TWI540204B - The method of operation of coal horizontal rotary dryer, coal boiler and coal boiler plant equipment - Google Patents

Description

煤炭之橫型迴轉式乾燥機、煤炭鍋爐設備及煤炭鍋爐設備的運轉方法

本發明係關於一種可於火力發電廠等中使用之煤炭之橫型迴轉式乾燥機、具備該橫型迴轉式乾燥機之煤炭鍋爐設備及該煤炭鍋爐設備的運轉方法。

於利用火力發電廠或砂糖工廠、紙漿工廠等之熱之工廠等中具備將水加熱而生成蒸氣之鍋爐，且使用煤炭作為燃料的一部分或是全部。作為該煤炭，基於廉價等理由，存在有使用褐煤或次煙煤等之高水分含量煤炭之情況，且，該煤炭在由輥磨機等之粉碎機粉碎之後，由鍋爐附屬的燃燒器予以燃燒。然而，若將高水分含量煤炭作為燃料而直接使用，則因發熱量的一部分會被煤炭中含有之水分的蒸發所剝奪，導致由鍋爐生成之蒸氣的量減少之問題。是以，目前係將煤炭由乾燥機事前乾燥之後，由粉碎機粉碎，而作為燃料使用。然而，褐煤或次煙煤等之煤炭由於在隨著乾燥而破裂之時會產生微粉，因此乾煤含有多量之粉煤較多。例如，若將含水率為60%左右的褐煤乾燥至含水率為10%左右，則原先僅有2%左右之300 μm以下的粉煤(微粒子)會增加至10%左右。因而，在搬送乾煤等時，必須防止粉煤飛散，而產生處理性不佳之問題。又，由於無需粉碎之粉煤亦會由粉碎機粉碎，因此亦會產生粉碎效率不佳之問題。特別是在粉碎機為輥磨機等之情形下，若粉煤的量較多，則會產生振動而使運轉變得不穩定。是以，為解決該等之問題，需要在將乾煤由粉碎機粉碎之前輸送至分級機中，除去乾煤中的粉煤。

另一方面，作為煤炭之乾燥機，已知有橫型迴轉式乾燥機，作為其代表例，存在所謂的「蒸汽管式乾燥機(STD)」(例如，參照專利文獻1)。該蒸汽管式乾燥機係如圖11所示之例般，主要包含圍繞軸心旋轉之旋轉筒110、及沿配置於該旋轉筒110的內部之軸心方向之多數個加熱管111，且於該加熱管111的內部有蒸氣等之熱媒通過。自旋轉筒110的一端側供給(装入)之煤炭隨著旋轉筒110的旋轉而搬送至另一端側，在該搬送過程中藉由與加熱管111接觸而進行加熱。藉由該加熱而乾燥之乾煤係自設置於旋轉筒110的另一端側之排出口112排出。再者，於旋轉筒110的一端側設置有載體氣體的吹入口113，與於旋轉筒110的內部產生之蒸氣等之氣體一起自與設置於旋轉筒110的另一端側之排出口112連通之排氣口122排出。該蒸汽管式乾燥機可穩定地乾燥煤炭，且由於已有多數實績，故為極其有用者。然而，在該先前之蒸汽管式乾燥機中，無法除去乾煤中的粉煤。因而，為避免由前述粉煤所引起的問題，在使用該先前之蒸汽管式乾燥機將煤炭進行事前乾燥之情形下，亦需要另外具備分級機。

是以，作為煤炭之乾燥機，可考慮使用本案申請人所提案之具有分級功能之橫型迴轉式乾燥機(參照專利文獻2)。該橫型迴轉式乾燥機具有藉由將粉煤與排氣一起排出而自乾煤中除去之機制，除可使用於將供給於焦炭爐之煤炭進行乾燥以外，亦可使用於作為鍋爐的燃料之煤炭的乾燥。然而，煤炭由於因褐煤、次煙煤等之種類而燃燒速度不同，因此現狀為因應該燃燒速度而改變由粉碎機粉碎至何種程度之情形。例如，在比較褐煤與次煙煤之情形下，褐煤由於固定碳較少而揮發部分較多，因此燃燒速度較快，相對的，次煙煤由於固定碳較多而揮發部分較少，因此燃燒速度較慢，因而，次煙煤與褐煤相比需要粉碎得較小。然而，前述橫型迴轉式乾燥機之課題係用以實現為防止揚塵、碳附著等而除去粉煤者，而非因應煤炭的種類而改變所要除去之粉煤的大小者。因而，例如若以煤炭為褐煤之情形為前提設計前述橫型迴轉式乾燥機而使用，則在煤炭為次煙煤之情形下，會導致大於粉碎後之碎炭粉末之粉煤被除去。當然，該被除去之粉煤雖亦可作為燃料使用，但由於其中包含大於粉碎後之碎炭粉末之粉煤，因此會需要另外由粉碎機進行粉碎。另一方面，若以煤炭為次煙煤之情形為前提設計乾燥機而使用，則在煤炭為褐煤之情形下，則無法將小於粉碎後之碎炭粉末之粉煤的一部分自乾煤中除去。因而，無需粉碎之粉煤亦會由粉碎機進行粉碎，而使粉碎效率下降。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-44876號公報

[專利文獻2]日本特開2010-169324號公報

本發明所欲解決之主要課題在於提供一種可因應煤炭的種類等而改變所要除去之粉煤之煤炭之橫型迴轉式乾燥機、該橫型迴轉式乾燥機所具備之煤炭鍋爐設備及該煤炭鍋爐設備之運轉方法。

在粉煤(微粒子)存在於上升流中之情形下，較大的粉煤雖會藉由重力而下降(落下)，但較小的粉煤會隨著上升流而上升。本發明人等以該情況為前提，進行了各種試驗而得知：在使上升流的流速變化之情形下，粉煤會以何種程度的比例上升而自(固定)排氣口排出，成為圖10所示之狀態。該圖係顯示對於在上升流的流速為ut之時為下降還是上升的邊界之大小的粉煤，在使上升流的流速(u)變化之情形下，滑動率如何變化之圖。該滑動率係意味著自固定排氣口排出之粉煤的比例，滑動率愈高則除去之粉煤的比例愈大。該滑動率的變化(曲線的形狀)雖亦會根據分級罩的形狀、內部構造等而產生變化，但若該等條件相同則會成為相同之結果。是以，得知：可藉由使流速(u)變化而控制所要除去之微粉體的比例或粒徑分佈，故而構想出解決上述問題之以下發明。

[技術方案1之發明]

一種煤炭之橫型迴轉式乾燥機，其特徵為具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；及覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；且具備：於前述分級罩內使上升流產生之上升流產生機構；及控制前述上升流的流速之流速控制機構；且藉由前述上升流而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出。

(主要的作用效果)

本發明之煤炭之橫型迴轉式乾燥機由於具備：於分級罩內使上升流產生之上升流產生機構、及控制上升流的流速之流速控制機構，因此可控制自固定排氣口排出之粉煤的比例或粒徑分佈，且可因應煤炭的種類等而改變所要除去之粉煤。

[技術方案2之發明]

一種煤炭鍋爐設備，其特徵為，其係包含煤炭的乾燥機、由該乾燥機乾燥之乾煤的粉碎機、及將由該粉碎機粉碎之碎炭粉末作為燃料之鍋爐者，且具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；於前述分級罩內使上升流產生之上升流產生機構；及控制前述上升流的流速之流速控制機構；將藉由前述上升流而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出之橫型迴轉式乾燥機作為前述乾燥機使用；自該橫型迴轉式乾燥機的固定排出口排出之乾煤係在由前述粉碎機進行粉碎之後，作為前述鍋爐的燃料；另一方面，自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排氣口排出之粉煤經集塵而作為前述鍋爐的燃料。

(主要的作用效果)

本發明之煤炭鍋爐設備由於具備：於分級罩內使上升流產生之上升流產生機構、及控制上升流的流速之流速控制機構，因此可發揮與技術方案1記載之發明相同之作用效果。因而，於將自固定排出口排出之乾煤由粉碎機進行粉碎中，可防止產生由與處理性、粉碎效率等相關之前述粉煤所引起的問題。且，由於可將自固定排氣口排出之粉煤設為因應煤炭的種類之適切者，因此可在無須另外進行粉碎之下，直接集塵而作為鍋爐的燃料。

[技術方案3之發明]

如技術方案2之煤炭鍋爐設備，其中作為前述上升流產生機構，具備自前述分級罩的底部將分散氣體上吹之分散氣體上吹機構；作為前述載體氣體及前述分散氣體中之至少一者，係利用自前述固定排氣口排出並將前述粉煤集塵後的排氣、及前述鍋爐的排氣中之至少一者。

(主要的作用效果)

作為載體氣體及分散氣體中之至少一者，由於係利用自固定排氣口排出且將粉煤集塵後的排氣、及鍋爐的排氣中之至少一者，因此熱效率優異。且，該等之排氣由於氧濃度較低，因此可防止炭塵爆炸。

[技術方案4之發明]

一種煤炭鍋爐設備之運轉方法，其特徵為，其係包含煤炭的乾燥機、由該乾燥機乾燥之乾煤的粉碎機及將由該粉碎機粉碎之碎炭粉末作為燃料之鍋爐之煤炭鍋爐設備之運轉方法；且該方法係將橫型迴轉式乾燥機作為前述乾燥機使用，該橫型迴轉式乾燥機具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；及覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；在藉由於前述分級罩內使上升流產生而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出之時，藉由控制前述上升流的流速而控制該排出之粉煤；自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排出口排出之乾煤在由前述粉碎機進行粉碎之後，作為前述鍋爐的燃料使用；另一方面，自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排氣口排出之粉煤經集塵而作為前述鍋爐的燃料使用。

(主要的作用效果)

在藉由於分級罩內使上升流產生而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自固定排氣口排出之時，由於藉由控制上升流的流速而控制該排出之粉煤，因此可發揮與技術方案2記載之發明相同之作用效果。

根據本發明，成為一種可因應煤炭的種類等而改變所要除去之粉煤之煤炭之橫型迴轉式乾燥機、該橫型迴轉式乾燥機所具備之煤炭鍋爐設備及煤炭鍋爐設備之運轉方法。

以下說明用以實施本發明之形態。

(煤炭鍋爐設備)

於圖1顯示本形態之煤炭鍋爐設備的設備流程圖。本形態之煤炭鍋爐設備主要包含：橫型迴轉式乾燥機100、由該橫型迴轉式乾燥機100予以乾燥之乾煤C2的粉碎機120、及被供給由該粉碎機120予以粉碎之碎炭粉末C3作為燃料之鍋爐130。另，「碎炭粉末」意味著由粉碎機予以粉碎之後的乾煤，而非由於與後述之「粉煤」粒徑不同而加以區別。

橫型迴轉式乾燥機100主要包含：於一端側(紙面左側)具有包含褐煤、次煙煤等之煤炭C1的供給口及載體氣體G1的吹入口，且於另一端側(紙面右側)具有乾煤C2及排氣G2的排出口50(參照圖3)之旋轉筒10、加熱該旋轉筒10內的煤炭C1之加熱機構、及覆蓋乾煤C2及排氣G2的排出口50之分級罩55。另，該橫型迴轉式乾燥機100的詳細內容將容後敘述。

載體氣體G1係藉由鼓風機113吹入(供給)旋轉筒10內，並伴隨由煤炭C1的加熱所產生之蒸氣等而作為排氣自旋轉筒10內排出。作為載體氣體G1，可使用例如將鍋爐130的排氣G3或氮等之惰性氣體、粉煤C4經集塵(除去)後的排氣G4、及空氣等之任一者或是適宜組合該等之氣體。惟為防止橫型迴轉式乾燥機100之炭塵爆炸，需要使載體氣體G1的氧濃度保持為較低(通常為13%以下，較佳的是12%以下)。因而，作為載體氣體G1，較佳的是使用排氣G3及排氣G4中之至少一者。雙排氣G3、G4不僅為低氧濃度，而且由於溫度較高，因此即便作為載體氣體G1利用，亦無妨礙煤炭C1的加熱之顧慮。另，在計測(監視)排氣的氧濃度，且該計測值超過規定值之情形下，亦可摻雜惰性氣體，或是增加摻雜量而控制氧濃度。又，在圖示例中，係顯示粉煤C4經集塵後的排氣G4自煙囪160釋放至大氣中之形態。

在旋轉筒10內乾燥之乾煤C2自旋轉筒10排出至分級罩55內之後，自該分級罩55的底部(下部)所具備之固定排出口57(參照圖2)排出至裝置外，並藉由帶式輸送機等之搬送機構搬送至粉碎機120的供料斗121。惟在本形態中，作為於分級罩55內使上升流產生之上升流產生機構，具備有分散氣體N的上吹機構58，自乾煤C2中分級所期望的粉煤C4，而自於分級罩55的頂部(上部)所具備之固定排氣口56(參照圖2)排出。因而，搬送至供料斗121之乾煤C2成為不含粉煤C4者，且處理性優異。

在本形態中，分散氣體N係藉由利用於載體氣體G1的吹入之鼓風機113而直接吹入並上吹至分級罩55內。且於分散氣體N的流路上具備控制閥14，藉由調節該控制閥14的打開程度(開度)而控制分散氣體N的流速，進而控制分級罩55內之上升流的流速。如此，在本形態中，控制閥14雖作為控制上升流的流速之流速控制機構而發揮功能，但亦可與載體氣體G1的鼓風機113另外地設置其他鼓風機，而將該鼓風機作為上升流的流速控制機構。如此，在另外設置鼓風機之情形下，作為分散氣體N，雖然與載體氣體G1同類或異類之氣體皆可使用，但基於處理的穩定性之觀點，較佳的是使用同類之氣體。

於分級罩55內藉由上升流而上升至頂部之粉煤C4自分級罩55的頂部所具備之固定排氣口56與排氣G2一起排出，而由集塵裝置140予以集塵。由集塵裝置140集塵之粉煤C4被搬送至粉煤150，而暫時性地予以貯存。貯存於該粉煤料斗150內之粉煤C4因應需要而供給附屬於鍋爐130之燃燒器132予以燃燒。該粉煤C4的供給可利用例如空氣搬送。在圖示例中，係藉由鼓風機114而形成空氣A1的流動(空氣流)，並藉由該空氣流搬送粉煤C4。

另一方面，搬送至供料斗121而暫時性貯存之乾煤C2被擷取至粉碎機120而進行予以微粉碎。經微粉碎之碎炭粉末C3被供給至附屬於鍋爐130之燃燒器131予以燃燒。在本形態中，由於已自乾煤C2中除去粉煤C4，因此利用粉碎機120之微粉碎成為效率極佳者。又，即便在作為粉碎機120而使用輥磨機之情形下，亦少有產生振動而使運轉變得不穩定之顧慮。粉碎機120之乾煤C2的微粉碎程度可基於煤炭的種類或燃燒器131之燃燒速度等而適宜地決定。例如，在煤炭C1為褐煤之情形下，由於利用燃燒器131之燃燒速度相對較快，因此可將微粉碎的程度粗化。另一方面，在煤炭C1為次煙煤之情形下，由於利用燃燒器131之燃燒速度相對較慢，因此需要將微粉碎的程度細化。

(橫型迴轉式乾燥機)

其次，茲就橫型迴轉式乾燥機100進行詳細地說明。

於圖2顯示本形態之橫型迴轉式乾燥機(100)。本形態之橫型迴轉式乾燥機具有圓筒狀的旋轉筒10。該旋轉筒10係其軸心方向的長度設為例如10~30 m。旋轉筒10係以使軸心相對於水平面若干傾斜之方式設置，且旋轉筒10的一端側(紙面左側)高於另一端側(紙面右側)。於旋轉筒10的下方，以支持旋轉筒10之方式設置有2台支持單元20及馬達單元30。旋轉筒10係藉由馬達單元30而圍繞自身的軸心旋轉自如。旋轉筒10係如圖4所示般，在一方向上旋轉，在圖示例中係在反時針旋轉方向(箭頭R方向)上旋轉。該旋轉之速度雖未特別進行限定，但通常為周速1 m/s以下。

於旋轉筒10的內部，以沿旋轉筒10的軸心方向延伸之方式安裝有多數個蒸氣管(加熱管)11。蒸氣管11係由例如金屬製的導管構成，供蒸氣等之熱媒於內部流通。蒸氣管11可以例如相對於旋轉筒10的軸心而構成同心圓之方式在圓周方向及徑向上各排列複數條。

如圖3所示般，於旋轉筒10之另一端部的周壁上形成有複數個排出口50。通過該複數個排出口50，自旋轉筒10內排出、釋放乾煤C2及排氣。複數個排出口50係在旋轉筒10的圓周方向上隔以適宜的間隔而排列，形成沿圓周方向排列之行。在圖示例中，該行雖為2行，但亦可設為1行或是3行以上之複數行。又，在圖示例中，雖各排出口50的形狀為全部相同形狀之方形，但亦可設為不同形狀、或圓形等方形以外之形狀。

如圖4所示般，於旋轉筒10的內部，具備自旋轉筒10的內壁朝向旋轉筒10的軸心延伸之複數個攪動板61。該複數個攪動板61係如圖2所示般，在旋轉筒10的軸向上隔開，而以形成複數行、在圖示例中為3行之方式配置。各攪動板行60係如圖4所示般，由彼此以相等間隔隔開之複數片、在圖示例中為4片攪動板61構成。各攪動板61係由厚壁的金屬形成，且前端部呈朝向旋轉筒10之旋轉方向R的前方側彎曲的鉤狀。攪動板61的延伸長度可設為例如旋轉筒10的內徑D之1/10~3/10。又，各攪動板61係通過位於旋轉筒10之旋轉方向R的後方側之排出口50的前方側端部，且以自與旋轉筒10的軸向構成平行之直線附近延伸之方式配置。因而，於攪動板61的前方側附近並非存在排出口50，而存在有旋轉筒10的內壁。如圖2所示般，攪動板行60在旋轉筒10內部配置於排出口50與後述之供給口41之間，而非存在於較排出口50更為旋轉筒10內部之另一端側。又，攪動板行60係配置於排出口50與供給口41之間之靠近排出口50之部分。

如圖2所示般，相較於旋轉筒10內部之攪動板行60，於旋轉筒10的一端側設置有攪拌供給(裝入)至旋轉筒10內部之煤炭C1之攪拌機構65。該攪拌機構65亦與配置於旋轉筒10內部之最一端側之攪動板行60隔開。作為該攪拌機構65，可使用例如公知的立柱型或反向葉片等。其中，其中基於粉煤分離(分散)的效果、藉由乾燥以使鬆比重變小而將容積減少之乾煤的填充率提高等之理由，尤佳為選擇反向葉片。

如圖2及圖5所示般，於旋轉筒10上以覆蓋具有複數個排出口50之另一端側之方式，設置有可排出乾煤C2及排氣G2之分級罩55。該分級罩55係由厚壁的金屬形成，且如圖5所示般，於底部(下部)55d的底面具有經乾燥及分級(除去粉煤C4)之乾煤C2的固定排出口57，且於頂部(上部)55u的頂面具有排氣G2的固定排氣口56。又，分級罩55係如圖4所示般，於頂部55u與旋轉筒10的軸向正交之寬度方向上，越朝向固定排氣口56則寬度越窄，同樣的，底部55d亦於寬度方向上越朝向固定排出口57則寬度越窄。固定排氣口56及固定排出口57於俯視下位於分級罩55的大致中央部。旋轉筒10上方(以符號L表示之範圍)之分級罩55內成為由來自旋轉筒10的排氣或分散氣體N所充滿之空間即沉降區域90。亦即，分級罩55係以於旋轉筒10上方形成沉降區域90之方式而存在。又，分級罩55係藉由未圖示之機構而固定於地面，且不會伴隨旋轉筒10的旋轉而旋轉。

固定排氣口56係於上下方向上開口，並連接於前述之集塵機構140。自固定排氣口56排出包含載體氣體G1或隨著煤炭C1的乾燥而產生之蒸氣、分散氣體N及粉煤C4等之排氣G2。另一方面，固定排出口57亦於上下方向上開口，並連接於粉碎機120的供料斗121。自固定排出口57排出分級、除去粉煤C4之後的乾煤C2。

本形態之橫型迴轉式乾燥機100係藉由在分級罩55內使上升流產生，並控制該上升流的流速，而控制自固定排氣口56排出之粉煤C4的粒徑分佈或量者。然而，藉由調節旋轉筒10的上緣與固定排氣口56之間離距離L，可進而較佳地控制前述粒徑分佈或量。具體而言，若將間離距離L縮短則會使整體的滑動率上升，但該上升率對於相對大徑的粉煤C4其該上升率變大。因而，若將間離距離L縮短，則自固定排氣口56排出之粉煤C4的粒徑分佈會於大徑側顯示較高之值。另一方面，若將間離距離L拉長則會使整體的滑動率下降，但該下降率對於相對小徑的粉煤C4會變大。因而，若將間離距離L拉長，則自固定排氣口56排出之粉煤C4的粒徑分佈會於小徑側顯示較低之值。在考量此種情形下，間離距離L相對於旋轉筒10的內徑D可設為L＞0.3 D，較佳的是0.8 D<L<4.0 D，更佳的是1.0 D<L<2.5 D。又，基於調節自固定排氣口56排出之粉煤C4的粒徑分佈之觀點，如在圖4中放大而顯示般，於分級罩55的內壁面55a、較佳的是於構成沉降區域90之分級罩55的內壁面55a，安裝1片或是複數片擋板91。與該擋板91衝撞之大徑的粉煤會下落，而直接自固定排出口57排出。另一方面，與擋板91衝撞之小徑的粉煤雖會暫時下降，但一部分粉煤會再次藉由上升流而上升。因而，自固定排氣口56排出之粉煤C4的粒徑分佈會於大徑側顯示較低之值。

如圖5所示般，於沉降區域90中，分級罩55係在旋轉筒10的軸向上擴大。若於沉降區域90中分級罩55在軸向上擴大，由於粉煤彼此或粉煤與分級罩55(特別是分級罩55之軸向兩端的壁材55A、55B)之衝撞率減低，因此可進一步正確地控制粉煤C4的粒徑分佈。另，所謂「在軸向上擴大」是指相較於與旋轉筒10的連接部分為寬。

沉降區域90無需遍及上下方向之全長在軸向上擴大。於旋轉筒10附近，由於並非在粉煤等通過排出口50而自旋轉筒10排出後立即平面性擴大，因此亦可不若圖示例般在軸向上擴大。又，於分級罩55的頂部55u，如圖示例般，較佳的是，於旋轉筒10的軸向上越朝向固定排氣口56則越窄。分級罩55的擴大程度，在將與旋轉筒10的連接部分之軸向長度設為Z1，將擴大部分的軸向長度設為Z2之情形下，較佳的是設為1.5Z1<Z2<6Z1，更佳的是設為2Z1<Z2<4Z1。另，沉降區域90係如圖8、9所示般，亦可在寬度方向上擴大，或雖未圖示但在寬度方向及軸向之兩者上擴大。要如何擴大沉降區域90，可考量周圍的設備等而適宜地決定。惟，在軸向上擴大，具有可將橫型迴轉式乾燥機整體的設置空間縮小之優點。

於沉降區域90中，如圖4及圖5所示般，於分級罩55的軸向一方之壁材55A與軸向另一方之壁材55B之間，具備複數條支持材(62、63)。雖存在當分級罩55在軸向上擴大則強度下降之顧慮，但藉由於軸向一方之壁材55A與軸向另一方之壁材55B之間具備複數條支持材(62、63)，可保持分級罩55的強度。另，如圖示例般，亦可於分級罩55未在軸向上擴大之部分的一方之壁材55A及另一方之壁材55B間具備支持材(62、63)。

用以保持分級罩55的強度之支持材雖亦可僅由直線狀的棒材、導管材等構成，但在本形態中，以導管材62及配置於該導管材62上之傘材63而構成。傘材63形成為寬度方向中央突出於上方之傘狀，且以沿導管材62的延伸方向延伸之方式配置。藉由傘材63的存在，可防止乾煤C2在導管材62上堆積。傘材63自身無論是否具有用以保持分級罩55的強度之功能皆可。

如前述般，分級罩55的頂部55u於寬度方向上雖為越朝向固定排氣口56則越窄，但在該情形下，如圖4所示般，較佳的是不使支持材(62、63)位於固定排氣口56的下方。若分級罩55的上部55u於寬度方向上越朝向固定排氣口56則越窄，則如圖4所示般，會產生沿該變窄之壁材之流(上升流)S1，且粉煤C4會隨著該流S1而流動。因而，上升之粉煤C4衝撞分級罩55的頂面而下降之情況消失，可進一步正確地控制粉煤C4的粒徑分佈。又，於分級罩55的內部，隨著沿上述壁材之流S1產生，主要會產生於中央垂直地上升之流S2，且粉煤C4亦會隨著該流S2而流動。因而，若複數條支持材(62、63)未位於固定排氣口56的下方，則隨著於中央垂直地上升之流S2之粉煤C4衝撞支持材(62、63)而下降之情況消失，可進一步正確地控制粉煤C4的粒徑分佈。

如圖4所示般，於分級罩55的內部，在自旋轉筒10的排出口50藉由自由落下等而到達至固定排出口57之乾煤C2的流路上，具備作為上升流產生機構之分散氣體N的上吹機構58。雖藉由分散氣體N之上吹而產生上升流，但當在乾煤C2的流路上進行該上吹時，由於確實地將自排出口50與乾煤C2一起下降之粉煤上吹，因此可進一步正確地控制粉煤C4的粒徑分佈。且，當分散氣體N之上吹係在到達至固定排出口57之乾煤C2的流路上進行時，由於乾煤C2直接自分級罩55底面的固定排出口57被排出至外部，因此無需考量將乾煤C2引導至固定排出口57。

分散氣體N之上吹機構58的具體形態並無特別限定，亦可由例如包含網材等之分散板、及通過該網材的網眼而將分散氣體N上吹之機構構成。然而，在本形態中，作為分散氣體N的上吹機構58，如圖6及圖7所示般，以橫切到達至固定排出口57之乾煤C2的流路且具備於周壁上形成有孔58Ac之導管材58A，並自形成於該導管材58A上之孔58Ac將分散氣體N上吹之方式構成。如此，若分散氣體N的上吹機構58由橫切到達至固定排出口57之乾煤C2的流路之導管材58A構成，則無需考量將乾煤C2引導至固定排出口57。又，若自形成於導管材58A的周壁之孔58Ac將分散氣體N上吹，則上吹效果會確實地影響乾煤C2中的粉煤。

在本形態中，形成於導管材58A的周壁上之孔58Ac係為圓形，且，在導管材58A的延伸方向上隔以適宜的間隔而形成有複數個。又，孔58Ac係如圖7(a)所示般，以使分散氣體N朝斜上方上吹之方式形成。

導管材58A係如圖示例般，較佳的是於固定排出口57附近與旋轉筒10的軸向平行地排列複數條。在該形態中，對將要下降至彼此鄰接之導管材58A間之乾煤C2噴吹分散氣體N，藉由分散氣體N將粉煤上吹，另一方面，乾煤C2則直接下降至導管材58A間而自固定排出口57排出。另，被分散氣體N上吹之粉煤會在分級罩55內飛揚，利用與該揚起的速度(上升流的速度)之關係而使一部分粉煤C4自固定排氣口56排出。

在本形態中，藉由控制自各孔58Ac上吹之分散氣體N的流速，而控制上升流的流速。此處，分散氣體N的流速雖係為控制分級罩55內之上升流的流速而進行控制，但上升流的流速通常會因底部、頂部等之部位而不同。是以，在判斷上升流的流速之時，建議以沉降區域90、特別是沉降區域90的上下方向中央部(在將間離距離L三等分之情形下為中央之部位)之流速為基準。由於粉煤係在沉降區域90被分級，因此較佳的是以沉降區域90之上升流的流速為基準。又，由於若以沉降區域90的上下方向下端部為基準則相較於期望值會有滑動率降低之趨勢，另一方面，若以沉降區域90的上下方向上端部為基準則相較於期望值會有滑動率增高之趨勢，因此，較佳的是以沉降區域90的上下方向中央部為基準而判斷流速。

包含複數條導管材58A之導管材群亦可在上下方向上隔開而設置複數段。又，如本形態般，亦可於各導管材58A上配置傘材58B。該傘材58B係其寬度方向中央向上方突出之傘狀，且沿導管材58A的延伸方向延伸。藉由傘材58B的存在，可進而確實地防止乾煤C2在導管材58A上堆積。

如圖1及圖2所示般，於旋轉筒10的另一端側設置有對蒸氣管(加熱管)11內供給蒸氣J1之供給管70及排放管71。通過排放管71而排出之排水D可輸送至熱交換器115，可利用在搬送粉煤C4所使用之空氣A1的加熱中。又，作為供給至蒸氣管11之蒸氣，可利用由鍋爐130生成之蒸氣J2、或利用該蒸氣J2之蒸氣渦輪的抽氣蒸氣等。

另一方面，於旋轉筒10的一端側，內部具有螺桿且為圓筒狀之螺旋加料器42係以嵌入於旋轉筒10之方式設置。於該螺旋加料器42的一端，具備以使設置於螺旋加料器42內部之螺桿轉動之馬達等之驅動機構43。又，於螺旋加料器42的上部，開口有煤炭C1的供給口41，且該供給口41與螺旋加料器42的內部連通。

成為乾燥的對象之煤炭C1係自供給口41供給至螺旋加料器42內部，並藉由以使設置於該螺旋加料器42內部之螺旋藉由驅動機構43而轉動，而被供給至旋轉筒10的內部。又，自供給口41或是未圖示之其他供給口亦會吹入載體氣體G1，且所吹入之載體氣體G1朝向旋轉筒10的另一端側而流通於旋轉筒10的內部。

其次，茲就該橫型迴轉式乾燥機(100)的動作進行說明。

在利用本形態之橫型迴轉式乾燥機將煤炭C1乾燥時，係如圖2所示般，將煤炭C1供給至供給口41。自供給口41供給之煤炭C1藉由螺旋加料器42而供給至旋轉筒10內部，一面接觸於由蒸氣J1加熱之蒸氣管11而被加熱乾燥，一面移動至旋轉筒10的另一端側。

當煤炭C1(乾煤C2)到達攪拌機構65所在之位置時，藉由攪拌機構65予以攪拌，而後，如圖4所示般，由伴隨旋轉筒10的旋轉而轉動之攪動板61予以攪動。經攪動之煤炭C1(乾煤C2)在攪動板61位於旋轉筒10的上側時會自然下降，此時煤炭C1(乾煤C2)中所含之粉煤會分散於旋轉筒10內(所謂的「翻騰作用」)。

另一方面，自設置於旋轉筒10的一端側之供給口41或是未圖示之其他供給口吹入之載體氣體G1係通過旋轉筒10內，而自亦是乾煤C2的排出口之排出口50伴隨蒸氣等作為排氣向旋轉筒10外排出。此時，排氣係伴隨藉由攪動板61而分散於旋轉筒10內之粉煤而自排出口50排出。自排出口50排出之排氣係與粉煤的一部分一起經由固定排氣口56而自分級罩55排出。又，藉由分散氣體N的上吹機構58，以使分散氣體N朝向分級罩55的上方上吹之方式而供給，並形成上升流。該分散氣體N的流量通常設為少於自排出口50排出之排氣的流量。另，排氣在自排出口50排出之時，流速為例如5~10 m/s。該流速可根據排出口50的面積與載體氣體G1的吹入量而適宜地調整。

乾煤C2在旋轉筒10內落下，不伴隨排氣而自位於下側之排出口50自然落下。該自然落下之乾煤C2不會進而由分散氣體N上吹，而通過導管材58A間並自固定排出口57排出。又，在乾煤C2中之粉煤中較大徑的粉煤雖隨著排氣或是與乾煤C2一起自排出口50排出，但其重量較重，不會藉由上升流被搬送至固定排氣口56，而是落下至下方，與乾煤C2一起自固定排出口57排出。另一方面，在乾煤C2中的粉煤中較小徑的粉煤則隨著排氣或是與乾煤C2一起自排出口50排出，並藉由上升流被搬送至固定排氣口56，與排氣G2一起自固定排氣口56排出。

其次，說明橫型迴轉式乾燥機(100)的作用效果。

如本形態之橫型迴轉式乾燥機般，若於旋轉筒10內部設置攪動板61，由於煤炭C1(乾煤C2)中所含之粉煤會在旋轉筒10內部的空間中分散，因此可使該粉煤隨著排氣而與乾煤C2一起自排出口50排出，而減少直接自固定排出口57排出之可能性。因而，可進一步正確地控制粉煤C4的粒徑分佈。

又，各攪動板61若以通過以旋轉筒10的旋轉方向R為基準而位於後方側之排出口50的前方側端部，且自與旋轉筒10的軸心方向為平行之直線附近延伸之方式配置，則載於攪動板61上之乾煤C2會位於排出口50的後方側。因而，防止攪動板61上的乾煤C2直接進入排出口50，而減少摻雜有粉煤之狀態的乾煤C2自排出口50排出之機率。

若複數個攪動板行60間歇性地位於旋轉筒10的軸心方向上，則在旋轉筒10內部移動之煤炭C1(乾煤C2)會交替地通過攪動板61存在與未存在之部分。因而，會分成複數次攪動煤炭C1(乾煤C2)，而使攪動效率提高。

又，若攪動板61以彼此等間隔分離之方式間歇性地位於旋轉筒10的圓周方向上，則可高效地攪動煤炭C1(乾煤C2)。具體而言，若自旋轉筒10的內壁朝向軸心而延伸，並與旋轉筒10的旋轉一起將攪動煤炭C1(乾煤C2)之攪動板61在圓周方向上隔以間隔而設置複數個，則由於排氣會穿過自攪動板61下降之煤炭C1(C2)，因此可使較多的粉煤與排氣同行，且可使粉煤在摻雜於乾煤C2中之狀態下排出之機率減少。且，利用攪動板61，亦有提高煤炭C1與蒸氣管11之接觸效率，且使乾燥效率提高之次要優點。

在本形態中，攪動板行60中至少另一端側(下流側)之攪動板行60的攪動板61存在以旋轉筒10的旋轉方向R為基準而於接近排出口50的前方側緣之位置具有攪動板61的基端，並自旋轉筒10的內壁朝向軸心而延伸之位置關係。因而，可於與旋轉筒10的旋轉方向前方側之下一個排出口50之間將較多的煤炭C1(乾煤C2)攔住並攪動。結果，相較於窯作用，可進一步徹底地攪拌煤炭C1(乾煤C2)，而減少粉煤在摻雜於乾煤C2中之狀態下排出之機率。

再者，在本形態中，攪動板61係以自基端朝向旋轉筒10的軸心而延伸，且延伸之前端部以旋轉筒10的旋轉方向R為基準而在前方彎折之方式構成。因而，可於與旋轉筒10的旋轉方向前方側之下一個排出口50之間將更多的煤炭C1(乾煤C2)攔住並攪動。結果，可更確實地攪拌煤炭C1(乾煤C2)，並減少粉煤在摻雜於乾煤C2中之狀態下排出之機率。

若相較於攪動板行60而於旋轉筒10的一端側設置攪拌供給至旋轉筒10內之煤炭C1(乾煤C2)之攪拌機構65，則由於在由攪動板61攪動煤炭C1(乾煤C2)之前會先攪拌煤炭C1(乾煤C2)，因此會篩出煤炭C1(乾煤C2)所含之粉煤。結果，可使攪動板61之粉煤的分散效率提高。另，雖亦可不具備以上之攪拌機構65及攪動板61，但若具備其可減少粉煤在摻雜於乾煤C2中之狀態下排出之機率，而成為更佳之裝置。

若組合伴隨設置於旋轉筒10的周壁之旋轉筒10的旋轉而在圓周方向上移動之排出口50、設置於以覆蓋該排出口50之方式設置之分級罩55的底部之固定不動之固定排出口57、及設置於分級罩55的頂部之固定排氣口56，則可於排出口50與固定排氣口56之間的沉降區域90中進行利用上升流之分級。亦即，所期望之粉煤C4與排氣G2同行而自固定排氣口56排出，除此以外者則藉由朝向固定排出口57落下並排出，藉此實現分級。

旋轉筒10上方的分級罩55內部若成為由排氣等所充滿之空間即沉降區域90，則與排氣同行之較大徑的粉煤可於沉降區域90內由慣性而落下，並自固定排出口57排出。

若於到達至固定排出口57之乾煤C2的流路上設置有分散氣體N的上吹機構58，則可使朝向固定排出口57與乾煤C2一起下降之粉煤朝向固定排氣口56而上升，結果可使粉煤的除去效率提高。

在本形態中，各個攪動板行60之攪動板61的片數亦可不是4片，無特別限定，但為確保攪動容量，較佳的是設為4~6片。又，排出口50每一行的個數雖無特別限定，但考量壓力損失的降低、粉煤的分散、旋轉筒10的機械強度等，較佳的是設為10~17個。

[變形例1]

其次，茲就橫型迴轉式乾燥機(100)的變形例，以與上述之形態不同之點為中心進行說明。

圖8係顯示本形態之分級罩55。本形態之分級罩55亦以於旋轉筒10的一端側覆蓋排出口50之方式設置。該分級罩55亦藉由未圖示之機構固定於地面上而不會伴隨旋轉筒10的轉動而轉動。惟，本形態之分級罩55與中間部55c相比其頂部55u寬度若干寬闊。該頂部55u的內部係由排氣等所充滿之空間即沉降區域90。又，底部55d於旋轉筒10的下方於寬度方向上越朝向固定排出口57則越窄。

於本形態之分級罩55的底部55d，亦具備有作為上升流產生機構之分散氣體N的上吹機構58。該分散氣體N的上吹機構58係由上部為網眼較細的網之分散板58a構成。該分散板58a係配置於底部55d的板面上，且朝向固定排出口57向下傾斜而形成有落下滑槽。對該上吹機構58亦是與例如先前之形態同樣地供給分散氣體N。所供給之分散氣體N係通過分散板58a而上吹至分級罩55內。在本形態中，由於分散板58a傾斜，因此分散板58a相較於水平之情形，可使乾煤C2快速地朝固定排出口57落下。惟，在前述之形態中，相對於將底部55d的大致底面全域當作固定排出口57，而在本形態中，為實現分散板58a配置，僅將底部55d的底面中央部當作固定排出口57。因而，存在有在底面上堆積乾煤C2之可能性，就此點而言以先前之形態為佳。又，在本形態中，作為上升流產生機構之分散氣體N的上吹機構58並未設置於自旋轉筒10的排出口50到達至固定排出口57之乾煤C2的流路上。因而，存在有分散氣體N不直接對乾煤C2發揮作用之可能性，就此點而言以亦以先前之形態為佳。

[變形例2]

於圖9顯示另一形態之分級罩55。本形態之分級罩55中作為上升流產生機構之分散氣體N之上吹機構58的位置與固定排出口57的位置與上述形態不同。固定排出口57並非朝向下方開口，而是朝向側方開口。與該固定排出口57並排配置有分散氣體N的上吹機構58，且構成該上吹機構58之分散板58a係水平設置。此形態對於在分級罩55的下方無空間之情形等有用。

(其他)

在以上之形態例中，雖顯示了於分級罩55中僅具備1個上升流產生機構(58)之形態，但上升流產生機構(58)亦可具備2個、3個、4個或是其以上之複數個。在具備複數個上升流產生機構(58)之情形下，例如劃分為分級罩55的頂部55u、中間部55c及底部55d而配置為佳。又，用以使上升流產生之方法並不限定於分散氣體N的上吹，在可能的情況下亦可利用來自上方的吸引作用(負壓)。

又，本形態之煤炭鍋爐設備在其用途上並無特別限定，例如可使用在火力發電廠或砂糖工廠、紙漿工廠等之利用熱之工廠等中。可適宜地應用在能夠使用於鍋爐130中將水W加熱而生成之蒸氣J2之設備中。

[產業上之可利用性]

本發明可應用作為能夠在火力發電廠等中使用之煤炭之橫型迴轉式乾燥機、及該橫型迴轉式乾燥機所具備之煤炭鍋爐設備。

10．．．旋轉筒

11．．．蒸氣管(加熱管)

41．．．供給口

50．．．排出口

55．．．分級罩

56．．．固定排氣口

57．．．固定排出口

58．．．上吹機構

61．．．攪動板

65．．．攪拌機構

100．．．橫型迴轉式乾燥機

120．．．粉碎機

130．．．鍋爐

C1．．．煤炭

C2．．．乾煤

C3．．．碎炭粉末

C4．．．粉煤

G1．．．載體氣體

N．．．分散氣體

圖1係本形態之煤炭鍋爐設備的設備流程圖。

圖2係本形態之橫型迴轉式乾燥機的前視圖。。

圖3係為旋轉筒之另一端側的放大圖，且係省略分級罩之圖。

圖4係圖2之X-X線剖面圖。

圖5係為分級罩的放大圖。

圖6係為分散氣體上吹機構的放大圖。

圖7(a)、7(b)係為分散氣體上吹機構的說明圖。

圖8係為分級罩及分散氣體上吹機構的變形例。

圖9係為分級罩及分散氣體上吹機構的變形例。

圖10係顯示流速的變化與滑動率之關係之圖。

圖11係先前之蒸汽管式乾燥機的立體圖。

10．．．旋轉筒

14．．．控制閥

55．．．分級罩

58．．．上吹機構

70．．．供給管

71．．．排放管

100．．．橫型迴轉式乾燥機

113．．．鼓風機

114．．．鼓風機

115．．．熱交換器

120．．．粉碎機

121．．．供料斗

130．．．鍋爐

131．．．燃燒器

132．．．燃燒器

140．．．集塵裝置

150．．．粉煤料斗

160．．．煙囪

A1．．．空氣

C1．．．煤炭

C2．．．乾煤

C3．．．碎炭粉末

C4．．．粉煤

D．．．排水

G1．．．載體氣體

G2．．．排氣

G3．．．排氣

G4．．．排氣

J1．．．蒸氣

J2．．．蒸氣

N．．．分散氣體

W．．．水

Claims (4)

1. 一種煤炭之橫型迴轉式乾燥機，其特徵為具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；及覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；且具備：於前述分級罩內使上升流產生之上升流產生機構；及控制前述上升流的流速之流速控制機構；且藉由前述上升流而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出。
2. 一種煤炭鍋爐設備，其特徵為，其係包含煤炭的乾燥機、由該乾燥機乾燥之乾煤的粉碎機、及將由該粉碎機粉碎之碎炭粉末作為燃料之鍋爐者，且具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；於前述分級罩內使上升流產生之上升流產生機構；及控制前述上升流的流速之流速控制機構；且將藉由前述上升流而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出之橫型迴轉式乾燥機作為前述乾燥機使用；自該橫型迴轉式乾燥機的固定排出口排出之乾煤係在由前述粉碎機進行粉碎之後，作為前述鍋爐的燃料；另一方面，自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排氣口排出之粉煤經集塵而作為前述鍋爐的燃料。
3. 如請求項2之煤炭鍋爐設備，其中作為前述上升流產生機構，具備自前述分級罩的底部將分散氣體上吹之分散氣體上吹機構；作為前述載體氣體及前述分散氣體中之至少一者，係利用自前述固定排氣口排出並將前述粉煤集塵後的排氣、及前述鍋爐的排氣中之至少一者。
4. 一種煤炭鍋爐設備之運轉方法，其特徵為，其係包含煤炭的乾燥機、由該乾燥機乾燥之乾煤的粉碎機及將由該粉碎機粉碎之碎炭粉末作為燃料之鍋爐之煤炭鍋爐設備之運轉方法；且該方法係將橫型迴轉式乾燥機作為前述乾燥機使用，該橫型迴轉式乾燥機具備：於一端側具有煤炭的供給口及載體氣體的吹入口，於另一端側具有乾煤及排氣的排出口之旋轉筒；加熱該旋轉筒內的煤炭之加熱機構；及覆蓋前述排出口，並於底部具有乾煤的固定排出口，於頂部具有排氣的固定排氣口之分級罩；在藉由於前述分級罩內使上升流產生而將乾煤中之粉煤的一部分或是全部自前述固定排氣口排出之時，藉由控制前述上升流的流速而控制該排出之粉煤；自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排出口排出之乾煤在由前述粉碎機進行粉碎之後，作為前述鍋爐的燃料使用；另一方面，自前述橫型迴轉式乾燥機的固定排氣口排出之粉煤經集塵而作為前述鍋爐的燃料使用。