JP2019010620A - 竪型ローラミル及びその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高水分炭を粉砕するにあたり、経済的で且つ安定した運転を維持する竪型ローラミルの運転方法を提案する。【解決手段】熱ガスを竪型ローラミルのミル入口へ供給することにより、所定の予熱時間をかけて、ミル出口の排出ガスの温度が６５℃以上、且つ、ミル入口の熱ガスの温度が１５０℃以上２５０℃以下の所定の供給開始入口温度となるように予熱し、予熱後に、回転テーブルへ高水分炭の供給を開始し、ミル出口の排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるようにミル入口へ供給される熱ガスの流量及び温度の少なくとも一方を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、低品位高水分炭を粉砕する竪型ローラミル及びその運転方法に関する。

褐炭などの低品位炭は、世界の石炭埋蔵量の半分を占めるといわれており、有望なエネルギー資源として注目されている。しかし、低品位炭は、その高い含水率に起因して、燃料としてのエネルギー効率が低いという問題がある。近年では、含水率が３５〜４０％程度の低品位炭は改質することなく取り扱われるようになったが、含水率が５０％以上の低品位高水分炭（以下、単に「高水分炭」）では、エネルギー効率や輸送効率の改善のために含水率を下げたり粉砕したりするなどの改質が望まれる。そのため、高水分炭を効率よく乾燥・粉砕する技術が求められている。

従来、石炭を乾燥・粉砕するために竪型ローラミルが用いられている。しかし、従来の竪型ローラミルは、石炭化度の進んだ瀝青炭などの高品位炭を粉砕するためのものであることが多く、高品位炭のための既存の竪型ローラミルで従来と同じ運転条件で高水分炭を効率よく乾燥・粉砕させることは難しい。特許文献１では、竪型ローラミルを用いて高水分炭を乾燥・粉砕するための技術が提案されている。

特許文献１の竪型ローラミルは、ミルハウジング内で回転する回転テーブルと、回転テーブルの表面に圧接された粉砕ローラとを備えている。被粉砕物は、回転テーブルの中央へ供給され、粉砕ローラと回転テーブルの間に噛み込まれて粉砕される。粉砕物は、回転テーブルの回転による遠心力で回転テーブルの周縁部に移動する。回転テーブルの周縁部には、ミルハウジングと回転テーブルとの間の隙間があり、この隙間から熱ガスが吹き上がっている。回転テーブルの周縁部に移動した粉砕物は、吹き上がる熱ガスによって乾燥されると共に上方に搬送され、ミルハウジング上部から排出される。

上記特許文献１の竪型ローラミルでは、高品位炭では３００℃程度であった供給熱ガスの温度を、低品位炭では４００〜６００℃まで増加させるために、この高温の熱ガスで回転テーブルを支える軸が過熱されないように、当該軸に対する熱ガスの流れを遮断する遮熱板を設けている。

特開２０１５−１１６５２５号公報

特許文献１のように、ミルハウジング内へ供給される熱ガスの温度を十分に高くすることによって高水分炭を乾燥させることは有用ではあるものの、熱ガスの温度を４００〜６００℃まで上げるために、石炭が発火するおそれがある。更に、竪型ローラミル内が高温に曝されることになるため、その高温に対する耐熱性を備える部品が用いられることによって、竪型ローラミルのイニシャルコストも増大する。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、高水分炭を粉砕するにあたり、経済的で且つ安定した運転を維持できる竪型ローラミル及びその運転方法を提案する。

本発明の一態様に係る竪型ローラミルの運転方法は、
回転テーブルと、複数の粉砕ローラと、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口及び前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口を有するミルケーシングとを備え、高水分炭を粉砕する竪型ローラミルの運転方法であって、
熱ガスを前記ミル入口へ供給することにより、所定の予熱時間をかけて、前記ミル出口からの排出ガスの温度が６５℃以上、且つ、前記ミル入口の前記熱ガスの温度が１５０℃以上２５０℃以下の所定の供給開始入口温度となるまで予熱し、
前記予熱後に、前記回転テーブルへ前記高水分炭の供給を開始し、前記ミル出口の前記排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの流量及び温度のうち少なくとも一方を調整することを特徴としている。

また、本発明の一態様に係る竪型ローラミルは、
鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの上面に押し付けられた複数の粉砕ローラと、
前記回転テーブル及び前記複数の粉砕ローラを覆うミルケーシングであって、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口、前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口、及び、前記回転テーブルの周囲において前記ミル入口から導入した熱ガスを吹き出す熱ガス吹出口を有するミルケーシングと、
高水分炭である被粉砕物を前記回転テーブル上へ供給するフィーダと、
前記ミル入口への前記熱ガスの供給流量を調整する熱ガス流量調整装置と、
前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの温度を調整する熱ガス温度調整装置と、
前記ミル入口の前記熱ガスの温度であるミル入口温度を検出するミル入口温度センサと、
前記ミル出口の前記熱ガス及び前記熱ガスによって吹き上げられた被粉砕物を含む排出ガスの温度であるミル出口温度を検出するミル出口温度センサと、
前記ミル入口温度センサと前記ミル出口温度センサの検出値に基づいて、前記フィーダ、前記熱ガス温度調整装置、及び、前記熱ガス流量調整装置の動作を制御するコントローラとを備えている。
そして、前記コントローラが、
前記熱ガスを前記ミル入口へ供給することにより、所定の予熱時間をかけて、ミル出口温度が６５℃以上、且つ、前記ミル入口温度が１５０℃以上２５０℃以下の所定の供給開始入口温度に予熱されるように、前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置を動作させ、
前記予熱後に、所定量の前記被粉砕物が前記回転テーブル上へ供給されるように前記フィーダを動作させるとともに、前記ミル出口温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置のうち少なくとも一方を動作させることを特徴としている。

上記竪型ローラミル、及びその運転方法によれば、回転テーブルへ供給された高水分炭の含水率が低下することによって、噛み込もうとする被粉砕物から粉砕ローラと回転テーブルが受ける抵抗が低下する。これにより、回転テーブルへ高水分炭の供給を開始して間もなく回転テーブルと粉砕ローラの間に被粉砕物が良好に噛み込まれ、回転テーブルと粉砕ローラの間の被粉砕物の層厚が適切な厚みに維持され、回転テーブルが受ける負荷の変動が抑えられる。これによって、竪型ローラミルは、安定した運転を維持することができる。また、竪型ローラミルに供給される熱ガスの温度は、特許文献１に記載されている温度と比較して十分に低く、更に、負荷変動が抑えられた回転テーブルでは回転駆動のためのエネルギー消費を抑えることができるので、経済的な運転を行うことができる。

また、本発明の別の一態様に係る竪型ローラミルの運転方法は、
回転テーブルと、複数の粉砕ローラと、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口及び前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口を有するミルケーシングとを備え、高水分炭を粉砕する竪型ローラミルの運転方法であって、
前記ミル入口の熱ガスの温度が１５０℃以上３２０℃以下、且つ、前記ミル出口の排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように、前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの流量及び温度のうち少なくとも一方を調整しながら、前記回転テーブルへ前記高水分炭を連続的又は断続的に供給することを特徴としている。

また、本発明の別の一態様に係る竪型ローラミルは、
鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転する回転テーブルと、
前記回転テーブルの上面に押し付けられた複数の粉砕ローラと、
前記回転テーブル及び前記複数の粉砕ローラを覆うミルケーシングであって、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口、前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口、及び、前記回転テーブルの周囲において前記ミル入口から導入した熱ガスを吹き出す熱ガス吹出口を有するミルケーシングと、
高水分炭である被粉砕物を前記回転テーブル上へ供給するフィーダと、
前記ミル入口への前記熱ガスの供給流量を調整する熱ガス流量調整装置と、
前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの温度を調整する熱ガス温度調整装置と、
前記ミル入口の前記熱ガスの温度であるミル入口温度を検出するミル入口温度センサと、
前記ミル出口の前記熱ガス及び前記熱ガスによって吹き上げられた被粉砕物を含む排出ガスの温度であるミル出口温度を検出するミル出口温度センサと、
前記ミル入口温度センサと前記ミル出口温度センサの検出値に基づいて、前記フィーダ、前記熱ガス温度調整装置、及び、前記熱ガス流量調整装置の動作を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラが、
所定量の前記被粉砕物が前記回転テーブル上へ供給されるように前記フィーダを動作させ、
前記ミル入口の前記熱ガスの温度が１５０℃以上３２０℃以下、且つ、前記ミル出口の前記排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように、前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置のうち少なくとも一方を動作させることを特徴としている。

上記竪型ローラミル、及びその運転方法によれば、回転テーブルへ供給された高水分炭が回転テーブルと粉砕ローラの間に良好に噛み込まれ、回転テーブルと粉砕ローラの間の被粉砕物の層厚が適切な厚みに維持され、回転テーブルが受ける負荷の変動が抑えられる。これによって、竪型ローラミルは、安定した運転を維持することができる。また、竪型ローラミルに供給される熱ガスの温度は、特許文献１に記載されている温度と比較して十分に低く、更に、負荷変動が抑えられた回転テーブルでは回転駆動のためのエネルギー消費を抑えることができるので、経済的な運転を行うことができる。

本発明によれば、竪型ローラミルで高水分炭を粉砕するにあたり、経済的で且つ安定した運転を維持することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る運転方法が適用される竪型ローラミルの概略構成を示す図である。 図２は、竪型ローラミルの制御系統の構成を示す図である。 図３は、竪型ローラミルの運転処理の流れを示す図である。 図４は、実験例１の結果を示す図表であり、（ａ）ではミルモータのトルク値の経時変化を、（ｂ）では回転テーブルと粉砕ローラの間の被粉砕物の層厚の経時変化を、それぞれ表している。 図５は、比較実験例１の結果を示す図表であり、（ａ）ではミルモータのトルク値の経時変化を、（ｂ）では回転テーブルと粉砕ローラの間の被粉砕物の層厚の経時変化を、それぞれ表している。 図６は、実験例２の結果を示す図表である。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る運転方法が適用される竪型ローラミル１の概略構成を示す図である。但し、本発明は竪型ローラミル１の構成には限定されず、以下では一般的な竪型ローラミル１の構成について説明する。

〔竪型ローラミル１の概略構成〕
図１に示すように、竪型ローラミル１は、被粉砕物がその上面中央部に供給される回転テーブル２と、回転テーブル２との間で被粉砕物を噛み込んで粉砕する複数の粉砕ローラ３とを備えている。回転テーブル２及び複数の粉砕ローラ３は、ミルケーシング７によって覆われている。

回転テーブル２は、テーブル駆動装置５によって、回転テーブル２の中心を通る垂直な回転軸線を中心として回転駆動される。テーブル駆動装置５は、ミルモータ５１、及び、ミルモータ５１の回転トルクを増幅して回転テーブル２へ伝達する減速機５２などから構成されている。

複数の粉砕ローラ３は、回転テーブル２の回転軸線を中心とした円周軌道上に、等角度間隔で配置されている。図１では、複数の粉砕ローラ３のうちの１つが例示されている。複数の粉砕ローラ３のそれぞれは、油圧シリンダ等の駆動源を備えたローラ押付け機構４によって、回転テーブル２に向けて弾発的に押圧されている。ローラ押付け機構４には、粉砕ローラ３と回転テーブル２との間の被粉砕物（及び粉砕物）の層厚を検出する層厚検出器２５が設けられている。

回転テーブル２の上方には、漏斗状を呈するインナーコーン１１が設けられている。インナーコーン１１の排出口は、回転テーブル２の中央部の上方に位置する。ミルケーシング７内上部であってインナーコーン１１の上部には、セパレータ９が設けられている。インナーコーン１１内へ被粉砕物を送る供給シュート７５がミルケーシング７を貫いて設けられている。供給シュート７５の入口へは、フィーダ１４によって被粉砕物が供給される。

セパレータ９は、例えば、分級ロータ９１、分級ロータ９１よりも外周側に設けられた分級ベーン９２、及び、分級ロータ９１を回転駆動するセパレータ駆動装置８などにより構成されている。セパレータ駆動装置８は、例えば、セパレータモータ８１、及び、セパレータモータ８１の回転出力を分級ロータ９１へ伝達する伝動機構８２などから構成されている。

ミルケーシング７において回転テーブル２及びセパレータ９より上方には、ミル出口７１が形成されている。ミル出口７１には排気路３１が接続されており、ミル排気は排気路３１へ流入する。ミル出口７１又は排気路３１の入口には、ミル出口７１から排出される熱ガス（以下、「ミル排気」と称する）の温度を検出するミル出口温度センサ２２が設けられている。

排気路３１には、ミル排気に同伴する粉砕物を捕集する捕集装置３３が設けられている。捕集装置３３は、例えば、バグフィルタやサイクロンなどであってよい。また、排気路３１には、流量調整装置３４が設けられており、排気路３１の捕集装置３３と流量調整装置３４の間には、流量センサ２３が設けられている。この流量調整装置３４は、例えば、ミルケーシング７内を強制排気する排気ファンであって、この排気ファンの回転数を変化させることによって、ミル出口７１から排出されるミル排気の流量を調整することができる。このミル排気の流量は、ミル入口７２へ供給される熱ガスの流量と対応しており、流量センサ２３で検出されるミル排気の流量の値（又は、この値を加工した値）がミル入口７２へ供給される熱ガスの流量の値として用いられる。このように、本実施形態に係る竪型ローラミル１では、排気路３１に設けられた流量調整装置３４でミルケーシング７からの排気量を制御することによって、ミル入口７２へ供給される熱ガスの流量を制御している。但し、この流量調整装置３４に代えて、ミル入口７２へ熱ガスを送り込む送気ファン（図示略）を設けて、この送気ファンの送気量を制御することによって、ミル入口７２へ供給される熱ガスの流量を制御してもよい。

排気路３１の流量調整装置３４よりも下流側には、還流路３２が接続されている。この排気路３１と還流路３２とによって、排気路３１のミル排ガスの一部（又は全部）をミル入口７２へ戻す循環経路が形成される。還流路３２には、ミル入口７２へ戻される循環ガスの流量を調整する循環ガス流量調整装置３５１が設けられている。循環ガス流量調整装置３５１は、例えば、バルブ、ダンパなどの流量調整手段のうち少なくとも１つであってよい。

回転テーブル２の外周縁とミルケーシング７との間には、環状を呈する又は環状に並んだ熱ガス吹出口７３が設けられている。ミルケーシング７の回転テーブル２より下方に設けられたミル入口７２には、配管等を介して熱ガス源１３が接続されている。熱ガス源１３は、例えば、セメント焼成炉や、熱風発生炉や、焼却炉やボイラなど、熱ガスが発生するものであればよい。熱ガス源１３からミル入口７２へ供給された熱ガスは、熱ガス吹出口７３から上方へ向けて吹き出す。

熱ガス源１３には、熱ガス源１３から出る熱ガスの流量を調整する熱源流量調整装置３５２が設けられている。熱源流量調整装置３５２は、例えば、熱ガス源１３へ燃焼空気を送る燃焼ファンや、熱ガス源１３で生成されたガスと混合させる希釈ガスを送る希釈ファンなどであってよい。また、熱ガス源１３には、熱ガス源１３から出る熱ガスの温度を調整する熱源温度調整装置３５３が設けられている。熱源温度調整装置３５３は、例えば、熱ガス源１３へ燃料を供給する燃料供給装置などであってよい。上記の熱源流量調整装置３５２、熱源温度調整装置３５３、及び、循環ガス流量調整装置３５１は、ミル入口７２へ供給される熱ガスの温度を調整する熱ガス温度調整装置３５を構成している。

ミル入口７２又はその近傍には、ミルケーシング７へ供給される熱ガスの温度を検出するミル入口温度センサ２１が設けられている。熱ガス源１３から出た熱ガスは、還流路３２を通ってミル入口７２へ戻される循環ガスと混合されてから、ミル入口７２へ供給される。ミル入口７２へ供給される熱ガスの温度は、熱ガス温度調整装置３５（即ち、熱源流量調整装置３５２、熱源温度調整装置３５３、及び、循環ガス流量調整装置３５１）の動作によって、熱ガス源１３から出る熱ガスの温度、熱ガス源１３から出る熱ガスの流量、及び、熱ガスと混合される循環ガスの流量が調整されることによって、所望の温度となるように調整することができる。なお、コントローラ１５は、ミル入口温度センサ２１で検出される温度に基づいて、ミル入口７２の熱ガスの温度が制御目標値となるように、熱ガス温度調整装置３５の動作をフィードバック制御する。

上記構成の竪型ローラミル１では、フィーダ１４によって供給シュート７５に被粉砕物（ここでは、高水分炭）が供給されると、被粉砕物は、供給シュート７５及びインナーコーン１１を通じて回転テーブル２の回転中心部分に供給される。回転テーブル２の上に供給された被粉砕物は、回転テーブル２の回転駆動に伴う遠心力によって半径方向外方へ移動し、回転テーブル２の回転に従動している粉砕ローラ３と回転テーブル２との間に噛み込まれて粉砕される。ここで、回転テーブル２及びその近傍は、回転テーブル２の周囲の熱ガス吹出口７３から吹き出す熱ガスによって加熱昇温されており、その熱によって回転テーブル２上の被粉砕物及び粉砕途中の粉砕物の含水率が次第に低下する。

粉砕物は遠心力によって回転テーブル２の外縁側に移動し、回転テーブル２の周囲で吹き上げている熱ガスによって乾燥されるとともに上方へ気流搬送される。なお、熱ガスの気流に乗らない粉砕物や礫や金属片などのスピレージは、遠心力により回転テーブル２の外周縁から落下し、回転テーブル２よりも下方且つ外周側に設けられた回収ボックス７６に回収される。

熱ガスによって吹き上がった粉砕物は、分級ベーン９２の固定翼間を通過し、分級ロータ９１の回転翼間を通過することにより、所望の粒度（粒径）よりも粗い粉粒とそれより細かい粉粒とに分級される。なお、分級ロータ９１の回転数を変えることで、製品粒度を調整することができる。

セパレータ９で分級された細かい粉粒は、ミルケーシング７からの排出ガスに同伴して、ミル出口７１を通じて機外へ排出される。ミル出口７１から排気路３１へ流出したミル排気は、捕集装置３３を通過して細かい粉粒（精粉）が分離される。分離された精粉は、製品として回収される。一方、セパレータ９で分級された粗い粉粒は、インナーコーン１１を滑り落ちて回転テーブル２上へ戻され、供給シュート７５を通じて供給された被粉砕物とともに再び粉砕される。

なお、上記構成の竪型ローラミル１は、セパレータ９がミルケーシング７の内部に設けられているが、セパレータ９がミルケーシング７のミル出口７１に接続された排気路３１に設けられていてもよい。

〔竪型ローラミル１の制御系統の構成〕
図２は、竪型ローラミル１の制御系統の構成を示す図である。本実施形態に係る竪型ローラミル１の運転は、コントローラ１５によって制御されている。つまり、コントローラ１５は、ミル入口温度センサ２１、ミル出口温度センサ２２、流量センサ２３、及び層厚検出器２５などの検出値に基づいて、テーブル駆動装置５、セパレータ駆動装置８、フィーダ１４、流量調整装置３４、熱ガス温度調整装置３５（即ち、循環ガス流量調整装置３５１、熱源流量調整装置３５２、及び熱源温度調整装置３５３）の動作を制御する。但し、ミル出口温度センサ２２及び流量センサ２３などの検出値に基づいて、テーブル駆動装置５、セパレータ駆動装置８、フィーダ１４、熱ガスの流量調整装置３４、及び、熱ガス温度調整装置３５が、オペレータによって手動で操作されてもよい。

コントローラ１５は、いわゆるコンピュータであって、プロセッサと、メモリ及び通信インターフェイスなどとを備えている（いずれも図示略）。メモリは、各種のＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどによって実現されてよい。メモリには、プロセッサによって実行される、ＯＳ、各種の制御プログラム、並びにプロセッサによって読み出される各種データを格納する。通信インターフェイスは、プロセッサによって制御されることによって、無線又は有線の通信手段を利用して、テーブル駆動装置５、セパレータ駆動装置８、フィーダ１４、流量調整装置３４、熱ガス温度調整装置３５（即ち、循環ガス流量調整装置３５１、熱源流量調整装置３５２、及び熱源温度調整装置３５３）等とデータを送受信し、また、ミル入口温度センサ２１、ミル出口温度センサ２２、流量センサ２３、及び層厚検出器２５から検出信号を受信する。

プロセッサは、メモリに記憶されている各種のプログラムを実行することによって、各種の処理を実行する。換言すれば、コントローラ１５における処理は、各ハードウェアおよびプロセッサにより実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、メモリ又は他の記憶媒体に予め記憶されている。

〔竪型ローラミル１の運転方法〕
以下、図３を参照して、上記の竪型ローラミル１で高水分炭を粉砕する場合の運転方法を説明する。「高水分炭」とは、褐炭などの低品位炭のうち含水率が５０％以上のものをいう。図３は、竪型ローラミルの運転処理の流れを示す図である。

コントローラ１５は、ミル入口温度センサ２１の検出信号に基づいてミル入口７２の熱ガスの温度（以下、「ミル入口温度」と称する）を監視している。また、コントローラ１５は、ミル出口温度センサ２２の検出信号に基づいてミル出口７１の排出ガスの温度（以下、「ミル出口温度」と称する）を監視している。

まず、コントローラ１５は、テーブル駆動装置５を動作させて回転テーブル２を回転させ、セパレータ駆動装置８を動作させて分級ロータ９１を回転させる（ステップＳ１）。

次に、コントローラ１５は、竪型ローラミル１の予熱を開始する（ステップＳ２）。具体的には、コントローラ１５の、所定の予熱スケジュールに従って竪型ローラミル１が昇温するような供給量で熱ガスが供給されるように、熱ガスの流量調整装置３４、熱ガス温度調整装置３５の動作を制御する。ここで、コントローラ１５は、ミル入口７２へ供給される熱ガスの温度及び流量を調整してよいが、温度を一定とし流量を調整してもよいし、流量を一定とし温度を調整してもよい。つまり、コントローラ１５は、ミル入口７２へ供給される熱ガスの温度及び流量の少なくとも一方が調整されるように、熱ガスの流量調整装置３４及び熱ガス温度調整装置３５の少なくとも一方を動作させてよい。

所定のスケジュールは、熱ガスの供給を開始してから所定の予熱時間で、ミル出口温度が所定の供給開始出口温度以上で、且つ、ミル入口温度が所定の供給開始入口温度となるような運転スケジュールである。予熱の工程では、ミル入口温度を主たる制御対象とし、ミル出口温度は供給開始出口温度を超えてもかまわない。

上記において、供給開始入口温度は、１５０℃以上２５０℃以下の温度である。また、供給開始出口温度は、６５℃以上７５℃以下の温度である。予熱時間は、１時間以上の時間であり、経済的な時間以下であればよい。

コントローラ１５は、ミル出口温度が所定の供給開始出口温度以上であり、且つ、ミル入口温度が所定の供給開始入口温度となったことが検出されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、予熱を終了する（ステップＳ４）。

続いて、コントローラ１５は、フィーダ１４を動作させて被粉砕物を所定量ずつ供給する（ステップＳ５）。コントローラ１５は、被粉砕物の供給が開始されてからは、ミル出口温度が所定の運転中出口温度を維持するように、ミル入口７２へ供給される熱ガスの流量及び温度の少なくとも一方が調整されるように、熱ガスの流量調整装置３４、及び熱ガス温度調整装置３５の動作を制御する（ステップＳ６）。

上記において、運転中出口温度は、６５℃以上１００℃以下の温度である。また、運転中のミル入口７２へ供給される熱ガスの温度の制御目標値は、１５０℃以上３２０℃以下の値とされる。ミル入口７２の熱ガスの温度が１５０℃よりも低いと、被粉砕物が粉砕ローラ３と回転テーブル２の間にうまく噛み込まれない。また、ミル入口７２の熱ガスの温度が３２０℃を超えると、被粉砕物が発火するおそれがある。

竪型ローラミル１において高水分炭の粉砕を終了する際には、コントローラ１５は、フィーダ１４を停止させ（ステップＳ７）、続いて、テーブル駆動装置５及びセパレータ駆動装置８を停止させる（ステップＳ８）。

回転テーブル２上の高水分炭の含水率が低下すると、それを噛み込もうとする粉砕ローラ３と回転テーブル２が受ける抵抗が低下する。また、被粉砕物が適切に粉砕ローラ３と回転テーブル２に噛み込まれると、粉砕ローラ３と回転テーブル２との間の粉砕途中の粉砕物の層厚が適切な値の範囲内に抑えられ、粉砕ローラ３の回転テーブル２への圧下力が圧縮粉砕力としてこの粉砕物層に確実に与えられ、また、各粉砕ローラ３と回転テーブル２との周速度の相違に基づいて発生する相対的滑り力も粉砕物層に効率的に与えられる。上記のような運転方法によって竪型ローラミル１を運転して高水分炭を乾燥及び粉砕すると、後述する実験結果から、ミルモータ５１の回転トルクの変動、即ち、回転テーブル２の回転負荷の変動が抑えられることが明らかであり、竪型ローラミルは、安定した運転を維持することができる。

回転テーブル２の回転負荷の変動が抑えられることから、被粉砕物が粉砕ローラ３と回転テーブル２との間に良好に噛み込まれ、且つ、粉砕ローラ３と回転テーブル２との間の被粉砕物の層厚が粉砕不良を排除できる程度に抑えられていると推定される。

更に、竪型ローラミル１に供給される熱ガスの温度は、特許文献１に記載されている温度（４００〜６００℃）と比較して十分に低く、被粉砕物の発火のおそれが低減される。更に、負荷変動が抑えられた回転テーブル２では回転駆動のためのエネルギー消費を抑えることができるので、経済的な運転を行うことができる。よって、上記のような運転方法によれば、テーブル駆動装置５の消費電力を抑えた効率的な高水分炭の粉砕及び乾燥を行うことができるとともに、目標の製品性状の粉砕物を安定して得ることができる。

[実験例]
以下、本発明の実験例１及び比較実験例１、並びに、実験例２を説明する。次表１では、実験例１及び比較実験例１に係る竪型ローラミル１の運転条件のうち、供給開始入口温度、供給開始出口温度、及び運転中出口温度（いずれも制御目標値）を表している。各実験は、実機と比較して小型のテスト用竪型ローラミルで行われた。

〔実験例１〕
実験例１では、テスト用竪型ローラミルのミル入口７２へ熱ガスを一定流量で供給して、１時間の予熱時間をかけて、ミル入口温度が１５０℃（制御目標値）となるまで竪型ローラミル１を予熱した。ミル入口温度１５０℃となった時のミル出口温度はおよそ１００℃であり、このミル出口温度は供給開始出口温度である６５℃を十分に上回っていた。このように竪型ローラミル１を予熱したあと、ミルモータ５１とセパレータモータ８１を回転させ、含水率が６０〜６４％の褐炭の供給を開始した。褐炭の供給を開始してからは、ミル出口の温度が７０℃（制御目標値）に維持されるように、ミル入口７２へ供給される熱ガスの温度を１５０〜３２０℃の間で調整しつつ、ミル出口７１から排出されるミル排気の流量を調整した。ミル排気の流量は、ミル入口７２への熱ガスの供給量と対応している。そして、褐炭の供給を開始してからの、ミルモータ５１のトルク値と、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間の被粉砕物の層厚とをおよそ１時間に亘って測定した。なお、実験中、褐炭の供給量は一定とし、ミルモータ５１の回転数は一定とし、セパレータモータ８１の回転数は定格回転数の１０％程度の変動幅で調整し、吹出口７３から吹き出す熱ガスの風量は一定とした。

図４（ａ）は、実験例１のミルモータ５１のトルク値の経時変化を表している。図４（ａ）では、ミル入口温度、ミル出口温度、及び被粉砕物の供給量なども併せて示されている。また、図４（ｂ）は、実験例１の回転テーブル２と粉砕ローラ３の間の被粉砕物の層厚の経時変化を表している。図４（ａ）と図４（ｂ）の時間軸は対応している。

図４（ａ）に示すように、実験例１のミルモータ５１のトルク値は、褐炭の供給を開始して直ちに増加し始め、褐炭の供給を開始してからおよそ１０分後からは概ね一定の振幅で、振幅の中心値がおよそ一定の値となった。なお、ミルモータ５１のトルク値は、回転テーブル２に作用する回転負荷の目安となる。また、図４（ｂ）に示すように、実験例１の被粉砕物の層厚は、褐炭の供給を開始しておよそ５分後から増加し始め、褐炭の供給を開始してからおよそ１０分後からは概ね一定の振幅で、振幅の中心値がおよそ一定の値となった。

以上の結果から、実験例１では褐炭の供給を開始してからおよそ１０分後に、回転テーブル２と粉砕ローラ３との間に被粉砕物が噛み込み始め、その後は、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間に被粉砕物が良好に噛み込まれ、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間の被粉砕物の層厚が適切な厚みに維持されていることがわかる。このことから、実験例１では、褐炭を回転テーブル２へ供給してから比較的速やかに、回転テーブル２へ供給された褐炭の含水率が低下することによって、粉砕ローラ３と回転テーブル２が被粉砕物から受ける抵抗が、被粉砕物が粉砕ローラ３と回転テーブル２の間に良好に噛み込まれる程度まで低下したということができる。

そして、被粉砕物が噛み込み始めてからのミルモータ５１のトルク値は安定した値を示していることから、回転テーブル２に作用する負荷の変動が抑えられていることがわかる。また、ミル入口７２に供給される熱ガスの温度は、特許文献１に記載されている温度と比較して十分に低い。このことから、実験例１では、竪型ローラミル１の運転が経済的に行われたということができる。

また、実験例１では、褐炭の供給を開始してからのミル入口温度は１５０℃から２００℃までの間で推移しているが、この間において安定した運転が継続していることから、定常運転時のミル入口温度は１５０℃以上であればよいことがわかる。但し、ミル出口温度を所定の温度に維持するために必要なミル入口温度は、被粉砕物の供給量や含水率などによって変動する。なお、実験例１では、実機と比較して小型のテスト用竪型ローラミルを用いており、且つ、運転時間が比較的短時間（１時間程度）であることから、ミル入口温度は２００℃程度までしか上昇していないが、実機の連続運転中は、ミル入口温度が被粉砕物の発火のおそれのない３２０℃以下となるように調整される。

〔比較実験例１〕
比較実験例１では、供給開始入口温度を１１５℃、運転中出口温度を６０℃（いずれも制御目標値）とした以外は、前述の実験例１と同じ条件で竪型ローラミル１を運転し、ミルモータ５１のトルク値と、回転テーブル２と粉砕ローラ３の間の被粉砕物の層厚とをおよそ１時間に亘って測定した。なお、竪型ローラミル１の予熱においてミル入口温度が１１５℃となった時のミル出口温度はおよそ７５℃であり、このミル出口温度は供給開始出口温度である６５℃を十分に上回っていた。

図５（ａ）は、比較実験例１のミルモータ５１のトルク値の経時変化を表している。図５（ａ）では、ミル入口温度、ミル出口温度、及び被粉砕物の供給量なども併せて示されている。また、図５（ｂ）は、比較実験例１の回転テーブル２と粉砕ローラ３の間の被粉砕物の層厚の経時変化を表している。図５（ａ）と図５（ｂ）の時間軸は対応している。

図５（ａ）に示すように、比較実験例１のミルモータ５１のトルク値は、褐炭の供給を開始して直ちに緩やかに増加し始め、褐炭の供給を開始してからおよそ１０分後からは、実験例１のミルモータ５１のトルク値よりも高い値で不規則に変動した。また、図５（ｂ）に示すように、比較実験例１の被粉砕物の層厚は、褐炭の供給を開始しておよそ１０分後から増加し始め、実験例１の被粉砕物の層厚と比較して高い値で且つ振動幅が小さい状態や、実験例１の被粉砕物の層厚と比較して低い値で且つ振動幅の小さい状態を含んで、不規則に変動した。

以上の結果から、比較実験例１では褐炭の供給を開始してからおよそ１０分後に、回転テーブル２と粉砕ローラ３との間に被粉砕物が噛み込み始めたが、被粉砕物の層厚が適切な値より高くて被粉砕物が噛み込めていない現象や、被粉砕物の層厚が適切な値より低くて粉砕ローラ３の圧下力が粉砕物層に適切に与えられていない現象が生じたことが推定される。また、上記のような現象と対応して、ミルモータ５１のトルク値も変動している。しかも、実験例１と比較してミルモータ５１のトルク値が高いことから、ミルモータ５１の消費電力も高くなり、非経済的な運転となっている。

〔実験例２〕
実験例２では、供給開始入口温度の適切な範囲を探るために、ミル出口温度を６０℃（制御目標値）で維持しながら、被粉砕物の供給時のミル入口温度を変化させて、ミルモータ５１のトルク値を測定した。なお、実験例２の竪型ローラミル１の運転条件は、熱ガスの供給流量は一定とし、ミルモータ５１の回転数は一定とし、セパレータモータ８１の回転数は定格回転数の１０％程度の変動幅で調整し、褐炭の供給量は一定とした。

図６は、実験例２のミルモータ５１のトルク値及びミル入口温度の経時変化を表している。図６に示すように、実験例２のミルモータ５１のトルク値は、ミル入口温度が１５０℃未満では不安定に変動し、１５０℃以上では比較的低い値で安定している。このことから、供給開始入口温度は１５０℃以上が好適であるといえる。

１ 竪型ローラミル
２ 回転テーブル
３ 粉砕ローラ
４ ローラ押付け機構
５ テーブル駆動装置
５１ ミルモータ
５２ 減速機
７ ミルケーシング
７１ ミル出口
７２ ミル入口
７３ 熱ガス吹出口
７５ 供給シュート
８ セパレータ駆動装置
８１ セパレータモータ
８２ 伝動機構
９ セパレータ
９１ 分級ロータ
９２ 分級ベーン
１１ インナーコーン
１３ 熱ガス源
１４ フィーダ
１５ コントローラ
２１ ミル入口温度センサ
２２ ミル出口温度センサ
２３ 流量センサ
２５ 層厚検出器
３１ 排気路
３２ 還流路
３３ 捕集装置
３４ 流量調整装置（熱ガス流量調整装置）
３５ 熱ガス温度調整装置
３５１ 循環ガス流量調整装置
３５２ 熱源流量調整装置
３５３ 熱源温度調整装置

Claims (4)

1. 回転テーブルと、複数の粉砕ローラと、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口及び前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口を有するミルケーシングとを備え、高水分炭を粉砕する竪型ローラミルの運転方法であって、
   熱ガスを前記ミル入口へ供給することにより、所定の予熱時間をかけて、前記ミル出口からの排出ガスの温度が６５℃以上、且つ、前記ミル入口の前記熱ガスの温度が１５０℃以上２５０℃以下の所定の供給開始入口温度となるまで予熱し、
   前記予熱後に、前記回転テーブルへ前記高水分炭の供給を開始し、前記ミル出口の前記排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの流量及び温度のうち少なくとも一方を調整する、
   竪型ローラミルの運転方法。
2. 回転テーブルと、複数の粉砕ローラと、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口及び前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口を有するミルケーシングとを備え、高水分炭を粉砕する竪型ローラミルの運転方法であって、
   前記ミル入口の熱ガスの温度が１５０℃以上３２０℃以下、且つ、前記ミル出口の排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように、前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの流量及び温度のうち少なくとも一方を調整しながら、前記回転テーブルへ前記高水分炭を連続的又は断続的に供給する、
   竪型ローラミルの運転方法。
3. 鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルの上面に押し付けられた複数の粉砕ローラと、
   前記回転テーブル及び前記複数の粉砕ローラを覆うミルケーシングであって、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口、前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口、及び、前記回転テーブルの周囲において前記ミル入口から導入した熱ガスを吹き出す熱ガス吹出口を有するミルケーシングと、
   高水分炭である被粉砕物を前記回転テーブル上へ供給するフィーダと、
   前記ミル入口への前記熱ガスの供給流量を調整する熱ガス流量調整装置と、
   前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの温度を調整する熱ガス温度調整装置と、
   前記ミル入口の前記熱ガスの温度であるミル入口温度を検出するミル入口温度センサと、
   前記ミル出口の前記熱ガス及び前記熱ガスによって吹き上げられた被粉砕物を含む排出ガスの温度であるミル出口温度を検出するミル出口温度センサと、
   前記ミル入口温度センサと前記ミル出口温度センサの検出値に基づいて、前記フィーダ、前記熱ガス温度調整装置、及び、前記熱ガス流量調整装置の動作を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラが、
   前記熱ガスを前記ミル入口へ供給することにより、所定の予熱時間をかけて、ミル出口温度が６５℃以上、且つ、前記ミル入口温度が１５０℃以上２５０℃以下の所定の供給開始入口温度に予熱されるように、前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置を動作させ、
   前記予熱後に、所定量の前記被粉砕物が前記回転テーブル上へ供給されるように前記フィーダを動作させるとともに、前記ミル出口温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置のうち少なくとも一方を動作させる、
   竪型ローラミル。
4. 鉛直方向に延びる回転軸線を中心に回転する回転テーブルと、
   前記回転テーブルの上面に押し付けられた複数の粉砕ローラと、
   前記回転テーブル及び前記複数の粉砕ローラを覆うミルケーシングであって、前記回転テーブルより下方に設けられたミル入口、前記回転テーブルより上方に設けられたミル出口、及び、前記回転テーブルの周囲において前記ミル入口から導入した熱ガスを吹き出す熱ガス吹出口を有するミルケーシングと、
   高水分炭である被粉砕物を前記回転テーブル上へ供給するフィーダと、
   前記ミル入口への前記熱ガスの供給流量を調整する熱ガス流量調整装置と、
   前記ミル入口へ供給される前記熱ガスの温度を調整する熱ガス温度調整装置と、
   前記ミル入口の前記熱ガスの温度であるミル入口温度を検出するミル入口温度センサと、
   前記ミル出口の前記熱ガス及び前記熱ガスによって吹き上げられた被粉砕物を含む排出ガスの温度であるミル出口温度を検出するミル出口温度センサと、
   前記ミル入口温度センサと前記ミル出口温度センサの検出値に基づいて、前記フィーダ、前記熱ガス温度調整装置、及び、前記熱ガス流量調整装置の動作を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラが、
   所定量の前記被粉砕物が前記回転テーブル上へ供給されるように前記フィーダを動作させ、
   前記ミル入口の前記熱ガスの温度が１５０℃以上３２０℃以下、且つ、前記ミル出口の前記排出ガスの温度が６５℃以上１００℃以下に維持されるように、前記熱ガス温度調整装置及び前記熱ガス流量調整装置のうち少なくとも一方を動作させる、
   竪型ローラミル。

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