JP5822504B2 - Fluidized bed drying equipment - Google Patents
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Description
本発明は、湿潤原料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置を備える流動層乾燥設備に関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed drying facility including a fluidized bed drying device that dries while flowing a wet raw material.
例えば、石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種も拡大できる事が知られている。 For example, a combined coal gasification power generation facility is a power generation facility that aims to further increase the efficiency and environmental performance compared to conventional coal-fired power generation by gasifying coal and combining it with combined cycle power generation. This coal gasification combined power generation facility is also known to be able to use coal with abundant resources, and it is known that the applicable coal types can be expanded.
このような石炭ガス化複合発電設備は、褐炭(湿潤原料)を燃料として用いた場合、ガス化炉内に持ち込まれる水分量が多く、この水分の蒸発潜熱のためガス化炉内温度が低下し発電効率が低下してしまう。高水分炭の利用のためには流動層乾燥装置を設け、この流動層乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。流動層乾燥装置としては、特許文献1に記載されている流動層乾燥装置がある。 In such a coal gasification combined power generation facility, when brown coal (wet raw material) is used as a fuel, a large amount of water is brought into the gasification furnace, and the temperature inside the gasification furnace decreases due to the latent heat of vaporization of the water. Power generation efficiency will decrease. In order to use high moisture coal, it is necessary to provide a fluidized bed dryer, dry the coal with this fluidized bed dryer to remove moisture, and then pulverize and supply it to the coal gasifier. As a fluidized bed drying apparatus, there is a fluidized bed drying apparatus described in Patent Document 1.
ところで、流動層乾燥装置は、流動化ガスを供給しつつ湿潤原料を乾燥させる際に発生する蒸気と流動化ガスとを発生蒸気として装置外部に排出する。流動層乾燥装置を有する流動層乾燥設備は、発生蒸気の熱を回収したり、発生蒸気を流動化ガスとして利用したりすることで、装置の熱利用効率や空気の利用効率を向上させることができる。しかしながら、この発生蒸気には、大量の飛散粉塵(ダスト)が混入している。このため、発生蒸気に混入した大量の粉塵が潜熱を回収する装置や、流動化ガスとして再度供給する装置に対して悪影響を与える恐れがある。 By the way, the fluidized bed drying apparatus discharges the steam and fluidized gas generated when the wet raw material is dried while supplying the fluidized gas to the outside of the apparatus as generated steam. Fluidized bed drying equipment with fluidized bed drying equipment can improve the heat utilization efficiency and air utilization efficiency of the equipment by recovering the heat of the generated steam or using the generated steam as fluidized gas. it can. However, a large amount of scattered dust (dust) is mixed in the generated steam. For this reason, a large amount of dust mixed in the generated steam may adversely affect the apparatus for recovering latent heat and the apparatus for supplying again as fluidized gas.
そこで、本発明は、流動層乾燥装置から排出される発生蒸気から粉塵を効率よく除去することができる流動層乾燥設備を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the fluidized-bed drying equipment which can remove dust efficiently from the generated steam discharged | emitted from a fluidized-bed drying apparatus.
本発明の流動層乾燥設備は、乾燥容器、前記乾燥容器の一方の端部に湿潤原料を投入する投入部、前記乾燥容器の他方の端部から湿潤原料が加熱乾燥した乾燥物を排出する排出部、前記乾燥容器内に投入された湿潤原料が乾燥される乾燥室と前記乾燥室よりも鉛直方向下側のチャンバ室とに分離し、前記チャンバ室から前記乾燥室内にガスを供給可能な貫通孔が形成されたガス分散板、前記乾燥室で湿潤原料と共に流動層を形成する流動化ガスを、前記チャンバ室に供給する流動化ガス供給部および前記流動化ガスが供給されて形成された前記流動層の前記湿潤原料が乾燥されることにより発生する発生蒸気を前記乾燥容器の上方から排出する蒸気排出部を備え、水分含量が高い前記湿潤原料を前記乾燥容器内で乾燥する流動層乾燥装置と、前記流動層乾燥装置の前記蒸気排出部から排出される発生蒸気を外部に排出する発生蒸気ラインと、前記発生蒸気ラインに介装され、前記発生蒸気を冷却し前記発生蒸気に含まれる粉塵を除去する冷却トラップと、前記排出部から排出された前記湿潤原料を乾燥させた乾燥物を冷却する冷却器と、を備えることを特徴とする。 The fluidized bed drying equipment of the present invention includes a drying container, an input portion for supplying a wet raw material to one end of the drying container, and a discharge for discharging a dry product obtained by heating and drying the wet raw material from the other end of the drying container. The wet raw material charged in the drying container is separated into a drying chamber in which the wet raw material is dried and a chamber chamber vertically below the drying chamber, and a gas can be supplied from the chamber chamber to the drying chamber. A gas dispersion plate having holes formed therein, a fluidizing gas supplying a fluidizing gas forming a fluidized bed together with a wet raw material in the drying chamber, and the fluidizing gas being supplied to the chamber chamber A fluidized bed drying apparatus comprising a steam discharge unit for discharging generated steam generated by drying the wet raw material of the fluidized bed from above the drying container, and drying the wet raw material having a high water content in the dry container. When, The generated steam line that discharges the generated steam discharged from the steam discharge section of the fluidized bed drying device to the outside, and is interposed in the generated steam line, cools the generated steam and removes dust contained in the generated steam. And a cooler that cools a dried product obtained by drying the wet raw material discharged from the discharge unit.
流動層乾燥設備は、上記構成とすることで、流動層乾燥装置から排出される発生蒸気から粉塵を効率よく除去することができる。 With the above-described configuration, the fluidized bed drying facility can efficiently remove dust from the generated steam discharged from the fluidized bed drying apparatus.
ここで、前記流動層乾燥装置は、前記乾燥容器の前記流動層の内部に配置された配管および前記配管に過熱媒体を供給する過熱媒体供給装置を有する加熱手段を、さらに備えることが好ましい。これにより、湿潤原料をより効率よく乾燥させることができる。 Here, it is preferable that the fluidized bed drying device further includes a heating unit including a pipe disposed inside the fluidized bed of the drying container and a superheated medium supply device that supplies a superheated medium to the pipe. Thereby, a wet raw material can be dried more efficiently.
また、前記発生蒸気ラインにおける前記冷却トラップの下流側に介装され、前記冷却された前記発生蒸気を前記乾燥容器の内部の前記流動層よりも鉛直方向上側の領域に案内し、前記乾燥容器の内部の発生蒸気で過熱する過熱手段をさらに備えることが好ましい。これにより、冷却トラップを通過した発生蒸気を装置系内の熱を利用して高温にすることができ、各種用途に用いることができる。 In addition, it is interposed downstream of the cooling trap in the generated steam line, guides the cooled generated steam to a region vertically above the fluidized bed inside the drying container, It is preferable to further comprise a superheating means for superheating with the generated steam inside. Thereby, the generated steam that has passed through the cooling trap can be heated to high temperature using heat in the apparatus system, and can be used for various applications.
また、前記発生蒸気ラインにおける前記冷却トラップの下流側に介装され、前記冷却された前記発生蒸気を前記加熱手段の前記流動層の内部を通過した後の領域の前記配管を流れる過熱媒体で過熱する過熱手段をさらに備えることが好ましい。これにより、冷却トラップを通過した発生蒸気を装置系内の熱を利用して高温にすることができ、各種用途に用いることができる。 In addition, it is interposed downstream of the cooling trap in the generated steam line, and the cooled generated steam is superheated by a superheating medium flowing through the piping in a region after passing through the inside of the fluidized bed of the heating means. It is preferable to further include an overheating means. Thereby, the generated steam that has passed through the cooling trap can be heated to high temperature using heat in the apparatus system, and can be used for various applications.
また、前記過熱手段で加熱された前記発生蒸気の一部を分岐し、前記流動化ガスとして前記流動化ガス供給部に供給するラインと、をさらに備えることが好ましい。これにより、装置系内に発生した熱および蒸気を効率よく利用することができる。 Moreover, it is preferable to further comprise a line for branching a part of the generated steam heated by the superheating means and supplying the fluidized gas as the fluidized gas to the fluidized gas supply unit. Thereby, the heat and steam generated in the apparatus system can be used efficiently.
また、前記過熱手段で加熱された前記発生蒸気の一部を分岐し、前記発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、をさらに備えることが好ましい。これにより、装置系内に発生した熱を効率よく利用することができる。 Moreover, it is preferable to further comprise a heat recovery system that branches a part of the generated steam heated by the superheating means and recovers the heat of the generated steam. Thereby, the heat generated in the apparatus system can be used efficiently.
本発明の流動層乾燥設備によれば、流動層乾燥装置から排出される発生蒸気から粉塵を効率よく除去することができるという効果を奏する。 According to the fluidized bed drying facility of the present invention, there is an effect that dust can be efficiently removed from the generated steam discharged from the fluidized bed drying apparatus.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態(以下、実施形態という)によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。本実施形態では、本発明に係る流動層乾燥設備を石炭ガス化複合発電システムに適用した例を説明するが、本発明の適用対象は石炭ガス化複合発電システムに限定されるものではない。例えば、流動層乾燥設備で乾燥した製品炭を用いた発電システムとして流動層乾燥設備で乾燥した製品炭をボイラ火炉に供給し、当該ボイラ火炉で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電機により出力を得る褐炭炊ボイラによる発電システムに用いることもできる。また、本発明を石炭ガス化複合発電システムに適用する場合でも、その方式は問わない。また、本実施形態では、湿潤原料(被乾燥物)として褐炭を用いる場合で説明するが、水分含量の高いものであればよく、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等を用いることもできる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by the modes for carrying out the invention (hereinafter referred to as embodiments). In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Although this embodiment demonstrates the example which applied the fluidized-bed drying equipment based on this invention to a coal gasification combined cycle power generation system, the application object of this invention is not limited to a coal gasification combined cycle power generation system. For example, as a power generation system using product charcoal dried in a fluidized bed drying facility, product charcoal dried in a fluidized bed drying facility is supplied to a boiler furnace, a steam turbine is driven by steam generated in the boiler furnace, and a generator is used. It can also be used in a power generation system using a brown coal cooking boiler that obtains output. Even when the present invention is applied to a coal gasification combined power generation system, the method is not limited. Moreover, although this embodiment demonstrates by the case where lignite is used as a wet raw material (to-be-dried material), what is necessary is just a thing with a high water content, and low grade coal containing subbituminous coal etc., sludge, etc. may be used. it can.
図1は、本実施形態の流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。図2は、図1に示す流動層乾燥装置を備える流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a combined coal gasification combined power generation system to which the fluidized bed drying facility of the present embodiment is applied. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of fluidized bed drying equipment including the fluidized bed drying apparatus illustrated in FIG. 1.
図1に示すように、石炭ガス化複合発電(Integrated Coal Gasification Combined Cycle:IGCC)システム10は、燃料である褐炭132を乾燥させて製品炭140とする流動層乾燥設備100と、製品炭140を粉砕して微粉炭40とするミル20と、微粉炭40を処理してガス化ガス42に変換する石炭ガス化炉13と、前記ガス化ガス42を燃料として運転されるガスタービン(GT)14と、ガスタービン14からのタービン排ガス46を導入する排熱回収ボイラ(Heat Recovery Steam Generator:HRSG)16と、排熱回収ボイラ16で生成した蒸気48により運転される蒸気タービン(ST)18と、ガスタービン14および/または蒸気タービン18と連結された発電機(G)19と、を備える。また、石炭ガス化複合発電システム10は、蒸気タービン18から排出された蒸気を凝縮し排熱回収ボイラ16に戻す復水器34と、ガスタービン14と連結されガスタービン14と共に回転し、空気54を圧縮する圧縮機36と、空気を窒素(N2)と酸素(O2)とに分離し、分離した酸素を圧縮機36で圧縮された空気が流れる配管に供給し、窒素をミル20から石炭ガス化炉13に搬送される微粉炭40の搬送経路に供給する空気分離装置(ASU)38と、を備える。なお、圧縮機36が圧縮した空気54は、石炭ガス化炉13と燃焼器26とに供給される。
As shown in FIG. 1, an integrated coal gasification combined cycle (IGCC)
この石炭ガス化複合発電システム10は、流動層乾燥設備100で褐炭132を乾燥させて製品炭140を生成し、この製品炭140をミル20で粉砕した微粉炭40を石炭ガス化炉13でガス化し、生成ガスであるガス化ガス42を得る。石炭ガス化複合発電システム10は、ガス化ガス42をサイクロン22およびガス精製装置24で除塵およびガス精製した後、発電手段であるガスタービン14の燃焼器26に供給し、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス50を生成する。そして、石炭ガス化複合発電システム10は、この燃焼ガス50によってガスタービン14を駆動する。石炭ガス化複合発電システム10は、ガスタービン14が発電機19と連結されており、ガスタービン14を駆動することによって発電機19で電力を発生させる。ここで、ガスタービン14を駆動した後のタービン排ガス46は、まだ約500〜600℃の温度を持っている。石炭ガス化複合発電システム10は、タービン排ガス46を排熱回収ボイラ(HRSG)16に送り、排熱回収ボイラ(HRSG)16でタービン排ガス46の熱エネルギーを回収する。石炭ガス化複合発電システム10は、排熱回収ボイラ(HRSG)16で、タービン排ガス46から回収した熱エネルギーによって蒸気48を生成し、この蒸気48によって蒸気タービン18を駆動する。石炭ガス化複合発電システム10は、排熱回収ボイラ(HRSG)16でタービン排ガス46から熱エネルギーを回収したガスである排ガス52から、ガス浄化装置30でNOxおよびSOx分を除去した後、煙突32を介して大気中へ放出する。
The combined coal gasification combined
以下、図2を用いて、流動層乾燥設備100について説明する。図2に示すように、流動層乾燥設備100は、被乾燥物として湿潤原料の1つである水分含量が高い褐炭132を供給する供給ホッパ101と、供給された褐炭132を乾燥させる流動層乾燥装置102と、流動層乾燥装置102から排出される発生蒸気134を冷却し、発生蒸気134中の粉塵を除去する冷却トラップ103と、冷却トラップ103で冷却された発生蒸気135aを過熱する過熱手段104と、過熱手段104で過熱された発生蒸気135bを分岐する分岐部105と、流動層乾燥装置102から抜き出された乾燥褐炭138を冷却して製品炭140とする冷却器110と、分岐部105の下流側に介装され、発生蒸気135bの熱を回収する熱回収システム111と、熱回収システム111で熱を回収された発生蒸気135bを処理して排水142として排出する水処理部112と、分岐部105で分岐された発生蒸気135bを循環させ流動化蒸気136として流動層乾燥装置102に供給する循環装置114と、を備える。
Hereinafter, the fluidized
また、流動層乾燥設備100は、各部を接続する配管として、褐炭132を乾燥させる際に発生する発生蒸気134を流動層乾燥装置102の外部に排出し分岐部105に案内する発生蒸気ラインL1と、分岐部105で分岐されたラインであり、流動化蒸気(流動化ガス)136として流動層乾燥装置102内に供給するラインL2と、乾燥褐炭138を冷却器110で冷却して生成した製品炭140を排出する製品ラインL3と、を備える。
Further, the fluidized
供給ホッパ101は、褐炭132を貯留する設備である。供給ホッパ101は、貯留している褐炭132を流動層乾燥装置102内に供給する。
流動層乾燥装置102は、供給ホッパ101から供給される褐炭132と流動化蒸気136とで流動層を形成し褐炭132を移動させつつ、加熱手段で加熱することで褐炭132を乾燥させ乾燥褐炭138とする。また、流動層乾燥装置102は、流動化蒸気136と褐炭132の乾燥時に生じる蒸気とが混合され発生蒸気134となる。流動層乾燥装置102は、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材128と、伝熱部材128に過熱蒸気(高温ガス)Aを供給可能な過熱蒸気供給装置(高温ガス供給手段)129と、を備える。
The fluidized
次に図3を用いて、流動層乾燥装置102について説明する。ここで、図3は、図2に示す流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略図である。なお、図3には、流動層乾燥装置102に加え、冷却トラップ103および過熱手段104の概略構成も示す。
Next, the fluidized
流動層乾燥装置102は、内部に褐炭132が投入される乾燥容器120と、褐炭132が投入される投入部(投入口)122と、褐炭132を乾燥させた乾燥褐炭138を排出する排出部(排出口)123と、乾燥容器120の内部に設けられたガス分散板124と、流動化ガス136を乾燥容器120に供給する流動化ガス供給部(流動化ガス供給口)126と、発生蒸気134を排出する蒸気排出部(蒸気排出口)127と、を備える。また、流動層乾燥装置102は、上述したように、内部に設けられた加熱手段としての伝熱部材128と、伝熱部材128に過熱蒸気(高温ガス)Aを供給可能な過熱蒸気供給装置(高温ガス供給手段)129とを備える(図2参照)。
The fluidized
乾燥容器120は、ガス分散板124によって内部の空間が、鉛直方向上方側(図示上側)に位置する乾燥室150と鉛直方向下方側(図示下側)に位置するチャンバ室152とに区分けされている。なお、乾燥室150は、褐炭132が供給される領域であり、チャンバ室152は、流動化ガス136が供給される領域である。乾燥容器120は、チャンバ室152に供給された流動化ガス136がガス分散板124を通過して乾燥室150に供給される。乾燥室150は、流動化ガス136により褐炭132が移動されることで、流動層155が形成される。
The drying
投入部122は、乾燥容器120の乾燥室150の一方の端部に連結されている。投入部122は、供給ホッパ101と連結しており、供給ホッパ101から供給された褐炭132を一方の端部の乾燥室150に投入する。排出部123は、乾燥容器120の乾燥室150の他方の端部の鉛直方向下側、つまり、ガス分散板124の近傍に連結されている。排出部123は、冷却器110と連結した配管と連結しており、当該配管に乾燥室150内の乾燥褐炭138を排出する。
The charging
また、ガス分散板124は、多数の貫通孔124aが形成されている。ガス分散板124は、乾燥室150内の褐炭132がチャンバ室152内に落下することを抑制しつつ、乾燥室150とチャンバ室152との間でガスが流通可能な状態とする。流動化ガス供給部126は、チャンバ室152に連結しており、ラインL2から供給される流動化ガス136をチャンバ室152内に供給する。蒸気排出部127は、乾燥室150の上面に連結されている。蒸気排出部127は、乾燥容器120内の発生蒸気134を発生蒸気ラインL1に案内する。
The
ここで、流動層乾燥装置102は、乾燥室150の内部に配置された複数、本実施形態では分割板154を備える。また、本実施形態では分割板の枚数を4枚としたがこれに限るものではなく最も相応しい枚数にて構成される。分割板154は、乾燥容器120の幅方向及び鉛直方向に延在する板であり、投入部122と排出部123とを結んだ線に直交する面が正面(面積が最も大きい面)となる板である。分割板154は、図3に示すように、鉛直方向下側の端部がガス分散板124と接しており、鉛直方向上側の端部が流動層155の上端よりも下側の位置となる。また、分割板154は、乾燥室150全域に配置されている。また、複数の分割板154は、投入部122から排出部123に向かう方向に所定の間隔で配置されている。これにより、流動層乾燥装置102は、複数の分割板154によって乾燥容器120の乾燥室150内が投入部122から排出部123に向かう方向において複数の乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eに分割される。なお、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eは、投入部122から排出部123に向かって、乾燥分室150a、乾燥分室150b、乾燥分室150c、乾燥分室150d、乾燥分室150eの順で配置されている。また、チャンバ室152も、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eに対応して5つのチャンバ分室152a、152b、152c、152d、152eに分割されている。
Here, the fluidized
また、流動化ガス供給部126は、チャンバ分室152a、152b、152c、152d、152eに対応して5つ設けられており、それぞれのチャンバ分室152a、152b、152c、152d、152eに流動化ガス136を供給する。伝熱部材128は、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eのそれぞれの流動層155に幅方向に延在する向きで配置されている。
Five fluidizing
流動層乾燥装置102は、供給ホッパ101により褐炭132が乾燥容器120の乾燥分室150a内に投入され、チャンバ分室152aに流動化蒸気136が導入される。チャンバ室152a内に導入された流動化蒸気136は、ガス分散板124の貫通孔124aを通過して乾燥分室150a内に流入する。乾燥分室150a内に流入した流動化蒸気136は、乾燥分室150a内に投入された褐炭132を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置102は、乾燥分室150a内に、褐炭132が流動する流動層155が形成される。乾燥分室150aで流動化された褐炭132の一部は、分割板154よりも鉛直方向上側に移動し、矢印156aに示す方向に移動し、乾燥分室150bに移動する。
In the fluidized
流動層乾燥装置102は、チャンバ分室152bにも流動化蒸気136が導入される。チャンバ室152b内に導入された流動化蒸気136は、ガス分散板124の貫通孔124aを通過して乾燥分室150b内に流入する。乾燥分室150b内に流入した流動化蒸気136は、乾燥分室150b内に投入された褐炭132を吹き上げ、流動させる。これにより、流動層乾燥装置102は、乾燥分室150b内に、褐炭132が流動する流動層155が形成される。乾燥分室150bで流動化された褐炭132の一部は、分割板154よりも鉛直方向上側に移動し、矢印156bに示す方向に移動し、乾燥分室150cに移動する。流動層乾燥装置102は、乾燥分室150c、150d、150eでも同様に移動した褐炭132が供給される流動化ガス136とともに流動層155を構成する。また、乾燥分室150cの流動層155の褐炭132の一部は、分割板154よりも鉛直方向上側に移動し、矢印156cに示す方向に移動し、乾燥分室150dに移動する。乾燥分室150dの流動層155の褐炭132の一部は、分割板154よりも鉛直方向上側に移動し、矢印156dに示す方向に移動し、乾燥分室150eに移動する。流動層乾燥装置102は、乾燥分室150eで流動層155となっている褐炭132のうち、排出部123に到達した褐炭138を乾燥褐炭138として排出部123から排出する。
In the fluidized
このように、流動層乾燥装置102は、乾燥室150の鉛直方向下方側の部分である乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eを含む部分に流動層155が形成される。褐炭132は、投入部122で投入された後、流動層155を構成して移動され、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eをこの順で順番に通過し、排出部123から排出される。なお、褐炭132は、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eの通過時に徐々に乾燥され、排出部123からの排出時には乾燥褐炭138となっている。
As described above, in the fluidized
流動層乾燥装置102は、乾燥室150の流動層155よりも鉛直方向上方側の部分にフリーボード部Fが形成される。このフリーボード部Fは、流動層155の褐炭132が乾燥されることにより発生蒸気134が発生する領域となる。なお、流動化蒸気136は、一定温度以上の蒸気であり、褐炭132を流動させつつ加熱することで、褐炭132を乾燥させる。
In the fluidized
次に、伝熱部材128は、上述したように、乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eの流動層155が形成される領域に配置されている。伝熱部材128は、流動層155の褐炭132を加熱し、褐炭132中の水分を除去する加熱手段であり、過熱蒸気Aが流通可能な配管である。伝熱部材128は、内部に供給されて流通される高温の過熱蒸気Aの潜熱を利用して流動層155を構成する褐炭132を乾燥させる。伝熱部材128は、乾燥に利用された過熱蒸気Aを凝縮水Bとして流動層乾燥装置102の外部に排出する。
Next, as described above, the
すなわち、伝熱部材128は、流動層155と接している領域で過熱蒸気Aを凝縮させて液体(水分)にすることで、この際に放熱される凝縮潜熱で褐炭132の乾燥の加熱に有効利用する。なお、伝熱部材128に流通させる高温の過熱蒸気Aとしては、相変化を伴う熱媒であればいずれでもよく、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱部材128は、熱媒体を流通させる配管を用いる構成に限定されない。伝熱部材128は、褐炭132に熱を供給し乾燥させることができればよく、例えば電気ヒータを設置してもよい。なお、伝熱部材128によって褐炭132が乾燥される際に発生する発生蒸気134は、鉛直方向上方側(発生蒸気134の流れ方向の下流側)のフリーボード部Fへ流れる。過熱蒸気供給装置129は、加熱ラインL4を介して、伝熱部材128に過熱蒸気Aを供給している。
That is, the
流動層乾燥装置102において、流動層155の内部に設けられた伝熱部材128は、流動層155の褐炭132を加熱することにより、褐炭132を乾燥させる。褐炭132を乾燥させることにより発生した発生蒸気134は、流動層155からフリーボード部Fに流れ込む。そして、フリーボード部Fに流れ込んだ発生蒸気134は、蒸気排出部127から流動層乾燥装置102の外部に排出される。蒸気排出部127から排出された発生蒸気134は、発生蒸気ラインL1に供給される。
In the fluidized
流動層乾燥装置102は、乾燥室150を複数の乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eに分割し、投入部122から排出部123まで移動する間に複数の乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eを順番に通過する構成とすることで、褐炭をより均一に乾燥させることができる。つまり、流動層155の流れによって短時間で排出部123まで到達する褐炭132や、長時間経過しても排出部123に到達しない褐炭132が生じることを抑制できる。
The fluidized
また、本実施形態のように、流動層155の上側の一部の褐炭132が次の乾燥分室に移動する構成とすることで、1つの乾燥分室の中で含有水分が比較的少なく上側に移動している褐炭132を次の乾燥分室に移動させることができる。つまり、当該乾燥分室の中で含有水分が比較的多く、乾燥されていない褐炭132は、重いため、乾燥分室の下側に移動され、当該乾燥分室の中で乾燥させることができる。これにより、褐炭132は、それぞれの乾燥分室150a、150b、150c、150d、150eで一定程度まで乾燥された後に次の乾燥分室に移動するため、排出部123に到達した状態では、高い確率で一定程度まで乾燥された状態とすることができる。
Further, as in the present embodiment, a part of the
また、本実施形態の流動層乾燥装置102は、褐炭132を好適に乾燥できるため、乾燥室150を分割板154で複数の乾燥分室に分割した形状としたがこれに限定されない。流動層乾燥装置120は、乾燥室150の形状によらず、褐炭132の滞留、沈降を抑制することができ、乾燥室内での褐炭132の閉塞が生じることを抑制することができ、褐炭132を均一に乾燥させることができる形状であればよい。
Moreover, since the fluidized
図2および図3を用いて、流動層乾燥設備100の他の構成要素の説明を続ける。冷却トラップ103は、流動層乾燥装置102の蒸気排出部127から発生蒸気ラインL1に排出された発生蒸気134を冷却し、発生蒸気134中に含まれる粉塵等のダスト(固形成分)を分離する。冷却トラップ103は、発生蒸気134を冷却する冷却機構180と、発生蒸気134が冷却されることで凝集したダストを含む水滴を捕集する捕集部182と、を有する。なお、冷却トラップ103は、冷却機構180と捕集部182とを一体化した一定温度以下に冷却した捕集部を備える構成としてもよい。冷却トラップ102の冷却機構180は、種々の冷却機構を用いることができ、発生蒸気ラインL1の周囲を覆う配管を配置して二重管構造とし、発生蒸気ラインL1の周囲を覆う配管に冷却媒体を流して発生蒸気ラインL1の発生蒸気134を冷却する機構や、発生蒸気ラインL1の周りにペルチェ素子を配置し、発生蒸気ラインL1を冷やす構造等を用いることができる。また、冷却性能が落ち、配管を長くする必要があるが、冷却機構180は、積極的な冷却機構を備えず、発生蒸気ラインL1を一定距離通過させることで発生蒸気134を冷却する機構とすることもできる。冷却トラップ103の捕集部182は、発生蒸気ラインL1に配置された複数枚の板状部材で構成される。なお、板状部材は、多数の穴が開いた網形状でもよい。冷却トラップ103は、発生蒸気134を冷却し飽和蒸気とする。この時蒸気中の水分はダストをコアとして凝集する。つまり、水滴はダストを含んだ状態で形成される。冷却トラップ103は、このダストを含んだ水滴を捕集部で捕集することで、発生蒸気134中に含まれるダストを除去または低減する。なお、発生蒸気134は、冷却トラップ103を通過することで、温度が低下し、かつダストを除去または低減した発生蒸気135aとなる。
The description of the other components of the fluidized
過熱手段104は、発生蒸気ラインL1を流れ、冷却トラップ103を通過した発生蒸気135aを過熱する手段である。過熱手段104は、図3に示すように、発生蒸気ラインL1を流動層乾燥装置102の内部、具体的には乾燥容器120のフリーボード部Fに導入し、発生蒸気ラインL1を流れる発生蒸気135aを流動層乾燥装置102の内部にある発生蒸気134で過熱する。過熱手段104は、発生蒸気ラインL1を流れる発生蒸気135aを過熱することで、発生蒸気135aよりも高温になった発生蒸気135bとする。なお、過熱手段104は、発生蒸気135aが流れる配管として外部から熱を吸収しやすい材料で形成した配管を用いることが好ましい。また、過熱手段104は、フリーボード部Fで配管を屈曲させ、発生蒸気135aがフリーボード部Fでより長い距離移動する形状とすることが好ましい。また、伝熱部材128出口の凝縮水との熱交換によっても加熱する事ができる。
Superheating means 104 flows through the steam generated line L 1, a means for superheating the steam generated 135a that has passed through the
分岐部105は、発生蒸気ラインL1を流れ、過熱手段104を通過した発生蒸気135bを2つのラインに分岐する機構である。分岐部105で分岐された一方のラインは、熱回収システム106に連結し、他方のラインは、分岐ラインL2として循環装置114に連結する。
冷却器110は、流動層乾燥装置102から抜き出された乾燥褐炭138に固形成分144が混合された乾燥した粉体を冷却する。冷却器110は、冷却した粉体を製品炭140として製品ラインL3から排出する。この製品炭140は、上述したように、ガス化炉13に供給される。
The cooler 110 cools the dried powder obtained by mixing the solid component 144 with the dried
熱回収システム111は、発生蒸気135bの熱を熱交換等で回収するシステムである。分岐部105により分岐された一方の配管を流れる発生蒸気135bは、例えば105〜110℃の蒸気である。熱回収システム111は、この発生蒸気135bに対して熱回収を行う。水処理部112は、熱回収システム111で熱回収された発生蒸気135bを処理する処理装置である。水処理部112は、熱回収システム111で熱回収された発生蒸気135bを処理し、排水142として流動層乾燥設備100の外部に排出する。
The heat recovery system 111 is a system that recovers the heat of the generated
また、循環装置114は、分岐ラインL2に介装されており、分岐ラインL2を流れる空気を所定方向に送る。具体的には、循環装置114は、分岐部105で分岐され分岐ラインL2を流れる発生蒸気135bを流動層乾燥装置102内に送る。なお、流動層乾燥装置102内に送られる発生蒸気135bは、褐炭132の流動層を流動させる流動化蒸気136として利用される。なお、本実施形態の流動層乾燥設備100は、流動層を流動化させる流動化媒体として、発生蒸気135bの一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。
Further, the circulating
この石炭ガス化複合発電システム10によれば、高い水分を有する褐炭132を用いてガス化する場合においても、効率的な流動層乾燥装置102により褐炭132を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
According to the combined coal gasification combined
本実施形態の流動層乾燥設備100は、冷却トラップ103により発生蒸気134を冷却してダストを捕集することで、簡単な構成で効率よく発生蒸気134中のダストを除去または低減することができる。発生蒸気134中のダストを効率よく除去、低減することで、冷却トラップ103よりもガス流れの下流側に配置されている各部にダストが与える影響を少なくすることができる。これにより、冷却トラップ103よりもガス流れの下流側に配置されている各部の装置寿命を延ばすことができ、メンテナンスの回数や頻度を減らすことができる。
The fluidized
また、本実施形態の流動層乾燥設備100は、過熱手段104で冷却トラップ103を通過した発生蒸気135aを流動層乾燥設備100の系内の熱源、具体的には乾燥容器120のフリーボード部Fの発生蒸気134の熱、により過熱(熱交換)し発生蒸気135bとすることで、流動層乾燥装置102から排出された発生蒸気135bから熱を回収することができる。以上より、本実施形態の流動層乾燥設備100は、発生蒸気134を冷却トラップ103で冷却した後、過熱手段104で再過熱することで、発生蒸気から効率よくダストを除去することができかつ発生蒸気の潜熱を回収することができる。また、発生蒸気を過熱する熱源として、乾燥容器120のフリーボード部Fの発生蒸気134の熱を用いることで、新たな熱源を設けることなく、発生蒸気135aを過熱することができる。また、前述したように、加熱源としては伝熱部材128から戻る凝縮水でも良い。
Further, the fluidized
なお、本実施形態の流動層乾燥設備100は、分岐部105により分岐された後の発生蒸気135bの一部を熱回収システム111で利用し、残りの部分を流動化蒸気として利用したが、これに限定されない。流動層乾燥設備100は、過熱手段104により過熱した後の発生蒸気135bの熱を有効利用するようにしてもよい。
In addition, although the fluidized
図4を用いて流動層乾燥設備の他の実施形態を説明する。ここで、図4は、流動層乾燥設備の他の実施形態を示す概略図である。図4に示す流動層乾燥設備200は、供給ホッパ101と、流動層乾燥装置102と、冷却トラップ103と、過熱手段210と、分岐部105と、冷却器110と、熱回収システム111と、水処理部112と、循環装置114と、を備える。また、流動層乾燥設備200は、各部を接続する配管として発生蒸気ラインL1と、分岐ラインL2と、製品ラインL3と、を備える。なお、流動層乾燥設備200は、過熱手段210以外の各部の構成は、流動層乾燥設備100と同様であるので、説明は省略する。
Another embodiment of the fluidized bed drying facility will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the fluidized bed drying facility. A fluidized bed drying facility 200 shown in FIG. 4 includes a
過熱手段210は、発生蒸気ラインL1を流れ、冷却トラップ103を通過した発生蒸気135aを過熱する手段である。過熱手段210は、図4に示すように、発生蒸気ラインL1の冷却トラップ103を通過した発生蒸気135aが流れる部分と、伝熱部材128の凝縮水Bが流れる領域、つまり伝熱部材128のうち乾燥容器120の内部を通過した後の凝縮水Bが流れる乾燥容器120の外部の部分とを隣接または接触させ、発生蒸気135aを凝縮水Bで過熱する。過熱手段210は、発生蒸気135aと凝縮水Bとの間で熱交換を実行させる機構である。過熱手段210は、発生蒸気ラインL1を流れる発生蒸気135aを凝縮水Bで過熱することで、発生蒸気135aよりも高温になった発生蒸気135bとする。なお、過熱手段210は、発生蒸気135aが流れる配管として外部から熱を吸収しやすい材料で形成した配管を用いることが好ましい。
Superheating means 210 flows through the steam generated line L 1, a means for superheating the steam generated 135a that has passed through the
流動層乾燥設備200は、過熱手段210を用いて伝熱部材128を流れる凝縮水Bの熱で発生蒸気135aを過熱することで、上記の流動層乾燥設備と同様の効果を得ることができる。また、凝縮水Bは、過熱蒸気Aが流動層を過熱することで生成されるものであるため、発生蒸気135aの過熱に用いても他の処理に影響を与えない。また、凝縮水Bは、使用済みの物質であるため、凝縮水Bの熱を利用することで、流動層乾燥設備200で発生する熱の利用効率を向上させることができる。
The fluidized bed drying facility 200 can obtain the same effect as the fluidized bed drying facility by using the superheating means 210 to superheat the generated
10 石炭ガス化複合発電システム
100 流動層乾燥設備
101 供給ホッパ
102 流動層乾燥装置
103 冷却トラップ
104、210 過熱手段
105 分岐部
110 冷却器
111 熱回収システム
120 乾燥容器
122 投入部
123 排出部
124 ガス分散板
126 流動化ガス供給部
127 蒸気排出部
128 伝熱部材
129 過熱蒸気供給装置
132 褐炭
134、135a、135b 発生蒸気
136 流動化蒸気
138 乾燥褐炭
140 製品炭
142 排水
150 乾燥室
150a、150b、150c、150d、150e 乾燥分室
152 チャンバ室
152a、152b、152c、152d、152e チャンバ分室
154 分割板
155 流動層
156a、156b、156c、156d 矢印
A 過熱蒸気
B 凝縮水
F フリーボード部
L1 発生蒸気ライン
L2 ライン
L3 製品ライン
L4 加熱ライン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記流動層乾燥装置の前記蒸気排出部から排出される発生蒸気を外部に排出する発生蒸気ラインと、
前記発生蒸気ラインに介装され、前記発生蒸気を冷却し前記発生蒸気に含まれる粉塵を除去する冷却トラップと、
前記排出部から排出された前記湿潤原料を乾燥させた乾燥物を冷却する冷却器と、
前記発生蒸気ラインにおける前記冷却トラップの下流側に介装され、前記冷却された前記発生蒸気を前記乾燥容器の内部の前記流動層よりも鉛直方向上側の領域に案内し、前記乾燥容器の内部の発生蒸気で過熱する過熱手段と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備。 A drying container, an input part for supplying wet raw material to one end of the drying container, a discharge part for discharging dry material obtained by heating and drying the wet raw material from the other end of the drying container, and being input into the drying container A gas dispersion plate in which a through hole capable of supplying gas from the chamber chamber to the drying chamber is formed by separating the wet raw material into a drying chamber and a chamber chamber vertically below the drying chamber; In the drying chamber, a fluidizing gas that forms a fluidized bed with a wet raw material is supplied to the chamber chamber, and a fluidizing gas supply unit that supplies the fluidizing gas to the wet raw material in the fluidized bed that is formed. A fluidized bed drying apparatus that includes a steam discharge unit that discharges generated steam generated from the top of the drying container, and dries the wet raw material having a high water content in the drying container;
A generated steam line for discharging generated steam discharged from the steam discharge unit of the fluidized bed drying apparatus to the outside,
A cooling trap interposed in the generated steam line for cooling the generated steam and removing dust contained in the generated steam;
A cooler for cooling a dried product obtained by drying the wet raw material discharged from the discharge unit;
The cooling steam is interposed downstream of the cooling trap in the generated steam line, and the cooled generated steam is guided to a region vertically above the fluidized bed inside the drying container, and inside the drying container A fluidized bed drying facility comprising: superheating means for superheating with generated steam .
前記流動層乾燥装置の前記蒸気排出部から排出される発生蒸気を外部に排出する発生蒸気ラインと、
前記発生蒸気ラインに介装され、前記発生蒸気を冷却し前記発生蒸気に含まれる粉塵を除去する冷却トラップと、
前記排出部から排出された前記湿潤原料を乾燥させた乾燥物を冷却する冷却器と、
前記発生蒸気ラインにおける前記冷却トラップの下流側に介装され、前記冷却された前記発生蒸気を前記加熱手段の前記流動層の内部を通過した後の領域の前記配管を流れる過熱媒体で過熱する過熱手段と、を備えることを特徴とする流動層乾燥設備。 A drying container, an input part for supplying wet raw material to one end of the drying container, a discharge part for discharging dry material obtained by heating and drying the wet raw material from the other end of the drying container, and being input into the drying container A gas dispersion plate in which a through hole capable of supplying gas from the chamber chamber to the drying chamber is formed by separating the wet raw material into a drying chamber and a chamber chamber vertically below the drying chamber; A fluidizing gas supply unit that supplies a fluidized gas that forms a fluidized bed together with a wet raw material in the drying chamber to the chamber chamber, and the wet raw material of the fluidized bed formed by supplying the fluidized gas is dried. A steam discharge unit that discharges generated steam generated from the top of the drying container, a pipe disposed inside the fluidized bed of the drying container, and a superheating medium supply device that supplies a superheating medium to the pipe With a heat means, a fluidized bed dryer for drying the moisture content is high the moist material in the drying vessel,
A generated steam line for discharging generated steam discharged from the steam discharge unit of the fluidized bed drying apparatus to the outside,
A cooling trap interposed in the generated steam line for cooling the generated steam and removing dust contained in the generated steam;
A cooler for cooling a dried product obtained by drying the wet raw material discharged from the discharge unit;
Superheating that is interposed downstream of the cooling trap in the generated steam line and overheats the cooled generated steam with a superheating medium that flows through the piping in a region after passing through the inside of the fluidized bed of the heating means. Means for fluidized bed drying.
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