JP6419375B1 - 乾燥装置及び乾燥方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被乾燥物の材質の変化を抑えて被乾燥物を乾燥させることができる乾燥装置を提供する。
【解決手段】乾燥装置１は、被乾燥物Ｗ１の搬送方向に並べて配置された複数の乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、搬送方向に隣り合う乾燥室の間を区画し貫通孔１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃにより搬送方向に隣り合う乾燥室を連通させる仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、搬送方向の上流端の乾燥室内に被乾燥物を供給する被乾燥物供給部２１と、複数の乾燥室内の被乾燥物を加熱ガスＷ６により直接加熱する直接加熱部２６と、複数の乾燥室内の被乾燥物を間接加熱する間接加熱部３６と、被乾燥物の温度を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて、間接加熱部による複数の乾燥室内の被乾燥物の加熱量を調節する制御部６６と、を備え、複数の乾燥室内の被乾燥物の温度が温度閾値未満になるように、制御部は間接加熱部による複数の乾燥室の加熱量を調節する。
【選択図】図１
【解決手段】乾燥装置１は、被乾燥物Ｗ１の搬送方向に並べて配置された複数の乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、搬送方向に隣り合う乾燥室の間を区画し貫通孔１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃにより搬送方向に隣り合う乾燥室を連通させる仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、搬送方向の上流端の乾燥室内に被乾燥物を供給する被乾燥物供給部２１と、複数の乾燥室内の被乾燥物を加熱ガスＷ６により直接加熱する直接加熱部２６と、複数の乾燥室内の被乾燥物を間接加熱する間接加熱部３６と、被乾燥物の温度を検出する検出部と、検出部の検出結果に基づいて、間接加熱部による複数の乾燥室内の被乾燥物の加熱量を調節する制御部６６と、を備え、複数の乾燥室内の被乾燥物の温度が温度閾値未満になるように、制御部は間接加熱部による複数の乾燥室の加熱量を調節する。
【選択図】図１
Description
本発明は、乾燥装置及び乾燥方法に関する。
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低品位の石炭（被乾燥物）（以下、低品位炭と言う）を効率よく燃料として使用するための検討が行われている。例えば、流動層式の乾燥装置（以下、流動層乾燥装置と言う）により低品位炭を乾燥させて水分を除去（脱水）した後で、この乾燥させた低品位炭を発電設備等で使用する方法が開発されている。
流動層乾燥装置では、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る。例えば特許文献１では、流動層乾燥装置内に仕切り板（仕切り）を設置することにより、流動層乾燥装置内を複数の乾燥室に区画している。各仕切り板には、低品位炭が通過可能な通過開口部が形成されている。この通過開口部の面積は、調整板により調整可能である。通過開口部の面積を調整することにより、各乾燥室に低品位炭が滞留する時間が制御される。
また、特許文献２に開示された流動層乾燥装置では、低品位炭の水分量を検出する水分量センサ、及び、流動層の層高を検出する層高センサにより検出された層高情報により、乾燥装置の出口のロータリーバルブの回転数が調整される。これにより、低品位炭が適切な水分（滞留時間）になるように、乾燥装置内の層高が調整される。
しかしながら、発明者らは、特許文献１及び２の乾燥装置のように、低品位炭の滞留時間や流動層の層高を検出して制御しても、石炭が酸化すると、石炭から揮発ガスが出て、石炭の材質が変化する虞があることを、発明者らは見出した。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる乾燥装置及び乾燥方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の乾燥装置は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、を備え、前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、前記間接加熱部は、前記搬送方向に交差する方向に延び、内部を加熱媒体が流れる伝熱管と、開度を調節することにより前記伝熱管内を流れる前記加熱媒体の流量を調節可能であって、前記制御部に制御される調節弁と、を備え、前記制御部は、恒率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁の開度を最大にし、減率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を閉じ、恒率乾燥状態である前記被乾燥物及び減率乾燥状態である前記被乾燥物がそれぞれ収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を、所定の開度に調節することを特徴としている。
本発明の乾燥装置は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、を備え、前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、前記間接加熱部は、前記搬送方向に交差する方向に延び、内部を加熱媒体が流れる伝熱管と、開度を調節することにより前記伝熱管内を流れる前記加熱媒体の流量を調節可能であって、前記制御部に制御される調節弁と、を備え、前記制御部は、恒率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁の開度を最大にし、減率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を閉じ、恒率乾燥状態である前記被乾燥物及び減率乾燥状態である前記被乾燥物がそれぞれ収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を、所定の開度に調節することを特徴としている。
また、本発明の乾燥方法は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を、開度を調節可能な調節弁を用いて調節し、恒率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁の開度を最大にし、減率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁を閉じ、恒率乾燥状態である前記被乾燥物及び減率乾燥状態である前記被乾燥物がそれぞれ収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁を所定の開度に調節することを特徴としている。
これらの発明によれば、仕切りの貫通孔を通して複数の乾燥室間を被乾燥物が搬送方向の下流側に向かって搬送される際に、被乾燥物は、加熱ガスにより直接的に加熱されることにより流動化し、さらに間接的に加熱される。搬送方向に隣り合う一対の乾燥室が仕切りにより区画されているため、各乾燥室内で被乾燥物の品質をそれぞれ一定に保ちつつ、被乾燥物が乾燥される。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、恒率乾燥状態である被乾燥物は、加熱量を増やしても被乾燥物の表面から蒸発する水分の量が増加して被乾燥物の温度が高くなり難いため、被乾燥物を大きな加熱量で加熱することにより被乾燥物を安全かつ効率的に乾燥することができる。減率乾燥状態である被乾燥物は、被乾燥物の表面から水分が蒸発し難く被乾燥物の温度が高くなりやすいため、調節弁を閉じて間接加熱部による加熱を止めることにより、被乾燥物の温度の上昇を抑えることができる。恒率乾燥状態である被乾燥物及び減率乾燥状態である被乾燥物がそれぞれ収容された乾燥室では、調節弁を所定の開度に調節して被乾燥物を適切に加熱する。
これにより、乾燥室内に収容された被乾燥物が、恒率乾燥状態のみの場合、減率乾燥状態のみの場合、恒率乾燥状態及び減率乾燥状態が共に存在している場合に応じて、被乾燥物を効果的に間接的に加熱することができる。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、恒率乾燥状態である被乾燥物は、加熱量を増やしても被乾燥物の表面から蒸発する水分の量が増加して被乾燥物の温度が高くなり難いため、被乾燥物を大きな加熱量で加熱することにより被乾燥物を安全かつ効率的に乾燥することができる。減率乾燥状態である被乾燥物は、被乾燥物の表面から水分が蒸発し難く被乾燥物の温度が高くなりやすいため、調節弁を閉じて間接加熱部による加熱を止めることにより、被乾燥物の温度の上昇を抑えることができる。恒率乾燥状態である被乾燥物及び減率乾燥状態である被乾燥物がそれぞれ収容された乾燥室では、調節弁を所定の開度に調節して被乾燥物を適切に加熱する。
これにより、乾燥室内に収容された被乾燥物が、恒率乾燥状態のみの場合、減率乾燥状態のみの場合、恒率乾燥状態及び減率乾燥状態が共に存在している場合に応じて、被乾燥物を効果的に間接的に加熱することができる。
また、本発明の他の乾燥装置は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、を備え、前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物が全て恒率乾燥状態である場合に、前記制御部は、前記間接加熱部により前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の加熱量を調節することを特徴としている。
また、本発明の他の乾燥方法は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物が全て恒率乾燥状態である場合に、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節することを特徴としている。
また、本発明の他の乾燥方法は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物が全て恒率乾燥状態である場合に、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節することを特徴としている。
これらの発明によれば、仕切りの貫通孔を通して複数の乾燥室間を被乾燥物が搬送方向の下流側に向かって搬送される際に、被乾燥物は、加熱ガスにより直接的に加熱されることにより流動化し、さらに間接的に加熱される。搬送方向に隣り合う一対の乾燥室が仕切りにより区画されているため、各乾燥室内で被乾燥物の品質をそれぞれ一定に保ちつつ、被乾燥物が乾燥される。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、複数の乾燥室内に減率乾燥状態の被乾燥物が存在しないため、間接加熱部により複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の加熱量を所望の量に調節することができる。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、複数の乾燥室内に減率乾燥状態の被乾燥物が存在しないため、間接加熱部により複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の加熱量を所望の量に調節することができる。
また、本発明の他の乾燥装置は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、を備え、前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の一部が恒率乾燥状態であり、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の他の一部が減率乾燥状態である場合に、前記制御部は、前記間接加熱部により減率乾燥状態である前記被乾燥物の加熱量を調節することを特徴としている。
また、本発明の他の乾燥方法は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の一部が恒率乾燥状態であり、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の他の一部が減率乾燥状態である場合に、減率乾燥状態である前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節することを特徴としている。
また、本発明の他の乾燥方法は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の一部が恒率乾燥状態であり、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の他の一部が減率乾燥状態である場合に、減率乾燥状態である前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節することを特徴としている。
これらの発明によれば、仕切りの貫通孔を通して複数の乾燥室間を被乾燥物が搬送方向の下流側に向かって搬送される際に、被乾燥物は、加熱ガスにより直接的に加熱されることにより流動化し、さらに間接的に加熱される。搬送方向に隣り合う一対の乾燥室が仕切りにより区画されているため、各乾燥室内で被乾燥物の品質をそれぞれ一定に保ちつつ、被乾燥物が乾燥される。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、恒率乾燥状態である被乾燥物は、加熱量を増やしても被乾燥物の表面から蒸発する水分の量が増加して被乾燥物の温度が高くなり難い。これにより、例えば恒率乾燥状態である被乾燥物は最大の加熱量で加熱する一方で、減率乾燥状態である被乾燥物の加熱量を調節して、両被乾燥物を効果的に加熱することができる。
この際に、複数の乾燥室内のそれぞれの被乾燥物の温度が温度閾値以下になるように、被乾燥物を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、被乾燥物から揮発ガスが出るのが抑制され、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
また、恒率乾燥状態である被乾燥物は、加熱量を増やしても被乾燥物の表面から蒸発する水分の量が増加して被乾燥物の温度が高くなり難い。これにより、例えば恒率乾燥状態である被乾燥物は最大の加熱量で加熱する一方で、減率乾燥状態である被乾燥物の加熱量を調節して、両被乾燥物を効果的に加熱することができる。
また、上記の乾燥装置において、前記間接加熱部は、前記搬送方向に交差する方向に延び、内部を加熱媒体が流れる伝熱管と、開度を調節することにより前記伝熱管内を流れる前記加熱媒体の流量を調節可能であって、前記制御部に制御される調節弁と、を備えてもよい。
この発明によれば、間接加熱部を伝熱管及び調節弁により簡単に構成することができる。
また、上記の乾燥装置において、前記加熱ガスの酸素濃度は、空気の酸素濃度よりも低くてもよい。
この発明によれば、加熱ガスとして空気を用いた場合に比べて、加熱ガスにより被乾燥物が酸化し難くなる。従って、加熱ガスとして空気を用いた場合の温度閾値よりも、温度閾値を高くすることができ、乾燥装置の制御が容易になる。
この発明によれば、間接加熱部を伝熱管及び調節弁により簡単に構成することができる。
また、上記の乾燥装置において、前記加熱ガスの酸素濃度は、空気の酸素濃度よりも低くてもよい。
この発明によれば、加熱ガスとして空気を用いた場合に比べて、加熱ガスにより被乾燥物が酸化し難くなる。従って、加熱ガスとして空気を用いた場合の温度閾値よりも、温度閾値を高くすることができ、乾燥装置の制御が容易になる。
また、上記の乾燥装置において、前記検出部は、前記被乾燥物の水分の含有量を検出する水分センサ、又は前記複数の乾燥室内の温度を検出する温度センサを備え、前記検出部は、前記水分センサの検出結果、又は前記温度センサの検出結果に基づいて前記被乾燥物の温度を検出してもよい。
この発明によれば、水分センサの検出結果又は温度センサの検出結果に基づいて、検出部は被乾燥物の温度を検出することができる。
この発明によれば、水分センサの検出結果又は温度センサの検出結果に基づいて、検出部は被乾燥物の温度を検出することができる。
本発明の乾燥装置及び乾燥方法によれば、被乾燥物の材質が変化するのを抑えて被乾燥物を乾燥させることができる。
以下、本発明に係る乾燥装置の一実施形態を、図１から図８を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の乾燥装置１は、水分を含有する石炭（被乾燥物）Ｗ１を連続式に乾燥させるための装置である。石炭Ｗ１には、褐炭等の水分の含有割合が高い石炭が用いられる。
乾燥装置１は、複数の乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、石炭供給部（被乾燥物供給部）２１と、直接加熱部２６と、間接加熱部３６と、検出部５１（図２参照）と、制御部６６と、を備えている。
なお、乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを、以下では乾燥室１１Ａ〜１１Ｄとも略して言う。仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ、後述する分散板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ等においても同様である。図１には、検出部５１を示していない。
図１に示すように、本実施形態の乾燥装置１は、水分を含有する石炭（被乾燥物）Ｗ１を連続式に乾燥させるための装置である。石炭Ｗ１には、褐炭等の水分の含有割合が高い石炭が用いられる。
乾燥装置１は、複数の乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄと、仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、石炭供給部（被乾燥物供給部）２１と、直接加熱部２６と、間接加熱部３６と、検出部５１（図２参照）と、制御部６６と、を備えている。
なお、乾燥室１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを、以下では乾燥室１１Ａ〜１１Ｄとも略して言う。仕切り１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ、後述する分散板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ等においても同様である。図１には、検出部５１を示していない。
乾燥装置１は、４つの乾燥室１１Ａ〜１１Ｄを備えている。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ中を石炭Ｗ１が搬送される搬送方向に沿ってこの順で並べて配置されている。搬送方向は、例えば、ほぼ水平面に沿う直線状の方向であって、搬送方向の下流側に向かうに従い漸次下方に向かう、水平面に対してやや傾いた方向である。なお、搬送方向は、所定の軸線周りの周方向等のように湾曲した方向等であってもよい。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄは、直方体の箱状に形成されている。乾燥室１１Ａは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄのうち搬送方向の上流側の端の乾燥室である。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの底板には、分散板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄがそれぞれ用いられている。分散板１２Ａ〜１２Ｄは、全体として搬送方向に沿って延びている。分散板１２Ａ〜１２Ｄには、上下方向に貫通する連通孔（不図示）が形成されている。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄは、直方体の箱状に形成されている。乾燥室１１Ａは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄのうち搬送方向の上流側の端の乾燥室である。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの底板には、分散板１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄがそれぞれ用いられている。分散板１２Ａ〜１２Ｄは、全体として搬送方向に沿って延びている。分散板１２Ａ〜１２Ｄには、上下方向に貫通する連通孔（不図示）が形成されている。
仕切り１６Ａ〜１６Ｃは、上下方向に沿って延びる板状に形成されている。具体的には、仕切り１６Ａは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄのうち搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ａ及び乾燥室１１Ｂの間を区画している。仕切り１６Ａの下端部には、貫通孔１７Ａが形成されている。貫通孔１７Ａの下端は、仕切り１６Ａの下端に達している。貫通孔１７Ａは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ａ及び乾燥室１１Ｂを互いに連通させる。
同様に、仕切り１６Ｂは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｂ及び乾燥室１１Ｃの間を区画している。仕切り１６Ｂの下端部に形成された貫通孔１７Ｂは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｂ及び乾燥室１１Ｃを互いに連通させる。仕切り１６Ｃは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｃ及び乾燥室１１Ｄの間を区画している。仕切り１６Ｃの下端部に形成された貫通孔１７Ｃは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｃ及び乾燥室１１Ｄを互いに連通させる。
同様に、仕切り１６Ｂは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｂ及び乾燥室１１Ｃの間を区画している。仕切り１６Ｂの下端部に形成された貫通孔１７Ｂは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｂ及び乾燥室１１Ｃを互いに連通させる。仕切り１６Ｃは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｃ及び乾燥室１１Ｄの間を区画している。仕切り１６Ｃの下端部に形成された貫通孔１７Ｃは、搬送方向に隣り合う乾燥室１１Ｃ及び乾燥室１１Ｄを互いに連通させる。
なお、乾燥装置１が備える乾燥室の数は、複数であれば特に限定されない。乾燥装置１が備える乾燥室の数は、２つ、３つでもよいし、５つ以上でもよい。
石炭供給部２１は、例えば軸線が上下方向に沿う角筒状に形成されている。石炭供給部２１の下端部は、乾燥室１１Ａにおける乾燥室１１Ｂとは反対側の側板に固定されている。石炭供給部２１の内部空間は、乾燥室１１Ａ内と連通している。石炭供給部２１は、石炭供給部２１の内部空間に配置された石炭Ｗ１を、乾燥室１１Ａ内に供給する。
乾燥室１１Ｄにおける乾燥室１１Ｃとは反対側の側板には、石炭排出部２２が固定されている。石炭排出部２２は、乾燥室１１Ｄ内で乾燥された石炭Ｗ１である乾燥炭（乾燥石炭）Ｗ２を、乾燥室１１Ｄの外部に搬送する。
乾燥室１１Ｄにおける乾燥室１１Ｃとは反対側の側板には、石炭排出部２２が固定されている。石炭排出部２２は、乾燥室１１Ｄ内で乾燥された石炭Ｗ１である乾燥炭（乾燥石炭）Ｗ２を、乾燥室１１Ｄの外部に搬送する。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの天板上には、排気口１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄがそれぞれ形成されている。排気口１８Ａ〜１８Ｄからは、後述する空気Ｗ６等を含む排気ガスＷ９が排出され、搬送管２３により搬送される。
搬送管２３により搬送された排気ガスＷ９は、バグフィルタ２４により飛散炭Ｗ１０が回収される。飛散炭Ｗ１０が回収された排気ガスＷ９は、排気塔２５から大気に放散される。バグフィルタ２４により回収された飛散炭Ｗ１０は、石炭排出部２２から外部に搬送された乾燥炭Ｗ２に混合される。
搬送管２３により搬送された排気ガスＷ９は、バグフィルタ２４により飛散炭Ｗ１０が回収される。飛散炭Ｗ１０が回収された排気ガスＷ９は、排気塔２５から大気に放散される。バグフィルタ２４により回収された飛散炭Ｗ１０は、石炭排出部２２から外部に搬送された乾燥炭Ｗ２に混合される。
直接加熱部２６は、ブロア２７と、予熱器２８と、ガス室２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄと、を備えている。
ブロア２７は、乾燥装置１の外部の空気（加熱ガス）Ｗ６を所定の流速で予熱器２８に向かって送る。予熱器２８は、予熱器２８から送られた空気Ｗ６を水蒸気Ｗ７等により加熱する。予熱器２８で加熱された空気Ｗ６は、分配管３０により、ガス室２９Ａ〜２９Ｄ内にそれぞれ送られる。
ガス室２９Ａ〜２９Ｄは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄよりも下方に配置され、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの分散板１２Ａ〜１２Ｄにそれぞれ取付けられている。ガス室２９Ａ内に送られた空気Ｗ６は、分散板１２Ａの連通孔を通して上方に向かって流れ、乾燥室１１Ａ内に供給される。乾燥室１１Ａ内に供給された空気Ｗ６により、乾燥室１１Ａ内の石炭Ｗ１が流動化する。ガス室２９Ｂ〜２９Ｄ内に送られた空気Ｗ６も、同様に乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内にそれぞれ供給される。
直接加熱部２６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を空気Ｗ６により直接的に加熱して、石炭Ｗ１を流動化する。流動化した石炭Ｗ１により、流動層が形成される。
ブロア２７は、乾燥装置１の外部の空気（加熱ガス）Ｗ６を所定の流速で予熱器２８に向かって送る。予熱器２８は、予熱器２８から送られた空気Ｗ６を水蒸気Ｗ７等により加熱する。予熱器２８で加熱された空気Ｗ６は、分配管３０により、ガス室２９Ａ〜２９Ｄ内にそれぞれ送られる。
ガス室２９Ａ〜２９Ｄは、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄよりも下方に配置され、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの分散板１２Ａ〜１２Ｄにそれぞれ取付けられている。ガス室２９Ａ内に送られた空気Ｗ６は、分散板１２Ａの連通孔を通して上方に向かって流れ、乾燥室１１Ａ内に供給される。乾燥室１１Ａ内に供給された空気Ｗ６により、乾燥室１１Ａ内の石炭Ｗ１が流動化する。ガス室２９Ｂ〜２９Ｄ内に送られた空気Ｗ６も、同様に乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内にそれぞれ供給される。
直接加熱部２６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を空気Ｗ６により直接的に加熱して、石炭Ｗ１を流動化する。流動化した石炭Ｗ１により、流動層が形成される。
間接加熱部３６は、水蒸気供給源３７と、伝熱管集合体３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｄと、流量調節弁（調節弁）３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄと、を備えている。
水蒸気供給源３７は、主配管４１の端部に接続されている。水蒸気供給源３７は、例えば排熱を利用した水蒸気（加熱媒体）を主配管４１に供給する。
伝熱管集合体３８Ａは、複数本の伝熱管４２Ａを備えている。複数本の伝熱管４２Ａは、例えば、搬送方向に交差する方向であって、水平面に沿う方向にそれぞれ延びている。複数本の伝熱管４２Ａが延びる方向に見たときに、複数本の伝熱管４２Ａは千鳥状に配置されている。複数本の伝熱管４２Ａの端部同士は、例えば図示しないヘッダ等により互いに接続されている。複数本の伝熱管４２Ａは、分配管４４Ａを介して主配管４１に接続されている。複数本の伝熱管４２Ａの内部には、水蒸気供給源３７から主配管４１及び分配管４４Ａを介して供給された水蒸気が流れる。
水蒸気供給源３７は、主配管４１の端部に接続されている。水蒸気供給源３７は、例えば排熱を利用した水蒸気（加熱媒体）を主配管４１に供給する。
伝熱管集合体３８Ａは、複数本の伝熱管４２Ａを備えている。複数本の伝熱管４２Ａは、例えば、搬送方向に交差する方向であって、水平面に沿う方向にそれぞれ延びている。複数本の伝熱管４２Ａが延びる方向に見たときに、複数本の伝熱管４２Ａは千鳥状に配置されている。複数本の伝熱管４２Ａの端部同士は、例えば図示しないヘッダ等により互いに接続されている。複数本の伝熱管４２Ａは、分配管４４Ａを介して主配管４１に接続されている。複数本の伝熱管４２Ａの内部には、水蒸気供給源３７から主配管４１及び分配管４４Ａを介して供給された水蒸気が流れる。
伝熱管集合体３８Ａは、乾燥室１１Ａ内における下方の部分に配置されている。図１に示す例では、伝熱管集合体３８Ａと分散板１２Ａとの間に隙間はほとんど形成されていなく、伝熱管集合体３８Ａの上下方向における中央部、及び貫通孔１７Ａの上端は、上下方向において互いに一致している。
なお、図２に示すように、伝熱管集合体３８Ａと分散板１２Ａとの間に、上下方向に隙間が形成されてもよい。この例では、伝熱管集合体３８Ａの下端部は、貫通孔１７Ａの上端よりも上方に配置されている。
伝熱管集合体３８Ａが備える伝熱管４２Ａの数は、複数本に限定されず、１本でもよい。
なお、図２に示すように、伝熱管集合体３８Ａと分散板１２Ａとの間に、上下方向に隙間が形成されてもよい。この例では、伝熱管集合体３８Ａの下端部は、貫通孔１７Ａの上端よりも上方に配置されている。
伝熱管集合体３８Ａが備える伝熱管４２Ａの数は、複数本に限定されず、１本でもよい。
図１に示すように、伝熱管集合体３８Ｂ〜３８Ｄは、伝熱管集合体３８Ａと同様に構成され、配置されている。すなわち、伝熱管集合体３８Ｂ〜３８Ｄは、複数本の伝熱管４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄをそれぞれ備えている。
複数本の伝熱管４２Ｂ、複数本の伝熱管４２Ｃ、複数本の伝熱管４２Ｄは、分配管４４Ｂ、分配管４４Ｃ、分配管４４Ｄを介して主配管４１にそれぞれ接続されている。
複数本の伝熱管４２Ｂ、複数本の伝熱管４２Ｃ、複数本の伝熱管４２Ｄは、分配管４４Ｂ、分配管４４Ｃ、分配管４４Ｄを介して主配管４１にそれぞれ接続されている。
流量調節弁３９Ａは、分配管４４Ａに設けられている。流量調節弁３９Ａは、図示はしないが、例えば本体と、ニードルと、を備えている。
本体には、内部を水蒸気が流れる開口が形成されている。ニードルは、この開口に対して所定の方向に往復するように移動することができる。ニードルが、本体に対して所定の方向の一方側に移動して本体における開口の周縁部に接触すると、ニードルが開口を完全に塞ぐ。このとき、流量調節弁３９Ａの開度が最小になって、流量調節弁３９Ａが閉じた状態になる。分配管４４Ａ内を、水蒸気が流れなくなる。
一方で、ニードルが、本体に対して所定の方向の他方側に移動するに従い漸次、開口のうちニードルにより塞がれる部分の割合が小さくなる。このとき、流量調節弁３９Ａの開度が漸次大きくなり、分配管４４Ａ内を水蒸気が漸次流れやすくなる。ニードルが、ニードルの移動範囲における所定の方向の他方側の端に達すると、流量調節弁３９Ａの開度が最大になる。
このように、流量調節弁３９Ａは、開度を調節することにより複数本の伝熱管４２Ａ内を流れる水蒸気の流量を調節可能である。
本体には、内部を水蒸気が流れる開口が形成されている。ニードルは、この開口に対して所定の方向に往復するように移動することができる。ニードルが、本体に対して所定の方向の一方側に移動して本体における開口の周縁部に接触すると、ニードルが開口を完全に塞ぐ。このとき、流量調節弁３９Ａの開度が最小になって、流量調節弁３９Ａが閉じた状態になる。分配管４４Ａ内を、水蒸気が流れなくなる。
一方で、ニードルが、本体に対して所定の方向の他方側に移動するに従い漸次、開口のうちニードルにより塞がれる部分の割合が小さくなる。このとき、流量調節弁３９Ａの開度が漸次大きくなり、分配管４４Ａ内を水蒸気が漸次流れやすくなる。ニードルが、ニードルの移動範囲における所定の方向の他方側の端に達すると、流量調節弁３９Ａの開度が最大になる。
このように、流量調節弁３９Ａは、開度を調節することにより複数本の伝熱管４２Ａ内を流れる水蒸気の流量を調節可能である。
流量調節弁３９Ｂ〜３９Ｄは、流量調節弁３９Ａと同様に構成されている。流量調節弁３９Ｂ〜３９Ｄは、分配管４４Ｂ〜４４Ｄにそれぞれ設けられている。
流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄは、図示しないケーブル等により制御部６６に接続され、制御部６６により制御される。
間接加熱部３６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を伝熱管４２Ａ〜４２Ｄを介して間接的に加熱する。
流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄは、図示しないケーブル等により制御部６６に接続され、制御部６６により制御される。
間接加熱部３６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を伝熱管４２Ａ〜４２Ｄを介して間接的に加熱する。
図２及び図３に示すように、検出部５１は、例えば、第１温度センサ（温度センサ）５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄと、第２温度センサ（温度センサ）５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄと、第３温度センサ（温度センサ）５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄと、第１圧力センサ５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄと、第２圧力センサ５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄと、第３圧力センサ５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄと、を備えている。
第１温度センサ５２Ａ、第１圧力センサ５５Ａは、乾燥室１１Ａ内のうち、伝熱管集合体３８Ａよりもすぐ上方に位置する測定点Ｐ１Ａの温度、圧力をそれぞれ検出する。測定点Ｐ１Ａは、乾燥室１１Ａ内で石炭Ｗ１が流動化して流動層が形成されると、その流動層の上端部内に位置する。第１温度センサ５２Ａ、第１圧力センサ５５Ａは、測定点Ｐ１Ａにおける石炭Ｗ１の温度（乾燥室１１Ａ内の温度）、乾燥室１１Ａ内の圧力をそれぞれ検出する。
第２温度センサ５３Ａ、第２圧力センサ５６Ａは、乾燥室１１Ａの天井と石炭Ｗ１の流動層の上端との間に位置する測定点Ｐ２Ａの温度、圧力をそれぞれ測定する。
第３圧力センサ５７Ａは、乾燥室１１Ａ内のうち、伝熱管集合体３８Ａと分散板１２Ａとの間に位置する測定点Ｐ３Ａ（図３参照）の圧力を測定する。第３温度センサ５４Ａは、ガス室２９Ａ内に位置する測定点Ｐ４Ａの温度を測定する。
第２温度センサ５３Ａ、第２圧力センサ５６Ａは、乾燥室１１Ａの天井と石炭Ｗ１の流動層の上端との間に位置する測定点Ｐ２Ａの温度、圧力をそれぞれ測定する。
第３圧力センサ５７Ａは、乾燥室１１Ａ内のうち、伝熱管集合体３８Ａと分散板１２Ａとの間に位置する測定点Ｐ３Ａ（図３参照）の圧力を測定する。第３温度センサ５４Ａは、ガス室２９Ａ内に位置する測定点Ｐ４Ａの温度を測定する。
第１温度センサ５２Ｂ〜５２Ｄ、第１圧力センサ５５Ｂ〜５５Ｄは、第１温度センサ５２Ａ、第１圧力センサ５５Ａと同様に構成され、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の測定点Ｐ１Ｂ〜Ｐ１Ｄの温度、圧力をそれぞれ検出する。第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄにより、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄに対応する温度センサの１つの組を構成する。
第２温度センサ５３Ｂ〜５３Ｄ、第２圧力センサ５６Ｂ〜５６Ｄは、第２温度センサ５３Ａ、第２圧力センサ５６Ａと同様に構成され、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の測定点Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｄにおける石炭Ｗ１の温度、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の圧力をそれぞれ検出する。
第３圧力センサ５７Ｂ〜５７Ｄは、第３圧力センサ５７Ａと同様に構成され、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の測定点Ｐ３Ｂ〜Ｐ３Ｄの圧力をそれぞれ検出する。第３温度センサ５４Ｂ〜５４Ｄは、第３温度センサ５４Ａと同様に構成され、ガス室２９Ａ内の測定点Ｐ４Ｂ〜Ｐ４Ｄの温度をそれぞれ検出する。
第２温度センサ５３Ｂ〜５３Ｄ、第２圧力センサ５６Ｂ〜５６Ｄは、第２温度センサ５３Ａ、第２圧力センサ５６Ａと同様に構成され、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の測定点Ｐ２Ｂ〜Ｐ２Ｄにおける石炭Ｗ１の温度、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の圧力をそれぞれ検出する。
第３圧力センサ５７Ｂ〜５７Ｄは、第３圧力センサ５７Ａと同様に構成され、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の測定点Ｐ３Ｂ〜Ｐ３Ｄの圧力をそれぞれ検出する。第３温度センサ５４Ｂ〜５４Ｄは、第３温度センサ５４Ａと同様に構成され、ガス室２９Ａ内の測定点Ｐ４Ｂ〜Ｐ４Ｄの温度をそれぞれ検出する。
検出部５１は、さらに図２に示す水分センサ５９，６０を備えていることが好ましい。水分センサ５９は、石炭供給部２１内の石炭Ｗ１の水分の含有量を検出する。水分センサ６０は、石炭排出部２２内の石炭Ｗ１の水分の含有量を検出する。
温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ，５３Ａ〜５３Ｄ，５４Ａ〜５４Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ，５６Ａ〜５６Ｄ，５６Ａ〜５６Ｄ（以下、温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ等と略して言う）、及び水分センサ５９，６０は、制御部６６に接続されていて、検出結果を制御部６６に送信する。
温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ，５３Ａ〜５３Ｄ，５４Ａ〜５４Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ，５６Ａ〜５６Ｄ，５６Ａ〜５６Ｄ（以下、温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ等と略して言う）、及び水分センサ５９，６０は、制御部６６に接続されていて、検出結果を制御部６６に送信する。
制御部６６は、図示はしないが、制御回路と、メモリと、を備えている。制御回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えている。メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）である。メモリには、制御回路を制御するための制御プログラム、予め定められた温度閾値等が記憶されている。温度閾値は、石炭の温度がこの温度未満であると、石炭からＣＯガスが発生するのが抑制されるという温度である。温度閾値は、石炭の温度がこの温度未満であると、石炭からＣＯガスが発生しないという温度でもよい。
温度閾値は、加熱ガスの酸素濃度に対応して定められている。例えば、加熱ガスが空気（酸素濃度が２１％）の場合には、温度閾値は６０℃である。加熱ガスが、酸素濃度が１０％以下の排気ガスの場合には、温度閾値は約９０℃である。
温度閾値は、加熱ガスの酸素濃度に対応して定められている。例えば、加熱ガスが空気（酸素濃度が２１％）の場合には、温度閾値は６０℃である。加熱ガスが、酸素濃度が１０％以下の排気ガスの場合には、温度閾値は約９０℃である。
制御部６６は、検出部５１の検出結果に基づいて、流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄの開度を調節して間接加熱部３６による乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の加熱量を調節する。なお、乾燥装置１が流量調節弁３９Ａ，３９Ｂを備えず、制御部６６は、間接加熱部３６による乾燥室１１Ｃ，１１Ｄ内の石炭Ｗ１のみの加熱量を調節するように構成してもよい。このように、間接加熱部３６により加熱量が調節される対象は、４つの乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１に限定されず、搬送方向の下流側の１つから３つの乾燥室内の石炭Ｗ１でもよい。
ここで、本実施形態の乾燥方法を行う前に、予備的に行われるいくつかの実験結果について説明する。
（実験結果１）
石炭として、褐炭であるＬｏｙ Ｙａｎｇ炭（以下、ＬＹ炭と言う）を乾燥させたときの乾燥曲線を求める実験をした。
１．実験条件
使用した石炭の性状を、表１に示す。
石炭として、褐炭であるＬｏｙ Ｙａｎｇ炭（以下、ＬＹ炭と言う）を乾燥させたときの乾燥曲線を求める実験をした。
１．実験条件
使用した石炭の性状を、表１に示す。
なお、表１中の分析及び測定は、以下の規定に基づいて行った。
・工業分析 ：ＪＩＳ Ｍ ８８１２−石炭類及びコークス類−工業分析方法
・元素分析 ：ＪＩＳ Ｍ ８８１９−石炭類及びコークス類−機器分析装置による元素分析方法
ＪＩＳ Ｍ ８８１３−石炭類及びコークス類−元素分析方法
・総発熱量測定：ＪＩＳ Ｍ ８８１４−石炭類及びコークス類−ボンブ熱量計による総発熱量の測定方法及び真発熱量の計算方法
・工業分析 ：ＪＩＳ Ｍ ８８１２−石炭類及びコークス類−工業分析方法
・元素分析 ：ＪＩＳ Ｍ ８８１９−石炭類及びコークス類−機器分析装置による元素分析方法
ＪＩＳ Ｍ ８８１３−石炭類及びコークス類−元素分析方法
・総発熱量測定：ＪＩＳ Ｍ ８８１４−石炭類及びコークス類−ボンブ熱量計による総発熱量の測定方法及び真発熱量の計算方法
例えば、工業分析をした結果、石炭の水分の含有量（ＴＭ）は５６．８ｗｔ％である。元素分析をした結果、石炭中の炭素（Ｃ）の含有量は、７０．２ｄａｆ ｗｔ％である。
図４に示すバッチ式の流動層乾燥装置１０１を用いて、実験を行った。乾燥室１１の底板には、分散板１２が用いられている。乾燥室１１の分散板１２には、ガス室２９が取付けられている。乾燥室１１内における分散板１２の上方には、複数の伝熱管４２を備える伝熱管集合体３８が配置されている。空気Ｗ６は、ブロア２７により送られ、予熱器２８で加熱された上で、ガス室２９内に供給される。予熱器２８はヒータ式であり、空気Ｗ６を最大１２０℃まで加熱する。ブロア２７により送られる空気Ｗ６の一部をバイパスすることにより、乾燥室１１内に供給する空気Ｗ６の流量を制御した。
乾燥室１１内に供給された石炭Ｗ１は、空気Ｗ６により直接的に加熱され、分散板１２上で流動化し、流動層を形成する。
乾燥室１１内に供給された石炭Ｗ１は、空気Ｗ６により直接的に加熱され、分散板１２上で流動化し、流動層を形成する。
油タンク１０２内に、熱媒体である油が収容されている。この油が、油ポンプ１０３に供給され、伝熱管集合体３８の複数の伝熱管４２内を流れる。分散板１２上で流動化している石炭Ｗ１は、複数の伝熱管４２を介して油により間接的に加熱される。乾燥室１１から排出された排気ガスＷ９は、バグフィルタ２４により飛散炭Ｗ１０が回収された後で、大気に放散される。
乾燥中の石炭中の水分の含有量は、流動層の下部の図示しないサンプリング口から定期的に石炭を取出して測定した。
流動層乾燥装置１０１による石炭の処理量を、６ｋｇ／バッチとした。ＬＹ炭の乾燥に用いた熱風の温度は９０℃、流量は１００Ｎｍ３／ｈ、流動層における熱風の流速は１．１ｍ／ｓである。
乾燥中の石炭中の水分の含有量は、流動層の下部の図示しないサンプリング口から定期的に石炭を取出して測定した。
流動層乾燥装置１０１による石炭の処理量を、６ｋｇ／バッチとした。ＬＹ炭の乾燥に用いた熱風の温度は９０℃、流量は１００Ｎｍ３／ｈ、流動層における熱風の流速は１．１ｍ／ｓである。
石炭の乾燥曲線を求めた結果を、図５に示す。図５の横軸は、石炭の乾燥時間（ｍｉｎ．（分））を表す。左側の縦軸は、石炭の温度（℃）、及び石炭中の水分の含有量（％）を表す。右側の縦軸は、石炭の含水率を表す。含水率の定義は、石炭において、この石炭を乾燥させた乾燥石炭の１ｋｇ（kg-drycoal）に対する、この石炭に含まれる水の質量（kg-H2O）の比である。
凡例が「〇」印の線Ｌ１は、石炭の温度を表す。凡例が「△」印の線Ｌ２は、石炭中の水分の含有量を表す。凡例が「□」印の線Ｌ３は、石炭の含水率を表す。
凡例が「〇」印の線Ｌ１は、石炭の温度を表す。凡例が「△」印の線Ｌ２は、石炭中の水分の含有量を表す。凡例が「□」印の線Ｌ３は、石炭の含水率を表す。
ＬＹ炭は、石炭中の水分の含有量が約２５％になるまで石炭の温度が一定となることから、石炭中の水分の含有量が２５％〜６０％となる範囲Ｒ１の石炭は、恒率乾燥状態であることが分かる。なお、乾燥室が連続式である場合、乾燥室のうち恒率乾燥状態の石炭を収容している範囲が、恒率乾燥区間である。恒率乾燥状態である石炭は、加熱量を増やしても石炭の表面から蒸発する水分の量が増加して石炭の温度が高くなり難く、加熱量によらず石炭の温度はほぼ一定である。
一方で、石炭中の水分の含有量が２５％以下になると、石炭の温度が徐々に上昇することから、石炭中の水分の含有量が２５％以下となる範囲Ｒ２の石炭は、減率乾燥状態であることが分かる。なお、乾燥室が連続式である場合、乾燥室のうち減率乾燥状態の石炭を収容している範囲が、減率乾燥区間である。減率乾燥状態である石炭は、加熱量を増やしても石炭の表面から蒸発する水分の量が増加し難く、石炭の温度が高くなりやすい。
一方で、石炭中の水分の含有量が２５％以下になると、石炭の温度が徐々に上昇することから、石炭中の水分の含有量が２５％以下となる範囲Ｒ２の石炭は、減率乾燥状態であることが分かる。なお、乾燥室が連続式である場合、乾燥室のうち減率乾燥状態の石炭を収容している範囲が、減率乾燥区間である。減率乾燥状態である石炭は、加熱量を増やしても石炭の表面から蒸発する水分の量が増加し難く、石炭の温度が高くなりやすい。
恒率乾燥状態と減率乾燥状態との境界の石炭の温度は、例えば、石炭の乾燥時間と石炭の温度との関係において、乾燥開始時の石炭の温度に対して＋１０℃を超えて温度上昇を開始した点と、乾燥開始時の石炭の温度を超えて温度上昇を開始した点と、の間で設定してもよい。
このように、加熱により乾燥されている石炭が恒率乾燥状態及び減率乾燥状態のいずれの状態であるかは、石炭の温度を検出することで判断できる。
このように、加熱により乾燥されている石炭が恒率乾燥状態及び減率乾燥状態のいずれの状態であるかは、石炭の温度を検出することで判断できる。
（実験結果２）
石炭の温度に対して、石炭から発生する一酸化炭素（ＣＯ）ガス（揮発ガス）の量を測定した。
１．実験条件
石炭の常温（６０℃）〜１８０℃までの２０℃ごとの所定の温度において、石炭から発生するガスについて、組成分析を行った。
（１）セラミックス製の管内に、事前に真空乾燥させた石炭の試料を２５ｇ入れ、石炭ウールで管の両端を挟んだ。
（２）管内を窒素で十分パージした後で、空気を１００ｍｌ／ｍｉｎ流しながら、石炭の温度が所定の温度になるまで昇温させた。石炭から発生したガスを採取して、組成分析を実施した。組成分析には、ガスクロマトグラフ法（ＧＣ−ＴＣＤ法）を用いた。
（３）試料には、亜瀝青炭としてＡｄａｒｏ炭（以下、Ｅ炭と言う）を使用し、褐炭としてＬＹ炭を使用した。
石炭の温度に対して、石炭から発生する一酸化炭素（ＣＯ）ガス（揮発ガス）の量を測定した。
１．実験条件
石炭の常温（６０℃）〜１８０℃までの２０℃ごとの所定の温度において、石炭から発生するガスについて、組成分析を行った。
（１）セラミックス製の管内に、事前に真空乾燥させた石炭の試料を２５ｇ入れ、石炭ウールで管の両端を挟んだ。
（２）管内を窒素で十分パージした後で、空気を１００ｍｌ／ｍｉｎ流しながら、石炭の温度が所定の温度になるまで昇温させた。石炭から発生したガスを採取して、組成分析を実施した。組成分析には、ガスクロマトグラフ法（ＧＣ−ＴＣＤ法）を用いた。
（３）試料には、亜瀝青炭としてＡｄａｒｏ炭（以下、Ｅ炭と言う）を使用し、褐炭としてＬＹ炭を使用した。
２．実験結果
測定結果を、図６に示す。図６の横軸は石炭の温度（℃）を表し、横軸はＣＯガスの濃度（ｐｐｍ）を表す。凡例が「●」印の線Ｌ６はＥ炭の実験結果を表し、凡例が「◆」印の線Ｌ７はＬＹ炭の実験結果を表す。
ＬＹ炭では、石炭の温度が６０℃以上になると、石炭からＣＯガスが発生していることが分かる。Ｅ炭でも同様に、石炭の温度が６０℃以上になると、石炭からＣＯガスが発生している。石炭からガスが発生しているということは、石炭において熱分解が発生し、石炭に酸化反応が始まっていることを意味する。
より具体的には、石炭からＣＯガスが発生するのが抑制される石炭の温度閾値を、ＣＯガスが５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下検出される温度とすることができ、好ましくは、５ｐｐｍ以上１５ｐｐｍ以下検出される温度とすることができ、より好ましくは、５ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下検出される温度とすることができる。以上より、石炭からＣＯガスが発生するのが抑制される石炭の温度閾値は、６０℃〜８０℃の間で設定すればよく、実施例では６０℃と設定した。
測定結果を、図６に示す。図６の横軸は石炭の温度（℃）を表し、横軸はＣＯガスの濃度（ｐｐｍ）を表す。凡例が「●」印の線Ｌ６はＥ炭の実験結果を表し、凡例が「◆」印の線Ｌ７はＬＹ炭の実験結果を表す。
ＬＹ炭では、石炭の温度が６０℃以上になると、石炭からＣＯガスが発生していることが分かる。Ｅ炭でも同様に、石炭の温度が６０℃以上になると、石炭からＣＯガスが発生している。石炭からガスが発生しているということは、石炭において熱分解が発生し、石炭に酸化反応が始まっていることを意味する。
より具体的には、石炭からＣＯガスが発生するのが抑制される石炭の温度閾値を、ＣＯガスが５ｐｐｍ以上２０ｐｐｍ以下検出される温度とすることができ、好ましくは、５ｐｐｍ以上１５ｐｐｍ以下検出される温度とすることができ、より好ましくは、５ｐｐｍ以上１０ｐｐｍ以下検出される温度とすることができる。以上より、石炭からＣＯガスが発生するのが抑制される石炭の温度閾値は、６０℃〜８０℃の間で設定すればよく、実施例では６０℃と設定した。
次に、石炭Ｗ１を乾燥させる本実施形態の乾燥方法について説明する。
まず、供給工程（ステップＳ１）において、乾燥室１１Ａ内に石炭Ｗ１を供給する。供給工程Ｓ１では、石炭供給部２１を用いてもよい。供給工程Ｓ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
まず、供給工程（ステップＳ１）において、乾燥室１１Ａ内に石炭Ｗ１を供給する。供給工程Ｓ１では、石炭供給部２１を用いてもよい。供給工程Ｓ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
次に、直接加熱工程（ステップＳ３）において、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を、空気Ｗ６により直接的に加熱して石炭Ｗ１を流動化する。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内に空気Ｗ６を供給するために、例えば、直接加熱部２６であるブロア２７、予熱器２８、及びガス室２９Ａ〜２９Ｄを用いてもよい。
乾燥室１１Ａ内で流動化した石炭Ｗ１は、仕切り１６Ａの貫通孔１７Ａを通して乾燥室１１Ｂに送られる。同様に、乾燥室１１Ｂ，１１Ｃ内で流動化した石炭Ｗ１は、仕切り１６Ｂ，１６Ｃの貫通孔１７Ｂ，１７Ｃを通して乾燥室１１Ｃ，１１Ｄにそれぞれ送られる。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内で乾燥された石炭Ｗ１は、石炭排出部２２から外部に搬送される。
検出部５１の温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ等、及び水分センサ５９，６０は、温度、圧力、及び水分の含有量の検出結果を、定期的に制御部６６に送る。制御部６６は、例えば第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄによる石炭Ｗ１の温度の検出結果から、各乾燥室１１Ａ〜１１Ｄが恒率乾燥状態及び減率乾燥状態のいずれの状態であるかを判断する。
乾燥室１１Ａ内で流動化した石炭Ｗ１は、仕切り１６Ａの貫通孔１７Ａを通して乾燥室１１Ｂに送られる。同様に、乾燥室１１Ｂ，１１Ｃ内で流動化した石炭Ｗ１は、仕切り１６Ｂ，１６Ｃの貫通孔１７Ｂ，１７Ｃを通して乾燥室１１Ｃ，１１Ｄにそれぞれ送られる。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内で乾燥された石炭Ｗ１は、石炭排出部２２から外部に搬送される。
検出部５１の温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ及び圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ等、及び水分センサ５９，６０は、温度、圧力、及び水分の含有量の検出結果を、定期的に制御部６６に送る。制御部６６は、例えば第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄによる石炭Ｗ１の温度の検出結果から、各乾燥室１１Ａ〜１１Ｄが恒率乾燥状態及び減率乾燥状態のいずれの状態であるかを判断する。
例えば、制御部６６は、石炭Ｗ１の恒率乾燥状態及び減率乾燥状態について以下のように判断したとする。すなわち、乾燥室１１Ａ内には、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている。乾燥室１１Ｂ内には、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１及び減率乾燥状態である石炭Ｗ１がそれぞれ収容されている。そして、乾燥室１１Ｃ，１１Ｄ内には、減率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている。
直接加熱工程Ｓ３が終了すると、ステップＳ５に移行する。
直接加熱工程Ｓ３が終了すると、ステップＳ５に移行する。
次に、間接加熱工程（ステップＳ５）において、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１を間接的に加熱する。石炭Ｗ１を間接的に加熱するために、例えば、間接加熱部３６である水蒸気供給源３７、伝熱管集合体３８Ａ〜３８Ｄ、及び流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄを用いてもよい。間接加熱工程Ｓ５が終了すると、ステップＳ７に移行する。
次に、加熱量調節工程（ステップＳ７）において、制御部６６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度が、温度閾値未満になるように、間接加熱部３６による乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の加熱量を調節する。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度は、検出部５１の第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ、第２温度センサ５３Ａ〜５３、第３温度センサ５４Ａ〜５４Ｄが検出した値、及びこれらの値の平均値等、いずれの値を用いてもよい。
次に、加熱量調節工程（ステップＳ７）において、制御部６６は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度が、温度閾値未満になるように、間接加熱部３６による乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の加熱量を調節する。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度は、検出部５１の第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ、第２温度センサ５３Ａ〜５３、第３温度センサ５４Ａ〜５４Ｄが検出した値、及びこれらの値の平均値等、いずれの値を用いてもよい。
加熱量調節工程Ｓ７では、制御部６６は、乾燥室１１Ａ内の石炭Ｗ１を加熱する間接加熱部３６の流量調節弁３９Ａの開度を最大にする。乾燥室１１Ｂ内の石炭Ｗ１を加熱する間接加熱部３６の流量調節弁３９Ｂを、所定の開度に調節する。所定の開度は、最大の開度と最小の開度との間の開度である。乾燥室１１Ｃ，１１Ｄ内の石炭Ｗ１を加熱する間接加熱部３６の流量調節弁３９Ｃ，３９Ｄを閉じる。
すなわち、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている乾燥室１１Ａでは、直接加熱部２６及び間接加熱部３６の両方を用いて、石炭Ｗ１を一気に乾燥させる。一方で、減率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている乾燥室１１Ｃ，１１Ｄでは、直接加熱部２６は用いるが、間接加熱部３６による加熱量を低減させて、石炭Ｗ１の温度が温度閾値未満になるようにする。
なお、本実施形態では、供給工程Ｓ１、直接加熱工程Ｓ３、間接加熱工程Ｓ５、及び加熱量調節工程Ｓ７は、同時に行われる。
すなわち、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている乾燥室１１Ａでは、直接加熱部２６及び間接加熱部３６の両方を用いて、石炭Ｗ１を一気に乾燥させる。一方で、減率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている乾燥室１１Ｃ，１１Ｄでは、直接加熱部２６は用いるが、間接加熱部３６による加熱量を低減させて、石炭Ｗ１の温度が温度閾値未満になるようにする。
なお、本実施形態では、供給工程Ｓ１、直接加熱工程Ｓ３、間接加熱工程Ｓ５、及び加熱量調節工程Ｓ７は、同時に行われる。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄの排気口１８Ａ〜１８Ｄから排出された排気ガスＷ９は、搬送管２３により搬送される。排気ガスＷ９は、バグフィルタ２４により飛散炭Ｗ１０が回収され、排気塔２５から大気に放散される。バグフィルタ２４により回収された飛散炭Ｗ１０は、石炭排出部２２から外部に搬送された乾燥炭Ｗ２に混合される。
以上説明したように、本実施形態の乾燥装置１及び乾燥方法によれば、仕切り１６Ａ〜１６Ｃの貫通孔１７Ａ〜１７Ｃを通して乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ間を石炭Ｗ１が搬送方向の下流側に向かって搬送される際に、石炭Ｗ１は、空気Ｗ６により直接的に加熱されることにより流動化し、さらに水蒸気により間接的に加熱される。搬送方向に隣り合う一対の乾燥室１１Ａ〜１１Ｄが仕切り１６Ａ〜１６Ｃにより区画されているため、各乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内で石炭Ｗ１の品質をそれぞれ一定に保ちつつ、石炭Ｗ１が乾燥される。
この際に、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度が温度閾値以下になるように、石炭Ｗ１を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、石炭Ｗ１からＣＯガス等の揮発ガスが出るのが抑制され、石炭Ｗ１の材質が変化するのを抑えることができる。
この際に、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の温度が温度閾値以下になるように、石炭Ｗ１を間接的に加熱する加熱量が調節される。従って、石炭Ｗ１からＣＯガス等の揮発ガスが出るのが抑制され、石炭Ｗ１の材質が変化するのを抑えることができる。
間接加熱部３６は、複数本の伝熱管４２Ａ〜４２Ｄ及び流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄを備えるため、間接加熱部３６を複数本の伝熱管４２Ａ〜４２Ｄ及び流量調節弁３９Ａ〜３９Ｄにより簡単に構成することができる。
制御部６６は、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容された乾燥室１１Ａの流量調節弁３９Ａの開度を最大にする。さらに、恒率乾燥状態である石炭Ｗ１及び減率乾燥状態である石炭Ｗ１がそれぞれ収容されている乾燥室１１Ｂ内の石炭Ｗ１を加熱する流量調節弁３９Ｂを、所定の開度に調節する。減率乾燥状態である石炭Ｗ１のみが収容されている乾燥室１１Ｃ，１１Ｄ内の石炭Ｗ１を加熱する流量調節弁３９Ｃ，３９Ｄを閉じる。
恒率乾燥状態である石炭Ｗ１は、加熱量を増やしても石炭Ｗ１の表面から蒸発する水分の量が増加して石炭Ｗ１の温度が高くなり難いため、石炭Ｗ１を大きな加熱量で加熱することにより乾燥室１１Ａにおいて石炭Ｗ１を安全かつ効率的に乾燥することができる。減率乾燥状態である石炭Ｗ１は、石炭Ｗ１の表面から水分が蒸発し難く石炭Ｗ１の温度が高くなりやすいため、流量調節弁３９Ｃ，３９Ｄを閉じて間接加熱部３６による加熱を止めることにより、石炭Ｗ１の温度の上昇を抑えることができる。恒率乾燥状態である石炭Ｗ１及び減率乾燥状態である石炭Ｗ１がそれぞれ収容された乾燥室１１Ｂでは、調節弁を所定の開度に調節して石炭Ｗ１を適切に加熱する。
このように、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内に収容された石炭Ｗ１が、恒率乾燥状態のみの場合、減率乾燥状態のみの場合、恒率乾燥状態及び減率乾燥状態が共に存在している場合に応じて、間接加熱部３６により石炭Ｗ１を効果的に加熱することができる。
恒率乾燥状態である石炭Ｗ１は、加熱量を増やしても石炭Ｗ１の表面から蒸発する水分の量が増加して石炭Ｗ１の温度が高くなり難いため、石炭Ｗ１を大きな加熱量で加熱することにより乾燥室１１Ａにおいて石炭Ｗ１を安全かつ効率的に乾燥することができる。減率乾燥状態である石炭Ｗ１は、石炭Ｗ１の表面から水分が蒸発し難く石炭Ｗ１の温度が高くなりやすいため、流量調節弁３９Ｃ，３９Ｄを閉じて間接加熱部３６による加熱を止めることにより、石炭Ｗ１の温度の上昇を抑えることができる。恒率乾燥状態である石炭Ｗ１及び減率乾燥状態である石炭Ｗ１がそれぞれ収容された乾燥室１１Ｂでは、調節弁を所定の開度に調節して石炭Ｗ１を適切に加熱する。
このように、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内に収容された石炭Ｗ１が、恒率乾燥状態のみの場合、減率乾燥状態のみの場合、恒率乾燥状態及び減率乾燥状態が共に存在している場合に応じて、間接加熱部３６により石炭Ｗ１を効果的に加熱することができる。
検出部５１は、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の温度を検出する第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄを備え、検出部５１は第１温度センサ５２Ａの検出結果に基づいて石炭Ｗ１の温度を検出する。このため、第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄの検出結果に基づいて、検出部５１は石炭Ｗ１の温度を検出することができる。
本実施形態の乾燥装置１、乾燥方法は、以下に説明するようにその構成、工程を様々に変形させることができる。
加熱ガスに、空気Ｗ６に代えて、排気ガスＷ９を用いてもよい。排気ガスＷ９は、空気中で石炭等の物体が燃焼することにより得られる排気ガスであることが好ましい。排気ガスＷ９の酸素濃度は、空気の酸素濃度よりも低い。排気ガスＷ９の酸素濃度は、例えば１０％以下である。このように構成することにより、加熱ガスとして空気Ｗ６を用いた場合に比べて、加熱ガスにより石炭Ｗ１が酸化し難くなる。このため、加熱ガスとして空気を用いた場合の温度閾値よりも、温度閾値を高くすることができ、乾燥装置１の制御が容易になる。
加熱ガスに、空気Ｗ６に代えて、排気ガスＷ９を用いてもよい。排気ガスＷ９は、空気中で石炭等の物体が燃焼することにより得られる排気ガスであることが好ましい。排気ガスＷ９の酸素濃度は、空気の酸素濃度よりも低い。排気ガスＷ９の酸素濃度は、例えば１０％以下である。このように構成することにより、加熱ガスとして空気Ｗ６を用いた場合に比べて、加熱ガスにより石炭Ｗ１が酸化し難くなる。このため、加熱ガスとして空気を用いた場合の温度閾値よりも、温度閾値を高くすることができ、乾燥装置１の制御が容易になる。
例えば、「石炭の自然発火初期現象と空気中の酸素濃度との関係」（田代譲、他２名、、日本鉱業会誌、１９６９年）には、炭種にもよるが、ＣＯガスは酸素濃度の約０．４〜０．６乗に比例して発生すると記載されている。この記載から、加熱ガスの酸素濃度が低くなるのに従い漸次、ＣＯガスが発生しにくくなり、温度閾値を高くすることができることが分かる。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１が全て恒率乾燥状態である場合に、制御部６６は、間接加熱部３６により乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の加熱量を調節してもよい。乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内に減率乾燥状態の石炭Ｗ１が存在しないため、間接加熱部３６により乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内のそれぞれの石炭Ｗ１の加熱量を所望の量に調節することができる。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の一部が恒率乾燥状態であり、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の他の一部が減率乾燥状態である場合に、制御部６６は、間接加熱部３６により減率乾燥状態である石炭Ｗ１の加熱量を調節してもよい。例えば恒率乾燥状態である石炭Ｗ１は最大の加熱量で加熱する一方で、減率乾燥状態である石炭Ｗ１の加熱量を所望の量に調節して、両石炭Ｗ１を効果的に加熱することができる。
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、検出部５１は、第１圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ、第２圧力センサ５６Ａ〜５６Ｄ、第３圧力センサ５７Ａ〜５７Ｄを備えなくてもよい。この場合、検出部５１は、第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ、第２温度センサ５３Ａ〜５３Ｄ、及び第３温度センサ５４Ａ〜５４Ｄによる温度センサの３つの組のうち、少なくとも１つの組を備えていればよい。
例えば、前記実施形態では、検出部５１は、第１圧力センサ５５Ａ〜５５Ｄ、第２圧力センサ５６Ａ〜５６Ｄ、第３圧力センサ５７Ａ〜５７Ｄを備えなくてもよい。この場合、検出部５１は、第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄ、第２温度センサ５３Ａ〜５３Ｄ、及び第３温度センサ５４Ａ〜５４Ｄによる温度センサの３つの組のうち、少なくとも１つの組を備えていればよい。
乾燥装置１は、第１温度センサ５２Ａ〜５２Ｄに代えて、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄに水分センサを備え、これらの水分センサの検出結果に基づいて乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の温度を検出してもよい。
被乾燥物は石炭であるとしたが、被乾燥物はこれに限定されず、汚泥等でもよい。
被乾燥物は石炭であるとしたが、被乾燥物はこれに限定されず、汚泥等でもよい。
以下では、本発明の実施例を具体的に示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図１に示す乾燥装置において、石炭としてＥ炭を用い、石炭の処理速度は５００ｋｇ／ｈ、加熱ガスである空気Ｗ６の流量を２３００Ｎｍ３／ｈとして実験を行った。
運転条件１では、空気Ｗ６の温度を１２０℃、伝熱管４２Ａ〜４２Ｄの温度を１００℃とした。図７に、乾燥装置の乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１における直接加熱部２６による加熱量、間接加熱部３６による加熱量、及び石炭Ｗ１の温度の測定結果を示す。図７の横軸は、各乾燥室を表す。左側の縦軸は直接加熱部２６及び間接加熱部３６による加熱量を表し、右側の縦軸は石炭Ｗ１の温度を表す。棒グラフの下方に間接加熱部３６による加熱量を示し、この上方に直接加熱部２６による加熱量を累積させて示している。図中の折れ線は、石炭Ｗ１の温度の測定結果を表す。
なお、図７中の棒グラフの上部には、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄにおける石炭Ｗ１の水分の含有量を示した。
図１に示す乾燥装置において、石炭としてＥ炭を用い、石炭の処理速度は５００ｋｇ／ｈ、加熱ガスである空気Ｗ６の流量を２３００Ｎｍ３／ｈとして実験を行った。
運転条件１では、空気Ｗ６の温度を１２０℃、伝熱管４２Ａ〜４２Ｄの温度を１００℃とした。図７に、乾燥装置の乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１における直接加熱部２６による加熱量、間接加熱部３６による加熱量、及び石炭Ｗ１の温度の測定結果を示す。図７の横軸は、各乾燥室を表す。左側の縦軸は直接加熱部２６及び間接加熱部３６による加熱量を表し、右側の縦軸は石炭Ｗ１の温度を表す。棒グラフの下方に間接加熱部３６による加熱量を示し、この上方に直接加熱部２６による加熱量を累積させて示している。図中の折れ線は、石炭Ｗ１の温度の測定結果を表す。
なお、図７中の棒グラフの上部には、乾燥室１１Ａ〜１１Ｄにおける石炭Ｗ１の水分の含有量を示した。
この例では、乾燥室１１Ｃ，１１Ｄにおける流量調節弁３９Ｃ，３９Ｄを閉じて、間接加熱部３６による加熱を止めている。この結果、乾燥室１１Ｂ〜１１Ｄ内の石炭Ｗ１の温度を６０℃未満としつつ、石炭Ｗ１の水分の含有量を最終的に１０％以下（７％）とすることができた。
運転条件２では、空気Ｗ６の温度を８０℃、伝熱管４２Ａ，４２Ｂの温度を１００℃、伝熱管４２Ｃ，４２Ｄの温度を常温とした。図８に、乾燥装置の乾燥室１１Ａ〜１１Ｄにおける直接加熱部２６による加熱量、間接加熱部３６による加熱量、及び石炭Ｗ１の温度の測定結果を示す。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内において石炭Ｗ１の温度は上昇を続けたが、最終的に乾燥室１１Ｄ内において石炭Ｗ１の温度は、６０℃未満であった。
なお、運転条件１及び２は、乾燥装置の実施例となる。
乾燥室１１Ａ〜１１Ｄ内において石炭Ｗ１の温度は上昇を続けたが、最終的に乾燥室１１Ｄ内において石炭Ｗ１の温度は、６０℃未満であった。
なお、運転条件１及び２は、乾燥装置の実施例となる。
１ 乾燥装置
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 乾燥室
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 仕切り
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ 貫通孔
２１ 石炭供給部（被乾燥物供給部）
２６ 直接加熱部
３６ 間接加熱部
３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ 流量調節弁（調節弁）
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ 伝熱管
５１ 検出部
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ 第１温度センサ（温度センサ）
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ 第２温度センサ（温度センサ）
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ 第３温度センサ（温度センサ）
６６ 制御部
Ｗ１ 石炭（被乾燥物）
Ｗ６ 空気（加熱ガス）
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 乾燥室
１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ 仕切り
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ 貫通孔
２１ 石炭供給部（被乾燥物供給部）
２６ 直接加熱部
３６ 間接加熱部
３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ，３９Ｄ 流量調節弁（調節弁）
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ 伝熱管
５１ 検出部
５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ 第１温度センサ（温度センサ）
５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄ 第２温度センサ（温度センサ）
５４Ａ，５４Ｂ，５４Ｃ，５４Ｄ 第３温度センサ（温度センサ）
６６ 制御部
Ｗ１ 石炭（被乾燥物）
Ｗ６ 空気（加熱ガス）
Claims (9)
- 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、
を備え、
前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、
前記間接加熱部は、
前記搬送方向に交差する方向に延び、内部を加熱媒体が流れる伝熱管と、
開度を調節することにより前記伝熱管内を流れる前記加熱媒体の流量を調節可能であって、前記制御部に制御される調節弁と、を備え、
前記制御部は、
恒率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁の開度を最大にし、
減率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を閉じ、
恒率乾燥状態である前記被乾燥物及び減率乾燥状態である前記被乾燥物がそれぞれ収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を加熱する前記間接加熱部の前記調節弁を、所定の開度に調節する乾燥装置。 - 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、
を備え、
前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、
前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物が全て恒率乾燥状態である場合に、前記制御部は、前記間接加熱部により前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の加熱量を調節する乾燥装置。 - 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室と、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室の間をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りと、
前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給する被乾燥物供給部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を加熱ガスにより直接的に加熱して、前記被乾燥物を流動化する直接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱する間接加熱部と、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記間接加熱部による前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の加熱量を調節する制御部と、
を備え、
前記検出部が検出する前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記制御部は前記間接加熱部による前記複数の乾燥室の加熱量を調節し、
前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の一部が恒率乾燥状態であり、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の他の一部が減率乾燥状態である場合に、前記制御部は、前記間接加熱部により減率乾燥状態である前記被乾燥物の加熱量を調節する乾燥装置。 - 前記間接加熱部は、前記搬送方向に交差する方向に延び、内部を加熱媒体が流れる伝熱管と、
開度を調節することにより前記伝熱管内を流れる前記加熱媒体の流量を調節可能であって、前記制御部に制御される調節弁と、
を備える請求項２又は３に記載の乾燥装置。 - 前記加熱ガスの酸素濃度は、空気の酸素濃度よりも低い請求項１から４のいずれか一項に記載の乾燥装置。
- 前記検出部は、前記被乾燥物の水分の含有量を検出する水分センサ、又は前記複数の乾燥室内の温度を検出する温度センサを備え、
前記検出部は、前記水分センサの検出結果、又は前記温度センサの検出結果に基づいて前記被乾燥物の温度を検出する請求項１から５のいずれか一項に記載の乾燥装置。 - 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を、開度を調節可能な調節弁を用いて調節し、
恒率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁の開度を最大にし、
減率乾燥状態である前記被乾燥物のみが収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁を閉じ、
恒率乾燥状態である前記被乾燥物及び減率乾燥状態である前記被乾燥物がそれぞれ収容された前記乾燥室内の前記被乾燥物を間接的に加熱するときに、前記調節弁を所定の開度に調節する乾燥方法。 - 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、
前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物が全て恒率乾燥状態である場合に、前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節する乾燥方法。 - 水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、
前記被乾燥物が搬送される搬送方向に沿って並べて配置された複数の乾燥室であって、前記複数の乾燥室のうち前記搬送方向に隣り合う一対の前記乾燥室をそれぞれ区画するとともに、自身に形成された貫通孔により前記搬送方向に隣り合う前記一対の乾燥室をそれぞれ連通させる仕切りが設けられた前記複数の乾燥室のうち、前記搬送方向の上流側の端の前記乾燥室内に前記被乾燥物を供給し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を、加熱ガスにより直接的に加熱して前記被乾燥物を流動化し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物を間接的に加熱し、
前記複数の乾燥室内のそれぞれの前記被乾燥物の温度が、前記被乾燥物から揮発ガスが発生するのが抑制される予め定められた温度閾値未満になるように、前記被乾燥物を間接的に加熱する加熱量を調節し、
前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の一部が恒率乾燥状態であり、前記複数の乾燥室内の前記被乾燥物の他の一部が減率乾燥状態である場合に、減率乾燥状態である前記被乾燥物の加熱量を前記被乾燥物を間接的に加熱することにより調節する乾燥方法。
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