JP2015040273A - 石炭乾留装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガス（低酸素濃度ガス）を低コストで得ることができる石炭乾留装置を提供することにある。【解決手段】ロータリキルン式の石炭乾留装置本体１１０と、石炭乾留装置本体１１０の外筒１１３に接続して設けられ、当該外筒１１３内の排ガスを排気する排気手段と、前記排気手段により排気される前記排ガスの一部を抽気する抽気手段と、前記抽気手段により抽気された前記排ガスの酸素濃度が低下されるように当該排ガスを前記内筒１１２内へ送給する低酸素濃度ガス供給手段とを備えるようにした。【選択図】図１
Description
本発明は、石炭乾留装置に関する。
褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位炭（低質炭）は、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱されることにより、乾燥や乾留されると共に、低酸素雰囲気中で表面活性を低下させるように改質されることにより、自然発火を防止されつつ単位重量当たりの発熱量を高めた改質石炭としている。
ここで、上記低品位炭を乾燥させた乾燥炭を乾留する石炭乾留装置として、加熱ガスにより乾燥炭を直接加熱する直接加熱式の装置（特許文献１，２参照）や加熱ガスにより乾燥炭を間接的に加熱する間接加熱式の装置が知られている。間接加熱式の装置として、例えば、固定保持された外筒（ジャケット）と、当該外筒の内側にて回転可能に支持された内筒を備えるロータリキルン式のものがある。このような方式の石炭乾留装置では、外筒内（外筒と内筒の間）に加熱ガスが供給されると共に、前記乾燥炭を前記内筒の一端側に供給し、当該内筒を回転させることにより、当該乾燥炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出している。
ところで、前記乾留ガスは、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素（例えば、メタンおよびエタンなど）やタールなどだけでなく、当該乾燥炭に含まれている微量の硫黄も含有している。このような乾留工程にて微量成分の放出を促進するためには、内筒内雰囲気ガス中の乾留ガス成分と乾燥炭表面の乾留ガス成分との分圧差を大きくする必要がある。例えば、前記内筒内へ外部から低酸素濃度のイナートガスを供給し、内筒内雰囲気中の乾留ガスの濃度を低下させることが考えられる。
前記イナートガスとしては一般的に窒素ガスが用いられるが、空気から窒素を分離して製造するためにはＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）あるいは深冷分離装置が必要となる。前記石炭乾留装置が消費する前記窒素ガス量は、当該石炭乾留装置の大きさ（当該石炭乾留装置での乾燥炭の処理量）に応じて増大し、前記ＰＳＡあるいは前記深冷分離装置の容量も大きくなり、それに応じて設備コストおよび窒素ガスの製造のための電力コストが増大してしまう。
このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガス（低酸素濃度ガス）を低コストで得ることができる石炭乾留装置を提供することを目的としている。
上述した課題を解決する第一番目の発明に係る石炭乾留装置は、
外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする。
外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第二番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第一番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第三番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第二番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする。
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第四番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第三番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする。
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第五番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第三番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする。
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第六番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第四番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第七番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第二番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第八番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第七番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第九番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第一番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第十番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第九番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
本発明に係る石炭乾留装置によれば、低酸素濃度ガス供給手段により、石炭を間接加熱した加熱ガスに含まれる酸素の濃度を低下してなるイナートガスを得ることができ、低酸素濃度ガス供給手段自体およびこの運用コストがＰＳＡや深冷分離装置などと比べて安価であることから、石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガスを低コストで得ることができる。前記イナートガスの生成が当該イナートガス自体の温度上昇を伴う場合には、イナートガスにより石炭乾留装置本体内の石炭を加熱することができることから、その分石炭乾留装置本体の小型化を図ることができる。
本発明に係る石炭乾留装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
［第一番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。
本発明に係る石炭乾留装置の第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。
本実施形態に係る石炭乾留装置１００は、図１に示すように、加熱ガス１１により乾燥炭１を間接的に加熱して乾留炭２を得る石炭乾留手段である石炭乾留装置本体１１０を備える。石炭乾留装置本体１１０は、ホッパ１１１と、内筒（本体胴）１１２と、外筒（ジャケット）１１３と、シュータ１１４とを備える。ホッパ１１１は、乾燥炭１を受け入れて、当該乾燥炭１を内筒１１２の一端側（基端側）の内部へ供給する機器である。内筒１１２は、回転可能に支持される。内筒１１２は、回転することにより、内部に供給された乾燥炭１を撹拌しながら一端側から他端側へ移動させる機器である。外筒１１３は、内筒１１２の回転を可能としながらも当該内筒１１２の外周面を覆うように固定支持される。外筒１１３は、内側に加熱媒体である加熱ガス１１を送給されて加熱ガス１１により内筒１１２を加熱する機器である。シュータ１１４は、内筒１１２の回転を可能とするように当該内筒１１２の他端側（先端側）に連結され、乾燥炭１が加熱ガス１１による間接加熱により乾留されてなる乾留炭２を当該内筒１１２の他端側から下方へ落下送出する機器である。すなわち、石炭乾留装置本体１１０は、ロータリキルン式の装置である。
前記乾燥炭１として、例えば、褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭（低質炭）が乾燥器（図示せず）に供給され、当該乾燥器の内部に流通される熱風（１５０℃〜５００℃）により乾燥されてその含水率がほぼ０％であるものを用いることができる。
石炭乾留装置本体１１０のシュータ１１４の上部には、乾留ガス排気ライン１１５の一端側（基端側）が連結している。乾留ガス排気ライン１１５の他端側（先端側）は、加熱ガス生成手段である燃焼炉１１６に連結している。よって、乾燥炭１を加熱ガス１１により間接加熱して当該乾燥炭１から放出される、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素やタールなどを含む共に、微量の硫黄を含む乾留ガス（熱分解ガス）１５は、内筒１１２内からシュータ１１４および乾留ガス排気ライン１１５を介して燃焼炉１１６へ排気される。
燃焼炉１１６には、加熱ガス送給ライン１１７の一端側（基端側）が連結している。燃焼炉１１６には、詳細につき後述する排ガス再循環ライン１２１の他端側（先端側）が連結している。加熱ガス送給ライン１１７の他端側（先端側）は、石炭乾留装置本体１１０の外筒１１３の内側に接続している。乾留ガス１５は、５〜１５ＭＪ／Ｎｍ3の燃焼発熱量を有しており、燃焼炉１１６に送給された前記乾留ガス１５は、当該燃焼炉１１６に供給された、天然ガスなどの助燃燃料（助燃剤）１６および排ガス１３とともに燃焼処理される。よって、燃焼炉１１６内で生成した加熱ガス（燃焼ガス）１１は、加熱ガス送給ライン１１７を介して外筒１１３の内側へ送給される。
外筒１１３には、排ガス排気ライン１１８の一端側（基端側）が連結している。排ガスライン１１８には、一端側から、ボイラ１１８ａ、流量調整弁１１８ｂ、および排気ファン１１８ｃが設けられている。ボイラ１１８ａにより、内筒１１２を加熱した後の加熱ガス１２の廃熱が回収される。流量調整弁１１８ｂおよび排気ファン１１８ｃを制御することで、内筒１１２を加熱した後の加熱ガス１２は排ガス排気ライン１１８の一端側から他端側（先端側）へ流通することになる。
加熱ガス送給ライン１１７の基端側と先端側の間には、加熱ガスバイパスライン１１９の一端側（基端側）が接続している。加熱ガスバイパスライン１１９の他端側（先端側）は、排ガス排気ライン１１８における流量調整弁１１８ｂと排気ファン１１８ｃとの間に接続している。加熱ガスバイパスライン１１９には、一端側から、ボイラ１１９ａ、および流量調整弁１１９ｂが設けられている。ボイラ１１９ａにより、加熱ガス１１の廃熱が回収される。流量調整弁１１９ｂおよび排気ファン１１８ｃを制御することで、燃焼炉１１６内で生成した加熱ガス１１の一部は、加熱ガス送給ライン１１７から加熱ガスバイパスライン１１９を介して排ガス排気ライン１１８の他端側（先端側）へ流通することになる。
よって、流量調整弁１１８ｂ，１１９ｂおよび排気ファン１１８ｃを制御することで、加熱ガス１１，１２が混合してなる混合ガスである排ガス１３が排ガス排気ライン１１８の他端側（先端側）へ流通することになる。
排ガス排気ライン１１８の他端側（先端側）には、排ガス１３を処理する排ガス処理装置１３０が設けられている。
排ガス処理装置１３０は、脱硝装置（脱硝手段）１３１、電気集塵機（除塵手段）１３２および脱硫装置（脱硫手段）１３３を備える。
脱硝装置１３１により、排ガス１３に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）が除去される。脱硝装置１３１として、例えば、排ガス１３に塩化アンモニウム水溶液（図示せず）を噴霧することにより、一酸化窒素などの窒素酸化物を窒素ガスに還元する装置などを用いることができる。
電気集塵機１３２により、排ガス１３に含まれる粉塵などの微粒子状の固形物が分離除去される。
脱硫装置１３３により、排ガス１３に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）が除去される。脱硫装置１３３として、例えば、排ガス１３に炭酸カルシウムスラリ（図示せず）を噴き掛けることにより、二酸化硫黄などの硫黄酸化物が硫酸カルシウムなどに置換する湿式の装置などを用いることができる。これにより、排ガス１３中のＳＯｘ濃度を５０ｐｐｍ以下に低減することができることから、後述する燃焼触媒のＳ被毒による性能低下を抑制し、当該燃焼触媒の交換に起因する運用コスト増を抑えることができる。
よって、上述の装置１３１〜１３３で処理されることで、排ガス１３はＮＯｘおよび粉塵およびＳＯｘが除去されることになる。このような処理がなされた排ガス１３は、系外へ排出される。
排ガス排気ライン１１８における排気ファン１１８ｃと脱硝装置１３１との間には、排ガス再循環ライン１２１の一端側（基端側）が接続している。排ガス再循環ライン１２１の他端側（先端側）は、燃焼炉１１６に接続している。排ガス再循環ライン１２１には、流量調整弁１２１ａが設けられている。排気ファン１１８ｃおよび流量調整弁１２１ａを制御することで、排ガス排気ライン１１８を流通する排ガス１３の一部は、排ガス再循環ライン１２１を介して燃焼炉１１６へ再循環することになる。
上述した石炭乾留装置本体１１０は、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス１４を生成するイナートガス生成装置１４０をさらに備える。
イナートガス生成装置１４０は、排ガス排気ライン１１８における他端側（先端側）と脱硫装置１３３との間に一端側（基端側）が接続して設けられる排ガス抽気ライン１４１を備える。排ガス抽気ライン１４１の他端側（先端側）は、燃焼触媒脱酸素装置（脱酸素装置）１４２のガス受入口と接続している。排ガス抽気ライン１４１には、一端側（基端側）から、流量調整弁１４１ａ、抽気ファン１４１ｂ、熱交換器（加熱手段）１４３が設けられる。流量調整弁１４１ａおよび抽気ファン１４１ｂを制御することで、排ガス排気ライン１１８にて脱硫装置１３３を流通した排ガス１３の一部は、排ガス抽気ライン１４１へ流通することになる。
排ガス抽気ライン１４１における抽気ファン１４１ｂと熱交換器１４３との間には、排ガスバイパスライン１４４の一端側（基端側）が接続している。排ガスバイパスライン１４４の他端側（先端側）は、排ガス抽気ライン１４１における熱交換器１４３と燃焼触媒脱酸素装置１４２との間に接続している。排ガスバイパスライン１４４には、流量調整弁１４４ａが設けられている。流量調整弁１４１ａ，１４４ａおよび抽気ファン１４１ｂを制御することで、熱交換器１４３を介して燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通する排ガス１３と、排ガスバイパスライン１４４を介して燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通する排ガス１３との割合を調整することができ、燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通する排ガス１３の温度が調整される。
燃焼触媒脱酸素装置１４２のガス受入口には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス１３中の酸素を消費するための酸素消費用燃料１７を送給する酸素消費用燃料送給ライン１４５の一端側（先端側）が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン１４５の他端側（基端側）には、酸素消費用燃料１７を貯蔵するタンク１４６が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン１４５には、流量調整弁１４５ａが設けられている。
燃焼触媒脱酸素装置１４２は、排ガス１３と酸素消費用燃料１７とを予混合してなる予混合ガスを生成可能な予混合室（図示せず）と、当該予混合室に隣接する箇所に充填され、前記予混合ガスと接触することで、排ガス１３中の酸素と酸素消費用燃料１７とが反応して当該酸素を消費する燃焼触媒（図示せず）とを備える。
前記燃焼触媒として、例えば、ハニカム形状に成型された基材と、基材に設けられた貴金属とを備える触媒が挙げられる。前記基材として、例えば、コージェライト製のものが挙げられる。前記貴金属として、例えば、白金やパラジウムなどが挙げられる。前記貴金属を前記基材に設ける方法として、例えば、含浸担持法や塗布法などを利用することができる。
燃焼触媒脱酸素装置１４２のガス送出口には、当該燃焼触媒脱酸素装置１４２で得られ、排ガス１３の酸素濃度が低減されてなるイナートガス１４を送出するイナートガス送出ライン１４７の一端側（基端側）が接続して設けられている。イナートガス送出ライン１４７の他端側（先端側）は、熱交換器１４３を介して石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２の一端側（基端側）と接続している。詳細につき後述する通りイナートガス１４は５５０℃〜７５０℃まで上昇しており、熱交換器１４３にて、イナートガス１４により排ガス１３を燃料１７の着火温度である１５０℃〜３５０℃まで予熱することができる。イナートガス１４は、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２へ送給されることになる。
排ガス抽気ライン１４１における先端側と熱交換器１４３との間には、排ガス抽気ライン１４１内を流通する排ガス１３の温度を計測可能な温度計１４１ｃが設けられている。温度計１４１ｃは、温度信号線を介して排ガスバイパスライン１４４の流量調整弁１４４ａと接続している。流量調整弁１４４ａの開度は、温度計１４１ｃで得られた情報（排ガス１３の温度）に基づき調整可能になっている。
イナートガス送出ライン１４７には、イナートガス送出ライン１４７内を流通するイナートガス１４の酸素濃度を計測可能な酸素センサ（酸素濃度計測手段）１４７ａが設けられている。
酸素センサ１４７ａは、酸素濃度信号線を介して酸素消費用燃料送給ライン１４５に設けられた流量調整弁１４５ａと接続している。流量調整弁１４５ａの開度は、酸素センサ１４７ａで得られた情報（イナートガス１４の酸素濃度）に基づき調整可能になっている。すなわち、石炭乾留装置１００は図示しない制御装置（燃料添加量制御手段）を備えており、当該制御装置は、酸素センサ１４７ａで得られた情報（イナートガス１４の酸素濃度）に基づき、イナートガス１４の酸素濃度が例えば１．５％以下となるように、酸素消費用燃料送給ライン１４５、流量調整弁１４５ａ、およびタンク１４６により添加される酸素消費用燃料１７の添加量を制御可能になっている。
このような本実施形態においては、前記排ガス排気ライン１１８、前記ボイラ１１８ａ、前記流量調整弁１１８ｂ、前記排気ファン１１８ｃ、前記排ガス処理装置１３０などが排気手段を構成している。前記排ガス抽気ライン１４１、前記流量調整弁１４１ａ、前記抽気ファン１４１ｂ、前記熱交換器１４３、前記排ガスバイパスライン１４４、前記流量調整弁１４４ａなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン１４５、前記流量調整弁１４５ａ、前記タンク１４６などが燃料添加手段を構成している。前記燃焼触媒脱酸素装置１４２、前記燃料添加手段などが脱酸素手段を構成している。前記排ガス抽気ライン１４１、前記流量調整弁１４１ａ、前記抽気ファン１４１ｂ、前記イナートガス送給ライン１４７などが低酸素濃度ガス送給手段を構成している。前記低酸素濃度ガス送給手段、前記脱酸素手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記石炭乾留装置本体１１０、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置１００を構成している。
このようにして構成された本実施形態に係る石炭乾留装置１００を使用して乾燥炭１を乾留する石炭乾留処理方法を次に説明する。
乾燥炭１が石炭乾留装置本体１１０のホッパ１１１に投入されると、ホッパ１１１内の乾燥炭１は、一端側（基端側）から内筒１１２の内部へ供給されることになる。内筒１１２内の乾燥炭１は、内筒１１２が回転することにより、その一端側（基端側）から他端側（先端側）へ移動していくことになる。内筒１１２は外筒１１３内へ送給された加熱ガス１１により加熱されており、前記乾燥炭１は前記内筒１１２の一端側から他端側へ移動する際に、前記加熱ガス１１により間接加熱（３００℃〜５００℃）されることになる。これにより、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素やタールなどを含む共に、微量の硫黄を含む乾留ガス（熱分解ガス）１５が前記乾燥炭１から放出され分離除去された乾留炭２となる。
乾留炭２は、内筒１１２の他端側からシュータ１１４を介して下方へ落下送出することになる。シュータ１１４により落下送出した乾留炭２は、例えば、図示しない冷却器に供給され、冷却（１５０℃〜２００℃）され、不活性化処理装置（図示せず）により乾留により生じた活性点（ラジカル）が不活性化処理され、混練装置（図示せず）によりバインダおよび水と共に混練され、成型装置（図示せず）により圧縮成型されることにより成型炭となっている。
前記乾燥炭１から放出され分離除去された乾留ガス１５は、乾留ガス排気ライン１１５を介して燃焼炉１１６へ送給される。
前記燃焼炉１１６内にて、前記乾留ガス１５が前記助燃燃料１６および前記排ガス１３とともに燃焼処理されて加熱ガス（燃焼ガス）１１を生成する。燃焼炉１１６は、燃焼空気比制御により、助燃燃料１６と空気流量の比率が制御されており、煤塵などの未燃分の発生防止、燃焼効率の低下防止のため、通常、燃焼空気過剰率は１．０以上に設定される。よって、加熱ガス（燃焼ガス）１１中の酸素濃度は、２−５％のオーダーとなる。流量調整弁１１８ｂおよび排気ファン１１８ｃを制御することで、前記加熱ガス１１の一部は、燃焼炉１１６内から加熱ガス送給ライン１１７を通じて外筒１１３内へ送給され、内筒１１２を加熱した後の加熱ガス１２は、外筒１１３内から排ガス排気ライン１１８の先端側へ流通することになる。前記加熱ガス１１の残部は、加熱ガスバイパスライン１１９を介して排ガス排気ライン１１８に送給される。加熱ガス１２は、ボイラ１１８ａにより加熱ガス１２の廃熱が回収されて、所定の温度（例えば、３５０℃）となる。加熱ガスバイパスライン１１９を流通する加熱ガス１１は、ボイラ１１９ａにより加熱ガス１１の廃熱が回収されて、所定の温度（例えば、３５０℃）となる。ボイラ１１８ａで廃熱が回収された前記加熱ガス１２とボイラ１１９ａで廃熱が回収された前記加熱ガス１１とが混合してなる排ガス（混合ガス）１３は、排気ファン１１８ｃにより排ガス排気ライン１１８の他端側（先端側）に送給され、排ガス処理装置１３０で処理されることになる。
排ガス排気ライン１１８を流通する前記排ガス１３の一部は、流量調整弁１２１ａを制御することで、排ガス再循環ライン１２１を介して燃焼炉１１６へ再循環することになる。
排ガス循環ライン１２１へは循環せずに排ガス排気ライン１１８の先端側へ流通した排ガス１３は、脱硝装置１３１によりＮＯｘが除去され、電気集塵機１３２により固形物が除去され、脱硫装置１３３によりＳＯｘが除去されて系外へ排出される。
このようにして前記乾燥炭１から前記乾留炭２を製造するにあたって、前記乾留炭２の生産量に応じて、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス量が増大することになり、それに応じてイナートガスを製造するＰＳＡあるいは深冷分離装置の容量が大きくなり、設備コストおよび電力コストが増大してしまう。
このような問題に鑑みてなされた本実施形態に係る石炭乾留装置１００においては、排ガス排気ライン１１８を通じて系外へ排出される排ガス１３を再利用するために、さらに以下のように作動する。
排ガス抽気ライン１４１に設けられた流量調整弁１４１ａおよび抽気ファン１４１ｂを制御することで、排ガス排気ライン１１８にて脱硫装置１３３を流通した排ガス１３の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン１４１を流通することになる。温度計１４１ｃで得られた情報（排ガス１３の温度）に基づき流量調整弁１４４ａを制御することで、熱交換器１４３を通って燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通する排ガス１３と、排ガスバイパスライン１４４を通って燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通する排ガス１３との割合を調整して、当該熱交換器１４３で酸素消費用燃料１７の着火温度である１５０℃〜３５０℃に予熱した排ガス１３を燃焼触媒脱酸素装置１４２へ流通することになる。排ガスバイパスライン１４４および流量調整弁１４４ａを設けたことで、燃焼触媒脱酸素装置１４２の燃焼触媒が経時劣化して性能低下により酸素消費用燃料１７の着火温度が上昇したとしてもそれに応じて排ガス１３の予熱温度を調整することができる。
酸素センサ１４７ａで得られた情報（イナートガス１４の酸素濃度）に基づき流量調整弁１４５ａを制御することで、所定量の酸素消費用燃料１７を燃焼触媒脱酸素装置１４２内へ送給することになる。すなわち、イナートガス１４は、フィードバック制御により、その酸素濃度を所定値以下まで低下させることができる。前記所定値として１．５％とすることが望ましい。これにより、イナートガス１４中の酸素が乾燥炭１と反応することによる乾留ロスを抑えることができる。
前記燃焼触媒脱酸素装置１４２内にて、前記排ガス１３と前記酸素消費用燃料１７とを予混合してなる混合ガスが前記燃焼触媒と接触することにより、当該酸素消費用燃料１７が燃焼し当該排ガス１３中の酸素を消費して排ガス１３の酸素濃度を低減することになる。このときの反応熱により、排ガス１３の酸素濃度が低減されてなるイナートガス１４は、５５０℃〜７５０℃まで上昇することになる。イナートガス１４がイナートガス送給ライン１４７を介して、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２内へ送給されることになる。イナートガス１４の送給量は、内筒１１２に供給される１ｋｇの乾燥炭１に対して０．１Ｎ・ｍ3〜０．３Ｎ・ｍ3となるように調整される。これにより、乾燥炭１表面の乾留ガス１５の分圧が低減されることになり、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進することなる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置１００によれば、石炭乾留装置本体１１０で生じた排ガス１３を燃焼触媒脱酸素装置１４２で処理してイナートガス１４を得ることができ、燃焼触媒脱酸素装置１４２自体およびこの運用コストがＰＳＡや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス１４を低コストで得ることができる。
また、燃焼触媒脱酸素装置１４２で得られるイナートガス１４の温度が５５０℃〜７５０℃程度になることから、内筒１１２内の乾燥炭１は、加熱ガス１１により間接加熱されると共に、当該イナートガス１４により直接加熱されることになる。すなわち、乾燥炭１を乾留するときの熱源（乾留熱源）として加熱ガス１１に加えてイナートガス１４も利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体１１０の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス１１の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体１１０の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒１１３（石炭乾留装置本体１１０）の全長を乾留熱源が加熱ガス１１のみの場合よりも短くすることができる。
［第二番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本発明に係る石炭乾留装置の第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本実施形態に係る石炭乾留装置２００は、図２に示すように、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス２４を排ガス１３から生成するイナートガス生成装置２４０を備える。
イナートガス生成装置２４０は、排ガス排気ライン１１８における他端側（先端側）と脱硫装置１３３との間に一端側（基端側）が接続して設けられる排ガス抽気ライン２４１を備える。排ガス抽気ライン２４１の他端側（先端側）は、交番燃焼脱酸素装置（脱酸素装置）２４２のガス受入口と接続している。排ガス抽気ライン２４１には、一端側（基端側）から、流量調整弁２４１ａ、抽気ファン２４１ｂが設けられる。流量調整弁２４１ａおよび抽気ファン２４１ｂを制御することで、排ガス排気ライン１１８にて脱硫装置１３３を流通した排ガス１３の一部は、排ガス抽気ライン２４１へ流通することになる。
交番燃焼脱酸素装置２４２のガス受入口（後述する装置本体２４２ｂの上部近傍の側壁部）近傍には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス１３中の酸素を消費するための酸素消費用燃料２７を送給する酸素消費用燃料送給ライン２４５の一端側（先端側）が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン２４５の他端側（基端側）には、酸素消費用燃料２７を貯蔵するタンク２４６が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン２４５には、流量調整弁２４５ａが設けられている。
交番燃焼脱酸素装置２４２は、内部に燃焼室２４２ａが設けられた装置本体２４２ｂを備える。装置本体２４２ｂの下部にはバーナ２４２ｃが設けられている。バーナ２４２ｃには、保温用燃料２８および保温燃料燃焼空気２９が供給されている。バーナ２４２ｃで保温用燃料２８が燃焼しており、燃焼室２４２ａ雰囲気温度が略１２００℃の高温に保持されている。これにより、排ガス１３に含まれる酸素の濃度が２〜５％の低濃度であったとしても、当該排ガス１３に含まれる低濃度の酸素で酸素消費用燃料２７を安定して燃焼させることができる。
装置本体２４２ｂには、交番式熱交換器２４２ｄが設けられている。交番式熱交換器２４２ｄは、隣接して設けられる第１熱交換器本体２４２ｄａおよび第２熱交換器本体２４２ｄｂで構成される。第１熱交換器本体２４２ｄａには、排ガス抽気ライン２４１の他端側（先端側）が接続している。第２熱交換器本体２４２ｄｂには、イナートガス送給ライン２４７の一端側（基端側）が接続している。排ガス抽気ライン２４１の先端側近傍およびイナートガス送給ライン２４７の基端側近傍には回転バルブ２４２ｅが設けられており、回転バルブ２４２ｅにより、排ガス抽気ライン２４１の先端側とイナートガス送給ライン２４７の基端側とを切替え可能になっている。これにより、排ガス抽気ライン２４１から交番燃焼脱酸素装置２４２に送給された排ガス１３は、交番燃焼脱酸素装置２４２のガス受入口に設けられた交番式熱交換器２４２ｄで８００℃〜１０００℃に予熱されて交番燃焼脱酸素装置２４２の燃焼室２４２ａに供給される。
バーナ２４２ｃで酸素消費用燃料２７が保温用燃料２８とともに燃焼することで、排ガス１３中の酸素が消費されて低酸素濃度のガスであるイナートガス２４を生成することになる。
イナートガス送給ライン２４７の他端側（先端側）には、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２における一端側（基端側）と接続している。これにより、交番燃焼脱酸素装置２４２のガス排出口に設けられた交番式熱交換器２４２ｄで７０℃〜１５０℃となったイナートガス２４が石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２へ送給されることになる。
イナートガス送給ライン２４７には、イナートガス送給ライン２４７内を流通するイナートガス２４の酸素濃度を計測可能な酸素センサ（酸素濃度計測手段）２４７ａが設けられている。
酸素センサ２４７ａは、酸素濃度信号線を介して酸素消費用燃料送給ライン２４５に設けられた流量調整弁２４５ａと接続している。流量調整弁２４５ａの開度は、酸素センサ２４７ａで得られた情報（イナートガス２４の酸素濃度）に基づき調整可能になっている。すなわち、石炭乾留装置１００は図示しない制御装置（燃料添加量制御手段）を備えており、当該制御装置は、酸素センサ２４７ａで得られた情報（イナートガス２４の酸素濃度）に基づき、イナートガス２４の酸素濃度が例えば１．５％以下となるように、酸素消費用燃料送給ライン２４５、流量調整弁２４５ａ、およびタンク２４６により添加される酸素消費用燃料２７の添加量を制御可能になっている。
このような本実施形態においては、前記排ガス抽気ライン２４１、前記流量調整弁２４１ａ、前記抽気ファン２４１ｂなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン２４５、前記流量調整弁２４５ａ、前記タンク２４６などが燃料添加手段を構成している。前記交番燃焼脱酸素装置２４２、前記燃料添加手段などが脱酸素手段を構成している。前記排ガス抽気ライン２４１、前記流量調整弁２４１ａ、前記抽気ファン２４１ｂ、前記イナートガス送給ライン２４７などが低酸素濃度ガス送給手段を構成している。前記低酸素濃度ガス送給手段、前記脱酸素手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記石炭乾留装置本体１１０、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置２００を構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
このようなイナートガス生成装置２４０を備える本実施形態に係る石炭乾留装置２００においては、前述した第一番目の実施形態の石炭乾留装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から乾留炭２を製造することができる。
そして、排ガス抽気ライン２４１に設けられた流量調整弁２４１ａおよび抽気ファン２４１ｂを制御することで、排ガス排気ライン１１８にて脱硫装置１３３を流通した排ガス１３の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン２４１を流通することになる。酸素センサ２４７ａで得られた情報（イナートガス２４の酸素濃度）に基づき流量調整弁２４５ａを制御することで、所定量の酸素消費用燃料２７を交番燃焼脱酸素装置２４２内へ送給することになる。すなわち、イナートガス２４は、フィードバック制御により、その酸素濃度を所定値以下まで低下させることができる。前記所定値として１．５％とすることが望ましい。これにより、イナートガス２４中の酸素が乾燥炭１と反応することによる乾留ロスを抑えることができる。
前記交番燃焼脱酸素装置２４２内にて、排ガス１３が交番式熱交換器２４２ｄで８００℃〜１０００℃に予熱されて燃焼室２４２ａ内に送給されることで、保温用燃料２８とともに酸素消費用燃料２７が燃焼し排ガス１３中の酸素を消費して排ガス１３の酸素濃度が低減することになる。排ガス１３の酸素濃度が低減されてなるイナートガス２４が交番式熱交換器２４２ｄで７０℃〜１５０℃となりイナートガス送給ライン２４７を介して、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２内へ送給されることになる。イナートガス２４の送給量は、内筒１１２に供給される１ｋｇの乾燥炭１に対して０．１Ｎ・ｍ3〜０．３Ｎ・ｍ3となるように調整される。これにより、乾燥炭１表面の乾留ガス１５の分圧が低減されることになり、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進することなる。
このように本実施形態においては、石炭乾留装置本体１１０で生じた排ガス１３を交番燃焼脱酸素装置２４２で処理することで、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス２４として利用することができる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置２００によれば、石炭乾留装置本体１１０で生じた排ガス１３を交番燃焼脱酸素装置２４２で処理してイナートガス２４を得ることができ、交番燃焼脱酸素装置２４２自体およびこの運用コストがＰＳＡや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス２４を低コストで得ることができる。
また、交番燃焼脱酸素装置２４２で得られるイナートガス２４の温度が７０℃〜１５０℃程度になることから、内筒１１２内の乾燥炭１は、加熱ガス１１により間接加熱されると共に、当該イナートガス２４により直接加熱されることになる。すなわち、乾燥炭１を乾留するときの熱源（乾留熱源）として加熱ガス１１に加えてイナートガス２４も利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体１１０の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス１１の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体１１０の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒１１３（石炭乾留装置本体１１０）の全長を乾留熱源が加熱ガス１１のみの場合よりも短くすることができる。
［第三番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第三番目の実施形態を図３に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本発明に係る石炭乾留装置の第三番目の実施形態を図３に基づいて説明する。
本実施形態は、図１に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本実施形態に係る石炭乾留装置３００は、図３に示すように、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガス（図示せず）を排ガス１３から生成するイナートガス生成装置３４０を備える。
イナートガス生成装置３４０は、排ガス排気ライン１１８における他端側（先端側）と脱硫装置１３３との間に一端側（基端側）が接続して設けられる排ガス抽気ライン３４１を備える。
排ガス抽気ライン３４１の他端側（先端側）は、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２の一端側（基端側）と接続している。排ガス抽気ライン３４１には、基端側から、流量調整弁３４１ａおよび抽気ファン３４１ｂが設けられている。
さらに、排ガス抽気ライン３４１には、排ガス抽気ライン３４１内を流通する排ガス１３の流量を計測する流量計（排ガス流量計測手段）３４１ｃが設けられると共に、排ガス抽気ライン３４１内を流通する排ガス１３の酸素濃度を計測する酸素センサ（酸素濃度計測手段）３４１ｄが設けられる。
加えて、排ガス抽気ライン３４１における酸素センサ３４１ｄと他端側（先端側）との間には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス１３中の酸素を消費するための酸素消費用燃料３７を送給する酸素消費用燃料送給ライン３４５の一端側（先端側）が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン３４５の他端側（基端側）には、酸素消費用燃料３７を貯蔵するタンク３４６が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン３４５には、流量調整弁３４５ａが設けられている。
イナートガス生成装置３４０は、流量計３４１ｃと流量信号線を介して接続し、酸素センサ３４１ｄと酸素濃度信号線を介して接続し、流量調整弁３４５ａと制御信号線を介して接続する制御装置（演算機）３４８をさらに備える。制御装置３４８は、流量計３４１ｃで得られた情報（排ガス１３の流量）および酸素センサ３４１ｄで得られた情報（排ガス１３の酸素濃度）に基づき、流量調整弁３４５ａの開度を制御して、排ガス抽気ライン３４１内へ送給する酸素消費用燃料３７の送給量を調整している。
このような本実施形態においては、前記排ガス抽気ライン３４１、前記流量調整弁３４１ａ、前記抽気ファン３４１ｂなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン３４５、前記流量調整弁３４５ａ、前記タンク３４６などが燃料添加手段を構成している。前記抽気手段などが加熱ガス送給手段をなしている。前記加熱ガス送給手段、前記燃料添加手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記制御装置３４８が燃料添加量制御手段をなしている。前記石炭乾留装置本体１１０、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置３００を構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
このようなイナートガス生成装置３４０を備える本実施形態に係る石炭乾留装置３００においては、前述した第一番目の実施形態の石炭乾留装置１００の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭１から乾留炭２を製造することができる。
そして、排ガス抽気ライン３４１に設けられた流量調整弁３４１ａおよび抽気ファン３４１ｂを制御することで、排ガス排気ライン１１８にて脱硫装置１３３を流通した排ガス１３の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン３４１を流通することになる。制御装置３４８が流量計３４１ｃで得られた情報（排ガス１３の流量）および酸素センサ３４１ｄで得られた情報（排ガス１３の酸素濃度）に基づき流量調整弁３４５ａを制御することで、所定量の酸素消費用燃料３７が排ガス抽気ライン３４１を介して石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２の一端側（基端側）に送給される。制御装置３４８は、流量計３４１ｃで得られた情報（排ガス１３の流量）および酸素センサ３４１ｄで得られた情報（排ガス１３の酸素濃度）に基づき排ガス１３の酸素流量を算出し、算出された前記排ガス１３の酸素流量に対して前記酸素消費用燃料３７が酸素当量以上となるように、言い換えると、酸素消費用燃料３８の酸素過剰率が１．０以下となるように酸素消費用燃料３７の流量をフィードバック制御している。
外筒１１３内へ送給される加熱ガス１１により内筒１１２が加熱されていることから、内筒１１２内へ送給された排ガス１３および酸素消費用燃料３７が加熱されて、当該排ガス１３と乾燥炭１よりも、当該排ガス１３と酸素消費用燃料３７が優先的に反応することになり、当該排ガス１３中の酸素を消費して排ガス１３の酸素濃度が低減することになる。排ガス１３の酸素濃度が低減されることで、内筒１１２内にてイナートガスとして利用されることになる。
このように本実施形態においては、石炭乾留装置本体１１０で生じた排ガス１３に酸素消費用燃料３７を予混合し、乾燥炭１を乾留するときの熱源を利用して加熱することで、排ガス１３中の酸素を消費して酸素濃度を低減することになり、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガスとして利用することができる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置３００によれば、排ガス抽気ライン３４１を流通する排ガス１３の情報（排ガス１３の流量、排ガス１３の酸素濃度）に基づき、排ガス１３への酸素消費用燃料３７の送給量を調整することにより、石炭乾留装置本体１１０の内筒１１２内にて前記排ガス１３中の酸素が酸素消費用燃料３７により燃焼して当該酸素を消費し酸素濃度を低減することで、イナートガスを得ることができ、流量計３４１ｃ、酸素センサ３４１ｄ、酸素消費用燃料送給ライン３４５、流量調整弁３４５ａ、制御装置３４８自体およびこの運用コストがＰＳＡや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭１からの乾留ガス１５の放出を促進するイナートガスを低コストで得ることができる。
酸素消費用燃料３７は、内筒１１２内にて排ガス１３中の酸素と反応して発熱することから、乾燥炭１を乾留するときの熱源（乾留熱源）として加熱ガス１１に加えて排ガス１３中の酸素と酸素消費用燃料３７との反応熱を利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体１１０の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス１１の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体１１０の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒１１３（石炭乾留装置本体１１０）の全長を乾留熱源が加熱ガス１１のみの場合よりも短くすることができる。
［他の実施形態］
なお、上記では、排ガス排気ライン１１８に１つの排気ファン１１８ｃが設けられた石炭乾留装置１００，２００，３００について説明したが、排ガス排気ライン１１８の一部を２系統にし、それぞれに排気ファンおよび流量調整弁を設けた石炭乾留装置とすることも可能である。
なお、上記では、排ガス排気ライン１１８に１つの排気ファン１１８ｃが設けられた石炭乾留装置１００，２００，３００について説明したが、排ガス排気ライン１１８の一部を２系統にし、それぞれに排気ファンおよび流量調整弁を設けた石炭乾留装置とすることも可能である。
１ 乾燥炭
２ 乾留炭
１１ 加熱ガス
１２ 加熱ガス
１３ 排ガス（混合ガス）
１４ イナートガス（低酸素濃度ガス）
１５ 乾留ガス（熱分解ガス）
１６ 助燃燃料（助燃剤）
１７ 酸素消費用燃料
２４ イナートガス（低酸素濃度ガス）
２７ 酸素消費用燃料
２８ 保温用燃料
２９ 保温燃料燃焼空気
３７ 酸素消費用燃料
１１０ 石炭乾留装置本体
１１１ ホッパ
１１２ 内筒（本体胴）
１１３ 外筒（ジャケット）
１１４ シュータ
１１５ 乾留ガス排気ライン
１１６ 燃焼炉
１１７ 加熱ガス送給ライン
１１８ 排ガス排気ライン
１１８ａ ボイラ
１１８ｂ 流量調整弁
１１８ｃ 排気ファン（送出ブロア）
１１９ 加熱ガスバイパスライン
１１９ａ ボイラ
１１９ｂ 流量調整弁
１２１ 排ガス再循環ライン
１２１ａ 流量調整弁
１３０ 排ガス処理装置
１３１ 脱硝装置
１３２ 電気集塵機
１３３ 脱硫装置
１４０ イナートガス生成装置
１４１ 排ガス抽気ライン
１４１ａ 流量調整弁
１４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
１４１ｃ 温度計
１４２ 燃焼触媒脱酸素装置（脱酸素装置）
１４３ 熱交換器
１４４ 排ガスバイパスライン
１４４ａ 流量調整弁
１４５ 酸素消費用燃料送給ライン
１４５ａ 流量調整弁
１４６ タンク
１４７ イナートガス送出ライン
１４７ａ 酸素センサ
２４０ イナートガス生成装置
２４１ 排ガス抽気ライン
２４１ａ 流量調整弁
２４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
２４２ 交番燃焼脱酸素装置（脱酸素装置）
２４２ａ 燃焼室
２４２ｂ 装置本体
２４２ｃ バーナ
２４２ｄ 交番式熱交換器
２４２ｄａ 第１熱交換器本体
２４２ｄｂ 第２熱交換器本体
２４２ｅ 回転バルブ
２４５ 酸素消費用燃料送給ライン
２４５ａ 流量調整弁
２４６ タンク
２４７ イナートガス送出ライン
２４７ａ 酸素センサ
３４０ イナートガス生成装置
３４１ 排ガス抽気ライン
３４１ａ 流量調整弁
３４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
３４１ｃ 流量計
３４１ｄ 酸素センサ
３４５ 酸素消費用燃料送給ライン
３４５ａ 流量調整弁
３４６ タンク
３４８ 制御装置（演算機）
２ 乾留炭
１１ 加熱ガス
１２ 加熱ガス
１３ 排ガス（混合ガス）
１４ イナートガス（低酸素濃度ガス）
１５ 乾留ガス（熱分解ガス）
１６ 助燃燃料（助燃剤）
１７ 酸素消費用燃料
２４ イナートガス（低酸素濃度ガス）
２７ 酸素消費用燃料
２８ 保温用燃料
２９ 保温燃料燃焼空気
３７ 酸素消費用燃料
１１０ 石炭乾留装置本体
１１１ ホッパ
１１２ 内筒（本体胴）
１１３ 外筒（ジャケット）
１１４ シュータ
１１５ 乾留ガス排気ライン
１１６ 燃焼炉
１１７ 加熱ガス送給ライン
１１８ 排ガス排気ライン
１１８ａ ボイラ
１１８ｂ 流量調整弁
１１８ｃ 排気ファン（送出ブロア）
１１９ 加熱ガスバイパスライン
１１９ａ ボイラ
１１９ｂ 流量調整弁
１２１ 排ガス再循環ライン
１２１ａ 流量調整弁
１３０ 排ガス処理装置
１３１ 脱硝装置
１３２ 電気集塵機
１３３ 脱硫装置
１４０ イナートガス生成装置
１４１ 排ガス抽気ライン
１４１ａ 流量調整弁
１４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
１４１ｃ 温度計
１４２ 燃焼触媒脱酸素装置（脱酸素装置）
１４３ 熱交換器
１４４ 排ガスバイパスライン
１４４ａ 流量調整弁
１４５ 酸素消費用燃料送給ライン
１４５ａ 流量調整弁
１４６ タンク
１４７ イナートガス送出ライン
１４７ａ 酸素センサ
２４０ イナートガス生成装置
２４１ 排ガス抽気ライン
２４１ａ 流量調整弁
２４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
２４２ 交番燃焼脱酸素装置（脱酸素装置）
２４２ａ 燃焼室
２４２ｂ 装置本体
２４２ｃ バーナ
２４２ｄ 交番式熱交換器
２４２ｄａ 第１熱交換器本体
２４２ｄｂ 第２熱交換器本体
２４２ｅ 回転バルブ
２４５ 酸素消費用燃料送給ライン
２４５ａ 流量調整弁
２４６ タンク
２４７ イナートガス送出ライン
２４７ａ 酸素センサ
３４０ イナートガス生成装置
３４１ 排ガス抽気ライン
３４１ａ 流量調整弁
３４１ｂ 抽気ファン（吸引ファン）
３４１ｃ 流量計
３４１ｄ 酸素センサ
３４５ 酸素消費用燃料送給ライン
３４５ａ 流量調整弁
３４６ タンク
３４８ 制御装置（演算機）
Claims (10)
- 外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項１に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項２に記載された石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項３に記載された石炭乾留装置であって、
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項３に記載された石炭乾留装置であって、
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項４に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項２に記載された石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項７に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項１に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項９に記載された石炭乾留装置であって、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が１．５％以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。
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