JP3612409B2 - 流動層を用いた石炭の乾燥分級装置 - Google Patents
流動層を用いた石炭の乾燥分級装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉等に投入される石炭を乾燥させるとともに、石炭中の微粉を分級して除去するための流動層を用いた石炭の乾燥分級装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような石炭の乾燥分級装置として、本発明の発明者等は特開平５−７１８７５号公報において、図１２に示すように分散板１に設けられたノズル２…から噴出する気体Ｇの噴出方向を、石炭Ｃの移送方向Ｆに向けて分散板１に対し斜め上方側に傾斜させて設定した流動層３を備えた乾燥分級装置を提案している。ここで、この乾燥分級装置の装置本体４の上記移送方向Ｆ後方側の一端部には石炭Ｃの供給部５が設けられるとともに、移送方向Ｆ側の他端部には、乾燥された石炭Ｃの排出部６が設けられている。また、分散板１の下には、ノズル２…から流動層３に噴出される気体の加圧室７が設けられていて、この加圧室７には、例えば温風が流動用気体Ｇとして供給されている。さらに、装置本体４の天井部８の中央部には流動層３からの排気Ｇと分級された微粉Ｄとを排出するための排気口９が設けられている。
【０００３】
しかるに、このような流動層３を用いた石炭の乾燥分級装置によれば、上記供給部５から流動層３に供給された石炭Ｃのうち、粒径の粗大な石炭粒子は、ノズル２…から噴出される噴出気体Ｇにより分散板１の近傍の流動層３底部を転動しながら乾燥される一方、比較的粒径の小さい石炭粒子は、上記噴出気体Ｇにより適当な流動加速度を得て流動化されつつ乾燥され、上記移送方向Ｆに移送されて排出部６から排出される。さらに、これらよりも粒径の小さい微粉Ｄは、上記噴出気体Ｇによって他の粒子から分級処理されて排気Ｇとともに排気口９から排出されるので、上記乾燥分級装置によれば、効率的な石炭Ｃの乾燥と微粉Ｄの分級除去とを図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような装置によって乾燥分級処理される原料石炭Ｃは、平均粒径が０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であるのに対して、最大粒径が５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の粗大粒子から最小粒径１０５μｍ以下の微粉Ｄまでをも含む粒度分布の巾が大きなものであり、しかもこの粒度分布や含水率も一定ではなく、産地や運搬状態等により変動が大きい。このため、例えば微粉Ｄの含有量が高く、しかも含水率の比較的小さい原料石炭Ｃが流動層３に供給されたりすると、水分を含んだ重たい微粉Ｄが排気口９から排出されずに、供給部５から排出部６へと多量にショートパスしてそのまま石炭粒子とともに排出されてしまい、乾燥分級効率を損ねるおそれがあった。この点、従来の一般的な流動層では、このようなショートパスを防止するため、分散板上にバッフル板（邪魔板）を設けたものも種々提案されてはいるが、そのような流動層を、上述のような粒度分布の巾の大きい石炭の乾燥分級に単に適用しただけでは、粒径の粗大な石炭粒子が滞留して移送されなくなってしまい、操作不能となるという問題が生じる。
【０００５】
一方、このような流動層においては、その上方のフリーボード部における空塔速度にばらつきが生じることがある。特に上記構成の乾燥分級装置では、分散板１のノズル２…から噴出する気体Ｇの噴出方向が、上述のように石炭Ｃの移送方向Ｆに向けて分散板１に対し斜め上方側に傾斜しているため、気体Ｇの流れに偏流が生じやすくなって空塔速度のばらつきも大きくなる傾向があり、例えば最小空塔速度が平均空塔速度の０．５倍程度であるのに対し最大空塔速度が平均空塔速度の２．０倍程度に及ぶこともある。そして、このように流動層３上部の空塔速度のばらつきが大きくなって、特に最大空塔速度が部分的に大きくなると、上記の場合とは逆に比較的粒径の大きい石炭粒子が排気口９から排気Ｇおよび微粉Ｄに混ざって排出されてしまい、やはり分級効率が損なわれることになる。このため、上記従来の乾燥分級装置では、このような問題を解消するのに分散板１から天井部８までの高さを最低でも６．５ｍ以上確保しなければならず、装置設備の大型化を招く結果となっていた。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、第１には、流動層上部のフリーボード部における空塔速度のばらつきを抑えて、粒径の大きな石炭粒子までもが排気口から排出されるのを防ぎ、また第２には、流動層に供給された石炭中の粗大な石炭粒子の滞留を防ぎつつ、微粉がショートパスするのを防ぎ、これらによって石炭の乾燥分級効率の一層の向上を図ることが可能な乾燥分級装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、上記第１の目的を達成するために、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記流動層の上部に、上記石炭の移送方向を横切る方向に延びる整流板を、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設け、これら上下方向に隣接する段の整流板同士を、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜させるとともに、上記移送方向にずらして配置したことを特徴とする。従って、上記フリーボード部における気体の流れは上記整流板の間を通って上昇する間に均一化され、これにより空塔速度のばらつきも抑えられるとともに、特に最大空塔速度が抑制されるので、微粉よりも粒径の大きな石炭粒子が微粉や排気とともに排出されるのを防ぐことができる。
【０００８】
一方、本発明の発明者等は、石炭が供給される流動層において分散板の上方にバッフル板を設け、このバッフル板と分散板との間の高さおよびバッフル板自体の高さを種々に変化させたところ、これらの高さが所定の範囲にあるときには、流動層に供給される石炭の粒度分布や含水率に変動があっても、粗大な石炭粒子を確実に移送させることができる一方、微粉のショートパスをも確実に防ぐことができるという知見を得るに至った。従って、このような石炭の乾燥分級装置によれば、流動層に供給された石炭の粗大な粒子は、分散板から噴出される気体により、分散板とその上方に立設されたバッフル板との間を通って移送されつつ乾燥される一方、石炭中の微粉については、その供給部から排出部への直接的な流れがバッフル板によって阻止される。そして、このバッフル板の下端の分散板からの高さおよびバッフル板自体の高さが、上記知見に基づいて所定の範囲に設定されているので、原料石炭の粒度分布等に変動があっても、粗大な石炭粒子を確実に移送できるとともに微粉のショートパスも防ぐことができる。すなわち、分散板からのバッフル板の下端の高さが２００mmを下回ると、粗大な石炭粒子が詰まりを生じて円滑な移送が阻害されるおそれがあり、一方、このバッフル板の下端の高さが４５０mmを上回ったり、バッフル板自体の高さが３００mmを下回ったりすると、バッフル板の上下から気体の流れに乗って微粉がショートパスするおそれが生じる。また、バッフル板自体の高さが１０００mmを上回ると、これに伴い装置設備の高さも高くなって非経済的であるとともに、特に原料石炭の含水率が高い場合に、微粉がバッフル板の上端部に付着してしまうおそれが生じる。
【０００９】
本願の請求項２に係る発明は、このような知見に基づいて上記第１、第２の目的を同時に達成するために、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記分散板の上方に、上記石炭の移送方向を横切るようにバッフル板を立設し、このバッフル板を、その下端が上記分散板から２００ mm 〜４５０ mm の範囲の高さに位置し、かつこの下端から上端までの高さが３００ mm 〜１０００ mm の範囲となるようにする一方、上記流動層の上部に、上記石炭の移送方向を横切る方向に延びる整流板を、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設け、これら上下方向に隣接する段の整流板同士を、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜させるとともに、上記移送方向にずらして配置したことを特徴とする。すなわち、上記バッフル板と請求項１に係る発明の整流板とを備えたものであるので、これらの相乗効果によって一層の乾燥分級効率の向上を図ることができる。
【００１０】
なお、上記請求項１、２に係る発明において具備される整流板は、乾燥分級装置の上記移送方向に沿った側断面において、その幅を３００mm〜５００mmの範囲とするとともに、上記分散板に対する傾斜角を６０°〜７５°の範囲とし、さらに上下方向に隣接する段のうち、下段側の整流板の上端を、上段側の上記移送方向に隣り合う整流板の下端同士の略中央に位置させ、かつ上記下段側の整流板の上端と上記上段側の整流板の下端との上記移送方向の間隔が２００mm〜３００mmの範囲となるように配置するのが望ましい。これは、まず上記下段側の整流板の上端が上段側の整流板の下端に接近していると気体の流れの均一化が図られず、またこれら上端と下端との間隔が小さすぎたり、上記整流板の幅が小さすぎたりすると、整流板に微粉が固結してしまうおそれが生じ、さらに整流板の傾斜角が小さすぎると微粉が整流板に堆積してしまうおそれが生じるからである。一方、逆に上記傾斜角が大きすぎたり、上下の整流板の端部の間隔や整流板の幅が大きすぎたりすると、十分な整流効果を得ることができなくなるおそれがある。さらにまた、微粉よりも粒径の大きな石炭粒子を確実かつ円滑に上記移送方向に移送するには、上記分散板からの気体の噴出方向は、上記石炭の移送方向を向いて、この分散板に対して斜め上方側に傾斜して設定されるのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態を示す石炭の乾燥分級装置の側断面図であり、特に本願の請求項２に係る発明、すなわち請求項１、２に係る発明の整流板と請求項２に係る発明のバッフル板とを備えた乾燥分級装置の実施形態を示すものである。本実施形態の乾燥分級装置の装置本体１１は概略箱体状をなしており、その内部の底側には分散板１２が水平に取り付けられていて、この分散板１２の上部に流動層１３が形成されるとともに、分散板１２の下部には熱風入口１４から熱風が噴出気体Ｇとして供給される。また、この流動層１３の一端側（図１において右側）には石炭Ｃの供給部１５が設けられるとともに、他端側（図１において左側）には処理された乾燥炭が排出される排出部１６が設けられており、供給部１５から流動層１３内に供給された石炭Ｃは、上記一端側から他端側に向けて、すなわち図中に白抜き矢線で示す移送方向Ｆに向けて、分散板１２上を移送されつつ乾燥され、排出部１６から排出される。
【００１２】
ここで、上記分散板１２には、図２に示すように多数の空気導入口１７…が、それぞれ上記移送方向Ｆに直交する方向に延びるように、かつ該移送方向Ｆには互いに間隔を置いて形成されているとともに、各空気導入口１７…を覆うように半円筒状のキャップ１８が、分散板１２上に同じく移送方向Ｆに直交する方向に敷設されている。そして、このキャップ１８には、その敷設方向（図２の図面に直交する方向）に適当間隔をおいて複数のノズル１９…が、それぞれ上記移送方向Ｆ側を向いて、かつ分散板１２に対する傾斜角θが３０°以下となるように斜め上方に傾斜して形成されている。さらに、上記移送方向Ｆに互いに隣接するキャップ１８，１８の間には、移送方向Ｆ後方側のキャップ１８手前の分散板１２の上面から移送方向Ｆ側のキャップ１８の上部にかけて、上記傾斜角θと等しい角度で斜め上方に傾斜するように板状のジャンプ台２０が配設されている。
【００１３】
なお、上記ノズル１９の形状は、その断面が円形のものでもよく、また上記敷設方向に延びる長円状や楕円状、あるいは長方形状や台形状のものであってもよい。また、上述のような半円筒状のキャップ１８と板状のジャンプ台２０に代えて、ノズル１９とジャンプ台２０とが形成された断面「へ」字型の板材よりなるキャップ１８を分散板１２上に敷設したり、あるいは分散板１２自体を階段状に形成してノズル１９とジャンプ台２０とを設けるようにしてもよい。ただし、これらのノズル１９…は、分散板１２の平面視において千鳥状等に配置されて均一に分散形成されるのが望ましく、また、上述のように分散板１２自体を階段状に形成したりする場合などには、ジャンプ台２０も同様に均一に分散形成されるようにしてもよい。
【００１４】
一方、この分散板１２の上方には、それぞれ石炭Ｃの移送方向Ｆを横切るように、かつ分散板１２との間に等しく間隔をあけて、複数枚（本実施形態では５枚）のバッフル板２１…がこの移送方向Ｆに向けて立設されている。ここで、本実施形態では、これらのバッフル板２１…は長方形平板状に形成されて、上記分散板１２および石炭Ｃの移送方向Ｆに対して垂直となるように向けられており、その両端が装置本体１１の移送方向Ｆに沿った両内壁に取り付けられて、これら両内壁の間に掛け渡されるように配設されている。そして、これらのバッフル板２１…は、図３に示すようにその下端２１Ａの分散板１２からの高さＨが２００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲に位置し、かつ、この下端２１Ａから上端２１Ｂまでの高さＬが３００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲となるように設定されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、これらバッフル板２１…同士の移送方向Ｆの間隔は互いに略等しく、しかも２００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲に設定されている。これは、この間隔が小さすぎると、流動層３における石炭粒子の流動性が損なわれるおそれがあり、逆に間隔が大きすぎると、装置本体１１の大きさにもよるが、バッフル板２１の枚数が確保できなくなって、微粉Ｄのショートパスを効果的に防ぐことができなくなるおそれがあるからである。また、同様の理由から、このバッフル板２１…の枚数は２枚〜５枚程度とするのが望ましい。一方、本実施形態の上記バッフル板２１…は、上述のように装置本体１１の両内壁間に掛け渡されて取り付けられているが、これを、上記移送方向Ｆに隣り合うバッフル板２１，２１が互い違いの内壁に取り付けられるようにして、この取付側とは反対側の内壁とバッフル板２１との間に僅かな間隔をあけるようにしてもよい。
【００１６】
さらに、このバッフル板２１…の上方には、上記流動層１３上部のフリーボード部２２の底部に位置するように、多数の整流板２３…が設けられている。これらの整流板２３…は、上記バッフル板２１…と同じく長方形平板状に形成されたもので、石炭Ｃの移送方向Ｆを横切る方向に装置本体１１の両内壁間に掛け渡されて取り付けられており、本実施形態では、このような整流板２３…が上下方向に複数段に分けられて、それぞれの段ごとに複数枚の整流板２３…が上記移送方向Ｆに向けて等間隔に配設されている。そして、さらにこれらの整流板２３…のうち、上下方向に隣接する段の整流板２３…同士は、図１および図４に示すように移送方向Ｆに沿った上記側断面において、分散板１２に対して互いに逆方向に傾斜するとともに、上記移送方向Ｆにずらされて配置されている。
【００１７】
ここで、本実施形態ではこれらの整流板２３…は、図４に示すように移送方向Ｆに沿った装置本体１１の側断面における幅Ｗが互いに等しく、かつ３００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲とされている。また、本実施形態ではこれらの整流板２３…は上下方向に３段に分けられて配設されていて、このうち上下段に位置する整流板２３…は、上記移送方向Ｆ側に向かうに従い下方に向かうように上記分散板１２に対して傾斜させられている一方、これらの間の中段に位置する整流板２３…は、移送方向Ｆ側に向かうに従い逆に上方に向かうように分散板１２に対して傾斜させられており、さらに各段の整流板２３…同士は互いに平行に配設されている。さらにまた、図４に示すようにこれらの整流板２３…が分散板１２に対してなす傾斜角αは、上下段と中段とでその大きさが互いに等しく、かつ６０°〜７５°の範囲内に設定されている。
【００１８】
また、これら３段に配設された整流板２３…において、下段と中段および中段と上段との上下方向に隣接する段の整流板２３…同士は、上記移送方向Ｆについて上段側の互いに隣り合う整流板２３，２３の下端２３Ａ，２３Ａ同士の中央に、下段側の整流板２３の上端２３Ｂが位置するように配置されており、従って、これら上段側の互いに隣り合う整流板２３，２３の下端２３Ａ，２３Ａと、この間に位置する下段側の整流板２３の上端２３Ｂとは、図４に示すように上記移送方向Ｆにおいて互いに等しい間隔Ｓとされる。そして、本実施形態では、この間隔Ｓは２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲とされている。ただし、これら上段側の整流板２３の下端２３Ａと下段側の整流板２３の上端２３Ｂとは、上下方向には互いに等しい高さに配設されている。
【００１９】
なお、図１に示すように、これらの整流板２３…は、上記バッフル板２１…が上記移送方向Ｆについて分散板１２の上方だけに配設されているのに対し、装置本体１１の上記一端側（供給部１５側）から他端側（排出部１６側）の内壁２４にまで達するように配設されている。また、この装置本体１１の他端側の内壁２４および移送方向Ｆに沿った上記両内壁は、整流板２３…が配設される位置において上方に向かうに従い外側に拡がる傾斜面とされているとともに、この整流板２３…よりも上方には、上記フリーボード部２２が形成される空間をあけて天井部２５が設けられ、この天井部２５の中央には、排気Ｇおよび供給された石炭Ｃから分級された微粉Ｄが排出される排気口２６が設けられている。
【００２０】
このように構成された本実施形態の石炭の乾燥分級装置においては、まず上記分散板１２の上方にバッフル板２１…が設けられており、分散板１２からこのバッフル板２１…の下端２１Ａまでの高さＨが２００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲に設定されるとともに、この下端２１Ａからバッフル板２１の上端２１Ｂまでの高さＬが３００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲に設定されているので、供給された原料石炭Ｃ中の微粉Ｄがショートパスして排出部１６に直接流れ込むのを防ぐことができる一方、粗大な石炭Ｃの粒子は、分散板１２のノズル１９から斜め上方に上記移送方向Ｆに噴出される気体Ｇにより、この分散板１２とバッフル板２１…の下端２１Ａとの間を通して確実に移送することができる。従って、本実施形態によれば、このような粗大な粒子により詰まりが生じたりするのを防いで、供給された石炭Ｃを確実に移送方向Ｆに送り出しながらも十分な乾燥と微粉Ｄの除去とを行うことができる一方、こうして乾燥分級された石炭Ｃにショートパスした微粉Ｄが混ざり込むのも確実に防止することができ、これにより乾燥分級効率の一層の向上を図ることができる。
【００２１】
また、これに加えて本実施形態では、このバッフル板２１…の上方に複数段の整流板２３…が設けられていて、これらの整流板２３…は段ごとに移送方向Ｆにずらされるとともに分散板１２に対して互いに逆方向に傾斜しており、このため上記流動層１３上部のフリーボード部２２における気体Ｇの流れは、この整流板２３…の間を通って上昇する間に均一化される。従って、本実施形態によれば、この気体Ｇの流れに偏流が生じるのを防いで空塔速度のばらつきを抑えることができ、これにより、特に空塔速度が部分的に大きくなって微粉Ｄよりも粒径の大きな石炭Ｃの粒子までもが排気口２６から排出されてしまうような事態が防止され、すなわち分級されるべき微粉Ｄだけを排気口２６から排出することができるので、石炭Ｃの分級効率をさらに向上させることが可能となる。また、このようにフリーボード部２２における気体Ｇの流れが均一化されて粒径の大きな粒子の排気口２６からの排出が防がれることにより、分散板１２から装置本体１１の天井部２５までの高さを低く抑えることが可能となり、従ってコンパクトでありながら効率の良い経済的な乾燥分級装置を提供することができる。
【００２２】
そして、本実施形態では、このように装置本体１１にバッフル板２１…と整流板２３…とが同時に備えられており、従って、上述のように粒度分布が巾広い原料石炭Ｃに対しても、また供給される原料石炭Ｃの粒度分布や含水率に多少の変動が生じても、これらバッフル板２１…による効果と整流板２３…による効果とが相俟って、相乗的に石炭Ｃの乾燥分級効率の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では上記整流板２３を上下方向に３段に形成しているが、これは少なくとも２段以上の複数段であればよい。ただし、整流板２３…を４段以上に形成しても、３段の場合に比べて整流効果に際だった向上は認められず、却って装置本体１１の高さの増大を招くおそれがあるため、整流板２３は２段か３段とするのが望ましい。また、このうち最下段の整流板２３…の傾斜する向きは、本実施形態のように分散板１２からの気体Ｇの噴出方向が、石炭Ｃの移送方向Ｆを向いて、この分散板１２に対して斜め上方側に傾斜して設定されている場合には、これを考慮して上述のように移送方向Ｆに向けて下方に向かうようにされるのが望ましい。さらに、これらの整流板２３…が設置される位置は、バッフル板２１…がある場合にはその高さＨ，Ｌなどにもよるが、分散板１２から６００ｍｍ〜２０００ｍｍの範囲に設定されるのが望ましい。これは、整流板２３…の位置が低すぎると、流動層１３における気体Ｇと石炭Ｃの粒子との流動に干渉してしまうおそれが生じ、逆に整流板２３…の位置が高すぎると、十分な整流効果が期待できなくなるおそれがあるからである。
【００２４】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に示された石炭Ｃの乾燥分級装置を用いて原料石炭Ｃの乾燥分級操作を行い、これを、比較例としてのバッフル板２１…および整流板２３…を備えない同型の乾燥分級装置により同じ操作条件で乾燥分級を行った場合と比較した。ただし、このとき供給された原料石炭Ｃの粒度分布は図５に示す通りであり、含水率は４．５％、供給量は３００ｔｏｎ／ｈであった。また、実施例において分散板１２からバッフル板２１の下端２１Ａまでの高さＨは３００ｍｍ、下端２１Ａから上端２１Ｂまでのバッフル板２１の高さＬは６００ｍｍ、整流板２３の幅Ｗは５００ｍｍ、分散板１２に対する整流板２３の傾斜角αの大きさは６０°、下段側の整流板２３の上端２３Ｂと隣接する上段側の整流板２３の下端２３Ａとの移送方向Ｆの間隔Ｓは２５０ｍｍであった。さらに、実施例および比較例とも、分散板１２のノズル１９の傾斜角θは２０°であって、気体Ｇの噴出速度は５０ｍ／ｓであった。
【００２５】
本実施例ではまず、図１におけるＸＸ断面の位置（バッフル板２１の下端２１Ａ直下の位置）において、図６に示すように、この段面を移送方向Ｆに略６等分割した領域の中心線を１〜６とするとともに、装置本体１１の幅方向に略３等分割した領域の中心線をＡ〜Ｃとし、これらの中心線１〜６と中心線Ａ〜Ｃとの交点１−Ａ，１−Ｂ，…６−Ｃの位置において石炭Ｃの粒子を同量ずつサンプリングした。そして、このうち中心線１〜６のそれぞれの交点上でサンプリングされた３つのサンプルを混ぜ合わせて分析し、供給された原料石炭Ｃの粒度分布および含水率が移送方向Ｆに向けてどのように変化するかを調べた。また、比較例においても上記断面と同じ位置において同様のサンプリングを行い、分析をした。この結果を、粒度分布については図７に、また含水率については図８にそれぞれ示す。
【００２６】
これら図７および図８の結果より、まずバッフル板２１…のない比較例では、粒径が１０５μｍ以下の微粉Ｄの含有量が、移送方向Ｆ側に向かうに従い途中までは減少しているものの、装置本体の排出部側では上昇しており、またこれに伴って含水率も排出部側で増大する傾向にあった。これは、供給部から流動層に供給された石炭Ｃの微粉Ｄが、そのまま排出部までショートパスして移送されたためであると認められる。しかるに、これに対してバッフル板２１…を備えた実施例では、微粉Ｄの含有量および含水率が移送方向Ｆ側に向かうに従って漸次減少する傾向にあり、排出部１６近傍の上記中心線６においていずれも略最小となっていて、乾燥分級効率の向上が図られていることが確認できた。
【００２７】
次に、本実施例では、図１におけるＹＹ断面の位置（整流板２３…の直上の位置）において、図９に示すように、この段面を装置本体１１の幅方向に略５等分割した等分線をＡ〜Ｄとするとともに、分散板１２の上方に移送方向Ｆに向けて等間隔に間隔線１〜４を設定し、これら間隔線１〜４と等分線Ａ〜Ｄとの交点１−Ａ，１−Ｂ，…４−Ｄの位置においてフリーボード部２２の空塔速度を測定するとともに、このうち交点２−Ａ，２−Ｄ，４−Ａ，４−Ｄの位置において微粉Ｄ等をサンプリングしてその粒度分布およびダスト濃度を分析した。また、比較例についても同様の測定およびサンプリングを行った。この結果を、空塔速度については次表１に、また微粉Ｄ等の粒度分布については図１０に、さらにそのダスト濃度については図１１に、それぞれ示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
まず、上記表１の結果より、整流板２３…を備えない比較例では空塔速度のばらつきが大きく、また特に最大空塔速度がきわめて高くなっているのに対し、整流板２３…を設けた実施例においては空塔速度が均一化しており、最大空塔速度も比較例の１／２以下に抑えられている。そして、これに伴いサンプリングされた微粉Ｄ等の粒度分布も、実施例は比較例に対して、いずれのサンプリング位置においても粒径が１０５μ以下の微粉Ｄの含有率が高い一方、粒径の大きな粒子の含有率は低いことが認められ、さらにサンプリングされたダスト濃度についても、比較例に対して実施例はいずれの位置でも少なかった。この結果、整流板２３…による空塔速度の均一化によって、微粉Ｄは排気Ｇとともに効率的に除去される一方、粒径の大きな石炭Ｃの粒子が排気口２６から排出されるのは確実に防止されているのが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１に係る発明によれば、流動層の上部に、石炭の移送方向にずらされるとともに分散板に対して逆方向に傾斜する複数段の整流板を設けることにより、流動層上部のフリーボード部における空塔速度を均一化して、粒度の大きい石炭粒子が排気とともに排出されるのを防ぐことができる。また、請求項２に係る発明によれば、分散板の上部に設けたバッフル板の下端の分散板からの高さを２００ mm 〜４５０ mm の範囲とするとともに、このバッフル板の下端から上端までの高さを３００ mm 〜１０００ mm に設定することにより、流動層に供給された石炭の微粉が排出部にショートパスするのを防ぐことができる。従って、これら本発明の石炭の乾燥分級装置によれば、粒度分布が巾広い石炭の乾燥分級においても、またこの粒度分布や含水率に変動が生じても、その乾燥分級効率の向上を図ることができる。さらに、請求項２に係る発明では、このようなバッフル板と整流板とを同時に備えることにより、これらの相乗効果によって乾燥分級効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の分散板１２を示す拡大側断面図である。
【図３】図１に示す実施形態のバッフル板２１…を示す拡大側断面図である。
【図４】図１に示す実施形態の整流板２３…を示す拡大側断面図である。
【図５】本発明の実施例において供給された原料石炭Ｃの粒度分布を示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるサンプリング位置を示す図１のＸＸ断面図である。
【図７】図６のサンプリング位置１〜６における粒度分布を示すもので、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例、（ｃ）は図中の符号の説明である。
【図８】図６のサンプリング位置１〜６における含水率を示すもので、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例である。
【図９】本発明の実施例におけるサンプリング位置を示す図１のＹＹ断面図である。
【図１０】図９のサンプリング位置における粒度分布を示すもので、（ａ）は２−Ａ、（ｂ）は２−Ｄ、（ｃ）は４−Ａ、（ｄ）は４−Ｄにおける測定結果である。
【図１１】図９のサンプリング位置２−Ａ，２−Ｄ，４−Ａ，４−Ｄにおいて測定されたダスト濃度を示す図である。
【図１２】従来の石炭Ｃの乾燥分級装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１１ 装置本体
１２ 分散板
１３ 流動層
１５ 供給部
１６ 排出部
１９ ノズル
２１ バッフル板
２１Ａ バッフル板の下端
２１Ｂ バッフル板の上端
２２ フリーボード部
２３ 整流板
２３Ａ 整流板２３の下端
２３Ｂ 整流板２３の上端
２６ 排気口
Ｃ 石炭
Ｇ 気体（排気）
Ｄ 微粉
Ｆ 石炭Ｃの移送方向
Ｈ 分散板１２からバッフル板２１の下端２１Ａまでの高さ
Ｌ バッフル板２１の下端２１Ａから上端２１Ｂまでの高さ
Ｗ 整流板２３の幅
Ｓ 下段側の整流板２３の上端２３Ｂと上段側の整流板２３の下端２３Ｂとの移送方向Ｆの間隔
α 分散板１２に対する整流板２３の傾斜角
θ 分散板１２のノズル１９の傾斜角
【発明の属する技術分野】
本発明は、コークス炉等に投入される石炭を乾燥させるとともに、石炭中の微粉を分級して除去するための流動層を用いた石炭の乾燥分級装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このような石炭の乾燥分級装置として、本発明の発明者等は特開平５−７１８７５号公報において、図１２に示すように分散板１に設けられたノズル２…から噴出する気体Ｇの噴出方向を、石炭Ｃの移送方向Ｆに向けて分散板１に対し斜め上方側に傾斜させて設定した流動層３を備えた乾燥分級装置を提案している。ここで、この乾燥分級装置の装置本体４の上記移送方向Ｆ後方側の一端部には石炭Ｃの供給部５が設けられるとともに、移送方向Ｆ側の他端部には、乾燥された石炭Ｃの排出部６が設けられている。また、分散板１の下には、ノズル２…から流動層３に噴出される気体の加圧室７が設けられていて、この加圧室７には、例えば温風が流動用気体Ｇとして供給されている。さらに、装置本体４の天井部８の中央部には流動層３からの排気Ｇと分級された微粉Ｄとを排出するための排気口９が設けられている。
【０００３】
しかるに、このような流動層３を用いた石炭の乾燥分級装置によれば、上記供給部５から流動層３に供給された石炭Ｃのうち、粒径の粗大な石炭粒子は、ノズル２…から噴出される噴出気体Ｇにより分散板１の近傍の流動層３底部を転動しながら乾燥される一方、比較的粒径の小さい石炭粒子は、上記噴出気体Ｇにより適当な流動加速度を得て流動化されつつ乾燥され、上記移送方向Ｆに移送されて排出部６から排出される。さらに、これらよりも粒径の小さい微粉Ｄは、上記噴出気体Ｇによって他の粒子から分級処理されて排気Ｇとともに排気口９から排出されるので、上記乾燥分級装置によれば、効率的な石炭Ｃの乾燥と微粉Ｄの分級除去とを図ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような装置によって乾燥分級処理される原料石炭Ｃは、平均粒径が０．８ｍｍ〜２．０ｍｍ程度であるのに対して、最大粒径が５０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の粗大粒子から最小粒径１０５μｍ以下の微粉Ｄまでをも含む粒度分布の巾が大きなものであり、しかもこの粒度分布や含水率も一定ではなく、産地や運搬状態等により変動が大きい。このため、例えば微粉Ｄの含有量が高く、しかも含水率の比較的小さい原料石炭Ｃが流動層３に供給されたりすると、水分を含んだ重たい微粉Ｄが排気口９から排出されずに、供給部５から排出部６へと多量にショートパスしてそのまま石炭粒子とともに排出されてしまい、乾燥分級効率を損ねるおそれがあった。この点、従来の一般的な流動層では、このようなショートパスを防止するため、分散板上にバッフル板（邪魔板）を設けたものも種々提案されてはいるが、そのような流動層を、上述のような粒度分布の巾の大きい石炭の乾燥分級に単に適用しただけでは、粒径の粗大な石炭粒子が滞留して移送されなくなってしまい、操作不能となるという問題が生じる。
【０００５】
一方、このような流動層においては、その上方のフリーボード部における空塔速度にばらつきが生じることがある。特に上記構成の乾燥分級装置では、分散板１のノズル２…から噴出する気体Ｇの噴出方向が、上述のように石炭Ｃの移送方向Ｆに向けて分散板１に対し斜め上方側に傾斜しているため、気体Ｇの流れに偏流が生じやすくなって空塔速度のばらつきも大きくなる傾向があり、例えば最小空塔速度が平均空塔速度の０．５倍程度であるのに対し最大空塔速度が平均空塔速度の２．０倍程度に及ぶこともある。そして、このように流動層３上部の空塔速度のばらつきが大きくなって、特に最大空塔速度が部分的に大きくなると、上記の場合とは逆に比較的粒径の大きい石炭粒子が排気口９から排気Ｇおよび微粉Ｄに混ざって排出されてしまい、やはり分級効率が損なわれることになる。このため、上記従来の乾燥分級装置では、このような問題を解消するのに分散板１から天井部８までの高さを最低でも６．５ｍ以上確保しなければならず、装置設備の大型化を招く結果となっていた。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたもので、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、第１には、流動層上部のフリーボード部における空塔速度のばらつきを抑えて、粒径の大きな石炭粒子までもが排気口から排出されるのを防ぎ、また第２には、流動層に供給された石炭中の粗大な石炭粒子の滞留を防ぎつつ、微粉がショートパスするのを防ぎ、これらによって石炭の乾燥分級効率の一層の向上を図ることが可能な乾燥分級装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る発明は、上記第１の目的を達成するために、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記流動層の上部に、上記石炭の移送方向を横切る方向に延びる整流板を、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設け、これら上下方向に隣接する段の整流板同士を、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜させるとともに、上記移送方向にずらして配置したことを特徴とする。従って、上記フリーボード部における気体の流れは上記整流板の間を通って上昇する間に均一化され、これにより空塔速度のばらつきも抑えられるとともに、特に最大空塔速度が抑制されるので、微粉よりも粒径の大きな石炭粒子が微粉や排気とともに排出されるのを防ぐことができる。
【０００８】
一方、本発明の発明者等は、石炭が供給される流動層において分散板の上方にバッフル板を設け、このバッフル板と分散板との間の高さおよびバッフル板自体の高さを種々に変化させたところ、これらの高さが所定の範囲にあるときには、流動層に供給される石炭の粒度分布や含水率に変動があっても、粗大な石炭粒子を確実に移送させることができる一方、微粉のショートパスをも確実に防ぐことができるという知見を得るに至った。従って、このような石炭の乾燥分級装置によれば、流動層に供給された石炭の粗大な粒子は、分散板から噴出される気体により、分散板とその上方に立設されたバッフル板との間を通って移送されつつ乾燥される一方、石炭中の微粉については、その供給部から排出部への直接的な流れがバッフル板によって阻止される。そして、このバッフル板の下端の分散板からの高さおよびバッフル板自体の高さが、上記知見に基づいて所定の範囲に設定されているので、原料石炭の粒度分布等に変動があっても、粗大な石炭粒子を確実に移送できるとともに微粉のショートパスも防ぐことができる。すなわち、分散板からのバッフル板の下端の高さが２００mmを下回ると、粗大な石炭粒子が詰まりを生じて円滑な移送が阻害されるおそれがあり、一方、このバッフル板の下端の高さが４５０mmを上回ったり、バッフル板自体の高さが３００mmを下回ったりすると、バッフル板の上下から気体の流れに乗って微粉がショートパスするおそれが生じる。また、バッフル板自体の高さが１０００mmを上回ると、これに伴い装置設備の高さも高くなって非経済的であるとともに、特に原料石炭の含水率が高い場合に、微粉がバッフル板の上端部に付着してしまうおそれが生じる。
【０００９】
本願の請求項２に係る発明は、このような知見に基づいて上記第１、第２の目的を同時に達成するために、分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記分散板の上方に、上記石炭の移送方向を横切るようにバッフル板を立設し、このバッフル板を、その下端が上記分散板から２００ mm 〜４５０ mm の範囲の高さに位置し、かつこの下端から上端までの高さが３００ mm 〜１０００ mm の範囲となるようにする一方、上記流動層の上部に、上記石炭の移送方向を横切る方向に延びる整流板を、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設け、これら上下方向に隣接する段の整流板同士を、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜させるとともに、上記移送方向にずらして配置したことを特徴とする。すなわち、上記バッフル板と請求項１に係る発明の整流板とを備えたものであるので、これらの相乗効果によって一層の乾燥分級効率の向上を図ることができる。
【００１０】
なお、上記請求項１、２に係る発明において具備される整流板は、乾燥分級装置の上記移送方向に沿った側断面において、その幅を３００mm〜５００mmの範囲とするとともに、上記分散板に対する傾斜角を６０°〜７５°の範囲とし、さらに上下方向に隣接する段のうち、下段側の整流板の上端を、上段側の上記移送方向に隣り合う整流板の下端同士の略中央に位置させ、かつ上記下段側の整流板の上端と上記上段側の整流板の下端との上記移送方向の間隔が２００mm〜３００mmの範囲となるように配置するのが望ましい。これは、まず上記下段側の整流板の上端が上段側の整流板の下端に接近していると気体の流れの均一化が図られず、またこれら上端と下端との間隔が小さすぎたり、上記整流板の幅が小さすぎたりすると、整流板に微粉が固結してしまうおそれが生じ、さらに整流板の傾斜角が小さすぎると微粉が整流板に堆積してしまうおそれが生じるからである。一方、逆に上記傾斜角が大きすぎたり、上下の整流板の端部の間隔や整流板の幅が大きすぎたりすると、十分な整流効果を得ることができなくなるおそれがある。さらにまた、微粉よりも粒径の大きな石炭粒子を確実かつ円滑に上記移送方向に移送するには、上記分散板からの気体の噴出方向は、上記石炭の移送方向を向いて、この分散板に対して斜め上方側に傾斜して設定されるのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態を示す石炭の乾燥分級装置の側断面図であり、特に本願の請求項２に係る発明、すなわち請求項１、２に係る発明の整流板と請求項２に係る発明のバッフル板とを備えた乾燥分級装置の実施形態を示すものである。本実施形態の乾燥分級装置の装置本体１１は概略箱体状をなしており、その内部の底側には分散板１２が水平に取り付けられていて、この分散板１２の上部に流動層１３が形成されるとともに、分散板１２の下部には熱風入口１４から熱風が噴出気体Ｇとして供給される。また、この流動層１３の一端側（図１において右側）には石炭Ｃの供給部１５が設けられるとともに、他端側（図１において左側）には処理された乾燥炭が排出される排出部１６が設けられており、供給部１５から流動層１３内に供給された石炭Ｃは、上記一端側から他端側に向けて、すなわち図中に白抜き矢線で示す移送方向Ｆに向けて、分散板１２上を移送されつつ乾燥され、排出部１６から排出される。
【００１２】
ここで、上記分散板１２には、図２に示すように多数の空気導入口１７…が、それぞれ上記移送方向Ｆに直交する方向に延びるように、かつ該移送方向Ｆには互いに間隔を置いて形成されているとともに、各空気導入口１７…を覆うように半円筒状のキャップ１８が、分散板１２上に同じく移送方向Ｆに直交する方向に敷設されている。そして、このキャップ１８には、その敷設方向（図２の図面に直交する方向）に適当間隔をおいて複数のノズル１９…が、それぞれ上記移送方向Ｆ側を向いて、かつ分散板１２に対する傾斜角θが３０°以下となるように斜め上方に傾斜して形成されている。さらに、上記移送方向Ｆに互いに隣接するキャップ１８，１８の間には、移送方向Ｆ後方側のキャップ１８手前の分散板１２の上面から移送方向Ｆ側のキャップ１８の上部にかけて、上記傾斜角θと等しい角度で斜め上方に傾斜するように板状のジャンプ台２０が配設されている。
【００１３】
なお、上記ノズル１９の形状は、その断面が円形のものでもよく、また上記敷設方向に延びる長円状や楕円状、あるいは長方形状や台形状のものであってもよい。また、上述のような半円筒状のキャップ１８と板状のジャンプ台２０に代えて、ノズル１９とジャンプ台２０とが形成された断面「へ」字型の板材よりなるキャップ１８を分散板１２上に敷設したり、あるいは分散板１２自体を階段状に形成してノズル１９とジャンプ台２０とを設けるようにしてもよい。ただし、これらのノズル１９…は、分散板１２の平面視において千鳥状等に配置されて均一に分散形成されるのが望ましく、また、上述のように分散板１２自体を階段状に形成したりする場合などには、ジャンプ台２０も同様に均一に分散形成されるようにしてもよい。
【００１４】
一方、この分散板１２の上方には、それぞれ石炭Ｃの移送方向Ｆを横切るように、かつ分散板１２との間に等しく間隔をあけて、複数枚（本実施形態では５枚）のバッフル板２１…がこの移送方向Ｆに向けて立設されている。ここで、本実施形態では、これらのバッフル板２１…は長方形平板状に形成されて、上記分散板１２および石炭Ｃの移送方向Ｆに対して垂直となるように向けられており、その両端が装置本体１１の移送方向Ｆに沿った両内壁に取り付けられて、これら両内壁の間に掛け渡されるように配設されている。そして、これらのバッフル板２１…は、図３に示すようにその下端２１Ａの分散板１２からの高さＨが２００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲に位置し、かつ、この下端２１Ａから上端２１Ｂまでの高さＬが３００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲となるように設定されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、これらバッフル板２１…同士の移送方向Ｆの間隔は互いに略等しく、しかも２００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲に設定されている。これは、この間隔が小さすぎると、流動層３における石炭粒子の流動性が損なわれるおそれがあり、逆に間隔が大きすぎると、装置本体１１の大きさにもよるが、バッフル板２１の枚数が確保できなくなって、微粉Ｄのショートパスを効果的に防ぐことができなくなるおそれがあるからである。また、同様の理由から、このバッフル板２１…の枚数は２枚〜５枚程度とするのが望ましい。一方、本実施形態の上記バッフル板２１…は、上述のように装置本体１１の両内壁間に掛け渡されて取り付けられているが、これを、上記移送方向Ｆに隣り合うバッフル板２１，２１が互い違いの内壁に取り付けられるようにして、この取付側とは反対側の内壁とバッフル板２１との間に僅かな間隔をあけるようにしてもよい。
【００１６】
さらに、このバッフル板２１…の上方には、上記流動層１３上部のフリーボード部２２の底部に位置するように、多数の整流板２３…が設けられている。これらの整流板２３…は、上記バッフル板２１…と同じく長方形平板状に形成されたもので、石炭Ｃの移送方向Ｆを横切る方向に装置本体１１の両内壁間に掛け渡されて取り付けられており、本実施形態では、このような整流板２３…が上下方向に複数段に分けられて、それぞれの段ごとに複数枚の整流板２３…が上記移送方向Ｆに向けて等間隔に配設されている。そして、さらにこれらの整流板２３…のうち、上下方向に隣接する段の整流板２３…同士は、図１および図４に示すように移送方向Ｆに沿った上記側断面において、分散板１２に対して互いに逆方向に傾斜するとともに、上記移送方向Ｆにずらされて配置されている。
【００１７】
ここで、本実施形態ではこれらの整流板２３…は、図４に示すように移送方向Ｆに沿った装置本体１１の側断面における幅Ｗが互いに等しく、かつ３００ｍｍ〜５００ｍｍの範囲とされている。また、本実施形態ではこれらの整流板２３…は上下方向に３段に分けられて配設されていて、このうち上下段に位置する整流板２３…は、上記移送方向Ｆ側に向かうに従い下方に向かうように上記分散板１２に対して傾斜させられている一方、これらの間の中段に位置する整流板２３…は、移送方向Ｆ側に向かうに従い逆に上方に向かうように分散板１２に対して傾斜させられており、さらに各段の整流板２３…同士は互いに平行に配設されている。さらにまた、図４に示すようにこれらの整流板２３…が分散板１２に対してなす傾斜角αは、上下段と中段とでその大きさが互いに等しく、かつ６０°〜７５°の範囲内に設定されている。
【００１８】
また、これら３段に配設された整流板２３…において、下段と中段および中段と上段との上下方向に隣接する段の整流板２３…同士は、上記移送方向Ｆについて上段側の互いに隣り合う整流板２３，２３の下端２３Ａ，２３Ａ同士の中央に、下段側の整流板２３の上端２３Ｂが位置するように配置されており、従って、これら上段側の互いに隣り合う整流板２３，２３の下端２３Ａ，２３Ａと、この間に位置する下段側の整流板２３の上端２３Ｂとは、図４に示すように上記移送方向Ｆにおいて互いに等しい間隔Ｓとされる。そして、本実施形態では、この間隔Ｓは２００ｍｍ〜３００ｍｍの範囲とされている。ただし、これら上段側の整流板２３の下端２３Ａと下段側の整流板２３の上端２３Ｂとは、上下方向には互いに等しい高さに配設されている。
【００１９】
なお、図１に示すように、これらの整流板２３…は、上記バッフル板２１…が上記移送方向Ｆについて分散板１２の上方だけに配設されているのに対し、装置本体１１の上記一端側（供給部１５側）から他端側（排出部１６側）の内壁２４にまで達するように配設されている。また、この装置本体１１の他端側の内壁２４および移送方向Ｆに沿った上記両内壁は、整流板２３…が配設される位置において上方に向かうに従い外側に拡がる傾斜面とされているとともに、この整流板２３…よりも上方には、上記フリーボード部２２が形成される空間をあけて天井部２５が設けられ、この天井部２５の中央には、排気Ｇおよび供給された石炭Ｃから分級された微粉Ｄが排出される排気口２６が設けられている。
【００２０】
このように構成された本実施形態の石炭の乾燥分級装置においては、まず上記分散板１２の上方にバッフル板２１…が設けられており、分散板１２からこのバッフル板２１…の下端２１Ａまでの高さＨが２００ｍｍ〜４５０ｍｍの範囲に設定されるとともに、この下端２１Ａからバッフル板２１の上端２１Ｂまでの高さＬが３００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲に設定されているので、供給された原料石炭Ｃ中の微粉Ｄがショートパスして排出部１６に直接流れ込むのを防ぐことができる一方、粗大な石炭Ｃの粒子は、分散板１２のノズル１９から斜め上方に上記移送方向Ｆに噴出される気体Ｇにより、この分散板１２とバッフル板２１…の下端２１Ａとの間を通して確実に移送することができる。従って、本実施形態によれば、このような粗大な粒子により詰まりが生じたりするのを防いで、供給された石炭Ｃを確実に移送方向Ｆに送り出しながらも十分な乾燥と微粉Ｄの除去とを行うことができる一方、こうして乾燥分級された石炭Ｃにショートパスした微粉Ｄが混ざり込むのも確実に防止することができ、これにより乾燥分級効率の一層の向上を図ることができる。
【００２１】
また、これに加えて本実施形態では、このバッフル板２１…の上方に複数段の整流板２３…が設けられていて、これらの整流板２３…は段ごとに移送方向Ｆにずらされるとともに分散板１２に対して互いに逆方向に傾斜しており、このため上記流動層１３上部のフリーボード部２２における気体Ｇの流れは、この整流板２３…の間を通って上昇する間に均一化される。従って、本実施形態によれば、この気体Ｇの流れに偏流が生じるのを防いで空塔速度のばらつきを抑えることができ、これにより、特に空塔速度が部分的に大きくなって微粉Ｄよりも粒径の大きな石炭Ｃの粒子までもが排気口２６から排出されてしまうような事態が防止され、すなわち分級されるべき微粉Ｄだけを排気口２６から排出することができるので、石炭Ｃの分級効率をさらに向上させることが可能となる。また、このようにフリーボード部２２における気体Ｇの流れが均一化されて粒径の大きな粒子の排気口２６からの排出が防がれることにより、分散板１２から装置本体１１の天井部２５までの高さを低く抑えることが可能となり、従ってコンパクトでありながら効率の良い経済的な乾燥分級装置を提供することができる。
【００２２】
そして、本実施形態では、このように装置本体１１にバッフル板２１…と整流板２３…とが同時に備えられており、従って、上述のように粒度分布が巾広い原料石炭Ｃに対しても、また供給される原料石炭Ｃの粒度分布や含水率に多少の変動が生じても、これらバッフル板２１…による効果と整流板２３…による効果とが相俟って、相乗的に石炭Ｃの乾燥分級効率の向上を図ることができる。
【００２３】
なお、本実施形態では上記整流板２３を上下方向に３段に形成しているが、これは少なくとも２段以上の複数段であればよい。ただし、整流板２３…を４段以上に形成しても、３段の場合に比べて整流効果に際だった向上は認められず、却って装置本体１１の高さの増大を招くおそれがあるため、整流板２３は２段か３段とするのが望ましい。また、このうち最下段の整流板２３…の傾斜する向きは、本実施形態のように分散板１２からの気体Ｇの噴出方向が、石炭Ｃの移送方向Ｆを向いて、この分散板１２に対して斜め上方側に傾斜して設定されている場合には、これを考慮して上述のように移送方向Ｆに向けて下方に向かうようにされるのが望ましい。さらに、これらの整流板２３…が設置される位置は、バッフル板２１…がある場合にはその高さＨ，Ｌなどにもよるが、分散板１２から６００ｍｍ〜２０００ｍｍの範囲に設定されるのが望ましい。これは、整流板２３…の位置が低すぎると、流動層１３における気体Ｇと石炭Ｃの粒子との流動に干渉してしまうおそれが生じ、逆に整流板２３…の位置が高すぎると、十分な整流効果が期待できなくなるおそれがあるからである。
【００２４】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に示された石炭Ｃの乾燥分級装置を用いて原料石炭Ｃの乾燥分級操作を行い、これを、比較例としてのバッフル板２１…および整流板２３…を備えない同型の乾燥分級装置により同じ操作条件で乾燥分級を行った場合と比較した。ただし、このとき供給された原料石炭Ｃの粒度分布は図５に示す通りであり、含水率は４．５％、供給量は３００ｔｏｎ／ｈであった。また、実施例において分散板１２からバッフル板２１の下端２１Ａまでの高さＨは３００ｍｍ、下端２１Ａから上端２１Ｂまでのバッフル板２１の高さＬは６００ｍｍ、整流板２３の幅Ｗは５００ｍｍ、分散板１２に対する整流板２３の傾斜角αの大きさは６０°、下段側の整流板２３の上端２３Ｂと隣接する上段側の整流板２３の下端２３Ａとの移送方向Ｆの間隔Ｓは２５０ｍｍであった。さらに、実施例および比較例とも、分散板１２のノズル１９の傾斜角θは２０°であって、気体Ｇの噴出速度は５０ｍ／ｓであった。
【００２５】
本実施例ではまず、図１におけるＸＸ断面の位置（バッフル板２１の下端２１Ａ直下の位置）において、図６に示すように、この段面を移送方向Ｆに略６等分割した領域の中心線を１〜６とするとともに、装置本体１１の幅方向に略３等分割した領域の中心線をＡ〜Ｃとし、これらの中心線１〜６と中心線Ａ〜Ｃとの交点１−Ａ，１−Ｂ，…６−Ｃの位置において石炭Ｃの粒子を同量ずつサンプリングした。そして、このうち中心線１〜６のそれぞれの交点上でサンプリングされた３つのサンプルを混ぜ合わせて分析し、供給された原料石炭Ｃの粒度分布および含水率が移送方向Ｆに向けてどのように変化するかを調べた。また、比較例においても上記断面と同じ位置において同様のサンプリングを行い、分析をした。この結果を、粒度分布については図７に、また含水率については図８にそれぞれ示す。
【００２６】
これら図７および図８の結果より、まずバッフル板２１…のない比較例では、粒径が１０５μｍ以下の微粉Ｄの含有量が、移送方向Ｆ側に向かうに従い途中までは減少しているものの、装置本体の排出部側では上昇しており、またこれに伴って含水率も排出部側で増大する傾向にあった。これは、供給部から流動層に供給された石炭Ｃの微粉Ｄが、そのまま排出部までショートパスして移送されたためであると認められる。しかるに、これに対してバッフル板２１…を備えた実施例では、微粉Ｄの含有量および含水率が移送方向Ｆ側に向かうに従って漸次減少する傾向にあり、排出部１６近傍の上記中心線６においていずれも略最小となっていて、乾燥分級効率の向上が図られていることが確認できた。
【００２７】
次に、本実施例では、図１におけるＹＹ断面の位置（整流板２３…の直上の位置）において、図９に示すように、この段面を装置本体１１の幅方向に略５等分割した等分線をＡ〜Ｄとするとともに、分散板１２の上方に移送方向Ｆに向けて等間隔に間隔線１〜４を設定し、これら間隔線１〜４と等分線Ａ〜Ｄとの交点１−Ａ，１−Ｂ，…４−Ｄの位置においてフリーボード部２２の空塔速度を測定するとともに、このうち交点２−Ａ，２−Ｄ，４−Ａ，４−Ｄの位置において微粉Ｄ等をサンプリングしてその粒度分布およびダスト濃度を分析した。また、比較例についても同様の測定およびサンプリングを行った。この結果を、空塔速度については次表１に、また微粉Ｄ等の粒度分布については図１０に、さらにそのダスト濃度については図１１に、それぞれ示す。
【００２８】
【表１】
まず、上記表１の結果より、整流板２３…を備えない比較例では空塔速度のばらつきが大きく、また特に最大空塔速度がきわめて高くなっているのに対し、整流板２３…を設けた実施例においては空塔速度が均一化しており、最大空塔速度も比較例の１／２以下に抑えられている。そして、これに伴いサンプリングされた微粉Ｄ等の粒度分布も、実施例は比較例に対して、いずれのサンプリング位置においても粒径が１０５μ以下の微粉Ｄの含有率が高い一方、粒径の大きな粒子の含有率は低いことが認められ、さらにサンプリングされたダスト濃度についても、比較例に対して実施例はいずれの位置でも少なかった。この結果、整流板２３…による空塔速度の均一化によって、微粉Ｄは排気Ｇとともに効率的に除去される一方、粒径の大きな石炭Ｃの粒子が排気口２６から排出されるのは確実に防止されているのが確認された。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本願の請求項１に係る発明によれば、流動層の上部に、石炭の移送方向にずらされるとともに分散板に対して逆方向に傾斜する複数段の整流板を設けることにより、流動層上部のフリーボード部における空塔速度を均一化して、粒度の大きい石炭粒子が排気とともに排出されるのを防ぐことができる。また、請求項２に係る発明によれば、分散板の上部に設けたバッフル板の下端の分散板からの高さを２００ mm 〜４５０ mm の範囲とするとともに、このバッフル板の下端から上端までの高さを３００ mm 〜１０００ mm に設定することにより、流動層に供給された石炭の微粉が排出部にショートパスするのを防ぐことができる。従って、これら本発明の石炭の乾燥分級装置によれば、粒度分布が巾広い石炭の乾燥分級においても、またこの粒度分布や含水率に変動が生じても、その乾燥分級効率の向上を図ることができる。さらに、請求項２に係る発明では、このようなバッフル板と整流板とを同時に備えることにより、これらの相乗効果によって乾燥分級効率をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す実施形態の分散板１２を示す拡大側断面図である。
【図３】図１に示す実施形態のバッフル板２１…を示す拡大側断面図である。
【図４】図１に示す実施形態の整流板２３…を示す拡大側断面図である。
【図５】本発明の実施例において供給された原料石炭Ｃの粒度分布を示す図である。
【図６】本発明の実施例におけるサンプリング位置を示す図１のＸＸ断面図である。
【図７】図６のサンプリング位置１〜６における粒度分布を示すもので、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例、（ｃ）は図中の符号の説明である。
【図８】図６のサンプリング位置１〜６における含水率を示すもので、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施例である。
【図９】本発明の実施例におけるサンプリング位置を示す図１のＹＹ断面図である。
【図１０】図９のサンプリング位置における粒度分布を示すもので、（ａ）は２−Ａ、（ｂ）は２−Ｄ、（ｃ）は４−Ａ、（ｄ）は４−Ｄにおける測定結果である。
【図１１】図９のサンプリング位置２−Ａ，２−Ｄ，４−Ａ，４−Ｄにおいて測定されたダスト濃度を示す図である。
【図１２】従来の石炭Ｃの乾燥分級装置を示す側断面図である。
【符号の説明】
１１ 装置本体
１２ 分散板
１３ 流動層
１５ 供給部
１６ 排出部
１９ ノズル
２１ バッフル板
２１Ａ バッフル板の下端
２１Ｂ バッフル板の上端
２２ フリーボード部
２３ 整流板
２３Ａ 整流板２３の下端
２３Ｂ 整流板２３の上端
２６ 排気口
Ｃ 石炭
Ｇ 気体（排気）
Ｄ 微粉
Ｆ 石炭Ｃの移送方向
Ｈ 分散板１２からバッフル板２１の下端２１Ａまでの高さ
Ｌ バッフル板２１の下端２１Ａから上端２１Ｂまでの高さ
Ｗ 整流板２３の幅
Ｓ 下段側の整流板２３の上端２３Ｂと上段側の整流板２３の下端２３Ｂとの移送方向Ｆの間隔
α 分散板１２に対する整流板２３の傾斜角
θ 分散板１２のノズル１９の傾斜角
Claims (4)
- 分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記流動層の上部には、上記石炭の移送方向を横切る方向に延びる整流板が、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設けられており、これら上下方向に隣接する段の整流板同士は、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜するとともに、上記移送方向にずらされて配置されていることを特徴とする流動層を用いた石炭の乾燥分級装置。
- 分散板から噴出する気体によって形成される流動層により、石炭を流動させつつ移送して乾燥分級する流動層を用いた石炭の乾燥分級装置において、上記分散板の上方には、上記石炭の移送方向を横切るようにバッフル板が立設されていて、このバッフル板は、その下端が上記分散板から２００mm〜４５０mmの範囲の高さに位置し、かつこの下端から上端までの高さが３００mm〜１０００mmの範囲とされている一方、上記流動層の上部には、上記石炭の移送方向を横切るように延びる整流板が、この移送方向に向けて複数枚、かつ上下方向に複数段に設けられており、これら上下方向に隣接する段の整流板同士は、上記移送方向に沿った側断面において、上記分散板に対し互いに逆方向に傾斜するとともに、上記移送方向にずらされて配置されていることを特徴とする流動層を用いた石炭の乾燥分級装置。
- 上記移送方向に沿った側断面において、上記整流板の幅が３００mm〜５００mmの範囲とされるとともに、上記分散板に対する各整流板の傾斜角が６０°〜７５°の範囲とされ、さらに上下方向に隣接する段のうち、下段側の整流板の上端は、上段側の上記移送方向に隣り合う整流板の下端同士の略中央に位置し、かつ上記下段側の整流板の上端と上記上段側の整流板の下端との上記移送方向の間隔が２００mm〜３００mmの範囲とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流動層を用いた石炭の乾燥分級装置。
- 上記分散板からの気体の噴出方向が、上記石炭の移送方向を向いて、この分散板に対して斜め上方側に傾斜して設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の流動層を用いた石炭の乾燥分級装置。
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