WO2012133122A1 - 流動層乾燥装置 - Google Patents

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WO2012133122A1
WO2012133122A1 PCT/JP2012/057387 JP2012057387W WO2012133122A1 WO 2012133122 A1 WO2012133122 A1 WO 2012133122A1 JP 2012057387 W JP2012057387 W JP 2012057387W WO 2012133122 A1 WO2012133122 A1 WO 2012133122A1
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WO
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drying
coal
fluidized bed
gas
preheating
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PCT/JP2012/057387
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English (en)
French (fr)
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大浦　康二
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • F26B3/08—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed
    • F26B3/084—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried so as to loosen them, e.g. to form a fluidised bed with heat exchange taking place in the fluidised bed, e.g. combined direct and indirect heat exchange

Definitions

  • the present invention relates to a fluidized bed drying apparatus for drying a material to be dried by fluidizing gas.
  • the combined coal gasification combined power generation facility is a power generation facility aiming at higher efficiency and higher environmental performance than conventional coal-fired power by gasifying coal and combining it with combined cycle power generation.
  • This coal gasification combined cycle power generation facility has a great merit that it can use coal with abundant resources, and it is known that the merit can be further increased by expanding the applicable coal types.
  • Conventional coal gasification combined power generation facilities generally have a coal supply device, a drying device, a coal gasification furnace, a gas purification device, a gas turbine facility, a steam turbine facility, an exhaust heat recovery boiler, a gas purification device, and the like. ing. Therefore, the coal is dried and then pulverized, supplied to the coal gasifier as pulverized coal, and air is taken in. The coal gas is combusted and gasified in this coal gasifier, and the product gas (combustible) Gas) is produced. Then, the product gas is purified and then supplied to the gas turbine equipment to burn and generate high-temperature and high-pressure combustion gas to drive the turbine.
  • the exhaust gas after driving the turbine recovers thermal energy by the exhaust heat recovery boiler, generates steam and supplies it to the steam turbine equipment, and drives the turbine. As a result, power generation is performed.
  • the exhaust gas from which the thermal energy has been recovered is released into the atmosphere through a chimney after harmful substances are removed by the gas purification device.
  • Patent Document 1 As a drying apparatus for drying such coal, there is one described in Patent Document 1 below.
  • the fluidized drying method and fluidized bed drying apparatus described in Patent Document 1 supply a raw material containing moisture from a raw material supply port to a supply chamber, and the fluidized gas flows through a dispersion plate in the supply chamber and the drying classification chamber.
  • the layer thickness of the fluidized bed in the supply chamber is controlled separately from the layer thickness of the fluidized bed in the dry classification chamber.
  • low-grade coal has a larger amount of water than high-grade coal, and thus fluidization failure occurs in the drying apparatus, which may cause coal drying failure. Therefore, it is necessary to reduce the amount of coal to be input, and there is a problem that the processing amount decreases.
  • the fluidized-drying method and fluidized-bed drying apparatus described in Patent Document 1 are obtained by controlling the layer thickness of the fluidized bed in the supply chamber separately from the layer thickness of the fluidized bed in the drying classification chamber, thereby producing a raw material with a high water content It is to dry and classify stably while suppressing the occurrence of particle agglomeration and adhesion to the device, but with this technique, the moisture evaporation load per fluidized bed unit volume in the supply chamber increases, There is a problem in that the amount of heat for properly drying the raw material is insufficient, and flow defects occur due to agglomeration of the raw material particles and adhesion to the apparatus.
  • the fluidized bed drying apparatus of the present invention includes a drying container having a hollow shape, a wet raw material charging unit for charging a wet raw material into one end of the drying container, and the other end of the drying container.
  • a dry matter discharge unit that discharges a dry product obtained by heating and drying the wet raw material
  • a fluidized gas supply unit that forms a fluidized bed together with the wet raw material by supplying a fluidizing gas to a lower part of the drying container, and the dry container
  • the wet raw material flows by the fluidizing gas.
  • a fluidized bed is formed, and the wet raw material of the fluidized bed is gradually dried by being heated by the heating unit to become a dried product, and the dried product is discharged to the outside from the dried product discharge unit, while the fluidized gas and Vapor generated by drying the wet raw material is discharged from the gas discharge portion to the outside.
  • the dry container is formed so that the wet raw material input part side has a width larger than the dry material discharge part side width, so that the wet raw material with a large amount of moisture immediately after the input is on the wet raw material input part side in the dry container. It spreads in the width direction, the moisture load per fluidized bed volume is relaxed, and it is heated by receiving a sufficient amount of heat, so that the occurrence of poor flow can be suppressed and the drying efficiency of the wet raw material can be improved.
  • the drying container has a preheating part provided on the wet raw material charging part side and a drying part provided on the dry matter discharge part side, and the width of the preheating part is It is characterized by being formed larger than the width of the drying section.
  • the wet raw material spreads in the width direction, so that the moisture load per fluidized bed volume is relaxed, so that the wet raw material can be heated with sufficient heat, and in the drying part Although the moisture load of the wet raw material per fluidized bed volume increases, the wet raw material is sufficiently heated in the preheating portion, so that the occurrence of poor flow is suppressed and the wet raw material can be easily dried.
  • the fluidized bed drying apparatus of the present invention is characterized in that the preheating unit becomes narrower toward the drying unit and is directly connected to the drying unit.
  • the fluidized bed drying apparatus is characterized in that a reduced width portion having a narrow width is provided between the preheating portion and the drying portion.
  • the wet raw material can be uniformly flowed without staying in the dry container, and the moisture load per fluidized bed volume in the preheating portion is gradually changed to prevent insufficient heat input to the wet raw material. be able to.
  • the drying container is provided with a plurality of dispersion plates having a predetermined height from the bottom plate and having a number of openings or ejection nozzles, and the plurality of dispersion plates correspond to the preheating unit.
  • the plurality of dispersion plates correspond to the preheating unit.
  • the fluidized gas supply unit is provided on the bottom plate corresponding to the region corresponding to each dispersion plate. It is characterized by being able to.
  • the preheating unit it is possible to change the fluidizing gas supply amount to the drying section, and to supply the optimum fluidizing gas amount in accordance with the state of the wet raw material, so that the drying can be optimized.
  • the drying apparatus is provided with a third dispersion plate corresponding to the reduced width portion, and the fluidized gas supply portion is provided on the bottom plate corresponding to the region corresponding to the third dispersion plate. It is characterized by being able to.
  • the first dispersion plate is set to have a height higher than that of the second dispersion plate.
  • the height of the first dispersion plate in the preheating part higher than the height of the second dispersion plate in the drying part, the occurrence of poor flow is suppressed, while the width on the wet raw material input part side is the discharge of the dry matter. Since the wet raw material with a large amount of moisture immediately after charging is spread in the width direction on the wet raw material charging part side in the drying container, the increase in the moisture load per fluidized bed volume can be mitigated. Can do.
  • the first dispersion plate is connected to the second dispersion plate so as to be inclined downward toward the second dispersion plate.
  • the wet raw material smoothly flows by the inclined first dispersion plate, and the wet raw material can be uniformly flowed without staying in the drying container. it can.
  • the third dispersion plate is connected to the first dispersion plate so as to be inclined downward from the first dispersion plate to the second dispersion plate.
  • the wet raw material flows smoothly by the inclined third dispersion plate, and the wet raw material can be uniformly flowed without staying in the drying container. it can.
  • the wet raw material input part side width in the drying container is formed to be larger than the dry material discharge part side width.
  • the moisture evaporation load per fluidized bed volume is reduced on the raw material input side, and it is heated by receiving a sufficient amount of heat, so that the occurrence of poor flow can be suppressed and the drying efficiency of the wet raw material can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coal gasification combined power generation facility to which a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • 6 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus of Example 2.
  • FIG. FIG. 7 is a schematic plan view of a fluidized bed drying apparatus according to Example 3 of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus of Example 3.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus of Example 4.
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coal gasification combined power generation facility to which a fluidized bed drying apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment. These are the schematic side views of the fluidized-bed drying apparatus of Example 1, and
  • FIG. 4 is the schematic perspective view of the fluidized-bed drying apparatus of Example 1.
  • the coal gasification combined power generation facility 10 includes a coal supply device 11, a fluidized bed drying device 12, a pulverized coal machine (mill) 13, a coal gasification furnace 14, and a char recovery device 15. , A gas refining device 16, a gas turbine facility 17, a steam turbine facility 18, a generator 19, and a heat recovery steam generator (HRSG) 20.
  • the coal feeder 11 includes a raw coal bunker 21, a coal feeder 22, and a crusher 23.
  • the raw coal bunker 21 can store low-grade coal, and can drop a predetermined amount of low-grade coal into the coal feeder 22.
  • the coal feeder 22 can transport the low-grade coal dropped from the raw coal bunker 21 by a conveyor or the like and drop it on the crusher 23.
  • the crusher 23 can crush the dropped low-grade coal into a predetermined size.
  • the pulverized coal machine 13 is a coal pulverizer, and produces pulverized coal by pulverizing the low-grade coal (dried coal) dried by the fluidized bed dryer 12 into fine particles. That is, in the pulverized coal machine 13, the dry coal stored in the dry coal bunker 32 is dropped by the coal feeder 36, and this dry coal) is converted into low-grade coal having a predetermined particle size or less, that is, pulverized coal. .
  • the pulverized coal after being pulverized by the pulverized coal machine 13 is separated from the conveying gas by the pulverized coal bag filters 37a and 37b and stored in the pulverized coal supply hoppers 38a and 38b.
  • the coal gasification furnace 14 can supply pulverized coal processed by the pulverized coal machine 13 and can be recycled by returning the char (unburned coal) recovered by the char recovery device 15. .
  • the coal gasification furnace 14 is connected to the compressed air supply line 41 from the gas turbine equipment 17 (compressor 61), and can supply the compressed air compressed by the gas turbine equipment 17.
  • the air separation device 42 separates and generates nitrogen and oxygen from air in the atmosphere.
  • a first nitrogen supply line 43 is connected to the coal gasifier 14, and a pulverized coal supply hopper is connected to the first nitrogen supply line 43.
  • Charging lines 44a and 44b from 38a and 38b are connected.
  • the second nitrogen supply line 45 is also connected to the coal gasification furnace 14, and the char return line 46 from the char recovery device 15 is connected to the second nitrogen supply line 45.
  • the oxygen supply line 47 is connected to the compressed air supply line 41.
  • nitrogen is used as a carrier gas for coal and char
  • oxygen is used as an oxidant.
  • the coal gasification furnace 14 is, for example, a spouted bed type gasification furnace, which combusts and gasifies coal, char, air (oxygen) supplied therein or water vapor as a gasifying agent, and produces carbon dioxide.
  • a combustible gas (product gas, coal gas) containing carbon as a main component is generated, and a gasification reaction takes place using this combustible gas as a gasifying agent.
  • the coal gasification furnace 14 is provided with a foreign matter removing device 48 that removes foreign matter mixed with pulverized coal.
  • the coal gasification furnace 14 is not limited to the spouted bed gasification furnace, and may be a fluidized bed gasification furnace or a fixed bed gasification furnace.
  • the coal gasification furnace 14 is provided with a gas generation line 49 for combustible gas toward the char recovery device 15, and can discharge combustible gas containing char.
  • a gas generation line 49 for combustible gas toward the char recovery device 15, and can discharge combustible gas containing char.
  • the combustible gas may be cooled to a predetermined temperature and then supplied to the char recovery device 15.
  • the steam turbine facility 18 has a turbine 69 connected to the rotating shaft 64 in the gas turbine facility 17, and the generator 19 is connected to the base end portion of the rotating shaft 64.
  • the exhaust heat recovery boiler 20 is provided in the exhaust gas line 70 from the gas turbine equipment 17 (the turbine 63), and generates steam by exchanging heat between the air and the high temperature exhaust gas. Therefore, the exhaust heat recovery boiler 20 is provided with the steam supply line 71 between the steam turbine equipment 18 and the turbine 69 of the steam turbine equipment 18, the steam recovery line 72 is provided, and the steam recovery line 72 is provided with the condenser 73. Yes. Therefore, in the steam turbine facility 18, the turbine 69 is driven by the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, and the generator 19 can be driven by rotating the rotating shaft 64.
  • the exhaust gas from which heat has been recovered by the exhaust heat recovery boiler 20 has harmful substances removed by the gas purification device 74, and the purified exhaust gas is discharged from the chimney 75 to the atmosphere.
  • raw coal low-grade coal
  • the machine 22 drops the crusher 23 where it is crushed to a predetermined size.
  • the crushed low-grade coal is heated and dried by the fluidized bed drying device 12, cooled by the cooler 31, and stored in the dry coal bunker 32.
  • the steam taken out from the upper part of the fluidized bed drying device 12 is separated into dry coal particles by the dry coal cyclone 33 and the dry coal electrostatic precipitator 34 and compressed by the steam compressor 35 before being supplied to the fluidized bed drying device 12. Returned as drying steam.
  • the dry coal particles separated from the steam are stored in the dry coal bunker 32.
  • the dry coal stored in the dry coal bunker 32 is fed into the pulverized coal machine 13 by the coal feeder 36, where it is pulverized into fine particles to produce pulverized coal, and through the pulverized coal bag filters 37a and 37b. And stored in the pulverized coal supply hoppers 38a and 38b.
  • the pulverized coal stored in the pulverized coal supply hoppers 38 a and 38 b is supplied to the coal gasification furnace 14 through the first nitrogen supply line 43 by nitrogen supplied from the air separation device 42.
  • the char recovered by the char recovery device 15 described later is supplied to the coal gasifier 14 through the second nitrogen supply line 45 by nitrogen supplied from the air separation device 42.
  • the compressed air extracted from the gas turbine equipment 17 to be described later is boosted by the booster 68 and then supplied to the coal gasification furnace 14 through the compressed air supply line 41 together with oxygen supplied from the air separation device 42.
  • the supplied pulverized coal and char are combusted by compressed air (oxygen), and the pulverized coal and char are gasified to generate combustible gas (coal gas) mainly composed of carbon dioxide. Can be generated.
  • the combustible gas is discharged from the coal gasifier 14 through the gas generation line 49 and sent to the char recovery device 15.
  • the exhaust gas discharged from the turbine 63 in the gas turbine equipment 17 generates steam by exchanging heat with air in the exhaust heat recovery boiler 20, and supplies the generated steam to the steam turbine equipment 18. .
  • the generator 69 can be driven through the rotating shaft 64 to generate electric power by driving the turbine 69 with the steam supplied from the exhaust heat recovery boiler 20.
  • the drying container 101 has a hollow box shape, and is formed with a raw coal charging port 102 for charging raw coal on one end side, and on the other end side, dried charcoal for discharging a dried product obtained by heating and drying raw coal.
  • a discharge port 103 is formed.
  • the drying container 101 is provided with a dispersion plate 107 having a plurality of openings or ejection nozzles at a predetermined distance from the bottom plate 110 at the lower portion, and a fluidized gas (superheated steam) in the drying container 101 is provided on the bottom plate 110.
  • a fluidized gas supply unit 104 is provided.
  • the drying container 101 has a gas discharge port 105 for discharging the fluidized gas and the generated steam at the upper part on the dry coal discharge port 103 side.
  • the drying container 101 is supplied with raw coal from the raw coal inlet 102 and supplied with fluidizing gas from the fluidizing gas supply unit 104 through the dispersion plate 107, so that a predetermined thickness is provided above the dispersion plate 107.
  • a fluidized bed S is formed, and a free board portion F is formed above the fluidized bed S.
  • a heat transfer pipe 106 that circulates in the fluidized bed S from the outside through the drying container 101 is disposed, and the raw coal can be heated and dried by the superheated steam flowing in the heat transfer pipe 106.
  • the drying container 101 has a width on the raw coal inlet 102 side larger than a width on the dry coal outlet 103 side. That is, in this embodiment, the drying container 101 includes a preheating unit 101a provided on the raw coal input port 102 side and a drying unit 101b provided on the dry coal discharge port 103 side, and the width of the preheating unit 101a is dry. It is formed larger than the width of the portion 101b.
  • the width of the drying unit 101b is W, it is desirable to set the width of the preheating unit 101a to 2W.
  • the raw coal is supplied from the raw coal inlet 102 to the drying container 101 and the fluidized gas is supplied from the fluidized gas supply unit 104 through the dispersion plate 107.
  • a fluidized bed S having a predetermined thickness is formed above the dispersion plate 107. The raw coal moves through the fluidized bed S to the dry coal discharge port 103 side by the fluidizing gas, and is heated and dried by receiving heat from the heat transfer tube 106 at this time.
  • the raw coal moves from the raw coal inlet 102 to the dry coal outlet 103, it is heated and dried by heat from the heat transfer tube 106 or fluidized gas, but is supplied from the raw coal inlet 102.
  • the preheating part 101a it is in the preheated state, and the water is hardly evaporated only by absorbing heat.
  • the raw coal moves beyond the preheating region, that is, the preheating portion 101 a to the drying region, that is, the drying portion 101 b, moisture evaporation starts, gradually increases and becomes maximum, and moisture becomes closer to the dry coal discharge port 103. Evaporation is reduced.
  • the drying container 101 is formed so that the width of the preheating unit 101a is larger than the width of the drying unit 101b, the raw coal having a high water content immediately after being supplied from the raw coal input port 102 is the preheating unit 101a.
  • the preheating part 101a the moisture load per fluidized bed unit volume is reduced, and it is possible to receive a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 106 and to be heated.
  • the raw coal that has been preheated flows from the preheating section 101a to the drying section 101b, the raw coal is narrowed in the width direction, so that the moisture load per fluidized bed unit volume increases, but the raw coal is sufficient in the preheating section 101a. Since the temperature rises to a certain temperature, the occurrence of poor flow is suppressed, and the drying unit 101b is heated by receiving a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 106 and the like, thereby enabling proper drying.
  • the drying container 101 is set such that the height of the first dispersion plate 107a corresponding to the preheating unit 101a is higher than the height of the second dispersion plate 107b corresponding to the drying unit 101b,
  • the height of the fluidized bed S in the preheating part 101a decreases. Therefore, in the preheating part 101a, the flow amount of raw coal decreases, generation
  • the height of the fluidized bed S decreases, but by increasing the width of the preheating unit 101a of the drying container 101, an increase in moisture load per fluidized bed volume is suppressed.
  • the drying container 101 has fluidized gas supply ports 104a and 104b formed individually for the respective wind chambers 109a and 109b provided below the fluidized bed S, the fluidized gas supply port 104a allows By increasing the amount of fluidizing gas supplied to the wind chamber 109a corresponding to the preheating unit 101a, the fluidization energy and heating amount for the raw coal in the preheating unit 101a can be increased, and preheating can be promoted.
  • the dry coal from which the raw coal has been dried is discharged to the outside through the dry coal discharge port 103, and the steam generated by heating and drying the raw coal in the fluidized bed S rises together with the fluidized gas. It flows to the discharge port 103 side and is discharged from the gas discharge port 105 to the outside.
  • the drying container 101 having a hollow shape, the raw coal charging port 102 for charging raw coal into one end side of the drying container 101, and the other end of the drying container 101 are provided.
  • the drying vessel 101 is provided with a gas outlet 105 for discharging fluidized gas and generated steam from above the raw coal inlet 102 on one end side of the drying vessel 101, and a heat transfer tube 106 for heating the raw coal of the fluidized bed S.
  • the width of the raw coal charging port 102 side is formed larger than the width of the dry coal discharging port 103 side.
  • the raw coal with a large amount of water immediately after charging in the drying vessel 101 spreads in the width direction on the raw coal inlet 102 side in the drying vessel 101, the moisture load per fluidized bed volume is relaxed, and a sufficient amount of heat is generated. In response to the heat, the generation of poor flow can be suppressed and the drying efficiency of the raw coal can be improved.
  • the drying container 101 is configured by a preheating unit 101a provided on the raw coal input port 102 side and a drying unit 101b provided on the dry coal discharge port 103 side, and the preheating unit
  • the width of 101a is formed larger than the width of the drying unit 101b. Therefore, in the preheating part 101a, since raw coal spreads in the width direction, the moisture load per fluidized bed volume in pulverized coal with a large amount of moisture is alleviated, and sufficient heat is secured to the raw coal for heating.
  • the drying section 101b although the moisture load per fluidized bed volume in the raw coal increases, the raw coal is sufficiently heated, so that the occurrence of poor flow is suppressed and the raw coal is easily removed. Can be dried.
  • the fluidizing gas supply amount is different between the wind chamber 109a provided with the first dispersion plate 107a corresponding to the preheating portion 101a and the wind chamber 109b provided with the second dispersion plate 107b corresponding to the drying portion 101b. It is possible to change the amount of fluidized gas, and it is possible to supply the optimum amount of fluidized gas in accordance with the moisture content of the raw coal, to prevent the occurrence of fluidity failure and to optimize drying.
  • the height of the first dispersion plate 107a is set higher than the height of the second dispersion plate 107b, so that the height of the fluidized bed S in the preheating unit 101a is high. Decrease. Therefore, in the preheating part 101a, the flow amount of raw coal decreases, generation
  • the fluidized bed drying apparatus 12 ⁇ / b> A includes a drying container 201, a raw coal charging port (wet raw material charging unit) 202, and a dry coal discharging port (dry matter discharging unit). 203, a fluidizing gas supply unit 204, a gas discharge port (gas discharge unit) 205, and a heat transfer tube (heating unit) 206.
  • the drying container 201 is formed so that the width on the raw coal input port 202 side is larger than the width on the dry coal discharge port 203 side. That is, in this embodiment, the drying container 201 includes a preheating unit 201a provided on the raw coal input port 202 side and a drying unit 201b provided on the dry coal discharge port 203 side, and the preheating unit 201a is the drying unit 201b. The width is narrowed toward the head and is directly connected to the drying unit 201b.
  • the raw coal is supplied from the raw coal inlet 202 to the drying container 201 and the fluidizing gas is supplied from the fluidizing gas supply unit 204 through the dispersion plate 207, so that A fluidized bed S having a predetermined thickness is formed.
  • the raw coal moves through the fluidized bed S to the dry matter discharge port 203 side by the fluidized gas, and is heated and dried by receiving heat from the heat transfer tube 206 at this time.
  • the raw coal is heated and dried by the heat from the heat transfer tube 206 and the fluidized gas while moving from the raw coal inlet 202 to the dry matter outlet 203, but is supplied from the raw coal inlet 202.
  • the preheating part 201a it is in a preheated state, and the water is hardly evaporated only by absorbing heat.
  • the raw coal moves from the preheating region, that is, the preheating portion 201 a to the drying region, that is, the drying portion 201 b, moisture evaporation starts, gradually increases and becomes maximum, and moisture approaches the dry matter discharge port 203. Evaporation is reduced.
  • the drying container 201 is formed so that the width of the preheating part 201a is larger than the width of the drying part 201b and narrows toward the drying part 201b.
  • the raw coal that has been preheated flows from the preheating portion 201a to the drying portion 201b, it narrows in the width direction, so that the moisture load per fluidized bed unit volume increases, but the raw coal is sufficient in the preheating portion 201a. Since the temperature rises to a certain temperature, the occurrence of poor flow is suppressed, and the drying unit 201b receives a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 206 and is heated, thereby enabling proper drying.
  • the height of the first dispersion plate 207a corresponding to the preheating unit 201a is set to be higher than the height of the second dispersion plate 207b corresponding to the drying unit 201b, and toward the second dispersion plate 207b. Since the raw coal with a large amount of water is low, the height of the fluidized bed S in the preheating portion 201a is reduced. Therefore, also in this point, in the preheating part 201a, the flow amount of raw coal decreases, generation
  • the fluidized bed height S decreases, but by widening the width of the preheating unit 201a of the drying vessel 201, the decrease in the fluidized bed volume is offset, and the moisture load per fluidized bed unit volume increases. Can be relaxed.
  • the raw coal that has been preheated flows from the preheating unit 201a to the drying unit 201b.
  • a sufficient amount of heat is supplied from the heat transfer tube 206 and the like in the drying unit 201b. By receiving and heating, proper drying becomes possible.
  • the dry coal from which the raw coal has been dried is discharged to the outside through the dry matter discharge port 203, and the steam generated by heating and drying the raw coal in the fluidized bed S rises together with the fluidized gas, and the dry coal It flows to the discharge port 203 side and is discharged from the gas discharge port 205 to the outside.
  • the width of the preheating unit 201a in the drying container 201 is formed larger than the width of the drying unit 201b, and the preheating unit 201a is narrowed toward the drying unit 201b. Then, it is connected to the drying unit 201b.
  • the raw coal with a large amount of moisture immediately after charging in the drying container 201 spreads in the width direction on the raw coal inlet 202 side in the drying container 201, the moisture load per volume in the raw coal is relaxed, and a sufficient amount of heat is generated. In response to the heat, the occurrence of poor flow is suppressed and the drying efficiency of the raw coal can be improved. And since the width
  • FIG. 7 is a schematic plan view of a fluidized bed drying apparatus according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus of the third embodiment.
  • symbol is attached
  • the fluidized bed drying apparatus 12B includes a drying container 301, a raw coal charging port (wet raw material charging unit) 302, and a dry coal discharging port (dry matter discharging unit). 303, a fluidizing gas supply unit 304, a gas discharge port (gas discharge unit) 305, and a heat transfer tube (heating unit) 306.
  • the drying container 301 has a width on the raw coal inlet 302 side larger than a width on the dry coal outlet 303 side. That is, in the present embodiment, the drying container 301 includes a preheating unit 301a provided on the raw coal input port 302 side, a drying unit 301b provided on the dry coal discharge port 303 side, and a preheating unit 301a to the drying unit 301b. It is comprised from the reduced width part 301c to which a width
  • the dispersion plate 307 includes a first dispersion plate 307a corresponding to the preheating portion 301a, a second dispersion plate 307b corresponding to the drying portion 301b, and a third dispersion plate corresponding to the reduced width portion 301c. It is divided into 307c.
  • the partitioned areas of the bottom plate 310 and the dispersion plate 307 are partitioned by the partition plates 308 corresponding to the respective dispersion plates 307a, 307b, and 307c, so that the air chambers 309a, 309b, and 309c are formed.
  • the fluidized gas supply sections 304a, 304b, and 304c are formed in the air chambers 309a, 309b, and 309c. Furthermore, the height of the first dispersion plate 307a corresponding to the preheating part 301a is set higher than that of the second dispersion plate 307b corresponding to the drying part 301b, and the first dispersion plate 307a and the second dispersion plate 307b are the first dispersion plate 307b.
  • the first dispersion plate 307a is connected to the second dispersion plate 307b by a third dispersion plate 307c having an inclined surface inclined downward.
  • the raw coal is supplied from the raw coal inlet 302 to the drying container 301 and the fluidizing gas is supplied from the fluidizing gas supply unit 304 through the dispersion plate 307, so that the upper side of the dispersion plate 307.
  • a fluidized bed S having a predetermined thickness is formed.
  • the raw coal moves through the fluidized bed S to the dry matter discharge port 303 side by the fluidizing gas, and is heated and dried by receiving heat from the heat transfer tube 306 at this time.
  • the drying container 301 is formed so that the width of the preheating portion 301a is larger than the width of the drying portion 301b, and the reduced width portion 301c is narrowed toward the drying portion 301b.
  • the raw coal with a large amount of water immediately after the addition spreads in the width direction in the preheating portion 301a. Therefore, in the preheating part 301a, the density of the raw coal is reduced, the moisture load per unit volume in the raw coal is reduced, and it is possible to be heated by receiving a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 306 or the like. .
  • the raw coal density increases in order to narrow in the width direction, and moisture per unit volume in the raw coal
  • the raw coal is heated to a sufficient temperature in the preheating unit 301a, and is heated by receiving a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 306 and the like in the drying unit 301b. It becomes possible.
  • the height of the first dispersion plate 307a corresponding to the preheating portion 301a is set higher than the height of the second dispersion plate 307b corresponding to the drying portion 301b, and the third dispersion plate 307c is inclined. Therefore, the raw coal with a large amount of water reduces the height of the fluidized bed S in the preheating portion 301a. Therefore, also in this point, in the preheating part 301a, the flow rate of the raw coal is reduced, the moisture load per unit volume in the raw coal is reduced, and it is heated by receiving a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 306 or the like. It becomes possible.
  • the drying section 301b is heated by receiving a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 306 and the like, thereby enabling proper drying.
  • the dry coal from which the raw coal has been dried is discharged to the outside through the dry matter discharge port 303, and the steam generated by heating and drying the raw coal in the fluidized bed S rises together with the fluidized gas and is dried. It flows to the charcoal discharge port 303 side and is discharged from the gas discharge port 305 to the outside.
  • the raw coal with a large amount of water immediately after charging in the drying container 301 spreads in the width direction on the raw coal inlet 302 side in the drying container 301, the moisture load per volume in the raw coal is relaxed, and a sufficient amount of heat is generated. It will receive and will be heated and can improve the drying efficiency of raw coal. And since the width
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a fluidized bed drying apparatus according to Example 4 of the present invention
  • FIG. 10 is a schematic side view of the fluidized bed drying apparatus of Example 4.
  • symbol is attached
  • the fluidized bed drying apparatus 12 ⁇ / b> C includes a drying container 401, a raw coal charging port (wet raw material charging unit) 402, and a dry coal discharging port (dry matter discharging unit). 403, fluidized gas supply unit 404, gas discharge port (gas discharge unit) 405, and heat transfer tube (heating unit) 406.
  • the drying container 401 has a hollow box shape, and a raw coal input port 402 is formed on one end side, and a dry coal discharge port 403 is formed on the other end side.
  • the drying container 401 is provided with a dispersion plate 407 at the bottom, a fluidizing gas supply unit 404 is provided at the bottom plate 410, and a gas discharge port 405 is formed at the top on the dry coal discharge port 403 side. Therefore, the drying container 401 is supplied with raw coal from the raw coal inlet 402 and supplied with fluidizing gas from the fluidizing gas supply unit 404 through the dispersion plate 407, so that a predetermined amount is provided above the dispersion plate 407.
  • a fluidized bed S having a thickness is formed, and a free board portion F is formed above the fluidized bed S.
  • a heat transfer tube 406 is disposed in the fluidized bed S.
  • the drying container 401 has a width on the raw coal inlet 402 side larger than a width on the dry coal outlet 403 side. That is, in this embodiment, the drying container 401 reaches the preheating unit 401a provided on the raw coal input port 402 side, the drying unit 401b provided on the dry coal discharge port 403 side, and the preheating unit 401a to the drying unit 401b. It is comprised from the reduced width part 401c to which a width
  • the dispersion plate 407 is divided into a plurality of parts in the drying container 401, and a plurality of wind chambers 409 are formed by partitioning the region where the bottom plate 410 and the dispersion plate 407 are partitioned by the partition plate 408.
  • the fluidizing gas supply unit 404 is connected to each wind chamber 409.
  • the raw coal is supplied from the raw coal inlet 402 to the drying container 401 and the fluidizing gas is supplied from the fluidizing gas supply unit 404 through the dispersion plate 407, so that the upper side of the dispersion plate 407.
  • a fluidized bed S having a predetermined thickness is formed.
  • the raw coal moves through the fluidized bed S to the dry matter discharge port 403 side by the fluidizing gas, and is heated and dried by receiving heat from the heat transfer tube 406 at this time.
  • the raw coal is heated and dried by the heat from the heat transfer pipe 406 and the fluidized gas while moving from the raw coal inlet 402 to the dry matter outlet 403, but is supplied from the raw coal inlet 402.
  • the preheating part 401a it is in a preheated state, and the water is hardly evaporated only by absorbing heat.
  • the raw coal moves from the preheating region, that is, the preheating portion 401a through the reduced width portion 401c to the drying region, that is, the drying portion 401b, water evaporation starts and gradually increases to become the maximum.
  • the outlet 403 is approached, moisture evaporation decreases.
  • the drying container 401 is formed so that the width of the preheating portion 401a is larger than the width of the drying portion 401b, and the reduced width portion 401c is narrowed toward the drying portion 401b.
  • the raw coal with a large amount of moisture immediately after the addition spreads in the width direction in the preheating portion 401a. Therefore, in the preheating part 401a, the moisture load per fluidized bed unit volume is reduced, and it is possible to receive a sufficient amount of heat from the heat transfer tube 406 and the like and to be heated.
  • the dry coal from which the raw coal has been dried is discharged to the outside through the dry matter discharge port 403, and the steam generated by heating and drying the raw coal in the fluidized bed S rises together with the fluidized gas. It flows to the discharge port 403 side and is discharged from the gas discharge port 405 to the outside.
  • the width of the preheating unit 401a in the drying container 401 is formed larger than the width of the drying unit 401b, and the width is between the preheating unit 401a and the drying unit 401b.
  • a narrowed width portion 401c is provided.
  • the raw coal with a large amount of moisture immediately after charging in the drying container 401 spreads in the width direction on the raw coal inlet 402 side in the drying container 401, the moisture load per volume in the raw coal is relaxed, and a sufficient amount of heat is generated. In response to the heat, the occurrence of poor flow is suppressed and the drying efficiency of the raw coal can be improved. And since the width
  • FIG. 11 is a schematic perspective view of a fluidized bed drying apparatus according to Example 5 of the present invention.
  • symbol is attached
  • the drying container 501 has a hollow box shape, and a raw coal inlet 502 is formed on one end side, and a dry coal discharge port is formed on the other end side.
  • the drying container 501 is provided with a fluidizing gas supply unit, and a gas discharge port 505 is formed in the upper part. Therefore, the dry container 501 is supplied with raw coal from the raw coal inlet 502 and supplied with fluidizing gas from the fluidizing gas supply port, thereby forming a fluidized bed with a predetermined thickness.
  • a free board portion is formed above the fluidized bed, and a heat transfer tube is disposed in the fluidized bed.
  • the drying container 501 has a width on the raw coal inlet 502 side larger than a width on the dry coal outlet. That is, in this embodiment, the drying container 501 includes a preheating unit 501a provided on the raw coal input port 502 side and a drying unit 501b provided on the dry coal discharge port side, and the preheating unit 501a to the drying unit 501b. The width gradually decreases toward.
  • the drying container 501 raw coal with a large amount of water immediately after charging spreads in the width direction in the preheating unit 501a, and preheating and drying proceed while flowing toward the drying unit 501b.
  • the preheating part 501a the moisture load per fluidized bed volume is relaxed and heated by receiving a sufficient amount of heat, the occurrence of poor flow is suppressed, and the drying efficiency of raw coal can be improved.
  • variety becomes narrow gradually toward the drying part 501b from the preheating part 501a, it becomes possible to make raw coal flow uniformly within the drying container 501, and in the preheating part 501a. By gradually changing the moisture load per fluidized bed volume, insufficient heat input to the raw coal can be prevented.
  • the moisture per fluidized bed volume in the drying vessel 501 is determined.
  • the load can be made constant, the occurrence of poor flow can be suppressed, and the drying efficiency of raw coal can be further improved.
  • low grade coal was used as a wet raw material, it is applicable even if it is high grade coal, and it is not limited to coal, but can be used as a renewable biologically derived organic resource.
  • thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) reduced in weight can be used.

Landscapes

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Abstract

　流動層乾燥装置において、中空形状をなす乾燥容器（１０１）と、乾燥容器（１０１）の一端側に原炭を投入する原炭投入口（１０２）と、乾燥容器（１０１）の他端側から原炭が加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口（１０３）と、乾燥容器（１０１）の下部に流動化ガスを供給することで原炭と共に流動層（Ｓ）を形成する流動化ガス供給部（１０４）と、乾燥容器（１０１）の一端側における原炭投入口（１０２）より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口（１０５）と、流動層（Ｓ）の原炭を加熱する伝熱管（１０６）とを設け、乾燥容器（１０１）を原炭投入口（１０２）側の幅を乾燥炭排出口（１０３）側の幅より大きく形成することで、乾燥効率の向上を可能とする。

Description

流動層乾燥装置
　本発明は、流動化ガスにより被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置に関するものである。
　例えば、石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種を拡大することにより、さらにメリットが大きくなることが知られている。
　従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。
　ところで、このような石炭ガス化複合発電設備にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭（高品位炭）だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭（低品位炭）がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。
　このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された流動乾燥方法および流動層乾燥装置は、供給室に原料供給口から水分を含む原料を供給し、供給室及び乾燥分級室の分散板を通しての流動化ガスにより被流動物を流動させて乾燥及び微粉と粗粒に分級処理する際、供給室の流動層の層厚みを乾燥分級室の流動層の層厚みとは別に制御するものである。
特開２００８－１２８５２４号公報
　上述したように低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥装置における流動化不良が発生し、石炭の乾燥不良が発生するおそれがある。そのため、投入する石炭の量を減少させる必要があり、処理量が減少してしまうという問題がある。特許文献１に記載された流動乾燥方法および流動層乾燥装置は、供給室の流動層の層厚みを乾燥分級室の流動層の層厚みとは別に制御することで、水分量の多い原料を原料粒子の塊成化や装置への付着の発生を抑制しながら安定的に乾燥及び分級するものであるが、この技術では、供給室における流動層単位体積あたりの水分蒸発負荷が増加してしまい、原料を適正に乾燥するための熱量が不足し、原料粒子の塊成化や装置への付着による流動不良が発生してしまうという問題がある。
　本発明は、上述した課題を解決するものであり、流動不良の発生を抑止し、乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本発明の流動層乾燥装置は、中空形状をなす乾燥容器と、該乾燥容器の一端側に湿潤原料を投入する湿潤原料投入部と、前記乾燥容器の他端側から湿潤原料が加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部と、前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで湿潤原料と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、前記乾燥容器の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、前記流動層の湿潤原料を加熱する加熱部と、を備え、前記乾燥容器は、前記湿潤原料投入部側の幅が前記乾燥物排出部側の幅より大きく形成される、ことを特徴とするものである。
　従って、湿潤原料投入部から湿潤原料が乾燥容器内に投入されると共に、流動化ガス供給部から流動化ガスが乾燥容器の下部に供給されると、湿潤原料が流動化ガスにより流動することで流動層が形成され、この流動層の湿潤原料が加熱部により加熱されることで徐々に乾燥されて乾燥物となり、この乾燥物が乾燥物排出部から外部に排出される一方、流動化ガスと湿潤原料が乾燥することで発生した蒸気がガス排出部から外部に排出される。このとき、乾燥容器は、湿潤原料投入部側の幅が乾燥物排出部側の幅より大きく形成されることで、投入直後で水分量の多い湿潤原料は、乾燥容器における湿潤原料投入部側で幅方向に広がり、流動層体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生を抑止し、湿潤原料の乾燥効率を向上することができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、前記湿潤原料投入部側に設けられる予熱部と、前記乾燥物排出部側に設けられる乾燥部とを有し、前記予熱部の幅が前記乾燥部の幅より大きく形成されることを特徴としている。
　従って、予熱部では、湿潤原料が幅方向に広がるため、流動層体積当たりの水分負荷が緩和されることで、湿潤原料に対して十分な熱量を確保して加熱することができ、乾燥部では、流動層体積当たりの湿潤原料の水分負荷が大きくなるものの、湿潤原料が予熱部で十分に加熱されていることで、流動不良の発生が抑止され、湿潤原料を容易に乾燥することができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記予熱部は前記乾燥部に向けて幅が狭くなり直接前記乾燥部に連結されることを特徴としている。
　従って、乾燥容器内で湿潤原料が滞留せずに均一に流動させることができると共に、予熱部における流動層体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、湿潤原料への入熱不足を防止することができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記予熱部から前記乾燥部に至る間に幅が狭くなる縮幅部が設けられることを特徴としている。
　従って、乾燥容器内で湿潤原料が滞留せずに均一に流動させることができると共に、予熱部における流動層体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、湿潤原料への入熱不足を防止することができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥容器は、底板から所定高さをあけて多数の開口もしくは噴出ノズルを有する複数の分散板が設けられ、該複数の分散板は、前記予熱部に対応した第１分散板と、前記乾燥部に対応した第２分散板とに分割されると共にその領域が区画され、前記各分散板に対応した領域に対する前記底板に前記流動化ガス供給部がそれぞれ設けられることを特徴としている。
　従って、予熱部に対応して第１分散板が設けられた領域と、乾燥部に対応して第２分散板が設けられた領域とでそれぞれ流動化ガス供給部を設けることで、予熱部と乾燥部への流動化ガス供給量を変更することが可能となり、湿潤原料の状態に合わせて最適な流動化ガス量を供給することができ、乾燥の最適化を図ることができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記乾燥装置は、前記縮幅部に対応した第３分散板を設けると共に、当該第３分散板に対応した領域に対する前記底板に前記流動化ガス供給部が設けられることを特徴としている。
　従って、縮幅部に対応した第３分散板が設けられた領域に流動化ガス供給部を設けることで、縮幅部への流動化ガス供給量を変更することが可能となり、湿潤原料の状態に合わせて最適な流動化ガス量を供給することができ、乾燥の最適化を図ることができる。　
　本発明の流動層乾燥装置では、前記第１分散板は、前記第２分散板よりも、その高さが高く設定されることを特徴としている。
　従って、予熱部にある第１分散板の高さを乾燥部にある第２分散板の高さより高くすることで、流動不良の発生を抑制する一方、湿潤原料投入部側の幅が乾燥物排出部側の幅より大きく形成されているため、投入直後で水分量の多い湿潤原料は、乾燥容器における湿潤原料投入部側で幅方向に広がり、流動層体積当たりの水分負荷の増加を緩和することができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記第１分散板は前記第２分散板に向けて下方に傾斜して連結されることを特徴している。
　従って、湿潤原料が予熱部から乾燥部に流動する過程で、傾斜した第１分散板により湿潤原料がスムーズに流動することとなり、乾燥容器内で湿潤原料を滞留させずに均一に流動させることができる。
　本発明の流動層乾燥装置では、前記第３分散板は前記第１分散板から前記第２分散板に向けて下方に傾斜して連結されることを特徴としている。
　従って、湿潤原料が予熱部から乾燥部に流動する過程で、傾斜した第３分散板により湿潤原料がスムーズに流動することとなり、乾燥容器内で湿潤原料を滞留させずに均一に流動させることができる。
　本発明の流動層乾燥装置によれば、乾燥容器における湿潤原料投入部側の幅を乾燥物排出部側の幅より大きく形成するので、投入直後で水分量の多い湿潤原料は、幅の広い湿潤原料投入部側で流動層体積当たりの水分蒸発負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生を抑止し、湿潤原料の乾燥効率を向上することができる。
図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。 図２は、実施例１の流動層乾燥装置の概略平面図である。 図３は、実施例１の流動層乾燥装置の概略側面図である。 図４は、実施例１の流動層乾燥装置の概略斜視図である。 図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置の概略平面図である。 図６は、実施例２の流動層乾燥装置の概略側面図である。 図７は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置の概略平面図である。 図８は、実施例３の流動層乾燥装置の概略側面図である。 図９は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置の概略平面図である。 図１０は、実施例４の流動層乾燥装置の概略側面図である。 図１１は、本発明の実施例５に係る流動層乾燥装置の概略斜視図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
　図１は、本発明の実施例１に係る流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図、図２は、実施例１の流動層乾燥装置の概略平面図、図３は、実施例１の流動層乾燥装置の概略側面図、図４は、実施例１の流動層乾燥装置の概略斜視図である。
　実施例１の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｏａｌ　Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｃｙｃｌｅ）は、空気を酸化剤としてガス化炉で石炭ガスを生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。即ち、本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤原料として低品位炭を使用している。
　実施例１において、図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備１０は、給炭装置１１、流動層乾燥装置１２、微粉炭機（ミル）１３、石炭ガス化炉１４、チャー回収装置１５、ガス精製装置１６、ガスタービン設備１７、蒸気タービン設備１８、発電機１９、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｔｅａｍ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０を有している。
　給炭装置１１は、原炭バンカ２１と、石炭供給機２２と、クラッシャ２３とを有している。原炭バンカ２１は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機２２に投下することができる。石炭供給機２２は、原炭バンカ２１から投下された低品位炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ２３に投下することができる。このクラッシャ２３は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
　流動層乾燥装置１２は、給炭装置１１により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気（過熱蒸気）を供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭が含有する水分を除去することができる。そして、この流動層乾燥装置１２は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器３１が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン３３と乾燥炭電気集塵機３４が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ３２に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機３４で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として供給される。
　微粉炭機１３は、石炭粉砕機であって、流動層乾燥装置１２により乾燥された低品位炭（乾燥炭）を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。即ち、微粉炭機１３は、乾燥炭バンカ３２に貯留された乾燥炭が石炭供給機３６により投下され、この乾燥炭）を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機１３で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。
　石炭ガス化炉１４は、微粉炭機１３で処理された微粉炭が供給可能であると共に、チャー回収装置１５で回収されたチャー（石炭の未燃分）が戻されてリサイクル可能となっている。
　即ち、石炭ガス化炉１４は、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン４１が接続されており、このガスタービン設備１７で圧縮された圧縮空気が供給可能となっている。空気分離装置４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３が石炭ガス化炉１４に接続され、この第１窒素供給ライン４３に微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂからの給炭ライン４４ａ，４４ｂが接続されている。また、第２窒素供給ライン４５も石炭ガス化炉１４に接続され、この第２窒素供給ライン４５にチャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、酸素供給ライン４７は、圧縮空気供給ライン４１に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
　石炭ガス化炉１４は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、空気（酸素）、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉１４は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。この場合、石炭ガス化炉１４は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉１４は、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスのガス生成ライン４９が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１５に供給するとよい。
　チャー回収装置１５は、集塵装置５１と供給ホッパ５２とを有している。この場合、集塵装置５１は、１つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵装置５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
　ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１７に供給する。なお、このガス精製装置１６では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓ）が含まれているため、アミン吸収液によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
　ガスタービン設備１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６から燃料ガス供給ライン６６が接続され、タービン６３に燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１から石炭ガス化炉１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気とガス精製装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
　蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７における回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に、蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が駆動し、回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。
　そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
　ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
　実施例１の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１にて、原炭（低品位炭）が原炭バンカ２１に貯留されており、この原炭バンカ２１の低品位炭が石炭供給機２２によりクラッシャ２３に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置１２により加熱乾燥された後、冷却器３１により冷却され、乾燥炭バンカ３２に貯留される。また、流動層乾燥装置１２の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン３３及び乾燥炭電気集塵機３４により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機３５で圧縮されてから流動層乾燥装置１２に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ３２に貯留される。
　乾燥炭バンカ３２に貯留される乾燥炭は、石炭供給機３６により微粉炭機１３に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ３７ａ，３７ｂを介して微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される。この微粉炭供給ホッパ３８ａ，３８ｂに貯留される微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を通して石炭ガス化炉１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャーが、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を通して石炭ガス化炉１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通して石炭ガス化炉１４に供給される。
　石炭ガス化炉１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス（石炭ガス）を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１４からガス生成ライン４９を通して排出され、チャー回収装置１５に送られる。
　このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製装置１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通して石炭ガス化炉１４に戻されてリサイクルされる。
　チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン６３を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
　そして、ガスタービン設備１７におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ２０にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を駆動し、発電を行うことができる。
　その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。
　以下、上述した石炭ガス化複合発電設備１０における流動層乾燥装置１２について詳細に説明する。
　流動層乾燥装置１２は、図２乃至図４に示すように、乾燥容器１０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）１０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）１０３と、流動化ガス供給部１０４と、ガス排出口（ガス排出部）１０５と、伝熱管（加熱部）１０６とを有している。
　乾燥容器１０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２が形成される一方、他端側に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口１０３が形成されている。また、乾燥容器１０１は、下部に底板１１０から所定距離をあけて複数の開口もしくは噴出ノズルを有する分散板１０７が設けられており、この底板１１０に乾燥容器１０１内に流動化ガス（過熱蒸気）を供給する流動化ガス供給部１０４が設けられている。更に、乾燥容器１０１は、乾燥炭排出口１０３側の上部に流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５が形成されている。
　この乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、外部から乾燥容器１０１を貫通して流動層Ｓ内を循環する伝熱管１０６が配置されており、この伝熱管１０６内を流れる過熱蒸気により原炭を加熱して乾燥することができる。
　また、乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２側の幅が乾燥炭排出口１０３側の幅より大きく形成されている。即ち、本実施例にて、乾燥容器１０１は、原炭投入口１０２側に設けられる予熱部１０１ａと、乾燥炭排出口１０３側に設けられる乾燥部１０１ｂとからなり、予熱部１０１ａの幅が乾燥部１０１ｂの幅より大きく形成されている。ここで、乾燥部１０１ｂの幅をＷとすると、予熱部１０１ａの幅を２Ｗに設定することが望ましい。
　また、乾燥容器１０１は、底板１１０から所定高さをあけて多数の開口もしくは噴出ノズルを有する分散板１０７が設けられているが、この分散板１０７は、予熱部１０１ａに対応した１つの第１分散板１０７ａと、乾燥部１０１ｂに対応した４つの第２分散板１０７ｂとに分割されている。そして、乾燥容器１０１は、底板１１０と分散板１０７との区画された領域が複数の分散板１０７ａ，１０７ｂに対応して仕切板１０８により５区画されることで、５つの風室１０９ａ，１０９ｂが形成されており、各風室１０９ａ，１０９ｂに流動化ガス供給口１０４ａ，１０４ｂが形成されている。更に、予熱部１０１ａに対応した第１分散板１０７ａは、乾燥部１０１ｂに対応した第２分散板１０７ｂよりもその高さが高く設定されている。ここで、流動層Ｓの高さをＨとすると、この流動層Ｓの高さＨと予熱部１０１ａの幅２Ｗとをほぼ同寸法に設定することが望ましい。
　ここで、実施例１の流動層乾燥装置１２の作動について説明する。
　流動層乾燥装置１２において、乾燥容器１０１に対して、原炭投入口１０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部１０４から分散板１０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板１０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥炭排出口１０３側に移動し、このとき、伝熱管１０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
　この場合、原炭は、原炭投入口１０２から乾燥炭排出口１０３まで移動する間に、伝熱管１０６からの熱や流動化ガスにより加熱乾燥されるが、原炭投入口１０２から投入された直後、つまり、予熱部１０１ａでは、予熱状態にあり、熱を吸収するだけで水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、予熱部１０１ａを超えて乾燥領域つまり、乾燥部１０１ｂに移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口１０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。
　このとき、乾燥容器１０１は、予熱部１０１ａの幅が乾燥部１０１ｂの幅より大きく形成されていることから、原炭投入口１０２から投入直後で水分量の多い原炭は、この予熱部１０１ａで幅方向に広がる。そのため、予熱部１０１ａでは、流動層単位体積当たりの水分負荷が低下されることとなり、伝熱管１０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部１０１ａから乾燥部１０１ｂに流動すると、幅方向に狭まるために、流動層単位体積当たりの水分負荷が上昇するものの、原炭は、予熱部１０１ａで十分な温度まで上昇していることから、流動不良の発生が抑制され、乾燥部１０１ｂで伝熱管１０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　また、乾燥容器１０１は、予熱部１０１ａに対応した第１分散板１０７ａの高さが乾燥部１０１ｂに対応した第２分散板１０７ｂの高さより高く設定されていることから、水分量の多い原炭は、予熱部１０１ａでの流動層Ｓの高さが減少する。そのため、予熱部１０１ａでは、原炭の流動量が減少し、流動不良の発生が抑制され、伝熱管１０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。予熱部１０１ａでは、流動層Ｓの高さが減少するが、乾燥容器１０１の予熱部１０１ａの幅を広くすることで流動層体積当たりの水分負荷の増加は、抑制される。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部１０１ａから乾燥部１０１ｂに流動するが、予熱部１０１ａで十分な温度まで上昇していることから、乾燥部１０１ｂで伝熱管１０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　更に、乾燥容器１０１は、流動層Ｓの下方に設けられた各風室１０９ａ，１０９ｂに対して流動化ガス供給口１０４ａ，１０４ｂが個別に形成されていることから、流動化ガス供給口１０４ａから予熱部１０１ａに対応した風室１０９ａに供給する流動化ガス量を増量することで、この予熱部１０１ａにおける原炭に対する流動化のエネルギーおよび加熱量を増加し、予熱を促進可能となる。
　その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口１０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、乾燥炭排出口１０３側に流れ、ガス排出口１０５から外部に排出される。
　このように実施例１の流動層乾燥装置にあっては、中空形状をなす乾燥容器１０１と、乾燥容器１０１の一端側に原炭を投入する原炭投入口１０２と、乾燥容器１０１の他端側から原炭が加熱乾燥した乾燥炭を排出する乾燥炭排出口１０３と、乾燥容器１０１の下部に流動化ガスを供給することで原炭と共に流動層Ｓを形成する流動化ガス供給部１０４と、乾燥容器１０１の一端側における原炭投入口１０２より上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出口１０５と、流動層Ｓの原炭を加熱する伝熱管１０６とを設け、乾燥容器１０１の原炭投入口１０２側の幅を乾燥炭排出口１０３側の幅より大きく形成している。
　従って、原炭投入口１０２から原炭が乾燥容器１０１内に投入されると共に、流動化ガス供給部１０４から流動化ガスが乾燥容器１０１の下部から分散板１０７を通して供給されると、原炭が流動化ガスにより流動することで流動層Ｓが形成され、この流動層Ｓの原炭が流動化ガスにより移動するとき、伝熱管１０６により加熱されることで乾燥して乾燥炭となり、この乾燥炭が乾燥炭排出口１０３から外部に排出される一方、流動化ガスと原炭が乾燥することで発生した蒸気がガス排出口１０５から外部に排出される。このとき、乾燥容器１０１内で、投入直後の水分量の多い原炭は、乾燥容器１０１における原炭投入口１０２側で幅方向に広がり、流動層体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生を抑止し、原炭の乾燥効率を向上することができる。
　また、実施例１の流動層乾燥装置では、乾燥容器１０１を、原炭投入口１０２側に設けられる予熱部１０１ａと、乾燥炭排出口１０３側に設けられる乾燥部１０１ｂとで構成し、予熱部１０１ａの幅を乾燥部１０１ｂの幅より大きく形成している。従って、予熱部１０１ａでは、原炭が幅方向に広がるため、水分量の多い微粉炭における流動層体積当たりの水分負荷が緩和されることで、原炭に対して十分な熱量を確保して加熱することができ、乾燥部１０１ｂでは、原炭における流動層体積当たりの水分負荷が大きくなるものの、原炭が十分に加熱されていることで、流動不良の発生が抑止され、原炭を容易に乾燥することができる。
　また、実施例１の流動層乾燥装置では、乾燥容器１０１は、底板１１０から所定高さをあけて多数の開口もしくは噴出ノズルを有する分散板１０７を設け、この分散板１０７を、予熱部１０１ａに対応した第１分散板１０７ａと、乾燥部１０１ｂに対応した第２分散板１０７ｂとに分割すると共に仕切板１０８によりその領域を区画し、各分散板１０７ａ，１０７ｂに対応した風室１０９ａ，１０９ｂに対して流動化ガス供給部１０４ａ，１４ｂをそれぞれ設けている。従って、予熱部１０１ａに対応して第１分散板１０７ａが設けられた風室１０９ａと、乾燥部１０１ｂに対応して第２分散板１０７ｂが設けられた風室１０９ｂとで、流動化ガス供給量を変更することが可能となり、原炭の含水状態に合わせて最適な流動化ガス量を供給することができ、流動不良の発生を抑止し、乾燥の最適化を図ることができる。
　また、実施例１の流動層乾燥装置では、第１分散板１０７ａの高さを第２分散板１０７ｂの高さよりも高く設定していることから、予熱部１０１ａでの流動層Ｓの高さが減少する。そのため、予熱部１０１ａでは、原炭の流動量が減少し、流動不良の発生が抑制され、伝熱管１０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。予熱部１０１ａでは、流動層Ｓの高さが減少するが、乾燥容器１０１の予熱部１０１ａの幅を広くすることで流動層体積の減少は相殺され、流動層単位体積当たりの水分負荷の増加を緩和することができる。
　図５は、本発明の実施例２に係る流動層乾燥装置の概略平面図、図６は、実施例２の流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　実施例２において、図５及び図６に示すように、流動層乾燥装置１２Ａは、乾燥容器２０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）２０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）２０３と、流動化ガス供給部２０４と、ガス排出口（ガス排出部）２０５と、伝熱管（加熱部）２０６とを有している。
　乾燥容器２０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭投入口２０２が形成される一方、他端側に乾燥炭排出口２０３が形成されている。また、乾燥容器２０１は、下部に分散板２０７が設けられ、底板２１０に流動化ガス供給部２０４が設けられる一方、乾燥炭排出口２０３側の上部にガス排出口２０５が形成されている。そのため、乾燥容器２０１は、原炭投入口２０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部２０４から分散板２０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板２０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、流動層Ｓに伝熱管２０６が配置されている。
　また、乾燥容器２０１は、原炭投入口２０２側の幅が乾燥炭排出口２０３側の幅より大きく形成されている。即ち、本実施例にて、乾燥容器２０１は、原炭投入口２０２側に設けられる予熱部２０１ａと、乾燥炭排出口２０３側に設けられる乾燥部２０１ｂとからなり、予熱部２０１ａは乾燥部２０１ｂに向けてその幅が狭くなって乾燥部２０１ｂに直接連結されている。
　また、乾燥容器２０１にて、分散板２０７は、予熱部２０１ａに対応した第１分散板２０７ａと、乾燥部２０１ｂに対応した第２分散板２０７ｂとに分割されている。そして、乾燥容器２０１は、底板２１０と分散板２０７との区画された領域が各分散板２０７ａ，２０７ｂに対応して仕切板２０８により区画されることで、風室２０９ａ，２０９ｂが形成されており、各風室２０９ａ，２０９ｂに流動化ガス供給口２０４ａ，２０４ｂが形成されている。更に、予熱部２０１ａに対応した第１分散板２０７ａは、乾燥部２０１ｂに対応した第２分散板２０７ｂよりもその高さが高く設定されると共に、第２分散板２０７ｂに向けて下方に傾斜した傾斜面が形成されている。
　従って、乾燥容器２０１に対して、原炭投入口２０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部２０４から分散板２０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板２０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥物排出口２０３側に移動し、このとき、伝熱管２０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
　この場合、原炭は、原炭投入口２０２から乾燥物排出口２０３まで移動する間に、伝熱管２０６からの熱や流動化ガスにより加熱乾燥されるが、原炭投入口２０２から投入された直後、つまり、予熱部２０１ａでは、予熱状態にあり、熱を吸収するだけで水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、予熱部２０１ａを超えて乾燥領域つまり、乾燥部２０１ｂに移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥物排出口２０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。
　このとき、乾燥容器２０１は、予熱部２０１ａの幅が乾燥部２０１ｂの幅より大きく形成され、且つ、乾燥部２０１ｂに向けて狭くなっていることから、原炭投入口２０２から投入直後で水分量の多い原炭は、この予熱部２０１ａで幅方向に広がる。そのため、予熱部２０１ａでは、流動層単位体積当たりの水分負荷が低下されることとなり、伝熱管２０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部２０１ａから乾燥部２０１ｂに流動すると、幅方向に狭まるために、流動層単位体積当たりの水分負荷が上昇するものの、原炭は、予熱部２０１ａで十分な温度まで上昇していることから、流動不良の発生が抑制され、乾燥部２０１ｂで伝熱管２０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　また、乾燥容器２０１は、予熱部２０１ａに対応した第１分散板２０７ａの高さが乾燥部２０１ｂに対応した第２分散板２０７ｂの高さより高く設定され、且つ、第２分散板２０７ｂに向けて低くなっていることから、水分量の多い原炭は、予熱部２０１ａでの流動層Ｓの高さが減少する。そのため、この点でも、予熱部２０１ａでは、原炭の流動量が減少し、流動不良の発生が抑制され、伝熱管２０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。予熱部２０１ａでは、流動層の高さＳが減少するが、乾燥容器２０１の予熱部２０１ａの幅を広くすることで、流動層体積の減少は相殺され、流動層単位体積当たりの水分負荷の増加を緩和することができる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部２０１ａから乾燥部２０１ｂに流動するが、予熱部２０１ａで十分な温度まで上昇していることから、乾燥部２０１ｂで伝熱管２０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥物排出口２０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、乾燥炭排出口２０３側に流れ、ガス排出口２０５から外部に排出される。
　このように実施例２の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器２０１における予熱部２０１ａの幅を乾燥部２０１ｂの幅より大きく形成し、この予熱部２０１ａを乾燥部２０１ｂに向けて幅を狭くして乾燥部２０１ｂに連結している。
　従って、乾燥容器２０１内で、投入直後の水分量の多い原炭は、乾燥容器２０１における原炭投入口２０２側で幅方向に広がり、原炭における体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生が抑止され、原炭の乾燥効率を向上することができる。そして、予熱部２０１ａの幅が徐々に狭くなっていることで、乾燥容器２０１内で原炭が滞留せずに均一に流動させることが可能となると共に、予熱部２０１ａにおける原炭の体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、原炭への入熱不足を防止することができる。
　また、実施例２の流動層乾燥装置では、第１分散板２０７ａと第２分散板２０７ｂとが傾斜面により連結されている。従って、原炭が予熱部２０１ａから乾燥部２０１ｂに流動する過程で、傾斜面によりスムーズに流動することとなり、乾燥容器２０１内で原炭を滞留させずに均一に流動させることができる。
　図７は、本発明の実施例３に係る流動層乾燥装置の概略平面図、図８は、実施例３の流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　実施例３において、図７及び図８に示すように、流動層乾燥装置１２Ｂは、乾燥容器３０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）３０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）３０３と、流動化ガス供給部３０４と、ガス排出口（ガス排出部）３０５と、伝熱管（加熱部）３０６とを有している。
　乾燥容器３０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭投入口３０２が形成される一方、他端側に乾燥炭排出口３０３が形成されている。また、乾燥容器３０１は、下部に分散板３０７が設け、底板３１０に流動化ガス供給部３０４が設けられる一方、乾燥炭排出口３０３側の上部にガス排出口３０５が形成されている。そのため、乾燥容器３０１は、原炭投入口３０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部３０４から分散板３０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板３０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、流動層Ｓに伝熱管３０６が配置されている。
　また、乾燥容器３０１は、原炭投入口３０２側の幅が乾燥炭排出口３０３側の幅より大きく形成されている。即ち、本実施例にて、乾燥容器３０１は、原炭投入口３０２側に設けられる予熱部３０１ａと、乾燥炭排出口３０３側に設けられる乾燥部３０１ｂと、予熱部３０１ａから乾燥部３０１ｂに至る間に幅が狭くなる縮幅部３０１ｃとから構成されている。
　また、乾燥容器３０１にて、分散板３０７は、予熱部３０１ａに対応した第１分散板３０７ａと、乾燥部３０１ｂに対応した第２分散板３０７ｂと、縮幅部３０１ｃに対応した第３分散板３０７ｃに分割されている。そして、乾燥容器３０１は、底板３１０と分散板３０７との区画された領域が各分散板３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃに対応して仕切板３０８により区画されることで、風室３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃが形成されており、各風室３０９ａ，３０９ｂ，３０９ｃに流動化ガス供給部３０４ａ，３０４ｂ，３０４ｃが形成されている。更に、予熱部３０１ａに対応した第１分散板３０７ａは、乾燥部３０１ｂに対応した第２分散板３０７ｂよりもその高さが高く設定され、第１分散板３０７ａと第２分散板３０７ｂとが第１分散板３０７ａから第２分散板３０７ｂに向けて下方に傾斜した傾斜面を有する第３分散板３０７ｃにより連結されている。
　従って、乾燥容器３０１に対して、原炭投入口３０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部３０４から分散板３０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板３０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥物排出口３０３側に移動し、このとき、伝熱管３０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
　この場合、原炭は、原炭投入口３０２から乾燥物排出口３０３まで移動する間に、伝熱管３０６からの熱や流動化ガスにより加熱乾燥されるが、原炭投入口３０２から投入された直後、つまり、予熱部３０１ａでは、予熱状態にあり、熱を吸収するだけで水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、予熱部３０１ａから縮幅部３０１ｃを通って乾燥領域、つまり、乾燥部３０１ｂに移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口３０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。
　このとき、乾燥容器３０１は、予熱部３０１ａの幅が乾燥部３０１ｂの幅より大きく形成され、且つ、縮幅部３０１ｃが乾燥部３０１ｂに向けて狭くなっていることから、原炭投入口３０２から投入直後で水分量の多い原炭は、この予熱部３０１ａで幅方向に広がる。そのため、予熱部３０１ａでは、原炭の密度が低下し、原炭における単位体積当たりの水分負荷が低下されることとなり、伝熱管３０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部３０１ａから縮幅部３０１ｃを通って乾燥部３０１ｂに流動すると、幅方向に狭まるために原炭の密度が上昇し、原炭における単位体積当たりの水分負荷が上昇するものの、原炭は、予熱部３０１ａで十分な温度まで上昇していることから、乾燥部３０１ｂで伝熱管３０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　また、乾燥容器３０１は、予熱部３０１ａに対応した第１分散板３０７ａの高さが乾燥部３０１ｂに対応した第２分散板３０７ｂの高さより高く設定され、且つ、第３分散板３０７ｃが傾斜していることから、水分量の多い原炭は、予熱部３０１ａでの流動層Ｓの高さが減少する。そのため、この点でも、予熱部３０１ａでは、原炭の流動量が減少し、原炭における単位体積当たりの水分負荷が低下されることとなり、伝熱管３０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部３０１ａから乾燥部３０１ｂに流動すると、流動層Ｓの高さが上昇し、原炭における単位体積当たりの水分負荷が上昇するものの、原炭は、予熱部３０１ａで十分な温度まで上昇していることから、乾燥部３０１ｂで伝熱管３０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、適正な乾燥が可能となる。
　その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥物排出口３０３から外部に排出され、、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、乾燥炭排出口３０３側に流れ、ガス排出口３０５から外部に排出される。
　このように実施例３の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器３０１における予熱部３０１ａの幅を乾燥部３０１ｂの幅より大きく形成し、この予熱部３０１ａと乾燥部３０１ｂとの間に幅が狭くなる縮幅部３０１ｃを設けている。
　従って、乾燥容器３０１内で、投入直後の水分量の多い原炭は、乾燥容器３０１における原炭投入口３０２側で幅方向に広がり、原炭における体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、原炭の乾燥効率を向上することができる。そして、予熱部３０１ａの幅が徐々に狭くなっていることで、乾燥容器３０１内で原炭が滞留せずに均一に流動させることが可能となると共に、予熱部３０１ａにおける原炭の体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、原炭への入熱不足を防止することができる。
　図９は、本発明の実施例４に係る流動層乾燥装置の概略平面図、図１０は、実施例４の流動層乾燥装置の概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　実施例４において、図９及び図１０に示すように、流動層乾燥装置１２Ｃは、乾燥容器４０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）４０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部）４０３と、流動化ガス供給部４０４と、ガス排出口（ガス排出部）４０５と、伝熱管（加熱部）４０６とを有している。
　乾燥容器４０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭投入口４０２が形成される一方、他端側に乾燥炭排出口４０３が形成されている。また、乾燥容器４０１は、下部に分散板４０７を設け、底板４１０に流動化ガス供給部４０４が設けられる一方、乾燥炭排出口４０３側の上部にガス排出口４０５が形成されている。そのため、乾燥容器４０１は、原炭投入口４０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部４０４から分散板４０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板４０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成されると共に、この流動層Ｓの上方にフリーボード部Ｆが形成される。そして、流動層Ｓに伝熱管４０６が配置されている。
　また、乾燥容器４０１は、原炭投入口４０２側の幅が乾燥炭排出口４０３側の幅より大きく形成されている。即ち、本実施例にて、乾燥容器４０１は、原炭投入口４０２側に設けられる予熱部４０１ａと、乾燥炭排出口４０３側に設けられる乾燥部４０１ｂと、予熱部４０１ａから乾燥部４０１ｂに至る間に幅が狭くなる縮幅部４０１ｃとから構成されている。
　また、乾燥容器４０１にて、分散板４０７は、複数に分割されており、底板４１０と分散板４０７との区画された領域が仕切板４０８により区画されることで、複数の風室４０９が形成されており、各風室４０９に流動化ガス供給部４０４が連結されている。
　従って、乾燥容器４０１に対して、原炭投入口４０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部４０４から分散板４０７を通して流動化ガスが供給されることで、この分散板４０７の上方に所定厚さの流動層Ｓが形成される。原炭は、流動化ガスにより流動層Ｓを乾燥物排出口４０３側に移動し、このとき、伝熱管４０６から熱を受けることで加熱されて乾燥される。
　この場合、原炭は、原炭投入口４０２から乾燥物排出口４０３まで移動する間に、伝熱管４０６からの熱や流動化ガスにより加熱乾燥されるが、原炭投入口４０２から投入された直後、つまり、予熱部４０１ａでは、予熱状態にあり、熱を吸収するだけで水分はほとんど蒸発しない。その後、原炭は、予熱領域、つまり、予熱部４０１ａから縮幅部４０１ｃを通って乾燥領域、つまり、乾燥部４０１ｂに移動すると、水分蒸発が始まり、徐々に増加して最大となり、乾燥炭排出口４０３に近づくにつれて水分蒸発が減少する。
　このとき、乾燥容器４０１は、予熱部４０１ａの幅が乾燥部４０１ｂの幅より大きく形成され、且つ、縮幅部４０１ｃが乾燥部４０１ｂに向けて狭くなっていることから、原炭投入口４０２から投入直後で水分量の多い原炭は、この予熱部４０１ａで幅方向に広がる。そのため、予熱部４０１ａでは、流動層単位体積当たりの水分負荷が低下されることとなり、伝熱管４０６などから十分な熱量を受けて加熱されることが可能となる。その後、予熱が進行した原炭は、予熱部４０１ａから縮幅部４０１ｃを通って乾燥部４０１ｂに流動すると、流動層単位体積当たりの水分負荷が上昇するものの、原炭は、予熱部４０１ａで十分な温度まで上昇していることから、乾燥部４０１ｂで伝熱管４０６などから十分な熱量を受けて加熱されることで、流動不良の発生が抑止され、適正な乾燥が可能となる。
　その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥物排出口４０３から外部に排出され、流動層Ｓで原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、乾燥炭排出口４０３側に流れ、ガス排出口４０５から外部に排出される。
　このように実施例４の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器４０１における予熱部４０１ａの幅を乾燥部４０１ｂの幅より大きく形成し、この予熱部４０１ａと乾燥部４０１ｂとの間に幅が狭くなる縮幅部４０１ｃを設けている。
　従って、乾燥容器４０１内で、投入直後の水分量の多い原炭は、乾燥容器４０１における原炭投入口４０２側で幅方向に広がり、原炭における体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生が抑止され、原炭の乾燥効率を向上することができる。そして、予熱部４０１ａの幅が徐々に狭くなっていることで、乾燥容器４０１内で原炭が滞留せずに均一に流動させることが可能となると共に、予熱部４０１ａにおける流動層体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、原炭への入熱不足を防止することができる。
　図１１は、本発明の実施例５に係る流動層乾燥装置の概略斜視図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
　実施例５において、図１１に示すように、流動層乾燥装置１２Ｄは、乾燥容器５０１と、原炭投入口（湿潤原料投入部）５０２と、乾燥炭排出口（乾燥物排出部、図示略）と、流動化ガス供給部（図示略）と、ガス排出口（ガス排出部）５０５と、伝熱管（加熱部、図示略）とを有している。
　乾燥容器５０１は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭投入口５０２が形成される一方、他端側に乾燥炭排出口が形成されている。また、乾燥容器５０１は、流動化ガス供給部が設けられる一方、上部にガス排出口５０５が形成されている。そのため、乾燥容器５０１は、原炭投入口５０２から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給口から流動化ガスが供給されることで、所定厚さの流動層が形成されると共に、この流動層の上方にフリーボード部が形成され、この流動層に伝熱管が配置されている。
　また、乾燥容器５０１は、原炭投入口５０２側の幅が乾燥炭排出口側の幅より大きく形成されている。即ち、本実施例にて、乾燥容器５０１は、原炭投入口５０２側に設けられる予熱部５０１ａと、乾燥炭排出口側に設けられる乾燥部５０１ｂとから構成され、予熱部５０１ａから乾燥部５０１ｂに向けてその幅が漸次小さくなっている。
　なお、本実施例の流動層乾燥装置１２Ｄにおける作用は、上述した各実施例とほぼ同様であることから、説明は省略する。
　このように実施例５の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器５０１における予熱部５０１ａの幅を乾燥部５０１ｂの幅より大きく形成し、予熱部５０１ａから乾燥部５０１ｂに向けてその幅を漸次小さくしている。
　従って、乾燥容器５０１内で、投入直後で水分量の多い原炭は、予熱部５０１ａで幅方向に広がり、乾燥部５０１ｂに向けて流動する間に予熱と乾燥が進行する。予熱部５０１ａでは、流動層体積当たりの水分負荷が緩和され、十分な熱量を受けて加熱されることとなり、流動不良の発生が抑止され、原炭の乾燥効率を向上することができる。そして、予熱部５０１ａから乾燥部５０１ｂに向けて幅が徐々に狭くなっていることで、乾燥容器５０１内で原炭が滞留せずに均一に流動させることが可能となると共に、予熱部５０１ａにおける流動層体積当たりの水分負荷を徐々に変化させることで、原炭への入熱不足を防止することができる。
　この場合、原炭における含水量と流動層Ｓにおける乾燥効率とを考慮して予熱部５０１ａと乾燥部５０１ｂとの幅の比率を決定することで、乾燥容器５０１内で、流動層体積当たりの水分負荷を一定とすることができ、流動不良の発生が抑止され、原炭の乾燥効率を更に向上することができる。
　なお、上述した各実施例では、幅広の予熱部と幅狭の乾燥部とを設けたが、その間の形状は実施例に限定されものではない。
　また、上述した各実施例では、湿潤原料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを減量としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
　１１　給炭装置
　１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ　流動層乾燥装置
　１３　微粉炭機
　１４　石炭ガス化炉
　１５　チャー回収装置
　１６　ガス精製装置
　１７　ガスタービン設備
　１８　蒸気タービン設備
　１９　発電機
　２０　排熱回収ボイラ
　１０１，２０１，３０１，４０１，５０１　乾燥容器
　１０１ａ，２０１ａ，３０１ａ，４０１ａ，５０１ａ　予熱部
　１０１ｂ，２０１ｂ，３０１ｂ，４０１ｂ，５０１ｂ　乾燥部
　１０２，２０２，３０２，４０２，５０２　原炭投入口（湿潤原料投入部）
　１０３，２０３，３０３，４０３　乾燥炭排出口（乾燥物排出部）
　１０４，２０４，３０４，４０４　流動化ガス供給部
　１０５，２０５，３０５，４０５，５０５　ガス排出口（ガス排出部）
　１０６，２０６，３０６，４０６　伝熱管（加熱部）
　１０７，２０７，３０７，４０７　分散板

Claims (9)

  1. 　中空形状をなす乾燥容器と、
    　該乾燥容器の一端側に湿潤原料を投入する湿潤原料投入部と、
    　前記乾燥容器の他端側から湿潤原料が加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部と、
    　前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで湿潤原料と共に流動層を形成する流動化ガス供給部と、
    　前記乾燥容器の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、
    　前記流動層の湿潤原料を加熱する加熱部と、
    　を備え、
    　前記乾燥容器は、前記湿潤原料投入部側の幅が前記乾燥物排出部側の幅より大きく形成される、
    　ことを特徴とする流動層乾燥装置。
  2. 　前記乾燥容器は、前記湿潤原料投入部側に設けられる予熱部と、前記乾燥物排出部側に設けられる乾燥部とを有し、前記予熱部の幅が前記乾燥部の幅より大きく形成されることを特徴とする請求項１に記載の流動層乾燥装置。
  3. 　前記予熱部は前記乾燥部に向けて幅が狭くなり直接前記乾燥部に連結されることを特徴とする請求項２に記載の流動層乾燥装置。
  4. 　前記乾燥容器は、底板から所定高さをあけて多数の開口もしくは噴出ノズルを有する複数の分散板が設けられ、該複数の分散板は、前記予熱部に対応した第１分散板と、前記乾燥部に対応した第２分散板とに分割されると共にその領域が区画され、前記各分散板に対応した領域に対する前記底板に前記流動化ガス供給部がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の流動層乾燥装置。
  5. 　前記予熱部から前記乾燥部に至る間に幅が狭くなる縮幅部が設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の流動層乾燥装置。
  6. 前記乾燥装置は、前記縮幅部に対応した第３分散板を設けると共に、当該第３分散板に対応した領域に対する前記底板に前記流動化ガス供給部が設けられることを特徴とする請求項５に記載の流動層乾燥装置。
  7. 　前記第１分散板は、前記第２分散板よりも、その高さが高く設定されることを特徴とする請求項４に記載の流動層乾燥装置。
  8. 　前記第１分散板は前記第２分散板に向けて下方に傾斜して連結されることを特徴とする請求項７に記載の流動層乾燥装置。
  9. 　前記第３分散板は前記第１分散板から前記第２分散板に向けて下方に傾斜して連結されることを特徴とする請求項７に記載の流動層乾燥装置。
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