JP6878840B2 - Cooling system - Google Patents

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Description

本開示は、加熱により乾燥された含水石炭を冷却する冷却装置に関する。 The present disclosure relates to a cooling device for cooling hydrous coal dried by heating.

石炭は、可採年数が石油の3倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していない。このため、石炭は、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。石炭は、炭素含有量の低い順に、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭に分類される。泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭(以下、含水石炭と称する)は、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭(以下、無煙炭等と称する)と比較して水の含有率(含水率)が高い。 Coal has more than three times the recoverable life of petroleum, and its reserves are not unevenly distributed compared to petroleum. Therefore, coal is expected as a natural resource that can be stably supplied for a long period of time. Coal is classified into peat, lignite, lignite, subbituminous coal, bituminous coal, semi-smokeless coal, and smokeless coal in ascending order of carbon content. Peat, sub-coal, brown coal, and sub-bituminous coal (hereinafter referred to as hydrous coal) have a higher water content (moisture content) than bituminous coal, semi-anthracite coal, and smokeless coal (hereinafter referred to as anthracite coal, etc.).

含水石炭のうち、褐炭は、世界の石炭埋蔵量の半分を占めると言われているため、褐炭の有効利用が検討されている。しかし、上述したように、褐炭等の含水石炭は、無煙炭等と比較して含水率が高い。したがって、含水石炭は、単位重量あたりの発熱量が低く、輸送コストに対する燃料としてのエネルギー効率が低い。 Of the hydrous coal, lignite is said to account for half of the world's coal reserves, so effective use of lignite is being considered. However, as described above, hydrous coal such as lignite has a higher water content than anthracite coal and the like. Therefore, hydrous coal has a low calorific value per unit weight and low energy efficiency as a fuel for transportation costs.

そこで、含水石炭に過熱蒸気を供給することで、含水石炭を流動させながら加熱乾燥させる技術が開発されている(例えば、特許文献1)。加熱により乾燥された含水石炭(以下、乾燥された含水石炭を「乾燥炭」と称する)は、高温の状態(例えば、80℃〜150℃程度)で大気に接触すると発火するおそれがある。このため、特許文献1の技術では、高温の乾燥炭を収容した収容槽の底面から低温の不活性ガスを供給することで、乾燥炭を冷却している。 Therefore, a technique has been developed in which superheated steam is supplied to the hydrated coal to heat and dry the hydrated coal while flowing it (for example, Patent Document 1). Hydrous coal dried by heating (hereinafter, dried hydrous coal is referred to as "dry coal") may ignite when it comes into contact with the atmosphere at a high temperature (for example, about 80 ° C. to 150 ° C.). Therefore, in the technique of Patent Document 1, the dry coal is cooled by supplying a low-temperature inert gas from the bottom surface of the storage tank containing the high-temperature dry coal.

特開2013−173086号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-173086

上述した特許文献1の技術では、乾燥炭の冷却に、大量の不活性ガスを使用する必要がある。このため、不活性ガスに要するコストがかかるという問題がある。 In the technique of Patent Document 1 described above, it is necessary to use a large amount of inert gas for cooling the dry coal. Therefore, there is a problem that the cost required for the inert gas is high.

本開示は、このような課題に鑑み、乾燥炭を低コストで冷却することが可能な冷却装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present disclosure aims to provide a cooling device capable of cooling dry coal at low cost.

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る冷却装置は、含水石炭を加熱して乾燥することにより得られた被冷却物と、該被冷却物より低温の強磁性体粒子とを混合して熱交換させる混合部と、前記混合部によって生成された、前記被冷却物と前記強磁性体粒子との混合物が載置され、前記混合物を搬送する搬送装置と、前記搬送装置上の前記混合物を、該被冷却物と該強磁性体粒子とに分離する分離部と、を備え、前記分離部は、円板形状であり、中心が前記搬送装置の外方に位置し、周方向に複数に分割された複数の領域のうちの一部の領域が前記搬送装置の鉛直上方に設けられる本体部と、前記本体部における前記複数の領域ごとに設けられる電磁石と、前記本体部の中心が回転軸となり、前記回転軸が鉛直方向となるように、前記本体部を回転させる回転部と、前記搬送装置の鉛直上方に位置する電磁石を通電状態とし、前記搬送装置の外方に位置する電磁石を非通電状態とする制御部と、を有する
In order to solve the above problems, the cooling device according to one aspect of the present disclosure comprises a object to be cooled obtained by heating and drying a hydrous coal and ferromagnetic particles having a temperature lower than that of the object to be cooled. A mixing unit for mixing and exchanging heat, a transport device on which the mixture of the object to be cooled and the ferromagnetic particles generated by the mixing section is placed, and a transport device for transporting the mixture, and on the transport device. said mixture, and a separation unit you separated into該被cooled product and ferromagnetic particles, the separation portion is a disk shape, the center is located at the outside of the conveying device, A main body portion in which a part of a plurality of regions divided in the circumferential direction is provided vertically above the transport device, an electromagnet provided in each of the plurality of regions in the main body portion, and the main body portion. The rotating part that rotates the main body and the electromagnet located vertically above the transporting device are energized so that the center of the rotating shaft is the rotating shaft and the rotating shaft is in the vertical direction. It has a control unit that puts the electromagnet located in a non-energized state into a non-energized state .

また、前記分離部によって分離された前記強磁性体粒子を冷却する冷却部を備え、前記混合部は、前記冷却部によって冷却された前記強磁性体粒子と、前記被冷却物とを混合してもよい。 Further, a cooling unit for cooling the ferromagnetic particles separated by the separation unit is provided, and the mixing unit mixes the ferromagnetic particles cooled by the cooling unit with the object to be cooled. May be good.

また、前記分離部によって分離された前記被冷却物が、予め定められた温度未満になるように、前記混合部に導入する前記強磁性体粒子の量を制御する制御部を備えてもよい。 Further, a control unit that controls the amount of the ferromagnetic particles introduced into the mixing unit may be provided so that the object to be cooled separated by the separation unit has a temperature lower than a predetermined temperature.

また、前記強磁性体粒子は、少なくとも鉄を含んで構成されてもよい。 Further, the ferromagnetic particles may be composed of at least iron.

乾燥炭を低コストで冷却することが可能となる。 It is possible to cool dry coal at low cost.

乾燥システムを説明する図である。It is a figure explaining the drying system. 冷却装置を説明する図である。It is a figure explaining the cooling apparatus. 分離部の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of a separation part. 駆動部による本体部の回転と、電磁石への電力の供給制御について説明する図である。It is a figure explaining the rotation of a main body part by a drive part, and the power supply control to an electromagnet. 分離部の他の例を説明する図である。It is a figure explaining another example of a separation part.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 An embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, other specific numerical values, etc. shown in such an embodiment are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present disclosure are omitted from the illustration. To do.

(乾燥システム100)
図1は、乾燥システム100を説明する図である。図1に示すように、乾燥システム100は、乾燥装置110と、冷却装置120と、貯留部130とを含んで構成され、含水石炭を乾燥する。なお、ここでは、含水石炭として褐炭を例に挙げて説明する。
(Drying system 100)
FIG. 1 is a diagram illustrating a drying system 100. As shown in FIG. 1, the drying system 100 includes a drying device 110, a cooling device 120, and a storage unit 130, and dries the hydrous coal. Here, lignite will be described as an example of hydrous coal.

乾燥装置110は、褐炭BCを加熱することで、褐炭BCを乾燥させる。乾燥装置110は、例えば、流動層乾燥炉であり、収容槽と、流動化ガス供給部と、伝熱管とを含んで構成される。収容槽は、褐炭BCを収容する。流動化ガス供給部は、流動層(収容槽)の下部から流動化ガス(例えば、水蒸気)を供給する。伝熱管は、流動層(収容槽)内に配され、褐炭BCより高温の熱媒体が通過する。なお、褐炭BCを乾燥させる技術については、様々な既存の技術を適用できるので、ここでは、詳細な説明を省略する。 The drying device 110 dries the lignite BC by heating the lignite BC. The drying device 110 is, for example, a fluidized bed drying furnace, and includes a storage tank, a fluidized gas supply unit, and a heat transfer tube. The containment tank accommodates lignite BC. The fluidized gas supply unit supplies fluidized gas (for example, water vapor) from the lower part of the fluidized bed (containment tank). The heat transfer tube is arranged in a fluidized bed (containment tank), and a heat medium having a temperature higher than that of lignite BC passes through the heat transfer tube. Since various existing techniques can be applied to the technique for drying lignite BC, detailed description thereof will be omitted here.

冷却装置120は、乾燥装置110によって乾燥された褐炭BC(乾燥炭DC(被冷却物))を冷却する。冷却装置120の具体的な構成については、後に詳述する。 The cooling device 120 cools the lignite BC (dry coal DC (object to be cooled)) dried by the drying device 110. The specific configuration of the cooling device 120 will be described in detail later.

貯留部130は、冷却装置120によって冷却された乾燥炭DCを貯留する。貯留部130に貯留された乾燥炭DCは、ボイラ等の乾燥炭利用設備に供給される。 The storage unit 130 stores the dry coal DC cooled by the cooling device 120. The dry coal DC stored in the storage unit 130 is supplied to a dry coal utilization facility such as a boiler.

以下、本実施形態にかかる冷却装置120について詳述する。 Hereinafter, the cooling device 120 according to the present embodiment will be described in detail.

(冷却装置120)
図2は、冷却装置120を説明する図である。図2に示すように、冷却装置120は、混合部210と、搬送装置212と、分離部220と、冷却部230と、返送装置232と、温度測定部240と、制御部250とを含んで構成される。図2中、乾燥炭DC、強磁性体粒子SP、混合物MXの流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線で示す。
(Cooling device 120)
FIG. 2 is a diagram illustrating the cooling device 120. As shown in FIG. 2, the cooling device 120 includes a mixing unit 210, a transport device 212, a separation unit 220, a cooling unit 230, a return device 232, a temperature measuring unit 240, and a control unit 250. It is composed. In FIG. 2, the flow of the dry coal DC, the ferromagnetic particle SP, and the mixture MX is indicated by a solid arrow, and the signal flow is indicated by a broken line.

混合部210には、乾燥装置110から乾燥炭DCが導入される。また、混合部210には、後述する返送装置232によって強磁性体粒子SPが導入される。混合部210は、乾燥炭DCと、乾燥炭DCより低温(例えば、常温(25℃)程度)の強磁性体粒子SPとを、所定時間混合する。ここで、所定時間(接触時間)は、乾燥炭DCと強磁性体粒子SPとが接触することにより、両者の温度が実質的に等しくなる程度の時間である。本実施形態において、強磁性体粒子SPは、鉄(Fe)で構成される。つまり、強磁性体粒子SPは、鉄粒子である。 Dry charcoal DC is introduced into the mixing unit 210 from the drying device 110. Further, the ferromagnetic particle SP is introduced into the mixing unit 210 by the return device 232 described later. The mixing unit 210 mixes the dry coal DC and the ferromagnetic particles SP having a temperature lower than that of the dry coal DC (for example, about room temperature (25 ° C.)) for a predetermined time. Here, the predetermined time (contact time) is such that the temperatures of the dry coal DC and the ferromagnetic particles SP are substantially equal to each other due to contact with each other. In the present embodiment, the ferromagnetic particle SP is composed of iron (Fe). That is, the ferromagnetic particle SP is an iron particle.

混合部210は、例えば、筐体と、シャフトと、回転羽根と、モータとを含んで構成される。筐体には、乾燥炭DCと強磁性体粒子SPとが導入される。シャフトは、長手方向が水平方向に沿うように筐体内に設けられる。回転羽根は、平板形状であり、シャフトに固定される。回転羽根は、シャフトの外周面から放射状に立設される。モータは、シャフトを回転させる。なお、乾燥炭DCと強磁性体粒子SPといった2種類の固体を混合する技術については、様々な既存の技術を適用できるので、ここでは、詳細な説明を省略する。 The mixing unit 210 includes, for example, a housing, a shaft, rotary blades, and a motor. Dry coal DC and ferromagnetic particles SP are introduced into the housing. The shaft is provided in the housing so that the longitudinal direction is along the horizontal direction. The rotary blade has a flat plate shape and is fixed to the shaft. The rotary blades are erected radially from the outer peripheral surface of the shaft. The motor rotates the shaft. Since various existing techniques can be applied to the technique of mixing two kinds of solids such as dry coal DC and ferromagnetic particle SP, detailed description thereof will be omitted here.

混合部210を備える構成により、乾燥炭DC(80℃〜150℃程度)と、低温の強磁性体粒子SPとが、所定時間接触し、乾燥炭DCと強磁性体粒子SPとで熱交換が為されることとなる。つまり、乾燥炭DCから強磁性体粒子SPに熱が移動し、これにより、乾燥炭DCが冷却されることとなる。 Due to the configuration including the mixing unit 210, the dry coal DC (about 80 ° C. to 150 ° C.) and the low-temperature ferromagnetic particles SP are in contact with each other for a predetermined time, and heat exchange is performed between the dry coal DC and the ferromagnetic particles SP. It will be done. That is, heat is transferred from the dry coal DC to the ferromagnetic particles SP, which cools the dry coal DC.

強磁性体粒子SPは固体であるため、ガスと比較して、熱容量が大きい。したがって、不活性ガスで冷却する従来技術と比較して、極めて少量の強磁性体粒子SPで乾燥炭DCを冷却することができる。また、不活性ガスのみで冷却する従来技術では、不活性ガスを回収し、循環させるためのコストが高い。一方、本実施形態の冷却装置120は、不活性ガスより少量の強磁性体粒子SPを回収したり、循環させたりするため、回収や循環に要するコストも低減することができる。したがって、乾燥炭DCを効率よく低コストで冷却することが可能となる。 Since the ferromagnetic particle SP is a solid, it has a larger heat capacity than a gas. Therefore, the dry coal DC can be cooled with an extremely small amount of ferromagnetic particles SP as compared with the conventional technique of cooling with an inert gas. Further, in the conventional technique of cooling only with the inert gas, the cost for recovering and circulating the inert gas is high. On the other hand, since the cooling device 120 of the present embodiment recovers or circulates a smaller amount of the ferromagnetic particles SP than the inert gas, the cost required for recovery and circulation can be reduced. Therefore, the dry coal DC can be cooled efficiently and at low cost.

このように、混合部210によって生成された乾燥炭DCと、冷却された強磁性体粒子SPとの混合物MX(例えば、50℃程度)は、搬送装置212(例えば、コンベヤ)によって分離部220に搬送される。 As described above, the mixture MX (for example, about 50 ° C.) of the dry coal DC generated by the mixing unit 210 and the cooled ferromagnetic particles SP is transferred to the separating unit 220 by the transport device 212 (for example, a conveyor). Be transported.

分離部220は、混合部210によって生成された混合物MXを、乾燥炭DCと、強磁性体粒子SPとに分離する。本実施形態において、分離部220は、磁石を含んで構成される。 The separation unit 220 separates the mixture MX produced by the mixing unit 210 into the dry coal DC and the ferromagnetic particles SP. In the present embodiment, the separation unit 220 includes a magnet.

図3は、分離部220の一例を説明する図であり、分離部220の上面視図である。なお、図3中、本体部310の回転方向を実線の矢印で示し、混合物MX、乾燥炭DCの流れを白抜きの矢印で示す。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the separation unit 220, and is a top view of the separation unit 220. In FIG. 3, the rotation direction of the main body 310 is indicated by a solid arrow, and the flow of the mixture MX and the dry coal DC is indicated by a white arrow.

図3に示すように、分離部220は、本体部310と、駆動部320とを含んで構成される。本体部310は、円板形状であり、面内方向が水平方向となるように搬送装置212の上方に設置される。また、本体部310における、周方向に3分割された各領域314A、314B、314Cには、1または複数の電磁石が設けられている。なお、本実施形態において、本体部310は、中心が、搬送装置212の外方に位置するように配され、搬送装置212の鉛直上方に、本体部310の一部(少なくとも1つの領域)が位置し、本体部310の他部が冷却部230の鉛直上方に位置するように配される。 As shown in FIG. 3, the separation unit 220 includes a main body unit 310 and a drive unit 320. The main body 310 has a disk shape and is installed above the transport device 212 so that the in-plane direction is horizontal. Further, one or a plurality of electromagnets are provided in each of the regions 314A, 314B, and 314C divided into three in the circumferential direction in the main body 310. In the present embodiment, the main body 310 is arranged so that the center is located outside the transport device 212, and a part (at least one region) of the main body 310 is vertically above the transport device 212. It is located so that the other portion of the main body 310 is located vertically above the cooling 230.

駆動部320は、本体部310の中心が回転軸312となるように、また、回転軸312が鉛直方向に沿うように、本体部310を回転させる。また、駆動部320は、電磁石への電力の供給を制御する。 The drive unit 320 rotates the main body 310 so that the center of the main body 310 is the rotation shaft 312 and the rotation shaft 312 is along the vertical direction. Further, the drive unit 320 controls the supply of electric power to the electromagnet.

図4は、駆動部320による本体部310の回転と、電磁石への電力の供給制御について説明する図である。なお、図4中、本体部310の回転方向を実線の矢印で示し、混合物MX、乾燥炭DCの流れを白抜きの矢印で示し、電磁石への通電状態を黒い塗りつぶしで示し、電磁石への非通電状態を白い塗りつぶしで示す。また、理解を容易にするために、図4中、駆動部320の記載を省略する。 FIG. 4 is a diagram illustrating rotation of the main body 310 by the drive unit 320 and control of power supply to the electromagnet. In FIG. 4, the rotation direction of the main body 310 is indicated by a solid arrow, the flow of the mixture MX and the dry coal DC is indicated by a white arrow, the energized state of the electromagnet is indicated by a black fill, and the electromagnet is not. The energized state is indicated by a white fill. Further, in order to facilitate understanding, the description of the drive unit 320 is omitted in FIG.

図4(a)に示すように、時刻t1において、駆動部320は、搬送装置212の鉛直上方に位置する領域314Bに配された電磁石を通電状態とする。そうすると、搬送装置212によって搬送された混合物MX中の強磁性体粒子SPは、領域314Bの鉛直下方を通過する過程で、電磁石によって引き寄せられ(電磁石に吸着し)、混合物MXから分離されることとなる。そして、混合物MXから強磁性体粒子SPが分離された結果得られる乾燥炭DCは、搬送装置212によって後段の貯留部130に搬送される。 As shown in FIG. 4A, at time t1, the drive unit 320 energizes the electromagnet arranged in the region 314B located vertically above the transport device 212. Then, the ferromagnetic particles SP in the mixture MX conveyed by the transfer device 212 are attracted by the electromagnet (adsorbed to the electromagnet) in the process of passing vertically below the region 314B, and are separated from the mixture MX. Become. Then, the dry coal DC obtained as a result of separating the ferromagnetic particles SP from the mixture MX is transported to the storage unit 130 in the subsequent stage by the transport device 212.

そして、領域314Bの電磁石が強磁性体粒子SPを吸着できる許容量に近づくと(時刻t2)、図4(b)に示すように、駆動部320は、領域314Aの電磁石を非通電状態から通電状態に切り換え、本体部310を120度(ここでは、反時計回りに)回転させる。また、駆動部320は、領域314Bの電磁石を通電状態から非通電状態に切り換える。つまり、駆動部320は、搬送装置212の鉛直上方に位置する電磁石を通電状態とし、搬送装置212から退避した電磁石を非通電状態とする。そうすると、搬送装置212によって搬送された混合物MX中の強磁性体粒子SPは、領域314Aの鉛直下方を通過する過程で、電磁石によって引き寄せられ、混合物MXから分離されることとなる。 Then, when the electromagnet in the region 314B approaches the allowable amount capable of adsorbing the ferromagnetic particles SP (time t2), as shown in FIG. 4 (b), the drive unit 320 energizes the electromagnet in the region 314A from the non-energized state. The state is switched and the main body 310 is rotated 120 degrees (here, counterclockwise). Further, the drive unit 320 switches the electromagnet in the region 314B from the energized state to the non-energized state. That is, the drive unit 320 energizes the electromagnet located vertically above the transport device 212, and energizes the electromagnet retracted from the transport device 212. Then, the ferromagnetic particles SP in the mixture MX conveyed by the transfer device 212 are attracted by the electromagnet and separated from the mixture MX in the process of passing vertically below the region 314A.

また、時刻t2において、領域314Bの電磁石は、駆動部320によって通電状態から非通電状態に切り換えられるため、時刻t1において、領域314Bの電磁石に吸着された強磁性体粒子SPは、冷却部230に落下し、冷却部230において一時的に貯留される。つまり、領域314Bの電磁石から強磁性体粒子SPが除去(吸着が解除)されることとなる。 Further, at time t2, the electromagnet in the region 314B is switched from the energized state to the non-energized state by the drive unit 320. Therefore, at time t1, the ferromagnetic particles SP adsorbed on the electromagnet in the region 314B are transferred to the cooling unit 230. It falls and is temporarily stored in the cooling unit 230. That is, the ferromagnetic particles SP are removed (adsorption is released) from the electromagnet in the region 314B.

同様に、領域314Aの電磁石が強磁性体粒子SPを吸着できる許容量に近づくと(時刻t3)、図4(c)に示すように、駆動部320は、領域314Cの電磁石を非通電状態から通電状態に切り換え、本体部310を120度回転させる。また、駆動部320は、領域314Aの電磁石を通電状態から非通電状態に切り換える。 Similarly, when the electromagnet in the region 314A approaches the allowable amount capable of adsorbing the ferromagnetic particles SP (time t3), as shown in FIG. 4C, the drive unit 320 removes the electromagnet in the region 314C from the non-energized state. It switches to the energized state and rotates the main body 310 by 120 degrees. Further, the drive unit 320 switches the electromagnet in the region 314A from the energized state to the non-energized state.

このように、駆動部320が、搬送装置212の鉛直上方に位置する電磁石を通電状態とすることで、搬送装置212によって搬送される混合物MXから強磁性体粒子SPを分離することができる。また、駆動部320が、搬送装置212から退避した電磁石を非通電状態とすることで、電磁石から強磁性体粒子SPを取り除く(電磁石を再生する)ことが可能となる。 In this way, the drive unit 320 energizes the electromagnet located vertically above the transfer device 212, so that the ferromagnetic particles SP can be separated from the mixture MX conveyed by the transfer device 212. Further, the drive unit 320 can remove the ferromagnetic particles SP from the electromagnet (regenerate the electromagnet) by deenergizing the electromagnet retracted from the transport device 212.

また、駆動部320が、本体部310を回転させ、搬送装置212の鉛直上方に位置する電磁石を通電状態とし、搬送装置212から退避した電磁石を非通電状態とすることで、強磁性体粒子SPの分離と、電磁石の再生とを並行して連続的に行うことが可能となる。 Further, the drive unit 320 rotates the main body 310 to energize the electromagnet located vertically above the transport device 212 and de-energize the electromagnet retracted from the transport device 212, whereby the ferromagnetic particle SP It is possible to continuously perform the separation of the electromagnet and the regeneration of the electromagnet in parallel.

こうして、分離部220によって分離された乾燥炭DCは、搬送装置212によって貯留部130に導入され、貯留部130において貯留される。一方、分離部220(電磁石)によって分離され、冷却部230に貯留された強磁性体粒子SPは、冷却部230において冷却される。 In this way, the dry coal DC separated by the separation unit 220 is introduced into the storage unit 130 by the transport device 212 and stored in the storage unit 130. On the other hand, the ferromagnetic particles SP separated by the separation unit 220 (electromagnet) and stored in the cooling unit 230 are cooled by the cooling unit 230.

冷却部230は、例えば、空冷装置で構成され、分離部220によって分離された強磁性体粒子SPを冷却する。返送装置232は、例えば、コンベヤで構成され、後述する制御部250による制御指令に基づいて、冷却された強磁性体粒子SPを混合部210に導入する。 The cooling unit 230 is composed of, for example, an air cooling device, and cools the ferromagnetic particles SP separated by the separation unit 220. The return device 232 is composed of, for example, a conveyor, and introduces the cooled ferromagnetic particle SP into the mixing unit 210 based on a control command by the control unit 250 described later.

冷却部230、返送装置232を備える構成により、強磁性体粒子SPを再利用することができる。したがって、さらに、低コストで乾燥炭DCを冷却することが可能となる。 The ferromagnetic particle SP can be reused by the configuration including the cooling unit 230 and the return device 232. Therefore, it is possible to further cool the dry coal DC at low cost.

温度測定部240は、混合部210に導入される乾燥炭DCの温度、すなわち、乾燥装置110から排出された乾燥炭DCの温度を測定する。また、温度測定部240は、分離部220によって分離された乾燥炭DCの温度を測定する。 The temperature measuring unit 240 measures the temperature of the dry coal DC introduced into the mixing unit 210, that is, the temperature of the dry coal DC discharged from the drying device 110. Further, the temperature measuring unit 240 measures the temperature of the dry coal DC separated by the separating unit 220.

制御部250は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成される。制御部250は、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働して冷却装置120全体を管理および制御する。 The control unit 250 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (Central Processing Unit). The control unit 250 reads a program, parameters, and the like for operating the CPU itself from the ROM, and manages and controls the entire cooling device 120 in cooperation with the RAM as a work area and other electronic circuits.

本実施形態において、制御部250は、温度測定部240が測定した乾燥炭DCの温度に基づいて、返送装置232を制御する。具体的に説明すると、制御部250は、混合部210に導入される乾燥炭DCの温度、混合部210に導入される乾燥炭DCの量、混合部210における乾燥炭DCの滞留時間(接触時間)、混合部210に導入される強磁性体粒子SPの温度(冷却部230によって冷却された強磁性体粒子SPの温度)に基づいて、分離部220によって分離された乾燥炭DCが、予め定められた温度(例えば、発火温度)未満になるように、混合部210に導入する強磁性体粒子SPの量を導出する。そして、制御部250は、導出した量の強磁性体粒子SPが混合部210に導入されるように、返送装置232を制御する。 In the present embodiment, the control unit 250 controls the return device 232 based on the temperature of the dry coal DC measured by the temperature measurement unit 240. Specifically, the control unit 250 describes the temperature of the dry coal DC introduced into the mixing unit 210, the amount of the dry coal DC introduced into the mixing unit 210, and the residence time (contact time) of the dry coal DC in the mixing unit 210. ), The dry coal DC separated by the separation unit 220 is predetermined based on the temperature of the ferromagnetic particle SP introduced into the mixing unit 210 (the temperature of the ferromagnetic particle SP cooled by the cooling unit 230). The amount of the ferromagnetic particle SP to be introduced into the mixing unit 210 is derived so as to be lower than the specified temperature (for example, the ignition temperature). Then, the control unit 250 controls the return device 232 so that the derived amount of the ferromagnetic particle SP is introduced into the mixing unit 210.

制御部250を備える構成により、分離部220によって分離された乾燥炭DCを、ユーザが所望する温度未満に維持することができる。例えば、分離部220によって分離された乾燥炭DCが発火温度未満になるように、制御部250が、混合部210に導入する強磁性体粒子SPの量を導出するとする。この場合、分離部220で分離された乾燥炭DC(搬送装置212で搬送される乾燥炭DC、貯留部130に貯留される乾燥炭DC)が発火してしまう事態を回避することが可能となる。 With the configuration including the control unit 250, the dry coal DC separated by the separation unit 220 can be maintained at a temperature lower than the temperature desired by the user. For example, assume that the control unit 250 derives the amount of ferromagnetic particles SP to be introduced into the mixing unit 210 so that the dry coal DC separated by the separation unit 220 becomes lower than the ignition temperature. In this case, it is possible to avoid a situation in which the dry coal DC separated by the separation unit 220 (the dry coal DC conveyed by the transfer device 212 and the dry coal DC stored in the storage unit 130) ignites. ..

以上説明したように、本実施形態にかかる冷却装置120によれば、乾燥炭DCより低温の強磁性体粒子SPと、乾燥炭DCとを混合するだけといった簡易な構成で、乾燥炭DCを低コストで冷却することが可能となる。また、乾燥炭DCを冷却する冷却媒体を強磁性体(強磁性体粒子SP)で構成することにより、磁石で容易に分離することができる。さらに、強磁性体粒子SPを鉄で構成することにより、冷却媒体自体のコストを低減することが可能となる。また、強磁性体粒子SPを循環利用することができるため、さらにコストを低減することができる。 As described above, according to the cooling device 120 according to the present embodiment, the dry coal DC is lowered by a simple configuration in which the ferromagnetic particles SP having a temperature lower than that of the dry coal DC and the dry coal DC are simply mixed. It is possible to cool at a cost. Further, by forming the cooling medium for cooling the dry coal DC with a ferromagnet (ferromagnetic particle SP), it can be easily separated by a magnet. Further, by forming the ferromagnetic particles SP with iron, it is possible to reduce the cost of the cooling medium itself. Further, since the ferromagnetic particles SP can be recycled, the cost can be further reduced.

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such embodiments. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, and it is understood that they also naturally belong to the technical scope.

例えば、上記実施形態において、強磁性体粒子SPが、鉄粒子である場合を例に挙げて説明した。これにより、強磁性体粒子SP自体を低コストで製作することができる。しかし、強磁性体粒子SPは、少なくとも鉄を含んで構成されればよい(例えば、鉄合金等)。また、強磁性体粒子SPは、鉄に限らず、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)等の強磁性体を含んで構成されてもよい。また、強磁性体粒子SPを強磁性体と銅(Cu)とで構成してもよい。例えば、強磁性体を銅でコーティングした強磁性体粒子SPであってもよい。これにより、分離部220を磁石で構成できるため、分離が容易になる。また、熱伝導率が相対的に大きい銅でコーティングすることにより、乾燥炭DCをさらに効率よく冷却することが可能となる。 For example, in the above embodiment, the case where the ferromagnetic particle SP is an iron particle has been described as an example. As a result, the ferromagnetic particle SP itself can be manufactured at low cost. However, the ferromagnetic particle SP may be composed of at least iron (for example, an iron alloy or the like). Further, the ferromagnet particles SP are not limited to iron, and may be composed of ferromagnets such as cobalt (Co) and nickel (Ni). Further, the ferromagnet particle SP may be composed of a ferromagnet and copper (Cu). For example, it may be a ferromagnet particle SP in which a ferromagnet is coated with copper. As a result, the separation portion 220 can be composed of a magnet, so that separation becomes easy. Further, by coating with copper having a relatively large thermal conductivity, the dry coal DC can be cooled more efficiently.

また、上記実施形態において、分離部220が、電磁石を含んで構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、分離部220は、永久磁石を含んで構成されてもよい。なお、磁石を用いて、強磁性体粒子SPを分離する技術については、様々な既存の技術を適用できる。 Further, in the above embodiment, the case where the separation unit 220 is configured to include an electromagnet has been described as an example. However, the separation unit 220 may be configured to include a permanent magnet. Various existing techniques can be applied to the technique for separating the ferromagnetic particles SP using a magnet.

図5は、分離部420の他の例を説明する図であり、分離部420の上面視図である。なお、図5中、本体部510の移動方向を実線の矢印で示し、混合物MX、乾燥炭DCの流れを白抜きの矢印で示し、電磁石への通電状態を黒い塗りつぶしで示し、電磁石への非通電状態を白い塗りつぶしで示す。 FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the separation unit 420, and is a top view of the separation unit 420. In FIG. 5, the moving direction of the main body 510 is indicated by a solid arrow, the flow of the mixture MX and the dry coal DC is indicated by a white arrow, the energized state of the electromagnet is indicated by a black fill, and the electromagnet is not. The energized state is indicated by a white fill.

図5に示すように、分離部420は、本体部510と、駆動部520とを含んで構成される。本体部510は、矩形形状であり、面内方向が水平方向となるように搬送装置212の上方に設置される。本体部510は、短手方向の一端側に駆動部520が接続されている。 As shown in FIG. 5, the separation unit 420 includes a main body unit 510 and a drive unit 520. The main body 510 has a rectangular shape and is installed above the transport device 212 so that the in-plane direction is horizontal. A drive unit 520 is connected to one end of the main body 510 in the lateral direction.

本体部510における、長手方向に2分割された各領域514A、514Bには、1または複数の電磁石が設けられている。なお、本体部510は、長手方向が、搬送装置212の搬送方向と交差するように配され、搬送装置212の鉛直上方に、本体部510の一部(少なくとも1つの領域)が位置し、本体部510の他部が、冷却部230a、または、冷却部230bの鉛直上方に位置するように配される。冷却部230a、230bは、搬送装置212の両側に配される。 One or more electromagnets are provided in each of the regions 514A and 514B divided into two in the longitudinal direction in the main body 510. The main body 510 is arranged so that the longitudinal direction intersects the transport direction of the transport device 212, and a part (at least one region) of the main body 510 is located vertically above the transport device 212. The other part of the part 510 is arranged so as to be located vertically above the cooling part 230a or the cooling part 230b. The cooling units 230a and 230b are arranged on both sides of the transport device 212.

駆動部520は、本体部510を長手方向に移動させる。また、駆動部520は、電磁石への電力の供給を制御する。 The drive unit 520 moves the main body 510 in the longitudinal direction. Further, the drive unit 520 controls the supply of electric power to the electromagnet.

図5に示すように、時刻t4において、駆動部520は、搬送装置212の鉛直上方に位置する領域514Aに配された電磁石を通電状態とする。そうすると、搬送装置212によって搬送された混合物MX中の強磁性体粒子SPは、領域514Aの鉛直下方を通過する過程で、電磁石によって引き寄せられ、混合物MXから分離されることとなる。そして、混合物MXから強磁性体粒子SPが分離された結果得られる乾燥炭DCは、搬送装置212によって後段の貯留部130に搬送される。 As shown in FIG. 5, at time t4, the drive unit 520 energizes the electromagnet arranged in the region 514A located vertically above the transfer device 212. Then, the ferromagnetic particles SP in the mixture MX conveyed by the transfer device 212 are attracted by the electromagnet and separated from the mixture MX in the process of passing vertically below the region 514A. Then, the dry coal DC obtained as a result of separating the ferromagnetic particles SP from the mixture MX is transported to the storage unit 130 in the subsequent stage by the transport device 212.

そして、領域514Aの電磁石が強磁性体粒子SPを吸着できる許容量に近づくと(時刻t5)、駆動部520は、領域514Bを非通電状態から通電状態に切り換えた後、本体部510を移動させ、領域514Bを搬送装置212の鉛直上方に位置させる。その後、駆動部520は、領域514Aを通電状態から非通電状態に切り換える。そうすると、搬送装置212によって搬送された混合物MX中の強磁性体粒子SPは、領域514Bの鉛直下方を通過する過程で、電磁石によって引き寄せられ、混合物MXから分離されることとなる。 Then, when the electromagnet in the region 514A approaches the allowable amount capable of adsorbing the ferromagnetic particles SP (time t5), the drive unit 520 moves the main body 510 after switching the region 514B from the non-energized state to the energized state. , Region 514B is positioned vertically above the transport device 212. After that, the drive unit 520 switches the region 514A from the energized state to the non-energized state. Then, the ferromagnetic particles SP in the mixture MX conveyed by the transfer device 212 are attracted by the electromagnet and separated from the mixture MX in the process of passing vertically below the region 514B.

また、時刻t5において、領域514Aの電磁石は、駆動部520によって通電状態から非通電状態に切り換えられるため、時刻t4において、領域514Aの電磁石に吸着された強磁性体粒子SPは、冷却部230bに落下し、冷却部230bにおいて一時的に貯留される。つまり、領域514Aの電磁石から強磁性体粒子SPが除去されることとなる。 Further, at time t5, the electromagnet in the region 514A is switched from the energized state to the non-energized state by the drive unit 520, so that the ferromagnetic particles SP adsorbed on the electromagnet in the region 514A are transferred to the cooling unit 230b at time t4. It falls and is temporarily stored in the cooling unit 230b. That is, the ferromagnetic particles SP are removed from the electromagnet in the region 514A.

同様に、領域514Bの電磁石が強磁性体粒子SPを吸着できる許容量に近づくと(時刻t6)、駆動部520は、領域514Aを非通電状態から通電状態に切り換えた後、本体部510を移動させ、領域514Aを搬送装置212の鉛直上方に位置させる。その後、駆動部520は、領域514Bを通電状態から非通電状態に切り換える。 Similarly, when the electromagnet in the region 514B approaches the allowable amount capable of adsorbing the ferromagnetic particles SP (time t6), the drive unit 520 moves the main body 510 after switching the region 514A from the non-energized state to the energized state. The region 514A is positioned vertically above the transfer device 212. After that, the drive unit 520 switches the region 514B from the energized state to the non-energized state.

また、上記実施形態において、冷却部230として、空冷装置を例に挙げて説明した。しかし、冷却部230は、強磁性体粒子SPを冷却できれば、構成に限定はない。例えば、冷却部230を、水冷装置や他の冷媒で冷却する装置、ペルチェ素子で構成してもよい。 Further, in the above embodiment, the air cooling device has been described as an example of the cooling unit 230. However, the structure of the cooling unit 230 is not limited as long as it can cool the ferromagnetic particles SP. For example, the cooling unit 230 may be composed of a water cooling device, a device for cooling with another refrigerant, or a Peltier element.

また、含水石炭として褐炭を例に挙げて説明した。しかし、含水石炭は、泥炭、亜炭、亜瀝青炭であってもよいし、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭のうち、いずれか2以上の混合物であってもよい。 Further, as the hydrous coal, lignite was taken as an example for explanation. However, the hydrous coal may be peat, lignite, or subbituminous coal, or may be a mixture of any two or more of peat, lignite, lignite, and subbituminous coal.

本開示は、加熱により乾燥された含水石炭を冷却する冷却装置に利用することができる。 The present disclosure can be used in a cooling device for cooling hydrous coal dried by heating.

120 冷却装置
210 混合部
220 分離部
230 冷却部
250 制御部
120 Cooling device 210 Mixing unit 220 Separation unit 230 Cooling unit 250 Control unit

Claims (4)

含水石炭を加熱して乾燥することにより得られた被冷却物と、該被冷却物より低温の強磁性体粒子とを混合して熱交換させる混合部と、
前記混合部によって生成された、前記被冷却物と前記強磁性体粒子との混合物が載置され、前記混合物を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置上の前記混合物を、該被冷却物と該強磁性体粒子とに分離する分離部と、
を備え
前記分離部は、
円板形状であり、中心が前記搬送装置の外方に位置し、周方向に複数に分割された複数の領域のうちの一部の領域が前記搬送装置の鉛直上方に設けられる本体部と、
前記本体部における前記複数の領域ごとに設けられる電磁石と、
前記本体部の中心が回転軸となり、前記回転軸が鉛直方向となるように、前記本体部を回転させる回転部と、
前記搬送装置の鉛直上方に位置する電磁石を通電状態とし、前記搬送装置の外方に位置する電磁石を非通電状態とする制御部と、
を有する冷却装置。
A mixing portion in which a material to be cooled obtained by heating and drying hydrous coal and ferromagnetic particles having a temperature lower than that of the material to be cooled are mixed and heat exchanged.
A transport device on which a mixture of the object to be cooled and the ferromagnetic particles generated by the mixing unit is placed and the mixture is conveyed,
The mixture on the conveyor device, a separation unit you separated into該被cooled product and ferromagnetic particles,
Equipped with a,
The separation part
A main body portion having a disk shape, the center of which is located outside the transport device, and a part of a plurality of regions divided in the circumferential direction provided vertically above the transport device.
An electromagnet provided for each of the plurality of regions in the main body,
A rotating portion that rotates the main body portion so that the center of the main body portion serves as a rotation axis and the rotation axis is in the vertical direction.
A control unit that energizes the electromagnet located vertically above the transport device and de-energizes the electromagnet located outside the transport device.
Cooling device with.
前記分離部によって分離された前記強磁性体粒子を冷却する冷却部を備え、
前記混合部は、前記冷却部によって冷却された前記強磁性体粒子と、前記被冷却物とを混合する請求項1に記載の冷却装置。
A cooling unit for cooling the ferromagnetic particles separated by the separation unit is provided.
The cooling device according to claim 1, wherein the mixing unit is a mixture of the ferromagnetic particles cooled by the cooling unit and the object to be cooled.
前記分離部によって分離された前記被冷却物が、予め定められた温度未満になるように、前記混合部に導入する前記強磁性体粒子の量を制御する制御部を備えた請求項1または2に記載の冷却装置。 Claim 1 or 2 provided with a control unit that controls the amount of the ferromagnetic particles introduced into the mixing unit so that the object to be cooled separated by the separation unit has a temperature lower than a predetermined temperature. The cooling device described in. 前記強磁性体粒子は、少なくとも鉄を含んで構成される請求項1から3のいずれか1項に記載の冷却装置。 The cooling device according to any one of claims 1 to 3, wherein the ferromagnetic particles are composed of at least iron.
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