JP5583198B2 - 石炭乾留装置 - Google Patents

Description

本発明は、石炭乾留装置に関する。

褐炭や亜瀝青炭等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炭としている。

ここで、前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、例えば、固定保持された外筒（ジャケット）の内側に内筒（胴本体）を回転可能に支持し、外筒の内部（外筒と内筒との間）に加熱ガスを供給されると共に、前記乾燥炭を内筒の一端側から内部に供給して、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するようにしたロータリキルン方式のものが知られている。

特開２００３−１７６９８５号公報 特開２００４−００３７３８号公報 特開平１０−２３０１３７号公報

ところで、前記乾燥炭を乾留すると、一酸化炭素や水蒸気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ＨｇＳやＨｇＣｌ₂などの水銀系物質を含有する乾留ガス（熱分解ガス）が発生してしまう。

また、前述したロータリキルン方式の前記石炭乾留装置において、前記内筒の内部は、前記外筒で覆われて前記加熱ガスで加熱されている部分（軸方向中央）にて高い温度を維持できるものの、前記外筒で覆われずに当該外筒から突出して前記加熱ガスで加熱されていない部分（軸方向他端側）にて温度の低下が生じてしまう。

このため、前記石炭乾留装置の前記内筒の内部の前記乾留炭および前記乾留ガスは、当該内筒の内部を他端側へ移動すると、温度が低下して、当該乾留炭に当該乾留ガス中の前記水銀系物質が物理吸着してしまい、当該内筒の他端側から送出される当該乾留炭中の水銀濃度が高くなってしまっていた。また、前記乾留炭温度が高い場合は、当該乾留炭に当該乾留ガス中の前記水銀系物質が化学吸着してしまい、当該内筒の他端側から送出される当該乾留炭中の水銀濃度が高くなってしまっていた。

このようなことから、本発明は、生成する乾留炭中の水銀濃度の上昇を抑制す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１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方式の石炭乾留装置であって、前記内筒の他端側に連結して設けられ、前記乾留炭を排出する乾留炭排出手段と、前記乾留炭排出手段に連結して設けられ、前記乾留ガスを排出するガス排出手段と、前記乾留炭排出手段に設けられ、前記ガス排出手段へ排出される前記乾留ガスの流速を調整するガス流速調整手段とを備え、前記乾留炭排出手段がシュータであり、かつ、前記ガス排出手段が前記シュータの上方に配置され、前記ガス流速調整手段が、前記乾留ガスを前記ガス排出手段側へ排出可能であって、前記シュータ内の空間を前記内筒側と前記ガス排出手段側とに仕切り、前記シュータ内の空間における前記ガス排出手段側の水平断面の大きさを調整可能な仕切り板を備えることを特徴とする。

上述した課題を解決する第２の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第１の発明に係る石炭乾留装置であって、前記仕切り板が、前記シュータの高さ方向に延在するように配置されるモータの出力軸に設けられ、当該モータの作動により先端部側が水平方向で揺動可能な２つの板体で構成されることを特徴とする。
上述した課題を解決する第３の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第２の発明に係る石炭乾留装置であって、前記シュータにおける前記内筒と連絡する箇所に対向する側壁が水平断面にて外側に凸となる円弧状をなし、前記２つの板体は、前記モータの出力軸と前記シュータの側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有することを特徴とする。

上述した課題を解決する第４の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第１の発明に係る石炭乾留装置であって、前記仕切り板が、駆動シリンダのシリンダロッドに設けられ、当該駆動シリンダの作動により前記内筒に対して進退可能な板体で構成されることを特徴とする。
上述した課題を解決する第５の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第４の発明に係る石炭乾留装置であって、前記板体は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有することを特徴とする。

上述した課題を解決する第６の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第１の発明に係る石炭乾留装置であって、前記仕切り板が、モータの出力軸に設けられ、当該モータの作動により少なくとも一端部側が前記内筒に対して揺動可能な板体で構成されることを特徴とする。
上述した課題を解決する第７の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第６の発明に係る石炭乾留装置であって、前記モータの出力軸は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間で延在するように配置され、前記板体は、前記シュータの前記側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有することを特徴とする。

上述した課題を解決する第８の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第６の発明に係る石炭乾留装置であって、前記モータの出力軸は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間で延在するように配置され、前記板体を複数組み備え、前記板体は、前記シュータの前記側壁間の大きさと同じであり、複数組みの前記板体は、前記シュータの高さ方向で隣接して配置され、最下段の組みの前記板体は、前記内筒と連絡する箇所の下方に配置されることを特徴とする。
上述した課題を解決する第９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方式の石炭乾留装置であって、前記内筒の他端側に連結して設けられ、前記乾留炭を排出する乾留炭排出手段と、前記乾留炭排出手段に連結して設けられ、前記乾留ガスを排出するガス排出手段と、前記乾留炭排出手段に設けられ、前記ガス排出手段へ排出される前記乾留ガスの流速を調整するガス流速調整手段とを備え、前記乾留炭排出手段がシュータであり、かつ、前記ガス排出手段が前記シュータの上方に配置され、前記ガス流速調整手段が、前記シュータの天板に連結され、前記乾留ガスおよび前記乾留炭が流通する送給管と、前記送給管に連結すると共に前記ガス排出手段に連結し、遠心分離により前記乾留炭を前記乾留ガスから分離する遠心分離器と、前記遠心分離器に連結すると共に前記シュータの側壁に連結する排出管と、前記排出管に設けられたロータリバルブと、前記送給管における前記乾留ガスの前記遠心分離器への入口流速に影響を及ぼす位置に設けられ、前記乾留ガスが流通する径断面の大きさを調整可能な仕切り板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１０の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第９の発明に係る石炭乾留装置であって、前記仕切り板は、駆動シリンダのシリンダロッドに設けられ、当該シリンダの作動により前記送給管を閉塞可能に移動することを特徴とする。

上述した課題を解決する第１１の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第１乃至第１０の何れか一つの発明に係る石炭乾留装置であって、前記ガス排出手段により排出される前記乾留ガスのガス流速を検知可能なガス状態検知手段と、前記ガス状態検知手段により検知されたガス流速に基づき前記ガス流速調整手段を制御する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、加熱ガスで加熱されない部分にて、乾留炭の温度が低下すると、微粉乾留炭の粒子径が平均粒子径よりも遥かに小さく、その単位重量当たりの比表面積が平均粒子径のものよりも遥かに大きいため、乾留ガス中の水銀系物質の大部分が乾留炭の中の微粉乾留炭に物理吸着するようになり、また、物理吸着が起こらない場合でも、乾留炭温度が化学吸着の限界温度を越えると当該乾留炭中の微粉乾留炭に当該乾留ガス中の前記水銀系物質が化学吸着してしまうが、ガス流速調整手段によってガス排出手段により排出される乾留ガスのガス流速を調整することで、前記乾留ガスに同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さい微粉にすることができることから、前記乾留炭から前記微粉乾留炭を分離し、生成する乾留炭中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

本発明に係る石炭乾留装置の第一番目の実施形態の概略構成図であって、図１（ａ）にその要部を示し、図１（ｂ）に図１の矢視Ｉを示す。 前記石炭乾留装置のシュータ内の乾留ガスの終端速度と当該乾留ガスに搬送される石炭の粒子径との関係を示すグラフである。 前記石炭乾留装置により製造される乾留炭の粒度分布を示すグラフである。 前記石炭乾留装置のチャンバー（シュータ）内のガス流速とチャンバー（シュータ）断面積との関係を示すグラフである。 本発明に係る石炭乾留装置の第二番目の実施形態の概略構成図であって、図５（ａ）にその要部を示し、図５（ｂ）に図５の矢視Ｖを示す。 本発明に係る石炭乾留装置の第三番目の実施形態の概略構成図であって、図６（ａ）にその要部を示し、図６（ｂ）に図３の矢視ＶＩを示す。 本発明に係る石炭乾留装置の第四番目の実施形態の概略構成図であって、図７（ａ）にその要部を示し、図７（ｂ）に図７の矢視ＶＩＩを示す。 本発明に係る石炭乾留装置の第五番目の実施形態の概略構成図である。 本発明に係る石炭乾留装置の第六番目の実施形態の概略構成図であって、図９（ａ）にその要部を示し、図９（ｂ）に図９の矢視ＩＸを示す。 前記石炭乾留装置が具備する遠心分離器への入口流速と捕集限界粒子径の関係を示すグラフである。 前記遠心分離器入口の流速と当該入口の断面積との関係を示すグラフである。

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（ａ），（ｂ）、図２〜図４に基づいて説明する。

図１（ａ）に示すように、褐炭や瀝青炭等のような水分含有量の多い石炭である低品位炭（低質炭）を乾燥させた乾燥炭１を乾留させる石炭乾留装置１００は、乾燥炭１を搬送する乾燥炭搬送ライン１０５からの前記乾燥炭１を受け入れるホッパ１０１と、回転可能に支持されて前記ホッパ１０１内の前記乾燥炭１を一端側（基端側）から内部に供給される内筒（胴本体）１０２と、前記内筒１０２の回転を可能としながらも当該内筒１０２の外周面を覆うように固定支持されて内側（内筒１０２との間）に加熱媒体である加熱ガス１１を供給される外筒（ジャケット）１０３と、前記内筒１０２の回転を可能とするように当該内筒１０２の他端側（先端側）に連結されて乾留された乾留炭２を当該内筒１０２の他端側（先端側）から下方へ落下送出するシュータ（チャンバー）１０４とを備える。なお、前記シュータ１０４の側壁１０４ｂは水平断面にて円弧状をなしている。

前記石炭乾留装置１００の前記シュータ１０４の上部である天板１０４ａには、一酸化炭素や水蒸気やタールなどの乾留ガス（熱分解ガス）１２および当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａを排出する排気ライン１０６の一端側（基端側）が連結している。前記排気ライン１０６の他端側（先端側）は、空気および助燃剤を供給される燃焼炉（図示せず）に連結している。

前記外筒１０３の内側には、前記燃焼炉に基端側が連結し、当該燃焼炉内で前記空気および前記助燃剤を燃焼して生成した加熱ガス１１を送給する加熱ガス送給ライン１０７が連結している。また、前記外筒１０３の内側には、前記加熱ガス１１の排ガス１１ａを当該外筒１０３から排出する排ガスライン１０８の一端側（基端側）が連結している。なお、前記排気ライン１０６、前記燃焼炉、前記加熱ガス送給ライン１０７、前記排ガスライン１０８がなす系統には、ブロア（図示せず）が設けられており、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａ、前記加熱ガス１１、前記排ガス１１ａなどが前記排気ライン１０６、前記加熱ガス送給ライン１０７、前記排ガスライン１０８を流通可能になっている。

さらに、前記シュータ１０４には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａを排気可能としながらも、前記内筒１０２と連絡する箇所を含む空間と、前記排気ライン１０６と連結する箇所を含む空間とに区画し、その大きさを変えることが可能であり、当該乾留ガス１２の流速である終端速度を調整することが可能なガス流速調整装置１１０が設けられる。前記ガス流速調整装置１１０は、モータ１１１と、前記モータ１１１の出力軸１１２（軸体）に一端側（基端側）が接続して設けられ当該出力軸１１２の回転に応じて他端側（先端側）が前記シュータ１０４の側壁１０４ｂに沿って周方向に揺動する２枚の仕切り板１１３，１１４とを備える。なお、前記出力軸１１２は、前記シュータ１０４の高さ方向に延在する形状をなしている。

前記仕切り板１１３，１１４は、前記出力軸１１２と前記シュータ１０４の側壁１０４ｂ間の大きさと略同じであり、前記シュータ１０４の天板１０４ａから前記内筒１０２と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する板体である。前記仕切り板１１３，１１４は、前記シュータ１０４と同様な素材で作製されたものであって、例えば鋼板製などである。前記モータ１１１を制御して前記モータ１１１の作動により、前記出力軸１１２が回転して、前記２つの仕切り板１１３，１１４は離間する方向へ移動する、もしくは、前記２つの仕切り板１１３，１１４は近接する方向へ移動する。すなわち、前記仕切り板１１３，１１４の先端部側は、水平方向で揺動可能になっている。

上述した乾留ガス１２の終端速度は、前記シュータ１０４内から前記排気ライン１０６へ排出するときの速度である。前記乾留ガス１２の終端速度は、前記排気ライン１０６下方の前記シュータ１０４の側壁１０４ｂと前記仕切り板１１３，１１４とで構成される空間の水平断面の大きさに応じて変わる。前記乾留ガス１２の終端速度と前記乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径とは相関しており、前記乾留ガス１２の終端速度が速くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は大きくなり、前記乾留ガス１２の終端速度が遅くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなる。

このような本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ１０４、前記ガス流速調整装置１１０などが石炭乾留装置１００を構成し、前記シュータ１０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ１０４、前記排気ライン１０６などがガス排出手段を構成し、前記モータ１１１、前記出力軸１１２、前記仕切り板１１３，１１４などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置１１０を構成している。

次に、石炭乾留装置１００の中心となる作動をまず説明する。

前記石炭乾留装置１００の前記外筒１０３に加熱ガス（約１０００〜１１００℃）１１を供給し、前記ホッパ１０１に前記乾燥炭（平均粒子径：５ｍｍ前後、約１５０〜２００℃）１を入れて当該乾燥炭１を前記内筒（胴本体）１０２内に供給すると、前記乾燥炭１は、前記内筒１０２の回転に伴って、撹拌されながら当該内筒１０２の一端側から他端側へ移動することにより、前記外筒１０３に送給された前記加熱ガス（約１０００〜１１００℃）１１によってまんべんなく加熱乾留（３５０〜４５０℃）されて乾留炭（平均粒子径：５ｍｍ前後）２となり、前記シュータ１０４を介して冷却装置（図示せず）のホッパ（図示せず）内に供給される。

前記石炭乾留装置１００の前記内筒１０２内で乾留に伴って発生した前記乾留ガス（約３５０〜４５０℃）１２は、前記シュータ１０４の上方から前記排気ライン１０６を介して前記燃焼炉（図示せず）に送給され、不活性ガス（一酸化炭素を含む）および空気（必要に応じて前記助燃剤）と共に燃焼されて前記加熱ガス１１の生成に利用される。

ここで、上述したようにロータリキルン方式の前記石炭乾留装置１００においては、前記内筒１０２の、前記外筒１０３で覆われずに当該外筒１０３から突出して前記加熱ガス１１で加熱されない部分（軸方向他端側）が温度の低下を生じてしまう。このため、従来は、前記内筒の、前記外筒で覆われずに当該外筒から突出して前記加熱ガスで加熱されない部分（軸方向他端側）で前記乾留炭に前記水銀系物質が再び物理吸着してしまい、また、物理吸着が起こらない場合でも、乾留炭温度が化学吸着の限界温度を越えると当該乾留炭中の微粉乾留炭に当該乾留ガス中の前記水銀系物質が化学吸着してしまい、当該内筒の他端側から送出される当該乾留炭中の水銀濃度が高くなってしまっていた。

また、従来のロータリキルン方式の石炭乾留装置では、シュータ（チャンバー）の空間容積が一定であるため、当該石炭乾留装置の運転条件が変わると、空間ガス流速が変わり、排気ラインから排出される乾留ガスに搬送される微粉乾留炭の粒子径が成り行きで決まってしまい、当該乾留ガスの気流により分離する微粉炭の粒子径を制御することができなかった。

このような問題を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、前記乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制すると共に、前記排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整することができるようにするために、さらに、以下のように作動する。

前記モータ１１１を制御して当該モータ１１１を駆動し当該モータ１１１の前記出力軸１１２が回転し、前記仕切り板１１３，１１４の他端側が移動することにより、前記排気ライン１０６の下方であって、前記仕切り板１１３，１１４と前記シュータ１０４の側壁１０４ｂとで囲まれる空間の水平断面の大きさが調整され、前記排気ライン１０６へ流通する前記乾留ガス１２のガス流速（終端速度）が調整される。

ところで、前記ホッパ１０１内に供給された前記乾燥炭１は、当該内筒１０２の回転に伴って、当該内筒１０２内の一端側から他端側へ移動する一方、前記乾燥炭１は、先に説明したように、前記加熱ガス１１によってまんべんなく加熱乾留（３５０〜４５０℃）されて乾留炭２となると共に、微量のＨｇＳやＨｇＣｌ₂などの水銀系物質のガスを含有する前記乾留ガス１２を発生する。

そして、前記内筒１０２内の他端側へ前記乾留炭２が移動し、前記加熱ガス１１で加熱されていない部分に位置して、当該乾留炭２の温度が低下すると、前記乾留ガス１２中の前記水銀系物質は、前記乾留炭（平均粒子径：５ｍｍ前後）２中の微粉乾留炭２ａが当該乾留炭２よりも遥かに小さく、その単位重量当たりの比表面積が前記乾留炭２よりも遥かに大きいため、前記水銀系物質の大部分が、前記乾留炭２よりも前記微粉乾留炭２ａに物理又は化学吸着するようになる。

ここで、前記シュータ（チャンバー）１０４内から前記排気ライン１０６に排出される乾留ガス１２の当該シュータ（チャンバー）１０４内のガス流速（終端速度）と当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径との関係および乾留炭の歩留まりの一例について、図２および図３を参照して説明する。

まず、前記乾留炭２の温度が低下することにより、前記乾留炭２の表面にて乾留ガス１２中の水銀系物質の物理吸着により再付着が起こり、特に粒子径の小さい乾留炭である微粉乾留炭２ａへの前記水銀系物質の再付着の割合が大きくなることが分かっている。このことから、前記シュータ１０４から排出される乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を例えば１５０μｍとした場合には、図２に示すように、前記シュータ１０４から排出される乾留ガス１２のガス流速（終端速度）を０．６ｍ／ｓ弱にすることで、前記乾留ガス１２に粒子径１５０μｍの微粒乾留炭２ａを同伴させることができることが分かる。

乾留プロセス（乾留温度、乾燥炭の初期水銀濃度など）により、乾留ガス中の水銀系物質が乾留炭に再付着する割合の大きい粒子径が変わるものの、概ね粒子径１５０μｍプラスマイナス５０μｍの範囲で可変する。よって、シュータから排出される乾留ガスのガス流速（終端速度）を０．２５ｍ／ｓから１．１ｍ／ｓの範囲で制御することで、粒子径１００μｍから２００μｍの微粉乾留炭を前記乾留ガスに同伴させることができ、生成する乾留炭、すなわち、シュータの下方から送出される乾留炭の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

また、図３に示すように、粒子径１５０μｍの微粉乾留炭２ａを分離した場合には、乾留炭２の歩留まりが約９２％であることから、微粉乾留炭２ａを乾留炭２から除くことに起因する製造効率の低下も抑制できることが確認される。

前記ガス流速調整装置１１０により前記乾留ガス１２の終端速度を調整して当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径が調整されることから、前記水銀系物質が吸着された前記微粉乾留炭２ａが前記乾留ガス１２と共に前記排気ライン１０６を通って前記燃焼炉へ排出されることになる。そのため、前記シュータ１０４から前記冷却装置へ送出される前記乾留炭１２は、前記水銀系物質が物理又は化学吸着した前記微粉乾留炭２ａを含有していないことから、前記乾留炭２中の水銀濃度の上昇が抑えられるようになる。

ここで、シュータ（チャンバー）１０４内の排気ライン側の断面積とシュータ（チャンバー）内のガス流速（終端速度）との関係についてその一例を示す図４を参照して説明する。粒子径Ｄｐの微粉乾留炭を乾留ガスに同伴させることが可能な乾留ガスのガス流速をＶｔとする。

前記石炭乾留装置１００の運転負荷が１００％のときには、前記排気ライン１０６側の断面積と前記シュータ１０４内のガス流速が直線Ｌ１１となることから、前記ガス流速調整装置１１０により前記シュータ１０４内の前記排気ライン１０６側の断面積を変えることが可能な範囲内であってシュータ内断面積をＡ１とすることにより、前記シュータ１０４内における前記乾留ガス１２の終端速度であるガス流速をＶｔとすることができることが明らかとなった。

前記石炭乾留装置１００の運転負荷が８０％のときには、前記排気ライン１０６側の断面積と前記シュータ１０４内のガス流速が直線Ｌ１２となることから、前記ガス流速調整装置１１０により前記シュータ１０４内の前記排気ライン１０６側の断面積を変えることが可能な範囲内であってシュータ内断面積をＡ２とすることにより、前記シュータ１０４内における前記乾留ガス１２の終端速度であるガス流速をＶｔとすることができることが明らかとなった。

前記石炭乾留装置１００の運転負荷が６０％のときには、前記排気ライン１０６側の断面積と前記シュータ１０４内のガス流速が直線Ｌ１３となることから、前記ガス流速調整装置１１０により前記シュータ１０４内の前記排気ライン１０６側の断面積を変えることが可能な範囲内であってシュータ内断面積をＡ３とすることにより、前記シュータ１０４内における前記乾留ガス１２の終端速度であるガス流速をＶｔとすることができることが明らかとなった。

つまり、前記石炭乾留装置１００の運転負荷が下がると、前記内筒１０２内で発生する乾留ガス量も減少するが、このような場合であっても、前記シュータ１０４内の前記排気ライン１０６側の断面積を可変とすることにより、粒子径Ｄｐの微粉乾留炭２ａを同伴させることが可能な乾留ガス１２のガス流速を維持することができることが明らかとなった。すなわち、前記石炭乾留装置１００の運転負荷に依らず、前記シュータ１０４内における前記排気ライン１０６側でのガス流速は粒子径Ｄｐの終端速度Ｖｔを維持でき、これにより、粒子径Ｄｐ以下の微粉乾留炭２ａを乾留ガス１２に同伴させることができることが明らかとなった。

他方、前記水銀系物質を物理又は化学吸着した前記微粉乾留炭２ａは、前記乾留ガス１２と共に前記石炭乾留装置１００の前記シュータ１０４の上方から前記排気ライン１０６を介して前記燃焼炉へ送給されることにより、先に説明したように、前記不活性ガス（窒素、一酸化炭素などを含む）および空気（必要に応じて助燃剤）と共に燃焼されて前記加熱ガス１１の生成に利用される。このとき、前記微粉乾留炭２ａに吸着していたＨｇＳやＨｇＣｌ₂等の前記水銀系物質は、前記燃焼に伴って、前記加熱ガス１１中にガス状のＨｇとして存在するようになる。前記加熱ガス１１は、前記石炭乾留装置１００の前記内筒１０２の加熱に利用された後に排ガス処理装置で処理され、塩化水銀や硫酸カルシウム等に置換されて回収された後、系外へ排出される。

したがって、本実施形態によれば、加熱ガス１１で加熱されない部分にて、乾留炭２の温度が低下すると、微粉乾留炭２ａの粒子径が平均粒子径よりも遥かに小さく、その単位重量当たりの比表面積が平均粒子径のものよりも遥かに大きいため、前記乾留ガス１２中の水銀系物質の大部分が乾留炭１２の中の微粉乾留炭１２ａに物理又は化学吸着するようになるが、前記ガス流速調整装置１１０の前記仕切り板１１３，１１４により前記排気ライン１０６側の前記シュータ１０４内の断面積を調整することにより、排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

［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５（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一番目の実施形態に係る石炭乾留装置と同一の部材には同一の符号を付記しその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５（ａ），（ｂ）に示すように、前記内筒１０２の回転を可能とするように当該内筒１０２の他端側（先端側）に連結されて乾留された乾留炭２を当該内筒１０２の他端側（先端側）から下方へ落下送出するシュータ２０４を備える。なお、前記シュータ２０４の側壁２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄは、それぞれ平面をなしている。

前記シュータ２０４には、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａを排気可能としながらも、前記内筒１０２と連絡する箇所を含む空間と、前記排気ライン１０６と連結する箇所を含む空間とに区画し、その大きさを変えることが可能であり、当該乾留ガス１２の流速である終端速度を調整することが可能なガス流速調整装置２１０が設けられる。前記ガス流速調整装置２１０は、駆動シリンダ２１１と、前記駆動シリンダ２１１のシリンダロッド（軸体）２１２と、前記シリンダロッド２１２に設けられ当該シリンダロッド２１２の進退に応じて前記シュータ１０４の天板２０４ａ、前記側壁２０４ｃ，２０４ｄに沿って前後方向に進退する仕切り板２１３とを備える。なお、前記シリンダロッド２１２は、前記内筒１０２側に延在する形状をなしている。

前記仕切り板２１３は、前記シュータ２０４の側壁２０４ｃ，２０４ｄ間の大きさと略同じであり、前記シュータ２０４の天板２０４ａから前記内筒１０２と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する板体である。前記仕切り板２１３は、前記シュータ２０４と同様な素材で作製されたものであって、例えば鋼板製などである。前記駆動シリンダ２１１を制御して当該駆動シリンダ２１１の作動により、前記シリンダロッド２１２が伸長すると、これに伴い前記前記仕切り板２１３は前記内筒１０２側へ移動し、前記シリンダロッド２１２が収縮すると、これに伴い前記仕切り板２１３は前記内筒１０２側から離間し、前記シュータ２０４の側壁２０４ｂ側に移動する。

上述した乾留ガス１２の終端速度は、上述した第一番目の実施形態と同様、前記シュータ２０４内から前記排気ライン１０６へ排出するときの速度である。前記乾留ガス１２の終端速度は、前記排気ライン１０６下方の前記シュータ２０４と前記仕切り板２１３とで構成される空間の水平断面の大きさに応じて変わる。前記乾留ガス１２の終端速度と前記乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭１２ａの粒子径とは相関しており、前記乾留ガス１２の終端速度が速くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は大きくなり、前記乾留ガス１２の終端速度が遅くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなる。

なお、本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ２０４、前記ガス流速調整装置２１０などが石炭乾留装置２００を構成し、前記シュータ２０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ２０４、前記排気ライン１０６などがガス排出手段を構成し、前記駆動シリンダ２１１、前記シリンダロッド２１２、前記仕切り板２１３などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置２１０を構成している。

このようなガス流速調整装置２１０を備えた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、前記乾燥炭１から乾留炭２を製造することができる。

そして、前記駆動シリンダ２１１の作動により前記シリンダロッド２１２を伸縮し前記仕切り板２１３を前記シュータ２０４の前記内筒１０２側に対して進退して、前記排気ライン１０６の下方であって、前記仕切り板２１３と前記シュータ２０４とで囲まれる領域の水平断面の大きさを調整することにより、前記乾留ガス１２の終端速度が調整され、前記乾留ガス１２の終端速度に応じて当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径が調整される。前記内筒１０２の軸方向中央よりも温度低下を生じる他端寄り、すなわち、前記外筒１０３で覆われず前記加熱ガス１１で加熱されない部分にて前記乾留ガス１２中の水銀系物質が前記乾留炭に物理吸着するが、前記水銀系物質が物理吸着されるのは、前記乾留炭２のうちの前記微粉乾留炭２ａであり、前記微粉乾留炭２ａが前記乾留ガス１２に同伴されて前記排気ライン１０６から前記燃焼炉へ排出されることになる。つまり、前記シュータ２０４の下方から送出される前記乾留炭２は、前記水銀系物質の吸着が少ないものとなる。

したがって、本実施形態によれば、前述した実施形態の場合と同様、前記ガス流速調整装置２１０の前記仕切り板２１３により前記排気ライン１０６側の前記シュータ２０４内の断面積を調整することにより、排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

［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６（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第二番目の実施形態に係る石炭乾留装置と同一の部材には同一の符号を付記しその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６（ａ），（ｂ）に示すように、前記シュータ２０４に設けられ、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａを排気可能としながらも、前記内筒１０２と連絡する箇所を含む空間と、前記排気ライン１０６と連結する箇所を含む空間とに区画し、その大きさを変えることが可能であり、当該乾留ガス１２の流速である終端速度を調整することが可能なガス流速調整装置３１０を備える。

前記ガス流速調整装置３１０は、モータ３１１と、前記モータ３１１の出力軸（軸体）３１２と、前記出力軸３１２に設けられ当該出力軸３１２の回転に応じて一端部側（上端部側）および他端部側（下端部側）が前記内筒１０２側に対して進退方向に揺動する仕切り板３１３とを備える。なお、前記出力軸３１２は、前記シュータ２０４の側壁２０４ｃ，２０４ｄ間にて延在する形状をなしている。

前記仕切り板３１３は、前記シュータ２０４の側壁２０４ｃ，２０４ｄ間の大きさと略同じであり、前記シュータ２０４の天板２０４ａから前記内筒１０２と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する板体である。前記仕切り板３１３は、前記シュータ２０４と同様な素材で作製されたものであって、例えば鋼板製などである。前記モータ３１１を制御して前記モータ３１１の作動により、前記出力軸３１２が回転すると、これに伴い前記前記仕切り板３１３の一端部側（上端部側）または他端部側（下端部側）は前記内筒１０２側へ移動する。ただし、前記仕切り板３１３の他端部側（下端部側）が前記内筒１０２側へ揺動したとき、当該仕切り板３１３の一端部側（上端部側）の側面部が前記排気ライン１０６の下方に対向することができるようになっている。この場合、前記内筒１０２から前記シュータ１０４内に流通した乾留ガス１２の一部は、前記仕切り板３１３の他端部側（下端部側）の下方を回り込んで前記排気ライン１０６へ流通し、前記乾留ガス１２の残部は、前記仕切り板３１３の側面部に衝突し前記排気ライン１０６側へ誘導されることになる。

上述した乾留ガス１２の終端速度は、前記シュータ２０４内から前記排気ライン１０６へ排出するときの速度であり、前記排気ライン１０６下方の前記シュータ２０４と前記仕切り板３１３とで構成される空間の水平断面であって、最も小さくなる箇所の大きさに応じて変わる。この乾留ガス１２の終端速度と当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径とは相関しており、前記乾留ガス１２の終端速度が速くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は大きくなり、前記乾留ガス１２の終端速度が遅くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなる。

なお、本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ２０４、前記ガス流速調整装置３１０などが石炭乾留装置３００を構成し、前記シュータ２０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ２０４、前記排気ライン１０６などがガス排出手段を構成し、前記モータ３１１、前記出力軸３１２、前記仕切り板３１３などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置３１０を構成している。

このようなガス流速調整装置３１０を備えた本実施形態に係る石炭乾留装置３００においては、前述した第二番目の実施形態の石炭乾留装置２００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、前記乾燥炭１から乾留炭２を製造することができる。

そして、前記モータ３１１の作動により前記出力軸３１２を回転し前記仕切り板３１３を揺動して、前記仕切り板３１３と前記シュータ２０４とで囲まれる領域の水平断面の大きさを調整することにより、前記乾留ガス１２の終端速度が調整され、前記乾留ガス１２の終端速度に応じて当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径が設定される。前記内筒１０２の軸方向中央よりも温度低下を生じる他端寄り、すなわち、前記外筒１０３で覆われず前記加熱ガス１１で加熱されない部分にて前記乾留ガス１２中の水銀系物質が前記乾留炭に物理吸着するが、前記水銀系物質が物理吸着されるのは、前記乾留炭２のうちの前記微粉乾留炭２ａであり、前記微粉乾留炭２ａが前記乾留ガス１２に同伴されて前記排気ライン１０６から前記燃焼炉へ排出されることになる。つまり、前記シュータ２０４の下方から送出される前記乾留炭２は、前記水銀系物質の吸着が少ないものとなる。

したがって、本実施形態によれば、前述した実施形態の場合と同様、前記ガス流速調整装置３１０の前記仕切り板３１３により前記排気ライン１０６側の前記シュータ２０４内の断面積を調整することにより、排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

［第四番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第四番目の実施形態を図７（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第三番目の実施形態に係る石炭乾留装置と同一の部材には同一の符号を付記しその説明を適宜省略する。

本実施形態に係る石炭乾留装置４００は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、前記シュータ２０４に設けられ、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａを排気可能としながらも、前記内筒１０２と連絡する箇所を含む空間と、前記排気ライン１０６と連結する箇所を含む空間とに区画し、その大きさを変えることが可能であり、当該乾留ガス１２の流速である終端速度を調整することが可能なガス流速調整装置４１０を備える。

前記ガス流速調整装置４１０は、モータ４１１と、前記モータ４１１の出力軸（軸体）４１２と、前記出力軸４１２に設けられ当該軸体４１２の回転に応じて一端部側（上端部側）および他端部側（下端部側）が前記内筒１０２側に対して進退方向に揺動する仕切り板４１３とで構成される組みを複数（図示例では３つ）備える。これらの組みは、前記シュータ２０４の高さ方向で隣接して設けられる。最下段の組みは、前記シュータ２０４における前記内筒１０２と連絡する箇所の下方に設けられる。なお、前記出力軸４１２は、前記シュータ２０４の側壁２０４ｃ，２０４ｄ間にて延在する形状をなしている。

前記仕切り板４１３は、前記シュータ２０４の側壁２０４ｃ，２０４ｄ間の大きさと略同じ大きさを有する板体である。前記仕切り板４１３は、前記シュータ２０４と同様な素材で作製されたものであって、例えば鋼板製などである。前記モータ４１１を制御して前記モータ４１１の作動により、前記出力軸４１２が回転すると、これに伴い前記前記仕切り板４１３の一端部側（上端部側）または他端部側（下端部側）は前記内筒１０２側へ移動する。

上述した乾留ガス１２の終端速度は、上述したガス流速調整装置３１０の場合と同様、前記シュータ２０４内から前記排気ライン１０６へ排出するときの速度であり、前記排気ライン１０６下方の前記シュータ２０４と前記仕切り板４１３とで構成される空間の水平断面であって、最も小さくなる箇所の大きさ応じて変わる。この乾留ガス１２の終端速度と当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径とは相関しており、前記乾留ガス１２の終端速度が速くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は大きくなり、前記乾留ガス１２の終端速度が遅くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなる。

なお、本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ２０４、前記ガス流速調整装置４１０などが石炭乾留装置４００を構成し、前記シュータ２０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ２０４、前記排気ライン１０６などがガス排出手段を構成し、前記モータ４１１、前記出力軸４１２、前記仕切り板４１３などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置４１０を構成している。

このようなガス流速調整装置４１０を備えた本実施形態に係る石炭乾留装置４００においては、前述した第三番目の実施形態の石炭乾留装置３００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、前記乾燥炭１から乾留炭２を製造することができる。

そして、前記モータ４１１の作動により前記出力軸４１２を回転し前記仕切り板４１３を揺動して、前記仕切り板４１３と前記シュータ２０４とで囲まれる領域の水平断面の大きさを調整することにより、前記乾留ガス１２の終端速度が調整され、前記乾留ガス１２の終端速度に応じて当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径が設定される。前記内筒１０２の軸方向中央よりも温度低下を生じる他端寄り、すなわち、前記外筒１０３で覆われず前記加熱ガス１１で加熱されない部分にて前記乾留ガス１２中の水銀系物質が前記乾留炭に物理吸着するが、前記水銀系物質が物理吸着されるのは、前記乾留炭２のうちの前記微粉乾留炭２ａであり、前記微粉乾留炭２ａが前記乾留ガス１２に同伴されて前記排気ライン１０６から前記燃焼炉へ排出されることになる。つまり、前記シュータ２０４の下方から送出される前記乾留炭２は、前記水銀系物質の吸着が少ないものとなる。

したがって、本実施形態によれば、前述した実施形態の場合と同様、前記ガス流速調整装置４１０の前記仕切り板４１３により前記排気ライン１０６側の前記シュータ２０４内の断面積を調整することにより、排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

［第五番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第五番目の実施形態を図８に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第二番目の実施形態に係る石炭乾留装置と同一の部材には同一の符号を付記しその説明を適宜省略する。

本実施形態に係る石炭乾留装置５００は、図８に示すように、前記排気ライン１０６に設けられ、当該排気ライン１０６内を流通する乾留ガス１２の流速を検知するガス流速検知器（ガス流速センサ）５２１と、前記ガス流速検知器５２１と電気的に接続される流量計５２２と、前記流量計５２２と入力側が電気的に接続すると共に前記駆動シリンダ２１１と出力側が電気的に接続する制御装置５２３と有するガス流速調整装置５１０を備える。

なお、本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ２０４、前記ガス流速調整装置５１０などが前記石炭乾留装置５００を構成し、前記シュータ２０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ２０４、前記排気ライン１０６などがガス排出手段を構成し、前記駆動シリンダ２１１、前記出力軸２１２、前記仕切り板２１３、前記ガス流速検知器５２１、前記流量計５２２、前記制御装置５２３などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置５１０を構成し、前記ガス流速検知器５２１、前記流量計５２２、前記制御装置５２３などがガス状態検知手段を構成し、前記制御装置５２３などが制御手段を構成している。

このようなガス流速調整装置５１０を備えた本実施形態に係る石炭乾留装置５００においては、前述した第二番目の実施形態の石炭乾留装置２００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、前記乾燥炭１から乾留炭２を製造することができる。

前記ガス流速検知器５２１で前記排気ライン１０６内を流通する乾留ガス１２の流速を検知すると、この検知値が前記流量計５２２に表示されると共に、前記制御装置５２３に送られる。前記制御装置５２３は、前記検知値に基づき、前記駆動シリンダ２１１の作動により前記仕切り板２１３を移動して、前記仕切り板３１３と前記シュータ２０４とで囲まれる領域の水平断面の大きさを調整することにより、前記乾留ガス１２の終端速度が調整され、前記乾留ガス１２の終端速度に応じて当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径が調整される。前記内筒１０２の軸方向中央よりも温度低下を生じる他端寄り、すなわち、前記外筒１０３で覆われず前記加熱ガス１１で加熱されない部分にて前記乾留ガス１２中の水銀系物質が前記乾留炭に物理吸着するが、前記水銀系物質が物理吸着されるのは、前記乾留炭２のうちの前記微粉乾留炭２ａであり、前記微粉乾留炭２ａが前記乾留ガス１２に同伴されて前記排気ライン１０６から前記燃焼炉へ排出されることになる。つまり、前記シュータ２０４の下方から送出される前記乾留炭２は、前記水銀系物質の吸着が少ないものとなる。

したがって、本実施形態によれば、前記ガス流速検知器５２１により前記排気ライン１０６を流通する乾留ガス１２の流速に応じて、前記制御装置５２３が前記駆動シリンダ２１１の作動を制御して、前記仕切り板２１３により前記排気ライン１０６側の前記シュータ２０４内の断面積を調整することにより、排気ライン１０６から排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を確実に抑制することができる。

［第六番目の実施形態］
本発明に係る石炭乾留装置の第六番目の実施形態を図９（ａ），（ｂ）、図１０、図１１に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第二番目の実施形態に係る石炭乾留装置と同一の部材には同一の符号を付記しその説明を適宜省略する。

本実施形態に係る石炭乾留装置６００は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、前記シュータ２０４に設けられ、前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａを排気可能としながらも、前記内筒１０２と連絡する箇所を含む空間と、前記排気ライン１０６と連結する箇所を含む空間に区画し、その大きさを変えることが可能であり、当該乾留ガス１２の遠心分離器６１２への入口流速を調整することが可能なガス流速調整装置６１０を備える。

前記ガス流速調整装置６１０は、前記シュータ２０４の天板２０４ａに連結される送給管６１１と、前記送給管６１１に連結する遠心分離器６１２と、前記送給管６１１にて、駆動シリンダ６１６により移動可能に設けられた仕切り板（遮蔽壁）６１５と、前記遠心分離器６１２に一端部側が連結すると共に前記シュータ２０４の側壁２０４ｂに連結する排出管６１７と、前記排出管６１７の途中に設けられたロータリバルブ６１８とを備える。前記遠心分離器６１２は、小径をなし前記排気ライン１０６に一端部側（先端部側）が連結する内筒６１４と、前記内筒６１４を覆い、一端部側（上端部側）が前記送給管６１１と連結すると共に他端部側（下端部側）が前記排出管６１７と連結する外筒６１３とを備える。

前記仕切り板６１５は、前記送給管６１１の直径よりも大きい形状をなす板体である。前記仕切り板６１５は、前記シュータ２０４と同様な素材で作製されたものであって、例えば鋼板製などである。前記駆動シリンダ６１６の作動により、前記駆動シリンダ６１６のシリンダロッドが伸長すると、これに伴い前記仕切り板６１５は前記送給管６１１を閉塞するように移動し、前記シリンダロッドが収縮すると、これに伴い前記仕切り板６１５は前記送給管６１１を全開するように移動する。つまり、前記仕切り板６１５により前記送給管６１１内にて前記乾留ガス１２および前記微粉乾留炭２ａの流通可能な径断面積を調整可能になっている。

上述した乾留ガス１２の遠心分離器６１２への入口流速は、前記シュータ２０４内から前記ガス流速調整装置６１０の前記送給管６１１を介して前記遠心分離器６１２へ流入するときの速度であり、前記送給管６１１と前記仕切り板６１５とで構成される空間の径断面積の大きさに応じて変わる。この乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速である前記送給管６１１の前記仕切り板６１５による前記遠心分離器６１２への入口流速と、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径、つまり、前記遠心分離器６１２により捕集可能な粒子径（捕集限界粒子径）とは相関しており、図１０に示すように、前記遠心分離器６１２による微粒子の遠心力分離では前記送給管６１１の前記仕切り板６１５での入口流速Ｖｉの１／２乗に比例して捕集限界粒子径が小さくなる。すなわち、前記入口流速が大きいほど捕集できる限界の粒子径は小さくなり、捕集されずに乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなる。したがって、前記仕切り板６１５により前記送給管６１１の径断面積を可変とすることで前記入口流速を変えて捕集できる粒子径（すなわち、捕集できずに乾留ガス側に搬送される微粉乾留炭の粒子径）の制御が可能となる。前記乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速が速くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は小さくなり、前記乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速が遅くなると当該乾留ガス１２に同伴される前記微粉乾留炭２ａの粒子径は大きくなる。

なお、本実施形態においては、前記ホッパ１０１、前記内筒１０２、前記外筒１０３、前記シュータ２０４、前記ガス流速調整装置６１０などが石炭乾留装置６００を構成し、前記シュータ２０４などが乾留炭排出手段を構成し、前記シュータ２０４、前記排気ライン１０６、前記ガス流速調整装置６１０などがガス排出手段を構成し、前記送給管６１１、前記遠心分離器６１２、前記外筒６１３、前記内筒６１４、前記仕切り板（遮蔽壁）６１５、前記駆動シリンダ６１６、前記排出管６１７、前記ロータリバルブ６１８などがガス流速調整手段であるガス流速調整装置６１０を構成している。

このようなガス流速調整装置６１０を備えた本実施形態に係る石炭乾留装置６００においては、前述した第二番目の実施形態の石炭乾留装置２００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、前記乾燥炭１から乾留炭２を製造することができる。

ここで、前記仕切り板６１５による前記送給管６１１の断面積（前記遠心分離器６１２の入口断面積）と前記送給管６１１を通じて前記排気ライン側に排出される乾留ガス１２の前記仕切り板６１５でのガス流速である前記遠心分離器６１２への入口流速との関係について、その一例を示す図１１を参照して説明する。粒子径Ｄｃの微粉乾留炭を乾留ガスに同伴させて捕集することが可能な乾留ガスのガス流速をＶｃとする。

前記石炭乾留装置６００の運転負荷が１００％のときには、前記送給管６１１の前記仕切り板（遮蔽壁）６１５による前記遠心分離器６１２の入口断面積と前記遠心分離器６１２の入口をなす前記送給管６１１のガス流速が直線Ｌ２１となることから、前記ガス流速調整装置６１０の前記仕切り板６１５により前記送給管６１１内の断面積を変えることが可能な範囲内であって前記送給管６１１の断面積をＡｃ１とすることにより、前記送給管６１１における前記乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速であるガス流速をＶｃとすることができることが明らかとなった。

前記石炭乾留装置６００の運転負荷が８０％のときには、前記送給管６１１の前記仕切り板（遮蔽壁）６１５による前記遠心分離器６１２の入口断面積と前記遠心分離器６１２の入口をなす前記送給管６１１のガス流速が直線Ｌ２２となることから、前記ガス流速調整装置６１０の前記仕切り板６１５により前記送給管６１１内の断面積を変えることが可能な範囲内であって前記送給管６１１の断面積をＡｃ２とすることにより、前記送給管６１１における前記乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速であるガス流速をＶｃとすることができることが明らかとなった。

前記石炭乾留装置６００の運転負荷が６０％のときには、前記送給管６１１の前記仕切り板（遮蔽壁）６１５による前記遠心分離器６１２の入口断面積と前記遠心分離器６１２の入口をなす前記送給管６１１のガス流速が直線Ｌ２３となることから、前記ガス流速調整装置６１０の前記仕切り板６１５により前記送給管６１１内の断面積を変えることが可能な範囲内であって前記送給管６１１の断面積をＡｃ３とすることにより、前記送給管６１１における前記乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速であるガス流速をＶｃとすることができることが明らかとなった。

つまり、前記石炭乾留装置６００の運転負荷が定格値以下に下がると、前記内筒１０２内で発生する乾留ガス量も減少するが、このような場合であっても、前記送給管６１１の断面を可変とすることにより、粒子径Ｄｃの微粉乾留炭２ａを同伴させることが可能な乾留ガス１２の前記遠心分離器６１２への入口流速を維持することができることが明らかとなった。すなわち、前記石炭乾留装置６００の運転負荷に依らず、前記遠心分離器６１２入口のガス流速は粒子径Ｄｃを捕集可能な速度Ｖｃを維持でき、これにより、粒子径Ｄｃ以下の微粉乾留炭２ａを乾留ガス１２に同伴させることができることが明らかとなった。

他方、前記水銀系物質を物理又は化学吸着した前記微粉乾留炭２ａは、前記乾留ガス１２と共に前記石炭乾留装置６００の前記シュータ２０４の上方から前記排気ライン１０６を介して前記燃焼炉へ送給されることにより、先に説明したように、前記不活性ガス（窒素、一酸化炭素などを含む）および空気（必要に応じて助燃剤）と共に燃焼されて前記加熱ガスの生成に利用される。このとき、前記微粉乾留炭２ａに吸着していたＨｇＳやＨｇＣｌ₂等の前記水銀系物質は、前記燃焼に伴って、前記加熱ガス１１中にガス状のＨｇとして存在するようになる。前記加熱ガス１１は、前記石炭乾留装置６００の前記内筒１０２の加熱に利用された後に排ガス処理装置で処理され、塩化水銀や硫酸カルシウム等に置換されて回収された後、系外へ排出される。

したがって、本実施形態によれば、加熱ガス１１で加熱されない部分にて、乾留炭２の温度が低下すると、微粉乾留炭２ａの粒子径が平均粒子径よりも遥かに小さく、その単位重量当たりの比表面積が平均粒子径のものよりも遥かに大きいため、前記乾留ガス１２中の水銀系物質の大部分が乾留炭１２の中の微粉乾留炭１２ａに物理又は化学吸着するようになるが、前記ガス流速調整装置６１０の前記仕切り板６１５により前記送給管６１１内の径断面積を調整することにより、前記送給管６１１から前記排気ライン１０６側へ排出される乾留ガス１２のガス流速を調整して、当該乾留ガス１２に同伴される微粉乾留炭２ａの粒子径を調整することができることから、乾留ガス１２に同伴される乾留炭をその平均粒子径よりも遥かに小さくその平均粒子径のものの単位重量当たりの比表面積よりも遥かに大きい微粉乾留炭２ａとし、前記乾留炭２から前記微粉乾留炭２ａを分離し、生成する乾留炭２中の水銀濃度の上昇を抑制することができる。

［他の実施形態］
上述したガス流速調整装置５１０を上述したガス流速調整装置１１０，３１０，４１０６１０に適用することも可能である。

上記では、前記出力軸４１２と前記仕切り板４１３とで構成される組みを３つ有するガス流速調整装置４１０を備える石炭乾留装置４００を用いた説明したが、前記出力軸４１２と前記仕切り板４１３とで構成される組みの数量は３つに限らず２つや４つ以上としたガス流速調整装置を備える石炭乾留装置とすることも可能である。

上記では、略中央部に出力軸３１２が設けられて一端部側（上端部側）および他端部側（下端部側）が揺動可能な仕切り板３１３を有するガス流速調整装置３１０を備える石炭乾留装置３００を用いた説明したが、一端部側（上端部側）に出力軸が設けられて、他端部側（下端部側）が揺動可能な仕切り板を有するガス流速調整装置を備える石炭乾留装置とすることも可能である。

本発明に係る石炭乾留装置は、生成する乾留炭中の水銀濃度の上昇を抑制することができるので、各種産業において、極めて有益に利用することができる。

１ 乾燥炭
２ 乾留炭
２ａ 微粉乾留炭
１００ 石炭乾留装置
１０１ ホッパ
１０２ 内筒
１０３ 外筒
１０４ シュータ
１０５ 乾燥炭搬送ライン
１０６ 排気ライン
１０７ 加熱ガス送給ライン
１０８ 排ガスライン
１１０ ガス流速調整装置
１１１ モータ
１１２ 出力軸（軸体）
１１３，１１４ 仕切り板（板体）
２００ 石炭乾留装置
２０４ シュータ
２１０ ガス流速調整装置
２１１ 駆動シリンダ
２１２ シリンダロッド（軸体）
２１３ 仕切り板
３００ 石炭乾留装置
３１０ ガス流速調整装置
３１１ モータ
３１２ 出力軸（軸体）
３１３ 仕切り板
４００ 石炭乾留装置
４１０ ガス流速調整装置
４１１ モータ
４１２ 出力軸（軸体）
４１３ 仕切り板
５００ 石炭乾留装置
５１０ ガス流速調整装置
５２１ ガス流速検知器
５２２ 流量計
５２３ 制御装置
６００ 石炭乾留装置
６１０ ガス流速調整装置
６１１ 送給管
６１２ 遠心分離器
６１３ 外筒
６１４ 内筒
６１５ 仕切り板（遮蔽壁）
６１６ 駆動シリンダ
６１７ 排出管
６１８ ロータリバルブ

Claims (11)

1. 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方式の石炭乾留装置であって、
   前記内筒の他端側に連結して設けられ、前記乾留炭を排出する乾留炭排出手段と、
   前記乾留炭排出手段に連結して設けられ、前記乾留ガスを排出するガス排出手段と、
   前記乾留炭排出手段に設けられ、前記ガス排出手段へ排出される前記乾留ガスの流速を調整するガス流速調整手段と
   を備え、
   前記乾留炭排出手段がシュータであり、かつ、前記ガス排出手段が前記シュータの上方に配置され、
   前記ガス流速調整手段が、前記乾留ガスを前記ガス排出手段側へ排出可能であって、前記シュータ内の空間を前記内筒側と前記ガス排出手段側とに仕切り、前記シュータ内の空間における前記ガス排出手段側の水平断面の大きさを調整可能な仕切り板を備える
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
2. 請求項１に記載された石炭乾留装置であって、
   前記仕切り板が、前記シュータの高さ方向に延在するように配置されるモータの出力軸に設けられ、当該モータの作動により先端部側が水平方向で揺動可能な２つの板体で構成される
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
3. 請求項２に記載された石炭乾留装置であって、
   前記シュータにおける前記内筒と連絡する箇所に対向する側壁が水平断面にて外側に凸となる円弧状をなし、
   前記２つの板体は、前記モータの出力軸と前記シュータの側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
4. 請求項１に記載された石炭乾留装置であって、
   前記仕切り板が、駆動シリンダのシリンダロッドに設けられ、当該駆動シリンダの作動により前記内筒に対して進退可能な板体で構成される
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
5. 請求項４に記載された石炭乾留装置であって、
   前記板体は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
6. 請求項１に記載された石炭乾留装置であって、
   前記仕切り板が、モータの出力軸に設けられ、当該モータの作動により少なくとも一端部側が前記内筒に対して揺動可能な板体で構成される
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
7. 請求項６に記載された石炭乾留装置であって、
   前記モータの出力軸は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間で延在するように配置され、
   前記板体は、前記シュータの前記側壁間にて、前記シュータの天板から前記内筒と連絡する箇所の下方まで延在する大きさを有する
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
8. 請求項６に記載された石炭乾留装置であって、
   前記モータの出力軸は、前記シュータにおける前記内筒の径方向に位置する側壁間で延在するように配置され、
   前記板体を複数組み備え、
   前記板体は、前記シュータの前記側壁間の大きさと同じであり、
   複数組みの前記板体は、前記シュータの高さ方向で隣接して配置され、
   最下段の組みの前記板体は、前記内筒と連絡する箇所の下方に配置される
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
9. 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方式の石炭乾留装置であって、
   前記内筒の他端側に連結して設けられ、前記乾留炭を排出する乾留炭排出手段と、
   前記乾留炭排出手段に連結して設けられ、前記乾留ガスを排出するガス排出手段と、
   前記乾留炭排出手段に設けられ、前記ガス排出手段へ排出される前記乾留ガスの流速を調整するガス流速調整手段と
   を備え、
   前記乾留炭排出手段がシュータであり、かつ、前記ガス排出手段が前記シュータの上方に配置され、
   前記ガス流速調整手段が、前記シュータの天板に連結され、前記乾留ガスおよび前記乾留炭が流通する送給管と、前記送給管に連結すると共に前記ガス排出手段に連結し、遠心分離により前記乾留炭を前記乾留ガスから分離する遠心分離器と、前記遠心分離器に連結すると共に前記シュータの側壁に連結する排出管と、前記排出管に設けられたロータリバルブと、前記送給管における前記乾留ガスの前記遠心分離器への入口流速に影響を及ぼす位置に設けられ、前記乾留ガスが流通する径断面の大きさを調整可能な仕切り板とを備える
   ことを特徴とする石炭乾留装置。
10. 請求項９に記載された石炭乾留装置であって、
    前記仕切り板は、駆動シリンダのシリンダロッドに設けられ、当該シリンダの作動により前記送給管を閉塞可能に移動する
    ことを特徴とする石炭乾留装置。
11. 請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載された石炭乾留装置であって、
    前記ガス排出手段により排出される前記乾留ガスのガス流速を検知可能なガス状態検知手段と、
    前記ガス状態検知手段により検知されたガス流速に基づき前記ガス流速調整手段を制御する制御手段と
    を備える
    ことを特徴とする石炭乾留装置。

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