JP5959879B2 - Drying system - Google Patents
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Description
本発明は、褐炭等の湿潤燃料を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置を備えた乾燥システムに関するものである。 The present invention relates to a drying system equipped with a fluidized bed drying device that dries while flowing wet fuel such as lignite.
従来、石炭等の湿潤原料を乾燥する流動層乾燥機が知られている(例えば、特許文献1参照)。この流動層乾燥機では、流動化ガスをガス分散板の下側から吹き込み、ガス分散板上に流動層を形成している。 Conventionally, a fluidized bed dryer that dries a wet raw material such as coal is known (see, for example, Patent Document 1). In this fluidized bed dryer, fluidized gas is blown from the lower side of the gas dispersion plate to form a fluidized bed on the gas dispersion plate.
ところで、流動化ガスとして、流動化蒸気を用いる流動層乾燥装置では、流動層乾燥装置の燃料供給側において、低温の湿潤燃料が供給されることにより、流動化蒸気が凝縮して凝縮水が発生し、凝縮水により湿潤燃料が凝集し易くなる。湿潤燃料が凝集すると、流動層乾燥装置内において、湿潤燃料が流動し難くなり、湿潤燃料の流動不良が発生する虞がある。 By the way, in a fluidized bed drying apparatus using fluidized steam as fluidized gas, the fluidized steam is condensed and condensed water is generated by supplying low temperature wet fuel on the fuel supply side of the fluidized bed drying apparatus. However, the wet fuel tends to aggregate due to the condensed water. When the wet fuel is aggregated, the wet fuel becomes difficult to flow in the fluidized bed drying apparatus, and there is a possibility that the poor flow of the wet fuel occurs.
そこで、本発明は、湿潤燃料の凝集を抑制し、湿潤燃料を好適に流動させることが可能な乾燥システムを提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the drying system which suppresses aggregation of wet fuel and can make wet fuel flow suitably.
本発明の乾燥システムは、内部に供給された湿潤燃料を流動化蒸気により流動させることで内部に流動層を形成しながら、湿潤燃料を乾燥させる流動層乾燥装置と、流動層乾燥装置に供給される湿潤燃料を予熱する予熱装置と、を備えたことを特徴とする。 The drying system of the present invention is supplied to a fluidized bed drying apparatus that dries wet fuel while forming a fluidized bed inside by flowing the wet fuel supplied to the inside with fluidized steam, and the fluidized bed drying apparatus. And a preheating device for preheating the wet fuel.
この構成によれば、予熱装置によって湿潤燃料を予熱し、予熱された湿潤燃料を流動層乾燥装置に供給することができる。このため、流動層乾燥装置には、予熱された湿潤燃料が供給されることにより、流動層乾燥装置内の流動化蒸気が凝縮し難くなる。これにより、流動化蒸気の凝縮による湿潤燃料の凝集を抑制することができ、湿潤燃料の流動不良の発生を抑制でき、流動層乾燥装置内における湿潤燃料の流動を好適なものとすることができる。 According to this configuration, the wet fuel can be preheated by the preheating device, and the preheated wet fuel can be supplied to the fluidized bed drying device. For this reason, when the preheated wet fuel is supplied to the fluidized bed drying device, the fluidized vapor in the fluidized bed drying device is difficult to condense. Thereby, aggregation of wet fuel due to condensation of fluidized vapor can be suppressed, occurrence of defective flow of wet fuel can be suppressed, and the flow of wet fuel in the fluidized bed drying apparatus can be made suitable. .
この場合、予熱装置は、内部に供給された湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで内部に流動層を形成しながら、湿潤燃料を予熱する流動層予熱装置であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the preheating device is a fluidized bed preheating device that preheats wet fuel while forming a fluidized bed inside by flowing the wet fuel supplied to the inside with a fluidizing gas.
この構成によれば、湿潤燃料を流動させながら効率よく予熱することができる。 According to this configuration, the wet fuel can be efficiently preheated while flowing.
この場合、流動層予熱装置には、流動化ガスとして、非凝縮性ガスが供給されることが好ましい。 In this case, it is preferable that a non-condensable gas is supplied to the fluidized bed preheating device as a fluidizing gas.
この構成によれば、流動化ガスとして非凝縮性ガスが供給されるため、流動層予熱装置内において、流動化ガスの凝縮の発生を抑制できる。これにより、流動化ガスの凝縮による湿潤燃料の凝集を抑制することができ、湿潤燃料の流動不良の発生を抑制でき、流動層予熱装置内における湿潤燃料の流動を好適なものとすることができる。 According to this configuration, since the non-condensable gas is supplied as the fluidized gas, the occurrence of condensation of the fluidized gas can be suppressed in the fluidized bed preheating device. Thereby, the aggregation of the wet fuel due to the condensation of the fluidized gas can be suppressed, the occurrence of the poor flow of the wet fuel can be suppressed, and the flow of the wet fuel in the fluidized bed preheating device can be made suitable. .
この場合、予熱装置は、内部に供給された湿潤燃料を移送しながら、湿潤燃料を予熱する移送式予熱装置であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the preheating device is a transfer type preheating device that preheats the wet fuel while transferring the wet fuel supplied therein.
この構成によれば、湿潤燃料を移送しながら予熱することができる。このため、湿潤燃料の移動経路に設けることで、湿潤燃料の移送と予熱とを兼ねた構成とすることができる。 According to this configuration, the wet fuel can be preheated while being transferred. For this reason, it can be set as the structure which served as the transfer of wet fuel, and preheating by providing in the movement path | route of wet fuel.
この場合、予熱装置は、湿潤燃料を加熱する加熱部を有し、予熱装置で予熱された湿潤燃料の予熱温度を計測する予熱温度計測装置と、予熱温度計測装置により計測した予熱温度が蒸気の飽和温度となるように、加熱部の加熱温度を制御する制御装置と、をさらに備えたことが好ましい。 In this case, the preheating device has a heating unit that heats the wet fuel, and the preheating temperature measuring device that measures the preheating temperature of the wet fuel preheated by the preheating device, and the preheating temperature measured by the preheating temperature measuring device is the steam. It is preferable to further include a control device that controls the heating temperature of the heating unit so as to reach the saturation temperature.
この構成によれば、加熱部の加熱温度を制御することで、湿潤燃料の予熱温度を蒸気の飽和温度とすることができる。このため、流動層乾燥装置には、蒸気の飽和温度まで予熱された湿潤燃料が供給されることにより、流動化蒸気がより凝縮し難くなる。 According to this configuration, the preheating temperature of the wet fuel can be set to the saturation temperature of the steam by controlling the heating temperature of the heating unit. For this reason, the fluidized steam is more difficult to condense when the fluidized bed drying apparatus is supplied with wet fuel preheated to the steam saturation temperature.
この場合、湿潤燃料は、その含水率が50%以上であることが好ましい。 In this case, the wet fuel preferably has a moisture content of 50% or more.
この構成によれば、含水率の高い湿潤燃料を凝集させることなく、流動層乾燥装置内において好適に流動させながら乾燥させることができる。 According to this configuration, the wet fuel having a high water content can be dried while suitably flowing in the fluidized bed drying apparatus without agglomerating.
本発明の乾燥システムによれば、予熱装置において湿潤燃料を予熱することで、流動層乾燥装置内において湿潤燃料の凝集を抑制し、湿潤燃料を好適に流動させながら乾燥させることができる。 According to the drying system of the present invention, the wet fuel is preheated in the preheating device, so that the aggregation of the wet fuel can be suppressed in the fluidized bed drying device, and the wet fuel can be dried while flowing appropriately.
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る乾燥システムについて説明する。なお、以下の実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, a drying system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the following examples. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、実施例1に係る乾燥システムを適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。実施例1の乾燥システム1が適用された石炭ガス化複合発電設備(IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle)100は、空気を酸化剤としてガス化炉で石炭ガスを生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。すなわち、実施例1の石炭ガス化複合発電設備100は、空気燃焼方式(空気吹き)の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤燃料として褐炭を使用している。湿潤燃料は、含水率が50%以上となっており、主に、含水率が60%前後の湿潤燃料が用いられる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coal gasification combined power generation facility to which a drying system according to a first embodiment is applied. An integrated coal gasification combined cycle (IGCC) 100 to which the drying system 1 of Example 1 is applied employs an air combustion method in which coal gas is generated in a gasification furnace using air as an oxidant, Coal gas after being refined by a gas purifier is supplied to gas turbine equipment as fuel gas to generate electricity. That is, the combined coal gasification combined
なお、実施例1では、湿潤燃料として褐炭を適用したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の泥炭を適用してもよく、また、高品位炭であっても適用可能である。また、湿潤燃料として、褐炭等の石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などを使用することも可能である。 In Example 1, lignite was used as the wet fuel, but low-grade coal including sub-bituminous coal, peat such as sludge, etc. may be applied as long as the moisture content is high. Even charcoal is applicable. In addition, the wet fuel is not limited to coal such as lignite, but may be biomass used as organic resources derived from renewable organisms. For example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, It is also possible to use sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) made from these raw materials.
実施例1において、図1に示すように、石炭ガス化複合発電設備100は、給炭装置111、乾燥システム1、微粉炭機113、石炭ガス化炉114、チャー回収装置115、ガス精製装置116、ガスタービン設備117、蒸気タービン設備118、発電機119、排熱回収ボイラ(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)120を有している。
In Example 1, as shown in FIG. 1, the coal gasification combined
給炭装置111は、原炭バンカ121と、石炭供給機122と、クラッシャ123とを有している。原炭バンカ121は、褐炭を貯留可能であって、所定量の褐炭を石炭供給機122に投下する。石炭供給機122は、原炭バンカ121から投下された褐炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ123に投下する。このクラッシャ123は、投下された褐炭を細かく破砕して細粒化する。
The
詳細は後述するが、乾燥システム1は、予熱装置10と流動層乾燥装置11とを有しており、給炭装置111から投入された褐炭を予熱装置10で予熱すると共に、予熱された褐炭を流動層乾燥装置11で流動化蒸気により流動させながら伝熱管44により加熱乾燥することで、褐炭が含有する水分を除去するものである。この流動層乾燥装置11には、排出された乾燥済の褐炭(乾燥炭)を冷却する冷却器131が接続されている。冷却器131には、冷却済の乾燥炭を貯留する乾燥炭バンカ132が接続されている。また、流動層乾燥装置11には、外部へ排出される排出ガスから乾燥炭の粒子を分離する集塵装置139として乾燥炭サイクロン133と乾燥炭電気集塵機134が接続されている。乾燥炭サイクロン133および乾燥炭電気集塵機134において排出ガスから分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ132に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機134で乾燥炭が分離された排出ガスは、蒸気圧縮機135で圧縮されてから流動層乾燥装置11の伝熱管44に熱媒として供給される。
Although the details will be described later, the drying system 1 includes a
微粉炭機113は、流動層乾燥装置11により乾燥された褐炭(乾燥炭)を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。すなわち、微粉炭機113は、乾燥炭バンカ132に貯留された乾燥炭が石炭供給機136により投下されると、この乾燥炭を所定粒径以下の微粉炭とする。そして、微粉炭機113で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ137a,137bにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ138a,138bに貯留される。
The pulverized
石炭ガス化炉114は、微粉炭機113で処理された微粉炭が供給されると共に、チャー回収装置115で回収されたチャー(石炭の未燃分)が供給される。
The coal gasifier 114 is supplied with pulverized coal processed by the pulverized
石炭ガス化炉114は、ガスタービン設備117(圧縮機161)から圧縮空気供給ライン141が接続されており、このガスタービン設備117で圧縮された圧縮空気が供給可能となっている。空気分離装置142は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第1窒素供給ライン143が石炭ガス化炉114に接続され、この第1窒素供給ライン143に微粉炭供給ホッパ138a,138bからの給炭ライン144a,144bが接続されている。また、第2窒素供給ライン145も石炭ガス化炉114に接続され、この第2窒素供給ライン145にチャー回収装置115からのチャー戻しライン146が接続されている。更に、酸素供給ライン147は、圧縮空気供給ライン141に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
The coal gasification furnace 114 is connected to a compressed
石炭ガス化炉114は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、空気(酸素)、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉114は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置148が設けられている。この場合、石炭ガス化炉114は噴流床ガス化炉に限らず、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114は、チャー回収装置115に向けて可燃性ガスのガス生成ライン149が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン149にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置115に供給するとよい。
The coal gasification furnace 114 is, for example, a spouted bed type gasification furnace, which combusts and gasifies coal, char, air (oxygen) supplied therein, or water vapor as a gasifying agent, and produces carbon dioxide. A combustible gas (product gas, coal gas) containing carbon as a main component is generated, and a gasification reaction takes place using this combustible gas as a gasifying agent. Note that the coal gasification furnace 114 is provided with a foreign
チャー回収装置115は、集塵装置151と供給ホッパ152とを有している。この場合、集塵装置151は、1つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉114で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン153を通してガス精製装置116に送られる。供給ホッパ152は、集塵装置151で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置151と供給ホッパ152との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ152を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ152からのチャー戻しライン146が第2窒素供給ライン145に接続されている。
The
ガス精製装置116は、チャー回収装置115によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置116は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備117に供給する。なお、このガス精製装置116では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分(H2S)が含まれているため、アミン吸収液によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
The gas purification device 116 performs gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds from the combustible gas from which the char has been separated by the
ガスタービン設備117は、圧縮機161、燃焼器162、タービン163を有しており、圧縮機161とタービン163は、回転軸164により連結されている。燃焼器162は、圧縮機161から圧縮空気供給ライン165が接続されると共に、ガス精製装置116から燃料ガス供給ライン166が接続され、タービン163に燃焼ガス供給ライン167が接続されている。また、ガスタービン設備117は、圧縮機161から石炭ガス化炉114に延びる圧縮空気供給ライン141が設けられており、圧縮空気供給ライン141に昇圧機168が介設されている。従って、燃焼器162では、圧縮機161から供給された圧縮空気とガス精製装置116から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン163にて、発生した燃焼ガスにより回転軸164を回転することで発電機119を駆動することができる。
The
蒸気タービン設備118は、ガスタービン設備117における回転軸164に連結されるタービン169を有しており、発電機119は、この回転軸164の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ120は、ガスタービン設備117(タービン163)からの排ガスライン170に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ120は、蒸気タービン設備118のタービン169との間に蒸気供給ライン171が設けられると共に、蒸気回収ライン172が設けられ、蒸気回収ライン172に復水器173が設けられている。従って、蒸気タービン設備118では、排熱回収ボイラ120から供給された蒸気によりタービン169が駆動し、回転軸164を回転することで発電機119を駆動することができる。
The
そして、排熱回収ボイラ120で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置174により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突175から大気へ放出される。
The exhaust gas from which heat has been recovered by the exhaust
ここで、実施例1の石炭ガス化複合発電設備100の作動について説明する。
Here, the action | operation of the coal gasification combined cycle
実施例1の石炭ガス化複合発電設備100において、給炭装置111にて、原炭(褐炭)が原炭バンカ121に貯留されており、この原炭バンカ121の褐炭が石炭供給機122によりクラッシャ123に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された褐炭は、乾燥システム1により予熱され加熱乾燥された後、冷却器131により冷却され、乾燥炭バンカ132に貯留される。また、流動層乾燥装置11から排出された排出ガスは、乾燥炭サイクロン133および乾燥炭電気集塵機134により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機135で圧縮されてから流動層乾燥装置11の伝熱管44に熱媒として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ132に貯留される。
In the combined coal gasification combined
乾燥炭バンカ132に貯留される乾燥炭は、石炭供給機136により微粉炭機113に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ137a,137bを介して微粉炭供給ホッパ138a,138bに貯留される。この微粉炭供給ホッパ138a,138bに貯留される微粉炭は、空気分離装置142から供給される窒素により第1窒素供給ライン143を通して石炭ガス化炉114に供給される。また、後述するチャー回収装置115で回収されたチャーが、空気分離装置142から供給される窒素により第2窒素供給ライン145を通して石炭ガス化炉114に供給される。更に、後述するガスタービン設備117から抽気された圧縮空気が昇圧機168で昇圧された後、空気分離装置142から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン141を通して石炭ガス化炉114に供給される。
The dry coal stored in the
石炭ガス化炉114では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気(酸素)により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(石炭ガス)を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉114からガス生成ライン149を通して排出され、チャー回収装置115に送られる。
In the coal gasification furnace 114, the supplied pulverized coal and char are combusted by compressed air (oxygen), and the pulverized coal and char are gasified, so that combustible gas (coal gas) mainly containing carbon dioxide is obtained. Can be generated. This combustible gas is discharged from the coal gasifier 114 through the
このチャー回収装置115にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置151に供給され、集塵装置151は、可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン153を通してガス精製装置116に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ152に堆積され、チャー戻しライン146を通して石炭ガス化炉114に戻されてリサイクルされる。
In the
チャー回収装置115によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置116にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備117では、圧縮機161が圧縮空気を生成して燃焼器162に供給すると、この燃焼器162は、圧縮機161から供給される圧縮空気と、ガス精製装置116から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン163を駆動することで、回転軸164を介して発電機119を駆動し、発電を行うことができる。
The combustible gas from which the char has been separated by the
そして、ガスタービン設備117におけるタービン163から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ120にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備118に供給する。蒸気タービン設備118では、排熱回収ボイラ120から供給された蒸気によりタービン169を駆動することで、回転軸164を介して発電機119を駆動し、発電を行うことができる。
The exhaust gas discharged from the
その後、ガス浄化装置174では、排熱回収ボイラ120から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突175から大気へ放出される。
Thereafter, in the
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備100における乾燥システム1について詳細に説明する。図2は、実施例1に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。実施例1の乾燥システム1は、給炭装置111により投入された褐炭を予熱し、予熱した褐炭を流動化蒸気により流動させながら、加熱乾燥させるものである。
Hereinafter, the drying system 1 in the coal gasification combined
図2に示すように、乾燥システム1は、予熱装置10と、流動層乾燥装置11とを有している。予熱装置10は、内部に流動層15を形成する流動層予熱装置となっている。予熱装置10は、内部に褐炭が供給される予熱容器21と、予熱容器21の内部に設けられた予熱用ガス分散板22と、を備えている。予熱容器21は、長方体の箱状に形成されている。予熱用ガス分散板22は、予熱容器21内部の空間を、鉛直方向下方側(図示下側)に位置する予熱用風室23と、鉛直方向上方側(図示上側)に位置する予熱室24とに区分けしている。予熱用ガス分散板22には、多数の貫通孔が形成され、予熱用風室23には、空気または燃焼器162で燃焼された燃焼排ガス等の非凝縮性ガスが、流動化ガスとして供給される。
As shown in FIG. 2, the drying system 1 includes a preheating
予熱容器21の予熱室24には、褐炭を投入する褐炭投入口26と、予熱した褐炭を排出する褐炭排出口27と、流動化ガスおよび発生蒸気を排出するガス排出口28と、予熱用伝熱管29とが設けられている。
The preheating
褐炭投入口26は、予熱室24の一端側(図示左側)の上部に形成されている。褐炭投入部26には、給炭装置111が接続されており、給炭装置111から供給された褐炭が、予熱室24に供給される。
The
褐炭排出口27は、予熱室24の他端側(図示右側)の下部に形成されている。褐炭排出口27からは、予熱室24において予熱された褐炭が排出され、排出された褐炭は、褐炭搬送装置30に搬送されて、流動層乾燥装置11へ向けて供給される。
The brown
ガス排出口28は、予熱室24の他端側の上部に形成されている。ガス排出口28は、褐炭の予熱時において、予熱室24に供給された流動化ガスと共に、予熱室24から発生する発生蒸気を排出している。なお、ガス排出口28から排出された流動化ガスおよび発生蒸気は、上記した集塵装置139とは異なる図示しない集塵装置へ向けて供給される。
The gas discharge port 28 is formed in the upper part on the other end side of the preheating
予熱用伝熱管29は、予熱室24内に形成される流動層15の内部に設けられ、湿潤燃料を加熱する加熱部として機能している。予熱用伝熱管29には、加熱用熱媒が供給される。加熱用熱媒は、後述する流動層乾燥装置11の伝熱管44で使用された乾燥用蒸気であってもよく、特に限定されない。このとき、予熱用伝熱管29に供給される加熱用熱媒の温度は、制御部60によって制御されている。そして、予熱用伝熱管29は、管内に加熱用熱媒が供給されると、流動層15の褐炭を加熱し、褐炭を所定の予熱温度まで昇温させることで、褐炭を予熱する。この後、予熱に利用された加熱用熱媒は、予熱室24の外部に排出される。
The preheating
従って、予熱装置10において、褐炭投入口26を介して予熱室24に供給された褐炭は、予熱用ガス分散板22を介して供給される流動化ガスにより流動することで、予熱室24内に流動層15を形成する。流動層15となった褐炭は、予熱用伝熱管29に加熱されることで昇温され、褐炭に含まれる水分が発生蒸気となって、流動化ガスと共にガス排出口28から排出される。所定の予熱温度まで昇温された褐炭は、褐炭排出口27から排出される。
Therefore, in the preheating
褐炭排出口27から排出された褐炭は、褐炭搬送装置30に供給される。褐炭搬送装置30は、褐炭排出口27から排出された褐炭を流動層乾燥装置11へ向けて搬送する。褐炭搬送装置30は、例えば、コンベアベルトを有するコンベア搬送装置であり、コンベアベルト上に載せられた褐炭を、コンベアベルトを周回させることで、褐炭を流動層乾燥装置11へ向けて搬送する。なお、褐炭搬送装置30は、コンベア搬送装置に限定されず、褐炭を搬送可能な装置であれば、いずれであってもよい。
The lignite discharged from the
流動層乾燥装置11は、内部に褐炭が供給される乾燥容器35を備えている。乾燥容器35は、長方体の箱状に形成されており、内部に供給される褐炭は、一端側(図示左側)から他端側(図示右側)へ向かう流動方向に流動する。乾燥容器35の内部には、ガス分散板36が設けられている。ガス分散板36は、乾燥容器35内部の空間を、鉛直方向下方側(図示下側)に位置する風室37と、鉛直方向上方側(図示上側)に位置する乾燥室38とに区分けしている。ガス分散板36には、多数の貫通孔が形成され、風室37には、流動化蒸気が導入される。
The fluidized
また、乾燥容器35の内部には、乾燥室38を区分けする複数の乾燥室仕切り板39と、風室37を区分けする複数の風室仕切り板40とが設けられている。実施例1において、乾燥室仕切り板39は、2つ設けられ、流動方向に沿って、乾燥室38を上流側の乾燥室38aと、中流側の乾燥室38bと、下流側の乾燥室38cとに区分けしている。各乾燥室仕切り板39は、鉛直方向の上端部が乾燥室38の上部との間に隙間を空けて設けられ、下端部がガス分散板36との間に隙間を空けて設けられている。このため、上流側の乾燥室38aで乾燥された褐炭は、乾燥室仕切り板39の下端側に形成された隙間を通って、中流側の乾燥室38bに供給された後、下流側の乾燥室38cに供給される。
A plurality of drying
同様に、実施例1において、風室仕切り板40は、2つ設けられ、流動方向に沿って、風室37を上流側の風室37aと、中流側の風室37bと、下流側の風室37cとに区分けしている。各風室仕切り板40は、鉛直方向の上端部が風室37の上部に接続され、下端部が風室37の下部に接続されている。
Similarly, in the first embodiment, two wind
乾燥容器35には、褐炭を投入する褐炭投入口41と、褐炭を加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口42と、流動化蒸気および乾燥時に発生する発生蒸気を排出する蒸気排出口43と、褐炭を加熱する伝熱管44とが設けられている。
The drying
褐炭投入口41は、上流側の乾燥室38aにおける一端側(図示左側)の上部に形成されている。褐炭投入口41には、褐炭搬送装置30が接続されており、褐炭搬送装置30から搬送された褐炭が、上流側の乾燥室38aに投入される。
The
乾燥炭排出口42は、下流側の乾燥室38cにおける他端側(図示右側)の下部に形成されている。乾燥炭排出口42からは、乾燥室38において乾燥された褐炭が、乾燥炭として排出され、排出された乾燥炭は上記した冷却器131へ向けて供給される。
The dry
蒸気排出口43は、上流側の乾燥室38a、中流側の乾燥室38bおよび下流側の乾燥室38cの上部にそれぞれ形成されている。蒸気排出口43は、褐炭の乾燥時において、乾燥室38に供給された流動化蒸気と共に、褐炭が加熱されることによって発生する発生蒸気を排出している。なお、蒸気排出口43から排出された流動化蒸気および発生蒸気は、上記した集塵装置139へ向けて供給された後、蒸気圧縮機135に供給される。
The
伝熱管44は、上流側の乾燥室38a、中流側の乾燥室38bおよび下流側の乾燥室38cに形成される流動層18の内部にそれぞれ設けられている。伝熱管44には、蒸気圧縮機135の流出側が接続されており、管内に蒸気圧縮機135で圧縮された蒸気が乾燥用蒸気として供給される。このため、伝熱管44は、管内に乾燥用蒸気が供給されると、乾燥用蒸気の潜熱を利用して、流動層18の褐炭を加熱し、これにより、流動層18の褐炭中の水分を除去することで、乾燥室38a,38b,38c内の褐炭を乾燥させる。この後、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、乾燥室38の外部に排出される。なお、乾燥に利用された乾燥用蒸気は、加熱用熱媒として、予熱用伝熱管29に供給してもよい。
The
従って、褐炭投入口41を介して上流側の乾燥室38aに供給された予熱後の褐炭は、ガス分散板36を介して供給される流動化蒸気により流動することで、上流側の乾燥室38aから下流側の乾燥室38cに亘って流動層18を形成すると共に、流動層18の上方にフリーボード部Fを形成する。乾燥室38に形成される流動層18は、その流動方向が、乾燥室38の一端側から他端側へ向かう方向となる。そして、上流側の乾燥室38aに供給された褐炭は、流動方向に沿って流動しながら、伝熱管44により加熱乾燥される。これにより、褐炭に含まれる水分は、発生蒸気となって流動化蒸気と共に蒸気排出口43から排出される。水分が除去され、下流側の乾燥室38cまで流動した褐炭は、乾燥炭として、乾燥炭排出口42から排出される。
Therefore, the preheated lignite supplied to the
ここで、予熱装置10から排出される褐炭は、予熱温度計(予熱温度計測装置)50により予熱温度が計測される。予熱温度計50は、予熱装置10と褐炭搬送装置30との間に設けられ、制御部60に接続されている。なお、制御部60は、石炭ガス化複合発電設備100に設けられる制御盤であってもよいし、乾燥システム1に設けられる制御盤であってもよく、限定されない。
Here, the preheating temperature of the lignite discharged from the preheating
制御部60は、予熱温度計50により計測された予熱温度に基づいて、予熱用伝熱管29に供給される加熱用熱媒の温度(加熱温度)を制御している。具体的に、制御部60は、予熱温度計50により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度となるように、加熱用熱媒の温度を制御する。このため、制御部60は、予熱温度計50により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度に達していない場合、加熱用熱媒の温度を上昇させる。なお、制御部60は、予熱温度計50により計測された予熱温度が、蒸気の飽和温度を超えている場合、加熱用熱媒の温度を昇温しない。
The
以上のように、実施例1の構成によれば、予熱装置10によって褐炭を予熱し、予熱された褐炭を流動層乾燥装置11に供給することができる。このため、流動層乾燥装置11には、予熱された褐炭が供給されることにより、流動層乾燥装置11内の流動化蒸気が凝縮し難くなる。これにより、流動化蒸気の凝縮による褐炭の凝集を抑制することができ、褐炭の流動不良の発生を抑制でき、流動層乾燥装置11内における褐炭の流動を好適なものとすることができる。
As described above, according to the configuration of the first embodiment, the lignite can be preheated by the preheating
また、実施例1の構成によれば、予熱装置10は、流動化ガスとして非凝縮性ガスを用い、褐炭を流動化ガスにより流動させながら加熱することで、褐炭を効率よく昇温することができ、また、予熱装置10内における流動化ガスの凝縮の発生を抑制することができる。これにより、予熱装置10は、流動化ガスの凝縮による褐炭の凝集を抑制することができ、褐炭の流動不良の発生を抑制でき、予熱装置10内における褐炭の流動を好適なものとすることができる。
Moreover, according to the structure of Example 1, the preheating
また、実施例1の構成によれば、制御部60により加熱用熱媒の温度を制御することで、褐炭の予熱温度を蒸気の飽和温度とすることができる。このため、流動層乾燥装置11には、蒸気の飽和温度まで予熱された褐炭が供給されるため、流動化蒸気がより凝縮し難くなる。
Moreover, according to the structure of Example 1, the
また、実施例1の構成によれば、流動層乾燥装置11は、含水率が50%以上の褐炭を、流動化蒸気を用いて流動させながら乾燥させることができる。このため、流動層乾燥装置11は、含水率の高い褐炭であっても、好適に乾燥させることができる。
Moreover, according to the structure of Example 1, the fluidized
次に、図3を参照して、実施例2に係る乾燥システム200について説明する。図3は、実施例2に係る乾燥システムを模式的に表した概略構成図である。なお、実施例2では、重複した記載を避けるべく、実施例1と異なる部分について説明すると共に、実施例1と同様の構成である部分については、同じ符号を付す。実施例1に係る乾燥システム1において、予熱装置10は、内部に流動層15を形成して予熱する流動層予熱装置であったが、実施例2に係る乾燥システム200において、予熱装置201は、内部の褐炭を移送しながら予熱する移送式予熱装置である。以下、実施例2に係る乾燥システム200について説明する。
Next, a
図3に示すように、実施例2に係る乾燥システム200は、予熱装置201と流動層乾燥装置11とを備えている。なお、流動層乾燥装置11は、実施例1と同様の構成であるため、説明を省略する。予熱装置201は、内部に褐炭が供給される予熱容器205を備えている。
As shown in FIG. 3, the
予熱容器205は、水平方向が軸方向となる円筒状に形成されている。予熱容器205は、その外周側に加熱用熱媒が流通する熱媒流路206が形成されており、熱媒流路206内を加熱用熱媒が流通することで、予熱容器205を加熱している。熱媒流路206には、加熱用熱媒が流入する熱媒流入口210と、加熱用熱媒が流出する熱媒流出口211とが形成されている。熱媒流入口210は、予熱容器205の他端側(図示右側)における熱媒流路206に設けられ、熱媒流出口211は、予熱容器205の一端側(図示左側)における熱媒流路206に設けられている。これにより、加熱用熱媒は、熱媒流路206内において、予熱容器205の他端側から一端側へ向かう方向に流れる。
The preheating
予熱容器205には、褐炭投入口215と、ガス排出口216と、褐炭排出口217とが設けられている。褐炭投入口215は、予熱容器205の一端側の上部に形成されている。褐炭投入口215には、給炭装置111が接続されており、給炭装置111から供給された褐炭が、予熱容器205内に供給される。ガス排出口216は、予熱容器205の他端側の上部に形成されている。ガス排出口216からは、予熱容器205内で褐炭を加熱することにより発生した発生蒸気が排出される。褐炭排出口217は、予熱容器205の他端側の下部に形成されている。褐炭排出口217からは、予熱容器205内で予熱された褐炭が流動層乾燥装置11へ向けて排出される。
The preheating
また、予熱容器205の内部には、スクリューフィーダ222が設けられている。スクリューフィーダ222は、回転軸231と、回転軸231に設けられたスクリュー部232と、回転軸231を回転させるモータ233とを有している。回転軸231は、予熱容器205の軸方向と同方向となっている。そして、モータ233により回転軸231を回転させると、スクリュー部232が旋回しながら、褐炭を予熱容器205の一端側から他端側へ向けて移送する。つまり、褐炭は、その移送方向が、予熱容器205の一端側から他端側へ向かう方向となっている。
A
従って、給炭装置111から供給された褐炭は、予熱容器205の一端側に投入され、投入された褐炭は、スクリューフィーダ222により移送方向に移送される。移送方向に移送される褐炭は、予熱容器205を介して熱媒流路206を通る加熱用熱媒により加熱される。これにより、加熱された褐炭は、所定の予熱温度まで予熱される。そして、移送方向に移送される褐炭は、褐炭排出口217から流動層乾燥装置11の上流側の乾燥室38aへ向けて投入される。
Therefore, the lignite supplied from the
以上のように、実施例2の構成によれば、予熱装置201は、褐炭を移送方向に移送しながら予熱することができる。このため、予熱装置201を褐炭の移動経路に設けることで、褐炭の移送と予熱とを兼ねて行うことができる。 As mentioned above, according to the structure of Example 2, the preheating apparatus 201 can preheat, conveying lignite in the transfer direction. For this reason, by providing the preheating device 201 in the movement path of lignite, it is possible to perform both lignite transfer and preheating.
1 乾燥システム
10 予熱装置
11 流動層乾燥装置
15 予熱室の流動層
18 乾燥室の流動層
21 予熱容器
22 予熱用ガス分散板
23 予熱用風室
24 予熱室
26 予熱装置の褐炭投入口
27 褐炭排出口
28 ガス排出口
29 予熱用伝熱管
30 褐炭搬送装置
35 乾燥容器
36 ガス分散板
37 風室
38 乾燥室
41 流動層乾燥装置の褐炭投入口
42 乾燥炭排出口
43 蒸気排出口
44 伝熱管
50 予熱温度計
60 制御部
200 乾燥システム(実施例2)
201 予熱装置(実施例2)
205 予熱容器(実施例2)
206 熱媒流路
210 熱媒流入口
211 熱媒流出口
215 予熱装置の褐炭投入口(実施例2)
216 ガス排出口(実施例2)
217 褐炭排出口(実施例2)
222 スクリューフィーダ
231 回転軸
232 スクリュー部
233 モータ
F フリーボード部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
201 Preheating device (Example 2)
205 Preheating container (Example 2)
206 Heating
216 Gas outlet (Example 2)
217 Brown coal discharge port (Example 2)
222
Claims (3)
前記流動層乾燥装置に供給される前記湿潤燃料を予熱する予熱装置と、を備え、
前記予熱装置は、内部に供給された前記湿潤燃料を流動化ガスにより流動させることで内部に流動層を形成しながら、前記湿潤燃料を予熱する流動層予熱装置であり、
前記流動層予熱装置は、前記湿潤燃料を加熱する加熱部としての予熱用伝熱管を有し、
前記予熱用伝熱管は、前記流動層乾燥装置に設けられる前記伝熱管で使用された加熱用熱媒が供給され、
前記流動層予熱装置には、前記流動化ガスとして、非凝縮性ガスである空気または燃焼排ガスが供給されることを特徴とする乾燥システム。 A fluidized bed drying apparatus that dries the wet fuel by a heat transfer tube provided inside the fluidized bed while forming a fluidized bed inside by flowing the wet fuel supplied to the inside with fluidized steam;
A preheating device for preheating the wet fuel supplied to the fluidized bed drying device,
The preheating device is a fluidized bed preheating device that preheats the wet fuel while forming a fluidized bed inside by flowing the wet fuel supplied to the inside with a fluidized gas.
The fluidized bed preheating device has a preheating heat transfer tube as a heating unit for heating the wet fuel,
The preheating heat transfer tube is supplied with a heating heat medium used in the heat transfer tube provided in the fluidized bed drying apparatus,
The fluidized bed preheating device is supplied with air or combustion exhaust gas which is a non-condensable gas as the fluidizing gas.
前記予熱装置で予熱された前記湿潤燃料の予熱温度を計測する予熱温度計測装置と、
前記予熱温度計測装置により計測した前記予熱温度が蒸気の飽和温度となるように、前記加熱部の加熱温度を制御する制御装置と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の乾燥システム。 The preheating device has the heating unit for heating the moist fuel,
A preheating temperature measuring device for measuring a preheating temperature of the wet fuel preheated by the preheating device;
The drying apparatus according to claim 1, further comprising a control device that controls a heating temperature of the heating unit so that the preheating temperature measured by the preheating temperature measurement device becomes a saturation temperature of steam. system.
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