JP7474049B2 - 石炭粉砕システム - Google Patents

Description

本発明は石炭粉砕システムに関する。

水分を含有した廃棄物を破砕機に受け入れて破砕しつつ乾燥させる共に、乾燥させた上記廃棄物をボイラに供給して燃焼させ、かつ燃焼によって得られた高温ガスを破砕機に供給して上記廃棄物が含有する水分を減少させる装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２６５６６６８号公報

ところで、褐炭などの低品位炭をミルで粉砕する場合、当該低品位炭は発火性が高い特徴を有するため、低品位炭の自然発火を防ぐ観点でミル系内の酸素濃度を低下させる必要がある。しかしながら、上記従来の装置は、低品位炭を粉砕する際の自然発火の問題を解決し得るものではない。

そこで、本発明は、低品位炭などの石炭が自然発火する危険性を低減することができる石炭粉砕システムを提供することを目的とする。

本発明の石炭粉砕システムは、熱ガスのガス供給口および排ガスのガス排出口を有すると共に石炭を粉砕するミルと、前記熱ガスを生成して前記ミルのガス供給口に供給する熱風炉と、前記ミルのガス供給口と前記熱風炉とを接続する熱ガスラインと、前記ミルのガス排出口と前記熱ガスラインとを接続する循環ラインと、前記循環ラインから分岐して下流端が前記熱風炉に接続されると共に、前記ミルの排ガスを前記熱風炉内に供給する排ガス戻入ラインと、を備えたものである。

本発明に従えば、排ガス戻入ラインによってミルの排ガスが熱風炉内に供給されるように構成されているので、酸素濃度が高い外気のみを熱風炉内に供給する場合よりも、熱風炉内の酸素濃度を低下させることができる。そして、熱風炉内で昇温された上記排ガスをミル内の石炭を乾燥させるガスとして供給することができる。このような構成により、石炭がミル内で自然発火する危険性を低減することができる。また、上記排ガスは外気よりも高温であるため、熱風炉における燃費の改善に繋がる。

本発明によれば、低品位炭などの石炭が自然発火する危険性を低減することができる石炭粉砕システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る石炭粉砕システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態に係る石炭粉砕システムについて図面を参照して説明する。以下に説明する石炭粉砕システムは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。

図１は本実施形態に係る石炭粉砕システム１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の石炭粉砕システム１は、ミルケーシング３を有するミル２と、熱風炉６と、熱ガスライン７と、循環ライン８と、排ガス戻入ライン９と、熱交換器１０と、外気供給ライン１１と、窒素ガス供給ライン１２と、系外排ガスライン１３とを備える。

本実施形態において、ミル２は例えば竪型ローラミルであって、石炭の一例である低品位炭を粉砕する。なお、竪型ローラミルは公知であるためその詳細な説明については省略する。また、低品位炭とは、例えば褐炭などの高水分炭のうち、５０％以上の重量含水率を有するものである。

ミルケーシング３には、熱ガスのガス供給口４および当該ミルケーシング３内の排ガスのガス排出口５が設けられている。熱風炉６とミルケーシング３の上記のガス供給口４とは熱ガスライン７により接続されている。

熱風炉６としては公知のものを採用することができる。熱風炉６により生成された熱ガスは熱ガスライン７を通じてミルケーシング３のガス供給口４に供給される。

循環ライン８の一端（上流端）はミルケーシング３のガス排出口５に接続され、当該循環ライン８の他端（下流端）は熱ガスライン７に接続されている。循環ライン８は、ミル２内の排ガスを熱ガスライン７に供給する。

また、排ガス戻入ライン９の一端（上流端）は循環ライン８から分岐しており、当該排ガス戻入ライン９の他端（下流端）は熱風炉６に接続されている。排ガス戻入ライン９はミル２内の排ガスを熱風炉６内に供給する。

ここで、熱交換器１０は排ガス戻入ライン９に介挿されている。熱交換器１０は、排ガス戻入ライン９を流れる排ガス（湿った排ガス）の除湿を行うことで、乾燥された排ガスを生成する。

外気供給ライン１１は排ガス戻入ライン９のうち熱交換器１０よりも下流側の部分に接続されている。外気供給ライン１１は外気を排ガス戻入ライン９に供給する。

窒素ガス供給ライン１２は外気供給ライン１１に接続されている。窒素ガス供給ライン１２は窒素ガスを外気供給ライン１１に供給する。また、系外排ガスライン１３は循環ライン８の上流側部分から分岐して設けられている。

以上のような構成において、ミル２は高い重量含水率を有する石炭を粉砕する処理を行う。このような石炭に含まれる多い水分量に起因して当該水分がミルケーシング３の雰囲気中に濃縮される。そのため、ミルケーシング３内に結露が生じる。しかし、熱ガスライン７によってミルケーシング３内に熱ガスが供給されることにより上記結露の発生が抑制される。

ミルケーシング３内のガスは排ガスとして系外排ガスライン１３を通じて系外に排出される。これと共に、ケーシング３内の排ガスは、循環ライン８および熱ガスライン７によりケーシング３内に循環して供給される。ケーシング３内の排ガスを循環させることで酸素濃度の低下に寄与すると共に、高温であるため熱風炉６における燃費の改善に寄与する。

ここで、本実施形態では、ミルケーシング３内の排ガスが、循環ライン８から分岐して設けられた排ガス戻入ライン９および当該排ガス戻入ライン９に介挿された熱交換器１０にも供給される。そして、排ガス戻入ライン９の排ガスには外気供給ライン１１により供給される外気が合流し、当該合流後の排ガスが熱風炉６に供給される。このような構成により、熱交換器１０によって除湿が行われた排ガスが外気等と共に排ガス戻入ライン９を通じて熱風炉６に供給される。この場合、外気のみを熱風炉６に供給する場合に比べ、熱風炉６に供給される酸素の濃度を低下させることが可能となる。なお、必要に応じて外気供給ライン１１の外気には窒素ガス供給ライン１２からの窒素ガスが合流されてもよい。

そして、熱風炉６で生成された熱ガスは循環ライン８からの排ガスが合流された状態でミルケーシング３のガス供給口４に供給される。ミルケーシング３内に供給された上記熱ガスは石炭の乾燥処理に寄与する。

以上説明したように、本実施形態の石炭粉砕システム１によれば、排ガス戻入ライン９によってミル２の排ガスが熱風炉６内に供給されるように構成されているので、酸素濃度が比較的高い外気のみを熱風炉６内に供給する場合よりも、熱風炉６内の酸素濃度を低下させることができる。そして、熱風炉６内で昇温された上記排ガスを、ミル２内の低品位炭を乾燥させる熱ガスとして供給することができる。これらによって、低品位炭がミル２内で自然発火する危険性を従来よりも低減することができ、また上記排ガスは外気よりも高温であるため、熱風炉６における燃費の改善に繋がる。

また、外気ではなく排ガスを熱風炉６内に供給する場合には、当該熱風炉６内で昇温された排ガスがミル２内に供給された際に、当該ミル２内の低品位炭の水分が高温の排ガス中に濃縮されることによる結露が生じてしまう。そこで、本実施形態では、排ガス戻入ライン９に熱交換器１０を介挿し、当該熱交換器１０によって排ガスの除湿を行って露点を下げることができる。これにより、ミル２内における結露が抑制又は防止される。そのため、結露に起因した原料詰まりが生じる可能性を低減することができる。

また、本実施形態では、外気供給ライン１１からの外気と排ガス戻入ライン９の排ガスとの合流ガスを熱風炉６に供給することができる。このように、排ガスよりも水分量の少ない外気を当該排ガスに混入させることで、上記結露をより抑制することができる。さらに、窒素ガスを場合により不使用とすれば、低コストである。

さらに、本実施形態では、外気供給ライン１１からの外気と排ガス戻入ライン９の排ガスとの合流ガスに対して、必要に応じて窒素ガス供給ライン１２からの窒素ガスを合流させ、これらの合流ガスを熱風炉６に供給することができる。このように、酸素と水分を含まない窒素ガスを混入させることで、酸素濃度の低下を図れると共に上記結露をより抑制することができる。

（変形例）
上述の実施形態の他にも、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で次のような種々の変形が可能である。

上記実施形態の石炭粉砕システム１において、重量含水率が５０％以上である低品位炭を扱うこととしたが、これに限定されるものではなく、重量含水率が５０％未満である低品位炭を扱ってもよいし、他の石炭を扱ってもよい。

また、重量含水率が例えば５０％未満であるような重量含水率が低い低品位炭を扱う場合には、結露を防ぐための外気供給ライン１１からの外気を必ずしも熱風炉６に供給する必要はない。この場合、ミル２からの排ガスのみを熱風炉６に供給することができる。また、窒素ガス供給ライン１２についても必須な構成要素ではない。

また、上記実施形態では、窒素ガス供給ライン１２を外気供給ライン１１に合流させるように構成したが、これに限らず、窒素ガス供給ライン１２を排ガス戻入ライン９に合流させるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、排ガス戻入ライン９に対して外気供給ライン１１および窒素ガス供給ライン１２を直接的又は間接的に合流させるように構成したが、これに限定されるものではなく、外気供給ライン１１又は窒素ガス供給ライン１２に対して排ガス戻入ライン９を合流させるように構成してもよい。

さらに、上記実施形態において、循環ライン８にも熱交換器を別途設けてもよい。この場合、循環ライン８を流れる排ガスの除湿を行って露点を下げることができる。これにより、ミル２内における結露がより抑制又は防止される。

（リクレーム）
本発明の石炭粉砕システムは、熱ガスのガス供給口および排ガスのガス排出口を有すると共に石炭を粉砕するミルと、前記熱ガスを生成して前記ミルのガス供給口に供給する熱風炉と、前記ミルのガス供給口と前記熱風炉とを接続する熱ガスラインと、前記ミルのガス排出口と前記熱ガスラインとを接続する循環ラインと、前記循環ラインから分岐して下流端が前記熱風炉に接続されると共に、前記ミルの排ガスを前記熱風炉内に供給する排ガス戻入ラインと、を備えたものである。

本発明に従えば、排ガス戻入ラインによってミルの排ガスが熱風炉内に供給されるように構成されているので、酸素濃度が高い外気のみを熱風炉内に供給する場合よりも、熱風炉内の酸素濃度を低下させることができる。そして、熱風炉内で昇温された上記排ガスをミル内の石炭を乾燥させるガスとして供給することができる。このような構成により、石炭がミル内で自然発火する危険性を低減することができる。また、上記排ガスは外気よりも高温であるため、熱風炉における燃費の改善に繋がる。

上記発明において、石炭粉砕システムは、前記排ガス戻入ラインに介挿された熱交換器をさらに備えてもよい。

上記構成に従えば、外気ではなく排ガスを熱風炉内に供給する場合には、当該熱風炉内で昇温された排ガスがミル内に供給された際に、当該ミル内の石炭の水分が排ガス中に濃縮されることによる結露が生じてしまう。そこで、排ガス戻入ラインに熱交換器を介挿し、当該熱交換器によって排ガスの除湿を行って露点を下げることができる。これにより、ミル内における結露が抑制又は防止される。これによって、上記結露に起因した原料詰まりが生じる可能性を低減することができる。

上記発明において、石炭粉砕システムは、前記排ガス戻入ラインに合流し、外気を前記排ガス戻入ラインに供給する外気供給ラインをさらに備えてもよい。

上記構成に従えば、外気供給ラインからの外気と排ガス戻入ラインの排ガスとの合流ガスを熱風炉に供給することができる。このように、排ガスよりも水分量の少ない外気を当該排ガスに混入させることで、上記結露をより抑制することができる。さらに、この場合窒素ガスを用いないため低コストである。

上記発明において、石炭粉砕システムは、前記排ガス戻入ライン又は前記外気供給ラインに合流し、窒素ガスを前記排ガス戻入ライン又は前記外気供給ラインに供給する窒素ガス供給ラインをさらに備えてもよい。

上記構成に従えば、窒素ガス供給ラインからの窒素ガスと外気供給ラインからの外気と排ガス戻入ラインの排ガスとの合流ガスを熱風炉に供給することができる。このように、酸素と水分を含まない窒素ガスを混入させることで、酸素濃度の低下を図れると共に上記結露をより抑制することができる。

上記発明において、前記石炭は５０％以上の重量含水率を有してもよい。

上記構成に従えば、５０％以上の重量含水率を有する石炭をミルで粉砕する場合であっても、石炭がミル内で自然発火する危険性を低減することができると共に、ミル内における結露が抑制又は防止される。

１ 石炭粉砕システム
２ ミル
３ ミルケーシング
４ ガス供給口
５ ガス排出口
６ 熱風炉
７ 熱ガスライン
８ 循環ライン
９ 排ガス戻入ライン
１０ 熱交換器
１１ 外気供給ライン
１２ 窒素ガス供給ライン
１３ 系外排ガスライン

Claims (4)

1. 熱ガスのガス供給口および排ガスのガス排出口を有すると共に石炭を粉砕するミルと、
   前記熱ガスを生成して前記ミルのガス供給口に供給する熱風炉と、
   前記ミルのガス供給口と前記熱風炉とを接続する熱ガスラインと、
   前記ミルのガス排出口と前記熱ガスラインとを接続する循環ラインと、
   前記循環ラインから分岐して下流端が前記熱風炉に接続されると共に、前記ミルの排ガスを前記熱風炉内に供給する排ガス戻入ラインと、
   前記排ガス戻入ラインおよび前記循環ラインの双方に介挿された熱交換器と、を備えた、石炭粉砕システム。
2. 前記排ガス戻入ラインに合流し、外気を前記排ガス戻入ラインに供給する外気供給ラインをさらに備えた、請求項１に記載の石炭粉砕システム。
3. 前記排ガス戻入ライン又は前記外気供給ラインに合流し、窒素ガスを前記排ガス戻入ライン又は前記外気供給ラインに供給する窒素ガス供給ラインをさらに備えた、請求項２に記載の石炭粉砕システム。
4. 前記石炭は５０％以上の重量含水率を有する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の石炭粉砕システム。

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