JP6135856B2 - Fluidized bed dryer - Google Patents
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Description
本発明は、低品位炭を乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed drying apparatus for drying low-grade coal.
近年、埋蔵量は多いが水分量が多く発熱量が低い褐炭や亜瀝青炭等のいわゆる低品位炭を効率よく燃料として使用するために、流動層乾燥装置により乾燥させて水分を除去(脱水)した低品位炭を使用する発電設備等が開発されている。
流動層乾燥装置は、流動層容器内に低品位炭を投入し、当該流動層容器の下部から蒸気を供給しつつ、流動層容器内に配設した伝熱管により加熱を行うことで脱水している。
In recent years, in order to efficiently use so-called low-grade coals such as lignite and subbituminous coal with a large amount of reserves but a large amount of water and a low calorific value, they are dried (dehydrated) by drying with a fluidized bed dryer Power generation facilities that use low-grade coal have been developed.
The fluidized bed drying apparatus dehydrates by putting low-grade coal into the fluidized bed container, supplying steam from the lower part of the fluidized bed container, and heating with a heat transfer tube disposed in the fluidized bed container. Yes.
このように構成された流動層乾燥装置は、低品位炭を適切に乾燥させるため、低品位炭の滞留時間を適正に制御することが重要であり、例えば流動層容器内に仕切板等で仕切ることで流動層の滞留時間を確保している。
そして、仕切板で仕切られた流動層容器内において、低品位炭からなる原炭の移動不良を抑制するために、流動層容器内を複数の仕切板により複数の乾燥室に区画し、各仕切板の通過開口部の開口面積を調整し、当該通過開口部を通る原炭の通過量を制御する流動層乾燥装置が開発されている(特許文献1参照)。
In the fluidized bed drying apparatus configured as described above, it is important to appropriately control the residence time of the low-grade coal in order to appropriately dry the low-grade coal. For example, the fluidized-bed drying device partitions the fluidized bed container with a partition plate or the like. This ensures the residence time of the fluidized bed.
Then, in the fluidized bed container partitioned by the partition plate, the fluidized bed container is partitioned into a plurality of drying chambers by a plurality of partition plates in order to suppress poor movement of raw coal made of low-grade coal. A fluidized bed drying apparatus has been developed that adjusts the opening area of a passage opening of a plate and controls the amount of raw coal passing through the passage opening (see Patent Document 1).
特許文献1では、仕切板の通過開口部近傍の圧力又は温度偏差に基づいて原炭の通過不良を判定し、原炭の通過量を調整することで原炭の通過不良を防止している。このように特許文献1では、各仕切板の通過開口部の開閉により各乾燥室毎の流動層の流れを制御している。
In
ここで、低品位炭については自然発火しやすいという特徴もあり、流動層乾燥装置において過剰に乾燥させ加熱をすれば発火するおそれがある。例えば、低品位炭の水分量が少ない場合に流動層の滞留時間が長くなると自然発火のおそれが増すという問題がある。一方で、水分量が多い場合に流動層の滞留時間が短ければ乾燥が不十分となり、重量当たりの発熱量を確保することできないという問題が生じる。 Here, low-grade coal also has a feature of being easily ignited, and there is a risk of ignition if it is excessively dried and heated in a fluidized bed dryer. For example, when the moisture content of low-grade coal is small, there is a problem that the risk of spontaneous ignition increases if the residence time of the fluidized bed becomes long. On the other hand, when the amount of moisture is large, if the residence time of the fluidized bed is short, drying becomes insufficient, and there is a problem that the amount of heat generated per weight cannot be secured.
上記特許文献1のように流動層容器内に複数の乾燥室を形成すると、各乾燥室毎に流動層の量や流れが異なり、流動層の滞留時間の制御が複雑化するという問題がある。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、流動層の滞留時間を容易に且つ適切に調整することができ、自然発火等のおそれなく安定的に低品位炭を乾燥させることのできる流動層乾燥装置を提供することにある。
When a plurality of drying chambers are formed in a fluidized bed container as in
The present invention has been made to solve such a problem, and the purpose of the present invention is to easily and appropriately adjust the residence time of the fluidized bed, and stably without fear of spontaneous ignition or the like. The object is to provide a fluidized bed drying apparatus capable of drying low-grade coal.
上記した目的を達成するために、本発明に係る流動層乾燥装置では、低品位炭を乾燥させる流動層乾燥装置であって、前記低品位炭の流動層を貯留する流動層容器と、前記低品位炭を流動化する流動化気体を前記流動層内に供給する流動化気体供給部と、前記流動層容器の一側に形成され、当該流動層容器内へ前記低品位炭を供給する原炭投入部と、前記流動層容器の他側にて前記原炭投入部より下方に形成され、乾燥させた前記低品位炭を前記流動層容器内から排出する乾燥炭排出部と、前記乾燥炭排出部からの前記乾燥した低品位炭の排出量を調整する排出量調整手段と、前記原炭投入部から供給される前記低品位炭の水分量を検出する水分量検出手段と、前記水分量検出手段により検出された前記低品位炭の水分量に応じて、前記排出量調整手段を制御し、前記流動層容器内の前記流動層の層高を調整する層高制御手段と、前記流動層の層高を検出する層高検出手段と、を備え、前記層高制御手段は、前記層高検出手段により検出される前記流動層の層高が予め前記低品位炭の水分量に応じて設定された層高を達成すべく、前記排出量調整手段を制御することを特徴としている。 In order to achieve the above-described object, the fluidized bed drying apparatus according to the present invention is a fluidized bed drying apparatus that dries low-grade coal, and includes a fluidized-bed container that stores the fluidized bed of the low-grade coal, and the low-grade coal. A raw gas that is formed on one side of the fluidized bed container and supplies the low-grade coal into the fluidized bed container, and supplies a fluidized gas for fluidizing the quality coal into the fluidized bed. A charging unit; a dry coal discharging unit that discharges the dried low-grade coal that is formed below the raw coal charging unit on the other side of the fluidized bed container and is dried; A discharge amount adjusting means for adjusting a discharge amount of the dried low-grade coal from a section, a moisture amount detection means for detecting a moisture amount of the low-grade coal supplied from the raw coal input section, and the moisture amount detection According to the moisture content of the low-grade coal detected by the means Controls adjustment means comprises a layer height control means for adjusting the bed height of the fluidized bed of the fluidized bed vessel, and the layer height detecting means for detecting a bed height of the fluidized layer, wherein the layer height control means Is configured to control the discharge amount adjusting means so that the bed height of the fluidized bed detected by the bed height detecting means reaches a bed height set in advance according to the moisture content of the low-grade coal. It is said.
このように、流動層の層高を予め低品位炭の水分量に応じて設定された層高とすることで、常に最適な滞留時間を確保することができる。 As this, by the bed height set according to the water content of the pre-low-grade coal a bed height of the fluidized bed, it is possible to always ensure optimum residence time.
さらに、前記層高制御手段は、前記水分量検出手段により検出された前記低品位炭の水分量が多いほど前記排出量調整手段により前記低品位炭の排出量を低減し、前記低品位炭の水分量が少ないほど前記排出量調整手段により前記低品位炭の排出量を増加するのが好ましい。このように、低品位炭の水分量が多いほど低品位炭の排出量を低減することで層高が上がり滞留時間を長くすることができ、低品位炭の水分量が少ないほど低品位炭の排出量を増加することで層高が下がり滞留時間を短くすることができる。 Further, the bed height control means reduces the amount of low-grade coal discharged by the discharge amount adjusting means as the water amount of the low-grade coal detected by the moisture amount detection means increases. It is preferable that the discharge amount of the low-grade coal is increased by the discharge amount adjusting means as the moisture amount is small. In this way, the higher the moisture content of the low-grade coal, the higher the bed height can be increased by reducing the discharge of the low-grade coal, and the residence time can be lengthened. By increasing the discharge amount, the bed height is lowered and the residence time can be shortened.
上記手段を用いる本発明に係る流動層乾燥装置によれば、乾燥した低品位炭の排出量を調整する排出量調整手段を備え、低品位炭の水分量に応じて当該排出量調整手段を制御して、流動層の層高を調整する。
このように低品位炭の水分量に応じて流動層の層高を調整することで、流動層の滞留時間を容易に且つ適切に制御することができる。これにより、自然発火等のおそれなく安定的に低品位炭を乾燥させることができる。
According to the fluidized bed drying apparatus of the present invention using the above means, it is provided with a discharge amount adjusting means for adjusting the discharge amount of the dried low-grade coal, and the discharge amount adjusting means is controlled according to the moisture content of the low-grade coal. Then, the bed height of the fluidized bed is adjusted.
Thus, the residence time of a fluidized bed can be easily and appropriately controlled by adjusting the bed height of the fluidized bed according to the moisture content of the low-grade coal. Thereby, the low-grade coal can be stably dried without fear of spontaneous ignition or the like.
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態における流動層乾燥装置の概略構成断面図であり、以下同図に基づき説明する。
図1に示すように、流動層乾燥装置1は、例えば微粉炭焚きボイラにおいて燃料としての低品位炭を乾燥させてボイラに供給するものである。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view of a fluidized bed drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the fluidized
当該流動層乾燥装置1は、中空の直方体形状をなした流動層容器2を備えており、当該流動層容器2内に褐炭や亜瀝青炭等の低品位炭からなる原炭の流動層Sが貯留され、流動層Sより上方にフリーボード部Fが形成される。なお、流動層Sは長手方向を流動方向とし、図1においては右から左に流動する。
The fluidized
流動層容器2内には流動層Sを加熱するための伝熱管3が配設されている。伝熱管3は、流動層容器2内において幅方向に延びた複数の配管からなり、内部に過熱蒸気等の高温の熱媒体が流通することで流動層Sを加熱する。また、流動層容器2内には幅方向及び高さ方向に延びた仕切板4、4が2箇所に設けられている。各仕切板4、4は流動層容器2の流動方向に略三等分する位置にて、流動層容器2の底部2a及び天井部2bと間隔を空けて配設されている。
A heat transfer tube 3 for heating the fluidized bed S is disposed in the fluidized bed container 2. The heat transfer tube 3 includes a plurality of pipes extending in the width direction in the fluidized bed container 2, and heats the fluidized bed S by passing a high-temperature heat medium such as superheated steam inside. Moreover, the
流動層容器2の底部2aと各仕切板4との間には、複数の蒸気導入孔5a(流動化気体供給部)が形成された底板5が設けられており、図示しない蒸気供給源から供給される蒸気(流動化気体)が底部2aと底板5との間を通り蒸気導入孔5aから流動層容器2内に噴出する。一方、流動層容器2の天井部2bには流動層容器2内の蒸気やガス等の気体を排出する排気管6が接続されている。
Between the
また流動層容器2は、流動方向の上流側(一側)の壁である上流壁2cの上部に原炭投入管7(原炭投入部)の一端が接続されている。当該原炭投入管7の他端は給炭装置8と接続されており、当該給炭装置8から供給される原炭が当該原炭投入管7を通って流動層容器2内に投入される。
The fluidized bed container 2 has one end of a raw coal charging pipe 7 (raw coal charging portion) connected to an upper portion of an upstream wall 2c that is an upstream (one side) wall in the flow direction. The other end of the raw
一方、流動層容器2において、流動方向の下流側(他側)の壁である下流壁2dには乾燥炭排出管9(乾燥炭排出部)の一端が接続されている。乾燥炭排出管9は、下流壁2dの中央部分において高さ方向に広く開口しており、排出開口上端9aは原炭投入管7の投入開口下端7aより低い位置にあり、排出開口下端9bは各仕切板4、4の下端よりも高い位置にある。また、当該乾燥炭排出管9は下流側に向かうにつれて通路面積が縮小するテーパ状をなしている。そして、当該乾燥炭排出管9にはロータリーバルブ10(排出量調整手段)が設けられており、当該ロータリーバルブ10の回転数に応じて乾燥炭の排出量を調整可能である。
On the other hand, in the fluidized bed container 2, one end of a dry coal discharge pipe 9 (dry coal discharge portion) is connected to a
また、原炭投入管7には、投入される原炭の水分量を検出する赤外線式の水分量センサ11(水分量検出手段)が設けられている。さらに、流動層容器2の上流壁2cには流動層Sの層高を検出する層高センサ12(層高検出手段)が設けられている。
これらロータリーバルブ10、水分量センサ11、及び層高センサ12は制御装置13(層高制御手段)と電気的に接続されている。
The raw
The
制御装置13には水分量センサ11により検出された原炭の水分量情報及び層高センサ12により検出された層高情報がそれぞれ入力され、制御装置13はこれらの情報に基づき、ロータリーバルブ10を制御する。具体的には、制御装置13の記憶部に原炭の水分量に応じて設定された層高が予め記憶されており、制御装置13は水分量センサ11により取得した水分量情報に応じて、記憶部に記憶された層高となるようロータリーバルブ10の回転数を調整する。ここで、原炭の水分量に応じて設定された層高とは、例えば自然発火を防ぎつつ、低品位炭を十分に乾燥することのできる滞留時間を確保するための層高であり、水分量が多いほど、滞留時間が長くなるよう層高が高くなる関係にある。
The
以下、このように構成された流動層乾燥装置1の動作について説明する。
まず、給炭装置8から原炭投入管7を通り、流動層容器2内に原炭が投入される。そして、流動層容器2内の原炭に対し、底板5の蒸気導入孔5aから蒸気が供給されることで流動層Sが形成され、当該流動層Sは伝熱管3により加熱されて乾燥が促される。
Hereinafter, the operation of the fluidized
First, raw coal is introduced into the fluidized bed container 2 from the coal feeder 8 through the raw
流動層Sは仕切板4、4により移動が遮られ、仕切板4、4の下方を通って下流側へと移動する。蒸気導入孔5aから供給された蒸気と原炭が乾燥して生じたガス等はフリーボード部Fを通って排気管6へと排出される。そして、原炭が乾燥した乾燥炭は、乾燥炭排出管9を通り、ロータリーバルブ10の回転数に応じた量が排出される。当該流動層乾燥装置1から排出された乾燥炭は図示しない微粉炭機(ミル)等を介してボイラへと供給される。なお、乾燥炭は必ずしも微粉炭機(ミル)等を介してボイラへと供給される必要はなく、乾燥炭排出管9から直接ボイラへ供給してもよい。
The movement of the fluidized bed S is blocked by the
このようにして低品位炭が乾燥される中、制御装置13は、水分量センサ11により原炭の水分量を監視し、当該水分量の増減に応じてロータリーバルブ10の回転数を制御し、流動層Sの層高を調整する。
例えば、図1において実線で示した流動層Sの層高h1を基準時として説明すると、制御装置13は、水分量センサ11により検出された水分量が基準時の水分量よりも増加した場合には、層高を高くすべく、ロータリーバルブ10の回転数を低くして乾燥炭排出量を低減する。原炭の投入量が一定であれば、乾燥炭排出量が低減されることで流動層容器2内における原炭の量は増え、流動層Sの層高は基準時の層高h1より高くなる。そして、制御装置13は、層高センサ12により検出される層高が予め設定されている原炭の水分量に応じた層高を達成する、層高を維持する回転数にロータリーバルブ10を制御する。これにより、水分量の多い原炭からなる流動層Sについては滞留時間を長くし、十分な乾燥時間を確保することができる。
While the low-grade coal is dried in this way, the
For example, when the bed height h1 of the fluidized bed S indicated by the solid line in FIG. 1 is described as the reference time, the
一方、制御装置13は、水分量センサ11により検出された水分量が基準時の水分量よりも低下した場合には、層高を低くすべく、ロータリーバルブ10の回転数を高くして乾燥炭排出量を増加させる。原炭の投入量が一定であれば、乾燥炭排出量が増加することで流動層容器2内における原炭の量は減り、流動層Sの層高は基準時の層高h1より低くなる。そして、制御装置13は、層高センサ12により検出される層高が原炭の水分量に応じた層高を達成すると、層高を維持する回転数にロータリーバルブ10を制御する。これにより、水分量の少ない原炭からなる流動層Sについては滞留時間を短くし、過剰に乾燥するのを抑制し、自然発火を防止することができる。
On the other hand, when the moisture amount detected by the
本実施形態における流動層容器2は、乾燥炭排出管9の排出開口下端9bが、原炭投入管7の投入開口下端7aよりも低く、各仕切板4、4の下端より高い位置にあることで、図1の流動層容器2下部において鎖線で示すように、当該排出開口下端9bの高さ位置に相当する層高h2まで流動層Sを下げることができる。一方、原炭投入管7の投入開口下端7aが、上流壁2cの上部で、乾燥炭排出管9の排出開口下端9bよりも高い位置にあることで、図1の流動層容器2上部において鎖線で示すように、当該投入開口下端7aの高さ位置に相当する層高h3まで流動層Sを上げることができる。このように、乾燥炭排出管9の少なくとも排出開口下端9bの位置を原炭投入管7の投入開口下端7aよりも下方の下流壁2dの下部に形成することで、広い範囲で層高を調整することができる。
In the fluidized bed container 2 in the present embodiment, the discharge opening
以上のように本実施形態における流動層乾燥装置1は、乾燥した低品位炭の排出量を調整するロータリーバルブ10を備え、制御装置13により原炭の水分量に応じてロータリーバルブ10を制御して、流動層Sの層高を調整している。こうして流動層Sの層高を予め低品位炭の水分量に応じて設定された層高とすることで、常に最適な滞留時間を確保することができる。
As described above, the fluidized
これらのことから、流動層乾燥装置1は、流動層Sの滞留時間を容易に且つ適切に制御することができ、自然発火等のおそれなく安定的に低品位炭を乾燥させることができる。
以上で本実施形態の説明を終えるが、本発明の実施形態はこれに限られるものではない。
上記実施形態では、乾燥炭排出管9を流動層容器2の下流壁2dの中央部分に設けているが、当該乾燥炭排出管の取付位置はこれに限られるものではない。例えば、流動層容器の下流壁において乾燥炭排出管の排出開口下端をさらに下げて、流動層容器の底板近傍まで下げた位置としたり、流動層容器の底板に乾燥炭排出管の開口を形成したりしてもよい。このように乾燥炭排出管の開口を流動層容器の低い位置に形成するほど、流動層の層高を低くすることができ、層高の調整の幅を大きくすることができる。
From these things, the fluidized
This is the end of the description of the present embodiment, but the embodiment of the present invention is not limited to this.
In the above embodiment, the dry
また、上記実施形態における流動層乾燥装置1は、微粉炭焚きボイラの燃料前処理として乾燥させた低品位炭を供給するものであるが、本発明は他の流動層乾燥装置に適用することもできる。例えば、低品位炭と共に砂等の流動化媒体を流動層容器内に投入し、底板の蒸気導入孔から流動層に蒸気(又は流動化ガス)を導入して、流動層を伝熱管で加熱し乾燥させることで原炭をガス化させつつ、ガス化後の低品位炭を砂とともに燃焼炉に送る二塔式ガス化炉塔に適用してもよい。
Moreover, although the fluidized-
1 流動層乾燥装置
2 流動層容器
2c 上流壁
2d 下流壁
3 伝熱管
4 仕切板
5 底板
5a 蒸気導入孔(流動化気体供給部)
7 原炭投入管(原炭投入部)
7a 投入開口下端
9 乾燥炭排出管(乾燥炭排出部)
9a 排出開口上端
9b 排出開口下端
10 ロータリーバルブ
11 水分量センサ(水分量検出手段)
12 層高センサ(層高検出手段)
13 制御装置(層高制御手段)
DESCRIPTION OF
7 Raw coal input pipe (raw coal input section)
7a
9a Discharge opening
12 layer height sensor (layer height detection means)
13 Control device (layer height control means)
Claims (2)
前記低品位炭の流動層を貯留する流動層容器と、
前記低品位炭を流動化する流動化気体を前記流動層内に供給する流動化気体供給部と、
前記流動層容器の一側に形成され、当該流動層容器内へ前記低品位炭を供給する原炭投入部と、
前記流動層容器の他側にて前記原炭投入部より下方に形成され、乾燥させた前記低品位炭を前記流動層容器内から排出する乾燥炭排出部と、
前記乾燥炭排出部からの前記乾燥した低品位炭の排出量を調整する排出量調整手段と、
前記原炭投入部から供給される前記低品位炭の水分量を検出する水分量検出手段と、
前記水分量検出手段により検出された前記低品位炭の水分量に応じて、前記排出量調整手段を制御し、前記流動層容器内の前記流動層の層高を調整する層高制御手段と、
前記流動層の層高を検出する層高検出手段と、
を備え、
前記層高制御手段は、前記層高検出手段により検出される前記流動層の層高が予め前記低品位炭の水分量に応じて設定された層高を達成すべく、前記排出量調整手段を制御することを特徴とする流動層乾燥装置。 A fluidized bed drying device for drying low-grade coal,
A fluidized bed container for storing a fluidized bed of the low-grade coal;
A fluidized gas supply unit for supplying a fluidized gas for fluidizing the low-grade coal into the fluidized bed;
A raw coal input unit that is formed on one side of the fluidized bed container and supplies the low-grade coal into the fluidized bed container,
A dry coal discharge unit that is formed below the raw coal input unit on the other side of the fluidized bed container and discharges the dried low-grade coal from the fluidized bed container;
A discharge amount adjusting means for adjusting a discharge amount of the dry low-grade coal from the dry coal discharge unit,
Moisture content detection means for detecting the moisture content of the low-grade coal supplied from the raw coal input unit;
According to the moisture content of the low-grade coal detected by the moisture content detecting means, controlling the discharge amount adjusting means, and adjusting the bed height of the fluidized bed in the fluidized bed container;
A bed height detecting means for detecting a bed height of the fluidized bed;
Equipped with a,
The bed height control means includes the discharge amount adjusting means so that the bed height of the fluidized bed detected by the bed height detection means reaches a bed height set in advance according to the moisture content of the low-grade coal. A fluidized bed drying apparatus characterized by controlling .
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