JP5896821B2 - 流動層乾燥設備及び石炭を用いたガス化複合発電システム - Google Patents
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Description
前記石炭ガス化複合発電システム(IGCC)に供給する石炭は、石炭ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ずクラッシャにより粗粉砕され、その後、乾燥機で乾燥された後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミルに供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされ、その後、搬送ガスより搬送されて石炭ガス化炉に供給されている(特許文献1)。
従来では石炭を乾燥する設備として、被乾燥物である石炭が流動不良とならないように、入口部の流動化ガスの供給量を調整している(特許文献2)。
この対策として入口部に乾燥炭を循環させて、入口部の水分負荷を低減する方法も提案されるが、循環のための付帯設備(例えばコンベア、ホッパ等)が大掛かりとなる、という問題がある。
前記抜き出し部から湿った低品位炭投入側に前記乾燥炭の一部を前記流動化ガスにより循環させる循環部とを有し、前記乾燥炭を湿った低品位炭側へ循環させてなることを特徴とする流動層乾燥設備にある。
図1に示すように、本実施例に係る流動層乾燥設備100Aは、長手方向に亙ってその大部分を仕切る仕切壁120を有し、湿潤原料である湿った石炭(低品位炭)101を乾燥させつつコ字状に移動させる乾燥室本体102と、該乾燥室本体102のコ字状の一端側に湿った低品位炭101を投入する湿潤燃料投入部である石炭投入ラインL1と、前記乾燥室本体102のコ字状の他側から乾燥した乾燥炭101Bを排出する乾燥物排出部である乾燥炭排出ラインL2と、前記乾燥室本体102の下部に流動化ガス107Aを供給することで低品質炭と共に流動層111を形成する流動化ガス供給部である流動化ガス供給ラインL3と、前記乾燥室本体の上方から流動化ガス及び発生蒸気104を排出するガス排出部であるガス排出ラインL4と、前記流動層111内に供給された低品位炭を加熱する加熱手段である伝熱部材103と、前記乾燥炭の一部を湿った低品位炭101の投入側に戻す乾燥炭戻し部130とを具備するものである。
なお、本実施例では、粉砕機23にて予め湿った低品位炭101を所定粒径に粉砕して、粉砕した低品位炭101Aとしている。
図2中、乾燥室本体102には、粉砕した低品位炭101Aの投入部側(X)と、折り返して乾燥された乾燥炭の排出側(Y)とに、各々伝熱部材103X、103Yが設けられており、移動する粉砕した低品位炭101Aを徐々に乾燥させるようにしている。
この固体成分150は、乾燥室本体102から抜き出された乾燥炭101Bを排出する乾燥炭排出ラインL2に合流され、乾燥炭101Bと混合され、その後冷却器で冷却され、石炭ガス化炉14(後述する図5参照)に供給される。
また、乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aを伝熱部材103に供給して低品位炭101Aを間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、低品位炭101Aの流動層111を流動させる流動化蒸気107により低品位炭101Aを直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
この連通部131に供給する流動化ガス107Bの流動化ガス量を、流動化開始速度以上にすることで、一定量の乾燥炭101Bの一部101bが粉砕した低品位炭101A側へ供給される。
ここで、隔壁132は、図2に示すように、乾燥炭101Bの排出部Y側の一部において、仕切壁120に沿って形成しており、この隔壁132の下端側は、連通部131と連通している。
これにより、低品位炭の乾燥における水分負荷の低減を図ることができる。
図3に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置100Bは、乾燥炭戻し部が、前記乾燥炭101Bの一部101bを底部から抜き出す抜き出し部135と、前記抜き出し部135から湿った低品位炭供給側に乾燥炭101Bの一部101bを流動化ガスにより循環させる循環部136とを設けている。この循環部136は、一端136aが抜き出し部135の流動化ガス107Bの導入部の近傍に開口すると共に、他端136bは乾燥室本体頂部に連通している。
また、乾燥炭側の隔壁132の高さを変更することで、循環する乾燥炭の粒径をコントロールすることができる。
図4に示すように、本実施例に係る流動層乾燥装置100Cは、中空形状をなす乾燥容器102と、該乾燥容器102の一端側に湿潤燃料を投入する石炭投入ラインL1と、前記乾燥容器102の他端側から湿潤燃料が加熱乾燥した乾燥物である乾燥炭101Bを排出する乾燥炭排出ラインL2と、前記乾燥容器102の下部に流動化蒸気又は流動化ガス107を分散板108を介して供給することで湿潤燃料と共に流動層Sを形成する流動化蒸気又は流動化ガス供給部と、前記乾燥容器102の上方から流動化蒸気又は流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部109と、前記流動層Sの湿潤燃料の移動方向に乾燥容器を仕切り板120a、120bで分割して、少なくとも2以上(本実施例では3つ)の第1乾燥室102a、第2乾燥室102b、第3乾燥室102cを形成し、各乾燥室内の各々に伝熱管103a、103b、103cとを備えてなり、乾燥炭排出ラインL2側の第3乾燥室102cの乾燥炭101Bの一部101bを抜出す抜出し部135と、抜き出し部135から湿った石炭投入ラインL1側の第1乾燥室101a内に、乾燥炭101Bの一部101bを流動化ガスにより循環させる循環部136とを設けている。なお、符号F1〜F3は、第1〜第3乾燥室102a〜102cに対応した第1〜第3フリーボード部である。符号S1〜S3は、第1〜第3乾燥室102a〜102cに対応した第1〜第3流動層を図示する。
抜出し部135と循環部136との連結部にはLバルブ137が介装され、所定量の乾燥炭101bを抜出すようにしている。
本例では、石炭ガス化炉14として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉14は、チャー回収装置15に向けて可燃性ガス200のガス生成ライン49が設けられており、チャー101Cを含む可燃性ガス200が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン49にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス200を所定温度まで冷却してからチャー回収装置15に供給するとよい。
11 低品位炭供給設備
14 石炭ガス化炉
15 チャー回収装置
16 ガス精製装置
17 ガスタービン設備
18 蒸気タービン設備
19 発電機
20 排熱回収ボイラ
31 冷却器
100A、100B、100C 流動層乾燥装置
101 低品位炭
101A 粉砕低品位炭(粉砕炭)
101B 乾燥低品位炭(乾燥炭)
102 乾燥室本体
102a〜102c 第1〜3乾燥室
103 伝熱部材(加熱手段)
104 発生蒸気
120 仕切壁
130 乾燥炭戻し部
131 連通部
135 抜出し部
136 循環部
A 乾燥用蒸気(過熱蒸気)
B 凝縮水
Claims (4)
- 長手方向に亙ってその大部分を仕切る仕切り壁を有し、湿った低品位炭を乾燥させつつコ字状に移動させる乾燥室本体と、
該乾燥室本体のコ字状の一端側に湿った低品位炭を投入する湿潤燃料投入部と、
前記乾燥室本体のコ字状の他側から乾燥した乾燥炭を排出する乾燥物排出部と、
前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、
前記乾燥室本体の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、
前記流動層内に供給された低品位炭を加熱する加熱手段と、
前記乾燥炭の一部を湿った低品位炭の投入側に戻す乾燥炭戻し部とを具備すると共に、
前記乾燥炭戻し部が、
前記仕切り壁の底部の一部を連通し、前記湿潤燃料投入部側と前記乾燥物排出部側とを連通する連通部を有すると共に、前記連通部に流動化ガスを供給し、前記乾燥物排出部側から前記乾燥炭の一部を湿った前記湿潤燃料投入部側に循環させてなることを特徴とする流動層乾燥設備。 - 長手方向に亙ってその大部分を仕切る仕切り壁を有し、湿った低品位炭を乾燥させつつコ字状に移動させる乾燥室本体と、
該乾燥室本体のコ字状の一端側に湿った低品位炭を投入する湿潤燃料投入部と、
前記乾燥室本体のコ字状の他側から乾燥した乾燥炭を排出する乾燥物排出部と、
前記乾燥室本体の下部に流動化ガスを供給することで低品質炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、
前記乾燥室本体の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、
前記流動層内に供給された低品位炭を加熱する加熱手段と、
前記乾燥炭の一部を湿った低品位炭の投入側に戻す乾燥炭戻し部とを具備すると共に、
前記乾燥炭戻し部が、
前記乾燥炭の一部を底部から抜き出す抜き出し部と、
前記抜き出し部から湿った低品位炭投入側に前記乾燥炭の一部を前記流動化ガスにより循環させる循環部とを有し、前記乾燥炭を湿った低品位炭側へ循環させてなることを特徴とする流動層乾燥設備。 - 中空形状をなす乾燥容器と、
該乾燥容器の一端側に湿潤燃料を投入する湿潤燃料投入部と、
前記乾燥容器の他端側から湿潤燃料が加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部と、
前記乾燥容器の下部に流動化蒸気又は流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気又は流動化ガス供給部と、
前記乾燥容器の上方から流動化蒸気又は流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、
前記流動層の湿潤燃料の移動方向に乾燥容器を分割して、少なくとも2以上の乾燥室と、
前記乾燥室内の各々に備えてなり、前記湿潤燃料を加熱する伝熱部材と、
前記乾燥物排出部側の乾燥室底部側から前記乾燥炭の一部を抜出す抜出バルブを有する抜き出し部と、
前記抜き出し部の前記抜出バルブの操作により抜き出された一部の前記乾燥炭を、前記湿潤燃料投入部側の前記乾燥室内に前記流動化ガスにより循環させる循環部と、を具備することを特徴とする流動層乾燥設備。 - 請求項1乃至3のいずれか一つの流動層乾燥設備と、
前記流動層乾燥設備から供給された乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、
前記ガスタービン及び/又は前記蒸気タービンと連結された発電機とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システム。
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