって、乾燥炭バンカ32に貯留された乾燥炭は、石炭供給機36により微粉炭機13に投入される。この微粉炭機13は石炭粉砕機であって、乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭に粉砕するものである。そして、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。
The pulverized
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されると共に、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。
The coal gasification furnace 14 is supplied with the pulverized coal processed by the pulverized
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、微粉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。
That is, the coal gasification furnace 14 is connected to the compressed
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(図示略)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。
The coal gasification furnace 14 is, for example, a spouted bed type gasification furnace, which combusts and gasifies coal, char, air (oxygen) supplied therein or water vapor as a gasifying agent, and produces carbon dioxide. A combustible gas (product gas, coal gas) containing carbon as a main component is generated, and a gasification reaction takes place using this combustible gas as a gasifying agent. The coal gasification furnace 14 is provided with a foreign
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。
The
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(H2S)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。
The gas purification device 16 performs gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds from the combustible gas from which the char has been separated by the
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。
The
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。
The
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。
The exhaust gas from which heat has been recovered by the exhaust
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。
Hereinafter, the fluidized
流動層乾燥装置12は、図1から図4に示すように、乾燥容器101と、原炭投入口(投入部)102と、乾燥炭排出口(排出部)103と、流動化ガス供給部104と、ガス排出口105とを有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the fluidized
乾燥容器101は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室106と、流動化ガス(例えば、流動化蒸気)により原炭を上昇させる上昇式流動室107とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室106(106a,106b,106c,106d,106e)と、上昇式流動室107(107a,107b,107c,107d)とが、水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、本実施例では、下降式流動室106は、5つの下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eからなるものであり、上昇式流動室107は、4つの上昇式流動室107a,107b,107c,107dからなるものである。
The drying
そして、乾燥容器101は、一端側の第1下降式流動室106aの側壁の上部に原炭を投入する原炭投入口102が形成され、他端側の第5下降式流動室106eの側壁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。また、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。
In the drying
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108が設けられることで、風箱109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109を介して分散板108の上方に流動化ガス(加熱蒸気)を供給する流動化ガス供給部104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に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口105が形成されている。
In addition, the drying
この乾燥容器101は、原炭が原炭投入口102から下降式流動室106aに供給される。また、乾燥容器101は、流動化ガスが流動化ガス供給部104から風箱109及び分散板108を通して全ての下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び上昇式流動室107a,107b,107c,107dに供給されることで、この分散板108の上方に流動層が形成される。
In the drying
そして、乾燥容器101は、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eと、上昇式流動室107a,107b,107c,107dが交互に配列されている。即ち、第1下降式流動室106aは、乾燥容器101の角部に配置され、原炭投入口102が設けられており、隣接して第1上昇式流動室107aと第2下降式流動室106bが直線状をなして配置されている。そして、第2下降式流動室106bから直角に屈曲した方向に第2上昇式流動室107bが配置され、この第2上昇式流動室107bに隣接して第3下降式流動室106cと第3上昇式流動室107cが直線状をなして配置されている。更に、第3上昇式流動室107cから直角に屈曲して第4下降式流動室106dが配置され、この第4下降式流動室106dに隣接して第4上昇式流動室107dと第5下降式流動室106eが直線状をなして配置されており、第5下降式流動室106eは、乾燥炭排出口103が設けられている。
In the drying
また、交互に配列された下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び上昇式流動室107a,107b,107c,107dは、上部または下部で連通している。即ち、図2から図4に示されるように、第1下降式流動室106aと第1上昇式流動室107aとは、第1下部連通部110aにより連通し、第1上昇式流動室107aと第2下降式流動室106bとは、第1上部連通部111aにより連通している。第2下降式流動室106bと第2上昇式流動室107bとは、第2下部連通部110bにより連通している。第2上昇式流動室107bと第3下降式流動室106cとは、第2上部連通部111bにより連通している。第3下降式流動室106cと第3上昇式流動室107cとは、第3下部連通部110cにより連通している。第3上昇式流動室107cと第4下降式流動室106dとは、第3上部連通部111cにより連通している。第4下降式流動室106dと第4上昇式流動室107dとは、第4下部連通部110dにより連通し、第4上昇式流動室107dと第5下降式流動室106eとは、第4上部連通部111dにより連通している。
The descending
この場合、各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び各上昇式流動室107a,107b,107c,107d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適正な比率に設定してもよい。
In this case, the descending
また、各下部連通部110a,110b,110c,110d及び各上部連通部111a,111b,111c,111dは、ほぼ同じ開口面積に設定されて、段差なく設けられている。この場合、隣接する各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び各上昇式流動室107a,107b,107c,107dの間に、堰となる段差や上向きの傾斜面などを設けることで、原炭の滞留時間が長くなるようにしてもよい。
Further, the
従って、第1下降式流動室106aに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第1下降式流動室106aの原炭は、第1下部連通部110aを通って第1上昇式流動室107aに移動し、この第1上昇式流動室107aを流動化ガスにより流動しながら上昇する。そして、各下降式流動室106b,106c,106d,106e及び各上昇式流動室107b,107c,107dを交互に昇降しながら乾燥される。
Accordingly, the raw coal supplied to the first
また、乾燥容器101は、各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び各上昇式流動室107a,107b,107c,107dに対して流動化ガスを供給するガス供給ライン112が設けられている。即ち、このガス供給ライン112の先端部が風箱109の下部に設けられた流動化ガス供給部104に連結されている。従って、ガス供給ライン112から流動化ガス供給部104を通して風箱109に供給された流動化ガスは、分散板108を通して各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e及び各上昇式流動室107a,107b,107c,107dにほぼ均等に供給される。
Further, the drying
このとき、乾燥容器101は、各上昇式流動室107a,107b,107c,107dにおける空塔速度が、各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの圧力が各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの圧力より低く設定されている。
At this time, in the drying
第1下降式流動室106a及び各上部連通部111a,111b,111c,111dは、上面(天井板101b)に圧力調整装置が設けられている。この圧力調整装置は、開度調整式のダンパ113a,113b,113c,113d,113eが各ガス排出部114a,114b,114c,114d,114eに設けられているものである。従って、各開度調整式のダンパ113a,113b,113c,113d,113eによって開度を調整することで、各流動室106a,106b,106c,106d,106e,107a,107b,107c,107dの圧力設定を調整することができる。
The first
従って、高圧の各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部110a,110b,110c,110dから低圧の上昇式流動室107a,107b,107c,107dに適正に移動することができる。また、低圧の上昇式流動室107a,107b,107c,107dでは、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部111a,111b,111c,111dから高圧の下降式流動室106b,106c,106d,106eに適正に移動することができる。
Accordingly, in the high-pressure
また、乾燥容器101は、上部に排気室115が形成されている。この排気室115は、各ガス排出部114a,114b,114c,114d,114eから排出ガスを集合させ、まとめてガス排出口105から排出して処理することができる。
In addition, the drying
なお、この実施例1では、ガス排出部114a,114b,114c,114d,114eの開口面積をほぼ同様に構成したが、ダンパ113a,113b,113c,113d,113eの開度を調整することで、各下降式流動室106a,106b,106c,106d,106e、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの圧力を調整することができる。ここでは、ダンパ113aの開度を他のダンパ113b,113c,113d,113eの開度に比べて小さく設定している。
In the first embodiment, the opening areas of the
また、この実施例1では、第1下降式流動室106aと各上部連通部111a,111b,111c,111dの上部にガス排出部114a,114b,114c,114d,114eとダンパ113a,113b,113c,113d,113eを設けたが、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの上部に設けてもよい。
Further, in the first embodiment,
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。
Here, the whole operation | movement of the fluidized
流動層乾燥装置12において、乾燥容器101に対して、原炭投入口102から原炭が供給されると共に、流動化ガスが、流動化ガス供給部104から風箱109を介して分散板108を通って供給されて、この分散板108の上方に流動層が形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層を乾燥炭排出口103側に移動し、このとき、この流動化ガスから熱を受けることで加熱されて乾燥される。
In the fluidized
即ち、原炭投入口102から第1下降式流動室106aに原炭が供給されると、原炭が流動化ガスにより第1下降式流動室106aを流動化しながら加熱され、下降する。下降した原炭は、流動化ガスにより第1下降式流動室106aから下部連通部110aを通って第1上昇式流動室107aの下部に移動する。この場合、第1上昇式流動室107aの上部に設けられたダンパ113aが所定角度だけ開口状態にあることから、第1下降式流動室106aの圧力に比べて第1上昇式流動室107aの圧力が低くなっている。そのため、風箱109から分散板108を通して第1上昇式流動室107aに流れる流動化ガスの流速が速くなり、この第1上昇式流動室107aの空塔速度が第1下降式流動室106aの空塔速度より高くなっている。その結果、第1下降式流動室106aの下部にある原炭は、下部連通部110aを通して第1上昇式流動室107a側に吸引され、この第1上昇式流動室107aを上昇することができる。
That is, when raw coal is supplied from the
原炭が流動化ガスにより第1上昇式流動室107aを流動化しながら加熱され、上昇する。上昇した原炭は、流動化ガスにより第1上昇式流動室107aから上部連通部111aを通って第2下降式流動室106bに移動する。この場合、下流側で、原炭が第2下降式流動室106bから下部連通部110bを通って第2上昇式流動室107bに移動する流れが発生していることから、第1上昇式流動室107aを上昇した原炭は、上部連通部111aを通して第2下降式流動室106bに吸引されて適正に移動することができる。そして、第2下降式流動室106bに移動した原炭は、前述と同様に、この第2下降式流動室106bを下降した後、流動化ガスにより第2下降式流動室106bから下部連通部110bを通って第2上昇式流動室107bの下部に移動し、この第2上昇式流動室107bを上昇する。原炭は、流動化ガスから熱を受け、流動しながら乾燥されて乾燥炭排出口103から排出される。
The raw coal is heated and fluidized by the fluidizing gas while fluidizing the first ascending
また、流動層で原炭が加熱乾燥されることで発生したガスは、流動化ガスと共に上昇し、各ガス排出部114a,114b,114c,114d,114eから排出室115に集合させてガス排出口105から外部に排出される。
In addition, the gas generated by heating and drying the raw coal in the fluidized bed rises together with the fluidized gas, and gathers in the
このように実施例1の流動層乾燥装置にあっては、原炭を昇降させながら流動化ガスにより乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器101の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器101における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
Thus, in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, the volume of the drying
図6−1は、従来の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフ、図6−2は、従来の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。また、図7−1は、実施例1の流動層乾燥装置における原炭の滞留時間に対する重量濃度を表すグラフ、図7−2は、実施例1の流動層乾燥装置における原炭の含水量に対する重量濃度を表すグラフである。 Fig. 6-1 is a graph showing the weight concentration with respect to the residence time of raw coal in the conventional fluidized bed drying device, and Fig. 6-2 is a graph showing the weight concentration with respect to the moisture content of the raw coal in the conventional fluidized bed drying device. is there. Moreover, FIG. 7-1 is a graph showing the weight concentration with respect to the residence time of raw coal in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, and FIG. 7-2 is the water content of raw coal in the fluidized bed drying apparatus of Example 1. It is a graph showing a weight concentration.
従来の流動層乾燥装置では、図6−1に示すように、原炭は滞留時間T1のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅A1となっている。一方、実施例1の流動層乾燥装置では、図7−1に示すように、原炭は滞留時間T2のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅A2となっており、従来に比べてそのばらつき幅が狭く(A1>A2)なっている。また、従来の流動層乾燥装置では、図6−2に示すように、原炭は含水量W1のときが最も多く、含水量のばらつき幅B1となっている。一方、実施例1の流動層乾燥装置では、図7−2に示すように、原炭は含水量W2のときが最も多く、滞留時間のばらつき幅B2となっており、従来に比べてそのばらつき幅が狭く(B1>B2)なっている。即ち、実施例1の流動層乾燥装置にあっては、従来と同様な容積で長い流動経路を確保することができるため、乾燥容器101における原炭の滞留時間を長くして水分をより低減することが可能となり、原炭における滞留時間のばらつきを抑制して含水量のばらつきを低減することができる。
In the conventional fluidized bed drying apparatus, as shown in FIG. 6A, the raw coal has the largest residence time T1, and has a variation width A1 of the residence time. On the other hand, in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, as shown in FIG. 7A, the raw coal has the largest residence time T2 and has a variation time A2 of the residence time. The width is narrow (A1> A2). Moreover, in the conventional fluidized bed drying apparatus, as shown in FIG. 6-2, the raw coal has the largest water content W1 and the water content variation width B1. On the other hand, in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, as shown in FIG. 7-2, the raw coal has the largest water content W2 and has a residence time variation width B2, which is a variation compared to the conventional case. The width is narrow (B1> B2). That is, in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, since a long fluid path can be secured with the same volume as the conventional one, the residence time of the raw coal in the drying
実施例1の流動層乾燥装置では、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eと上昇式流動室107a,107b,107c,107dとを水平方向に交互に直列をなして複数配置し、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの下部と上昇式流動室107a,107b,107c,107dの下部とを下部連通部110により連通し、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの上部と下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの上部が上部連通部111により連通している。従って、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eを下降した原炭は、下部連通部110を通して上昇式流動室107a,107b,107c,107dに移動した後にここを上昇し、上昇式流動室107a,107b,107c,107dを上昇した原炭は、上部連通部111を通して下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eに移動した後にここを下降することとなり、原炭を下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eと上昇式流動室107a,107b,107c,107dとの間で適正に移動させることができ、原炭を効率良く乾燥することができる。
In the fluidized bed drying apparatus of Example 1, a plurality of descending
実施例1の流動層乾燥装置では、流動化ガス供給部104は、少なくとも上昇式流動室107a,107b,107c,107dの下部に流動化ガスを供給している。従って、流動化ガス供給部104により上昇式流動室107a,107b,107c,107dの下部に流動化ガスを供給することで、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの原炭を適正に上昇させながら加熱して乾燥することができる。
In the fluidized bed drying apparatus of the first embodiment, the fluidizing
実施例1の流動層乾燥装置では、流動化ガス供給部104は、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eと上昇式流動室107a,107b,107c,107dの下部に流動化ガスを供給可能であり、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの空塔速度を下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの空塔速度より高く設定している。従って、原炭は、上昇式流動室107a,107b,107c,107dを適正に上昇することができると共に、上部連通部111から下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eを適正に移動して下降することができる。
In the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment, the fluidizing
実施例1の流動層乾燥装置では、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの圧力を下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの圧力より低く設定している。従って、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの原炭は、低圧空間を適正に上昇することができ、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eの原炭は、高圧空間を適正に下降して隣接する低圧空間の上昇式流動室107a,107b,107c,107dに効率的に移動することができる。
In the fluidized bed drying apparatus of the first embodiment, the pressures in the ascending
実施例1の流動層乾燥装置では、上昇式流動室107a,107b,107c,107dの上部に圧力調整装置としてのダンパ113a,113b,113c,113dを設けている。従って、流動化ガス供給部104により乾燥容器101に流動化ガスが供給されることで、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eが高圧空間に設定されるが、上昇式流動室107a,107b,107c,107dは、ダンパ113a,113b,113c,113dにより圧力が調整されることから適正な低圧空間に設定することができる。
In the fluidized bed drying apparatus of the first embodiment,
実施例1の流動層乾燥装置では、下降式流動室106a,106b,106c,106d,106eと上昇式流動室107a,107b,107c,107dとを水平方向に交互でハニカム形状をなして配置し、第1下降式流動室106aの上部に原炭投入口102を設け、第5下降式流動室106eの下部に乾燥炭排出口103を設けている。従って、乾燥容器101の容積を大きくすることなく長い流動経路を確保することで、乾燥容器101における原炭の滞留時間を長くすることができ、原炭への伝熱効率を高めて乾燥効率を向上することができる。
In the fluidized bed drying apparatus of Example 1, the descending
図8は、本発明の実施例2に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
実施例2にて、図8に示すように、流動層乾燥装置200は、乾燥容器201と、原炭投入口(投入部)202と、乾燥炭排出口(排出部)203と、流動化ガス供給部204と、ガス排出口205とを有している。
In Example 2, as shown in FIG. 8, the fluidized
乾燥容器201は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室206と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室207とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室206(206a,206b・・・206e)と、上昇式流動室207(207a・・・)とが水平方向に交互でハニカム形状をなして配置されている。なお、下降式流動室206は、複数の下降式流動室206a,206b・・・206eからなるものであり、上昇式流動室207は、複数の上昇式流動室207a・・・からなるものである。
The drying
そして、乾燥容器201は、第1下降式流動室206aに原炭投入口202が形成される一方、第5下降式流動室206eに乾燥炭排出口203が形成されている。また、乾燥容器201は、下部に複数の開口を有する分散板208(208a,208b)が設けられることで、風箱209が区画されている。そして、乾燥容器201は、この風箱209に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部204が設けられている。更に、乾燥容器201は、乾燥炭排出口203側に流動化ガス及び発生ガスガスを排出するガス排出口205が形成されている。
In the drying
この乾燥容器201は、原炭投入口202から原炭が下降式流動室206aに供給されると共に、流動化ガス供給部204から風箱209及び分散板208を通して流動化ガスが全ての下降式流動室206a,206b・・・206e及び上昇式流動室207a・・・に供給されることで、この分散板208の上方に流動層が形成される。
In the drying
そして、交互に配列された下降式流動室206a,206b・・・206e及び上昇式流動室207a・・・は、上部または下部が下部連通部210a・・・及び上部連通部211a・・・により連通している。
The descending
従って、第1下降式流動室206aに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第1下降式流動室206aの原炭は、第1下部連通部210aを通って第1上昇式流動室207aに移動し、この第1上昇式流動室207aを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
Therefore, the raw coal supplied to the first
また、乾燥容器201は、各下降式流動室206a,206b・・・206e及び各上昇式流動室207a・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン212が設けられている。即ち、このガス供給ライン212の先端部が風箱209の下部に設けられた流動化ガス供給部204に連結されている。従って、ガス供給ライン212から流動化ガス供給部204を通して風箱209に供給された流動化ガスは、分散板208を通して各下降式流動室206a,206b・・・206e及び各上昇式流動室207a・・・に供給される。
In addition, the drying
このとき、乾燥容器201は、各上昇式流動室207a・・・における空塔速度が、各下降式流動室206a,206b・・・206eにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、各上昇式流動室207a・・・に対応する分散板208bの開口率が各下降式流動室206a,206b・・・206eに対応する分散板208aの開口率より高く設定されている。
At this time, in the drying
即ち、各上昇式流動室207a・・・では、分散板208bの開口率が高いことから、風箱209から分散板208bを通して多くの流動化ガスが供給される。一方、各下降式流動室206a,206b・・・206eでは、分散板208aの開口率が低いことから、風箱209から分散板208aを通して供給される流動化ガスが少ない。そのため、乾燥容器201は、各上昇式流動室207a・・・の空塔速度が高く、各下降式流動室206a,206b・・・206eの空塔速度が低くなる。
That is, in each ascending
従って、流動化ガスの供給量の少ない各下降式流動室206a,206b・・・206eでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部210a・・・から流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室207a・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室207a・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部211a・・・から流動化ガスの供給量の少ない下降式流動室206b・・・206eに適正に移動することができる。
Accordingly, in each of the descending
このように実施例2の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降式流動室206a,206b・・・206eと上昇式流動室207a・・・とで繰り返し昇降させながら流動化ガスにより乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器201の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器201における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
As described above, in the fluidized bed drying apparatus of Example 2, the raw coal is dried by the fluidized gas while being repeatedly raised and lowered in the descending
実施例2の流動層乾燥装置では、乾燥容器201の下部に複数の開口を有する分散板208a,208bを設けることで風箱209を区画し、流動化ガス供給部204が風箱209を介して下降式流動室206a,206b・・・206e及び上昇式流動室207a・・・の下部に流動化ガスを供給可能とし、上昇式流動室207a・・・に対応する分散板208bの開口率を下降式流動室206a,206b・・・206eに対応する分散板208aの開口率よりも高く設定している。従って、上昇式流動室207a・・・の空塔速度が下降式流動室206a,206b・・・206eの空塔速度より高くなり、上昇式流動室207a・・・で原炭を適正に上昇させることができ、下降式流動室206a,206b・・・206eで原炭を適正に下降させることができる。
In the fluidized bed drying apparatus of Example 2, the
図9は、本発明の実施例3に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。 FIG. 9 is a schematic diagram showing a fluidized bed drying apparatus according to Example 3 of the present invention.
実施例3にて、図9に示すように、流動層乾燥装置300は、乾燥容器301と、原炭投入口(投入部)302と、乾燥炭排出口(排出部)303と、流動化ガス供給部304と、ガス排出口305とを有している。
In Example 3, as shown in FIG. 9, the fluidized
乾燥容器301は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室306と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室307とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室306(306a,306b・・・306e)と、上昇式流動室307(307a・・・)とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、下降式流動室306は、複数の下降式流動室306a,306b・・・306eからなるものであり、上昇式流動室307は、複数の上昇式流動室307a・・・からなるものである。
The drying
そして、乾燥容器301は、第1下降式流動室306aに原炭投入口302が形成される一方、第5下降式流動室306eに乾燥炭排出口303が形成されている。また、乾燥容器301は、下部に複数の開口を有する分散板308が設けられることで、風箱309(309a,309b)が区画されている。そして、乾燥容器301は、この風箱309に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部304(304a,304b)が設けられている。更に、乾燥容器301は、乾燥炭排出口303側に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口305が形成されている。
The drying
この乾燥容器301は、原炭投入口302から原炭が下降式流動室306aに供給されると共に、流動化ガス供給部304から風箱309及び分散板308を通して流動化ガスが全ての下降式流動室306a,306b・・・306e及び上昇式流動室307a・・・に供給されることで、この分散板308の上方に流動層が形成される。
In the drying
そして、交互に配列された下降式流動室306a,306b・・・306e及び上昇式流動室307a・・・は、上部または下部が下部連通部310a・・・及び上部連通部311a・・・により連通している。
The descending
従って、第1下降式流動室306aに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第1下降式流動室306aの原炭は、第1下部連通部310aを通って第1上昇式流動室307aに移動し、この第1上昇式流動室307aを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
Therefore, the raw coal supplied to the first
また、乾燥容器301は、各下降式流動室306a,306b・・・306e及び各上昇式流動室307a・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン312が設けられている。即ち、乾燥容器301の下部に設けられた風箱309は、仕切板313により各下降式流動室306a,306b・・・306eに対応する風箱309aと、各上昇式流動室307a・・・に対応する風箱309bに区画されており、各風箱309a,309bに対応して流動化ガス供給部304a,304bが設けられている。一方、ガス供給ライン312は、先端部が複数の分岐ライン314a,314bに分岐され、分岐ライン314aが各下降式流動室306a,306b・・・306eに対応した流動化ガス供給部304aに連結され、分岐ライン314bが流動化ガス供給部304bに連結されている。そして、各分岐ライン314a,314bに流量調整弁315a,315bが設けられている。
In addition, the drying
従って、ガス供給ライン312から各分岐ライン314a,314bを介して各流動化ガス供給部304a,304bに供給された流動化ガスは、各風箱309a,309b及び分散板308を通して各下降式流動室306a,306b・・・306e及び各上昇式流動室307a・・・に供給される。
Accordingly, the fluidizing gas supplied from the
このとき、乾燥容器301は、各上昇式流動室307a・・・における空塔速度が、各下降式流動室306a,306b・・・306eにおける空塔速度より高く設定されている。具体的に、各上昇式流動室307a・・・に対応する風箱309bへの流動化ガスの供給量が各下降式流動室306a,306b・・・306eに対応する風箱309aへの流動化ガスの供給量より多く設定されている。
At this time, in the drying
即ち、分岐ライン314aの流量調整弁315aの開度に対して、分岐ライン314bの流量調整弁315bの開度を大きくすることで、流動化ガス供給部304aから各風箱309aを通して各下降式流動室306a,306b・・・306eに供給される流動化ガスの供給量(供給速度)に対して、流動化ガス供給部304bから各風箱309bを通して各上昇式流動室307a・・・に供給される流動化ガスの供給量を多く(供給速度を高く)している。そのため、乾燥容器301は、各上昇式流動室307a・・・の空塔速度が高く、各下降式流動室306a,306b・・・306eの空塔速度が低くなる。
That is, by increasing the opening degree of the flow
従って、流動化ガスの供給量の少ない各下降式流動室306a,306b・・・306eでは、原炭が適正に下降し、各下部連通部310a・・・から流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室307a・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスの供給量の多い上昇式流動室307a・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部311a・・・から流動化ガスの供給量の少ない下降式流動室306b・・・306eに適正に移動することができる。
Accordingly, in each of the descending
このように実施例3の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降式流動室306a,306b・・・306eと上昇式流動室307a・・・とを繰り返し昇降させながら乾燥することで、水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器301の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器301における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができ、原炭の水分量の低減、及び、水分量のばらつきを抑制することができる。
Thus, in the fluidized bed drying apparatus of Example 3, the raw coal is dried while repeatedly moving up and down the descending
実施例3の流動層乾燥装置では、乾燥容器301の下部に複数の開口を有する分散板308を設けることで、下降式流動室306と上昇式流動室307a・・・にそれぞれ対応した風箱309a,309b及び流動化ガス供給部304a,304bを設け、ガス供給ライン312の各分岐ライン314a,314bに流量調整弁315a,315bを設けて各流動化ガス供給部304a,314bに連結し、流量調整弁315a,315bにより上昇式流動室307a・・・への流動化ガスの供給量を下降式流動室306a,306b・・・306eへの流動化ガスの供給量より多く設定している。従って、上昇式流動室307a・・・の空塔速度が下降式流動室306a,306b・・・306eの空塔速度より高くなり、上昇式流動室307a・・・で原炭を適正に上昇させることができ、下降式流動室306a,306b・・・306eで原炭を適正に下降させることができる。
In the fluidized bed drying apparatus according to the third embodiment, by providing the
図10は、本発明の実施例4に係る流動層乾燥装置を表す概略図である。 FIG. 10 is a schematic diagram showing a fluidized bed drying apparatus according to Example 4 of the present invention.
実施例4にて、図10に示すように、流動層乾燥装置400は、乾燥容器401と、原炭投入口(投入部)402と、乾燥炭排出口(排出部)403と、流動化ガス供給部404と、ガス排出口405とを有している。
In Example 4, as shown in FIG. 10, the fluidized
乾燥容器401は、中空箱型形状をなしており、内部に原炭を下降させる下降式流動室406と、流動化ガスにより原炭を上昇させる上昇式流動室407とが水平方向に交互に直列をなして複数配置されている。具体的に、下降式流動室406(406a,406b・・・406e)と、上昇式流動室407(407a・・・)とが水平方向に交互でハニカム形状に配列をなして配置されている。なお、下降式流動室406は、複数の下降式流動室406a,406b・・・406eからなるものであり、上昇式流動室407は、複数の上昇式流動室407a・・・からなるものである。
The drying
そして、乾燥容器401は、第1下降式流動室406aに原炭投入口402が形成される一方、第5下降式流動室406eに乾燥炭排出口403が形成されている。また、乾燥容器401は、下部に複数の開口を有する分散板408が設けられることで、風箱409が区画されている。そして、乾燥容器401は、この風箱409に流動化ガスを供給する流動化ガス供給部404が設けられている。更に、乾燥容器401は、乾燥炭排出口403側に流動化ガス及び発生ガスを排出するガス排出口405が形成されている。
In the drying
この乾燥容器401は、原炭投入口402から原炭が下降式流動室406aに供給されると共に、流動化ガス供給部404から風箱409及び分散板408を通して流動化ガスが上昇式流動室407a・・・に供給されることで、この分散板408の上方に流動層が形成される。
In the drying
そして、交互に配列された下降式流動室406a,406b・・・406e及び上昇式流動室407a・・・は、上部または下部が下部連通部410a・・・及び上部連通部411a・・・により連通している。
The descending
従って、第1下降式流動室406aに供給された原炭は、ここで流動化ガスにより流動しながら下降することで、加熱されて乾燥する。そして、第1下降式流動室406aの原炭は、第1下部連通部410aを通って第1上昇式流動室407aに移動し、この第1上昇式流動室407aを流動化ガスにより流動しながら上昇する。その後、原炭は、各下降式流動室及び各上昇式流動室を交互に昇降しながら乾燥される。
Therefore, the raw coal supplied to the first
また、乾燥容器401は、各下降式流動室406a,406b・・・406e及び各上昇式流動室407a・・・に対して流動化ガスを供給するガス供給ライン412が設けられている。即ち、このガス供給ライン412の先端部が風箱409の下部に設けられた流動化ガス供給部404に連結されている。従って、ガス供給ライン412から流動化ガス供給部404を通して風箱409に供給された流動化ガスは、分散板408を通して各上昇式流動室407a・・・に供給される。
Further, the drying
ところで、乾燥容器401は、各下降式流動室406a,406b・・・406eの下部に上昇式流動室407a・・・の下部に向けて下方に傾斜する傾斜面413a・・・413eが設けられている。
By the way, the drying
従って、流動化ガスがほとんど供給されない各下降式流動室406a,406b・・・406eでは、原炭が重力により適正に下降し、傾斜面413a・・・413eにより各下部連通部410a・・・から流動化ガスが供給されている上昇式流動室407a・・・に適正に移動することができる。また、流動化ガスが供給されている上昇式流動室407a・・・では、流動化ガスにより原炭が適正に上昇し、各上部連通部411a・・・から下降式流動室406b・・・406eに適正に移動することができる。
Accordingly, in each of the descending
このように実施例4の流動層乾燥装置にあっては、原炭を下降させる下降式流動室406(406a,406b・・・406e)と、原炭を上昇させる上昇式流動室407(407a・・・)と、上昇式流動室407(407a・・・)の下部に流動化ガスを供給することで原炭を流動して乾燥させる流動化ガス供給部404と、下降式流動室406(406a,406b・・・406e)の下部に上昇式流動室407(407a・・・)の下部に向けて下方に傾斜する傾斜面413a・・・413eを設けている。
As described above, in the fluidized bed drying apparatus of Example 4, the lowering type flow chamber 406 (406a, 406b,... 406e) for lowering the raw coal and the upward type flow chamber 407 (407a. ..), A fluidizing
従って、原炭は、下降式流動室406a,406b・・・406eと上昇式流動室407a・・・とを繰り返し昇降しながら流動化ガスにより加熱されて乾燥することとなる。即ち、原炭が昇降しながら加熱されるため、原炭が水平方向に流動しながら加熱される構成に対して、乾燥容器401の容積を大きくすることなく、長い流動経路を確保することができ、乾燥容器401における原炭の滞留時間を長くして原炭への伝熱効率を高め、乾燥効率を向上することができる。また、下降式流動室406a,406b・・・406eを下降する原炭は、この傾斜面413a・・・413eに沿って適正に上昇式流動室407a・・・に移動することができ、原炭の流動化を促進することができる。
Accordingly, the raw coal is dried by being heated by the fluidizing gas while repeatedly moving up and down the descending
なお、上述した実施例では、乾燥容器内を9個の流動室に区画したが、その数は、2個以上であれば、いくつであってもよい。また、乾燥容器内の各流動室をハニカム形状に配列したが、一直線上としてもよい。更に、下降式流動室の上部に投入部を設け、下降式流動室の下部に排出部を設けたが、上昇式流動室を最上流部に配置して投入部を設けたり、上昇式流動室を最下流部に配置して排出部を設けたりしてもよく、排出部を上部に設けたりしてもよい。そして、乾燥容器の形状、原炭投入口、乾燥炭排出口、流動化ガス供給部、ガス排出口の各構成や配置は、各実施例に限定されるものではなく、流動層乾燥装置の設置場所や用途などに応じて適宜変更が可能である。 In the embodiment described above, the inside of the drying container is divided into nine flow chambers, but the number thereof may be any number as long as it is two or more. Further, although the flow chambers in the drying container are arranged in a honeycomb shape, they may be in a straight line. In addition, an inlet is provided at the upper part of the descending flow chamber and a discharge part is provided at the lower part of the descending fluid chamber. May be disposed at the most downstream portion to provide a discharge portion, or the discharge portion may be provided at the top. And the configuration and arrangement of the shape of the drying container, raw coal inlet, dry coal outlet, fluidized gas supply unit, gas outlet are not limited to each embodiment, and installation of a fluidized bed dryer Changes can be made as appropriate according to the location and use.
また、上述した実施例では、湿潤燃料を乾燥容器内に供給する流動化ガスにより加熱して乾燥するように構成したが、流動層内に流動化ガスなどが流れる伝熱管を配置し、乾燥を促進するようにしてもよい。この場合、伝熱管により下降式流動室と上昇式流動室との仕切壁を形成してもよい。 In the above-described embodiment, the wet fuel is heated and dried by the fluidized gas supplied into the drying container. However, a heat transfer tube through which the fluidized gas flows is disposed in the fluidized bed, and drying is performed. It may be promoted. In this case, a partition wall between the descending fluid chamber and the ascending fluid chamber may be formed by the heat transfer tube.
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。 In the above-described embodiments, low-grade coal is used as the wet fuel, but even high-grade coal can be applied, and is not limited to coal, and can be used as a renewable organic organic resource. For example, it is also possible to use thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets or chips) using these as raw materials.
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
101,201,301,401 乾燥容器
102,202,302,402 原炭投入口
103,203,303,403 乾燥炭排出口
104,204,304,404 流動化ガス供給部
105,205,305,405 ガス排出口
106,106a,106b,106c,106d,106e,206,206a,206b,206e,306a,306b,306e,406a,406b,406e 下降式流動室
107,107a,107b,107c,107d,207a,307a,407a 上昇式流動室
108,208a,208b,308,408 分散板
109,209,309a,309b,409 風箱
110a,110b,110c,110d,210a,310a,410a 下部連通部
111a,111b,111c,111d,211a,311a,411a 上部連通部
112,212,312,412 ガス供給ライン
113a,113b,113c,113d,113e ダンパ(圧力調整装置)
315a,315b 流量調整弁
413a,413e 傾斜面
DESCRIPTION OF
315a, 315b Flow
Claims (10)
前記乾燥容器に流動化ガスを供給することで湿潤燃料を流動して乾燥させる流動化ガス供給部と、
湿潤燃料を下降させる下降式流動室と、
前記下降式流動室に連続して流動化ガスにより湿潤燃料を上昇させる上昇式流動室と、
を有することを特徴とする流動層乾燥装置。 A drying container having a hollow shape capable of discharging wet fuel from a charging portion on one end side and discharging a dried product obtained by heating and drying the wet fuel from a discharging portion on the other end side;
A fluidized gas supply unit for flowing and drying wet fuel by supplying fluidized gas to the drying container;
A descending flow chamber for lowering wet fuel;
An ascending fluid chamber for raising wet fuel by fluidizing gas continuously to the descending fluid chamber;
A fluidized bed drying apparatus comprising:
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Cited By (1)
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JP2016044845A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 株式会社Ihi | Dehydration device |
-
2012
- 2012-12-05 JP JP2012266760A patent/JP2014112020A/en active Pending
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