WO2013011542A1 - 流動層乾燥設備 - Google Patents

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WO2013011542A1
WO2013011542A1 PCT/JP2011/066194 JP2011066194W WO2013011542A1 WO 2013011542 A1 WO2013011542 A1 WO 2013011542A1 JP 2011066194 W JP2011066194 W JP 2011066194W WO 2013011542 A1 WO2013011542 A1 WO 2013011542A1
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fluidized bed
steam
generated steam
bed drying
generated
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PCT/JP2011/066194
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有馬　謙一
甘利　猛
弘実 石井
木下　正昭
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三菱重工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F23K1/04—Heating fuel prior to delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
    • F26B25/007—Dust filtering; Exhaust dust filters
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2201/00—Pretreatment of solid fuel
    • F23K2201/20—Drying
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention relates to a fluidized bed drying apparatus for drying a material to be dried by fluidizing gas, and more particularly to a fluidized bed drying facility capable of taking measures against poor flow of the material to be dried.
  • lignite with a high water content is used as a fuel, and an impact-type pulverizer such as a beater mill is used for drying and pulverizing the lignite.
  • an impact-type pulverizer such as a beater mill
  • a part of high-temperature combustion gas of, for example, 1,000 ° C. from the lignite-fired boiler is used as the heat source, so the boiler efficiency is reduced. It is proposed to improve efficiency by using a system that recovers latent heat from the generated steam while drying the lignite in advance using a fluidized bed dryer before it is used and put into an impact crusher. ing.
  • such a fluidized bed drying apparatus for drying an object to be dried such as lignite has a drying chamber which is a breathable dispersion plate having a plurality of openings at the bottom, and a chamber chamber located at the lower portion of the drying chamber. ing. That is, in this fluidized bed drying apparatus, a fluidized gas (drying gas) is supplied from a wind box to a drying chamber through a perforated plate to dry the material to be dried while flowing (Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide a fluidized bed drying facility that can efficiently collect dust contained in steam generated from a fluidized bed drying apparatus.
  • the first invention of the present invention for solving the above-described problems is a fluidized bed drying apparatus for drying a material to be dried having a high water content, and water saturation generated when the material to be dried is dried by a heat transfer member.
  • Generated steam line for discharging the generated steam to the outside of the fluidized bed drying device, an electric dust collector interposed in the generated steam line for removing dust in the generated steam, and electrostatic dust collection in the generated steam line
  • a heat recovery system that is disposed downstream of the apparatus and recovers the heat of the generated steam, and a part of the generated steam from which dust has been removed from the electric dust collector is branched, and fluidized steam in the fluidized bed drying apparatus
  • a cooler for cooling the material to be dried extracted from the fluidized bed drying device, and a dust collector is disposed between the electric dust collector and the heat recovery system in the generated steam line. Saturation temperature in later generated steam Supplying more water, in fluidized-bed drying equipment, characterized in that the removal of dust remaining in the generated steam.
  • the second invention is the fluidized bed drying facility according to the first invention, characterized in that the supply of water above the saturation temperature and the removal of dust are performed by a scrubber.
  • the third invention is the fluidized bed drying facility according to the first invention, wherein the water having a temperature equal to or higher than the saturation temperature is supplied by a spraying device, and dust is removed by a cyclone.
  • a fourth invention is the electrode according to any one of the first to third inventions, further comprising an overheat medium supply pipe laid around the generated steam line and the electric dust collector.
  • the fluidized bed drying facility is characterized by collecting dust while lowering the temperature of the generated steam until a part of the entrained water vapor is deposited on the surface.
  • a fifth invention is a fluidized bed drying facility according to any one of the first to fourth inventions, wherein a moisture input device is provided on the upstream side of the electric dust collector of the generated steam line. .
  • the wear of the compressor, turbine, etc. in the heat recovery system installed on the downstream side is reduced.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of fluidized bed drying equipment to which a fluidized bed drying apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2-1 is a schematic view showing an example of a lignite-fired boiler to which the fluidized bed drying facility shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 2-2 is a schematic diagram showing an example of a combined coal gasification combined power generation system to which the fluidized bed drying facility shown in FIG. 1 is applied.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic view showing the vicinity of a dust collector of a fluidized bed drying apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of fluidized bed drying equipment to which the fluidized bed drying apparatus according to the present embodiment is applied.
  • a fluidized bed drying facility 100 includes a fluidized bed drying apparatus 102 that dries lignite coal 101 that is supplied from a supply hopper 120 and has a high moisture content, and fluidized bed drying.
  • a heat transfer member (heating means) 103 that supplies superheated steam (for example, steam at 150 ° C.) A to the inside of the tubular body to remove moisture in the lignite 101, and lignite by the heat transfer member 103.
  • Reference numeral 116 denotes a dispersion plate that rectifies the fluidized vapor 107 that is a fluidized gas.
  • the lignite 101 is introduced into the fluidized bed drying apparatus 102 by the supply hopper 120 via the supply line L 0 and is fluidized by the fluidized steam 107 separately introduced into the fluidized bed drying apparatus 102.
  • the fluidized bed 111 is formed.
  • the heat transfer member 103 described above is disposed in the fluidized bed 111.
  • 150 ° C. superheated steam A is supplied, and the lignite 101 is dried indirectly using the latent heat of the high temperature superheated steam A.
  • the superheated steam A used for drying is discharged to the outside of the fluidized bed drying apparatus 102 as, for example, 150 ° C. condensed water B.
  • the superheated steam A condenses into a liquid (moisture), so the condensed latent heat dissipated at this time is effectively used for heating the drying of the lignite 101.
  • Any heating medium other than the high-temperature superheated steam A may be used as long as it is accompanied by a phase change. Examples thereof include Freon, pentane, and ammonia.
  • an electric heater may be installed.
  • the generated steam 104 after being collected by the dust collector 105 is, for example, steam at 105 to 110 ° C., so that it is recovered by the heat recovery system 106 and then processed by the water treatment unit 112 and drained 113.
  • the generated steam 104 after being collected by the dust collector 105 may be applied to, for example, a heat exchanger, a steam turbine, or the like to effectively use the heat.
  • a fluidizing medium for fluidizing the fluidized bed 111 a part of the generated steam 104 is reused.
  • the fluidizing medium is not limited to this. For example, nitrogen, carbon dioxide, or a low oxygen concentration containing these gases is used. Air may be used.
  • the fluidized bed drying apparatus 102 described above exemplifies a tube-shaped heat transfer member as the heat transfer member 103, but the present invention is not limited to this, for example, a plate-shaped heat transfer member May be used.
  • a plate-shaped heat transfer member May be used.
  • the structure which supplies superheated steam A to the heat-transfer member 103 and dries the lignite 101 indirectly was demonstrated, not only this but the lignite 101 is made into fluidized steam 107 which makes the fluidized bed 111 of the lignite 101 flow. It is good also as a structure dried directly by supplying the fluidizing gas for heating further, and drying.
  • brown coal 101 was illustrated as a to-be-dried material, if it has a high water content, low-grade coal containing subbituminous coal or the like, or a to-be-dried material such as sludge may be the drying target.
  • FIG. 2-1 is a schematic diagram showing an example of a lignite-fired boiler to which the fluidized bed drying facility 100 shown in FIG. 1 is applied.
  • a furnace 151 installed in the vertical direction, a combustion device 152 installed in the lower part of the furnace wall of the furnace 151, and a flue 153 connected to the outlet of the furnace 151, A plurality of superheaters 154 provided in the flue 153, a economizer 155, an induction fan 156 provided on the downstream side of the flue 153, and a chimney 157 are provided.
  • the combustion device 152 includes a plurality of pulverized coal burners 158 attached to the furnace wall, an impact pulverizer 159 that converts pulverized coal to be supplied to the pulverized coal burner 158, and secondary air as combustion air to the pulverized coal burner 158. And air supply means 160 for supplying (air).
  • the impact type pulverizer 159 pulverizes the supplied lignite 101 into pulverized coal having a size suitable for combustion (for example, several ⁇ m to several hundred ⁇ m). A part of the combustion gas 161 is introduced and dried and pulverized.
  • the impact type pulverizer 159 is supplied with product charcoal 109 previously dried by the fluidized bed drying equipment 100 described above.
  • a push ventilator (air supply device) 162 that pressurizes and supplies air
  • an air box 163 provided on the outer wall of the furnace 151, and air that connects the push ventilator 162 and the air box 163.
  • a tube 164 is provided.
  • a regenerative heat exchanger 160a is installed across the air pipe 164 and the flue 153 so as to exchange heat between the secondary air (air) and the combustion gas.
  • the turbine equipment 165 is provided with a plurality of turbines (for example, high-pressure / medium-pressure / low-pressure turbines).
  • the high-pressure turbine expands superheated steam introduced from the superheater 154 and converts it into rotational energy, and supplies exhaust steam to the primary reheater.
  • heated steam reheated by the primary reheater and the secondary reheater is introduced from the secondary reheater, and is expanded and converted into rotational energy.
  • the low-pressure turbine introduces the exhaust steam of the intermediate-pressure turbine and further expands it to convert it into rotational energy.
  • the rotational energy converted by the high-pressure turbine, the intermediate-pressure turbine, and the low-pressure turbine is transmitted to the generator G connected by the shaft to generate electric power.
  • the exhaust steam that has finished work in the low-pressure turbine is sent to the condenser 166, where it is condensed and returned to water.
  • the water condensed in the condenser 166 is sent to the economizer 155 through the water supply line 167.
  • the water supply line 167 is provided with a condensate pump, a deaerator, a water supply pump water heater, etc. (not shown).
  • the operation of the lignite-fired boiler 150 described above will be described.
  • the lignite 101 supplied from the lignite bunker (not shown) is dried by the fluidized bed drying equipment 100 to remove moisture, and then dried and pulverized by the impact gas pulverizer 159 with the combustion gas 161 of about 1,000 ° C. It is pulverized into pulverized coal of a size suitable for. Thereafter, the pulverized coal that has been pulverized is mixed with pressurized carrier air to form a pulverized coal mixture, and is sent to the pulverized coal burner 158 through a coal supply pipe.
  • the secondary air pressurized and supplied by the forced air blower 162 is supplied with heat from the combustion gas by the rotary regenerative heat exchanger 160 a, heated up, and supplied to the wind box 163 through the air pipe 164.
  • the secondary air is sent from the wind box 163 to the pulverized coal burner 158.
  • a pulverized coal mixture and secondary air are supplied from the pulverized coal burner 158 into the furnace 151, and when ignited, a flame is generated in the furnace.
  • the combustion gas flows from the bottom to the top in the furnace 151 and is discharged to the flue 153.
  • the water supplied from the water supply pump is preheated by the economizer 155 and then supplied to the water wall pipe.
  • the water supplied to the water wall pipe is heated by the combustion gas while flowing through the water wall pipe from the bottom to the superheated steam, and is sent to the superheater 154.
  • the superheated steam sent to the primary superheater is then sequentially introduced into the secondary superheater, the tertiary superheater, and the fourth superheater, and is superheated by the combustion gas 161.
  • Superheated steam generated by the fourth superheater is supplied to the high-pressure turbine of the turbine equipment 165.
  • the exhaust steam expanded and worked in the high-pressure turbine is introduced into the primary reheater and then into the secondary reheater, where it is superheated again by the combustion gas.
  • the superheated steam superheated by the secondary reheater is supplied to the intermediate pressure turbine.
  • the steam that has expanded and worked in the medium pressure turbine is supplied to the low pressure turbine. Rotational energy generated by the expansion of steam in the high-pressure turbine, intermediate-pressure turbine, and low-pressure turbine is transmitted to the generator G connected by the shaft to generate electric power.
  • the exhaust steam that has finished work in the low-pressure turbine is sent to the condenser 166, where it is condensed and returned to water.
  • the water condensed in the condenser 166 passes through the water supply line 167 and is sent to the economizer 155 by a water supply pump.
  • the combustion gas that has passed through the economizer 155 supplies heat to the secondary air that passes through the air pipe 164 in the rotary regenerative heat exchanger 160a, and is subjected to purification treatment such as desulfurization, denitration, and dust removal. , Discharged from the chimney 157 into the atmosphere.
  • the lignite 101 is dried by the efficient fluidized bed drying device 102.
  • the conventional high-temperature (1,000 ° C.) combustion gas is not necessary for the heat source, and the lower-temperature (200 to 300 ° C.) combustion gas is sufficient, and from the steam generated in the fluidized bed drying apparatus 102
  • energy efficiency can be improved, and stable and efficient power generation can be performed over a long period of time.
  • FIG. 2-2 is a schematic diagram illustrating an example of a combined coal gasification combined power generation system to which the fluidized bed drying facility 100 illustrated in FIG. 1 is applied.
  • the coal gasification combined power generation system 200 is a coal that converts pulverized coal 201a obtained by pulverizing coal (dry lignite) 109, which is a fuel, into pulverized coal 201a and converts it into gasified gas 202
  • a steam turbine (ST) 208 that is operated by the steam 207 generated in the above, and a generator (G) 209 connected to the gas turbine 204 and / or the steam turbine 208.
  • the combined coal gasification combined power generation system 200 gasifies pulverized coal 201a pulverized by a mill 210 in a coal gasification furnace 203 to obtain a gasification gas 202 which is a generated gas.
  • the gasified gas 202 is dust-removed and gas-purified by a cyclone 211 and a gas purifier 212, and then supplied to a combustor 213 of a gas turbine 204, which is a power generation means. Is generated.
  • the gas turbine 204 is driven by the combustion gas 214.
  • the gas turbine 204 is connected to a generator 209, and the generator 209 generates electric power when the gas turbine 204 is driven.
  • the turbine exhaust gas 205 after driving the gas turbine 204 still has a temperature of about 500 to 600 ° C., it is sent to an exhaust heat recovery boiler (HRSG) 206, where thermal energy is recovered.
  • HRSG exhaust heat recovery boiler
  • steam 207 is generated by the thermal energy of the turbine exhaust gas 205, and the steam turbine 208 is driven by the steam 207.
  • the exhaust gas 215 from which heat energy has been recovered by the exhaust heat recovery boiler (HRSG) 206 is released into the atmosphere via the chimney 217 after the NOx and SOx components in the exhaust gas 215 are removed by the gas purification device 216.
  • reference numeral 218 denotes a condenser
  • 219 denotes air
  • 220 denotes a compressor
  • 221 denotes an air separation device (ASU) that separates air into nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ).
  • ASU air separation device
  • this coal gasification combined cycle power generation system 200 even when gasifying using lignite 101 having a high moisture content, since the lignite 101 is dried by the efficient fluidized bed drying apparatus 102, the gasification efficiency is high.
  • the power generation can be improved stably over a long period of time.
  • the efficiency of the coal-fired power plant which has been about 40% in the past, can be improved to about 46% by combining the gas turbine and the steam turbine.
  • CO 2 emissions can be reduced by about 13% compared to conventional coal fired boilers.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
  • the fluidized bed drying facility 100A of the present embodiment includes a fluidized bed drying apparatus 102 that dries lignite 101, which is a material to be dried having a high water content, and a heat transfer member 103 to be dried (brown coal).
  • a generated steam line L 1 that discharges generated steam (moisture saturated steam) 104 generated when the 101 is dried to the outside of the fluidized bed drying apparatus 102, and the generated steam line L 1.
  • an electrostatic precipitator 105 for removing dust in the steam generation 104 is interposed on the downstream side of the electrostatic precipitator 105 in generating steam line L 1, a heat recovery system for recovering the steam generated 104 hot steam
  • a branch line that branches part of the generated steam 104 from which dust is removed from the turbine 145 and the electric dust collector 105 and supplies the fluidized steam 107 into the fluidized bed drying apparatus 102.
  • dust for example, 20 mg / Nm 3
  • hot water 142 having a saturation temperature or higher corresponding to the pressure in the duct
  • the reason why the hot water 142 having a temperature equal to or higher than the saturation temperature is supplied as water to be sprayed is that the water vapor in the duct is heated and the condensation in the duct is suppressed. Further, it is preferable because saturated water is flushed into steam in the duct, and the amount of heat recovered on the downstream side is increased.
  • 150 ° C. condensed water B of 150 ° C. superheated steam A used in the drying of the fluidized bed drying apparatus 102 may be used.
  • the hot water spraying device 140 and a collecting device 141 such as a cyclone are separately installed, water is supplied at a temperature equal to or higher than the saturation temperature by the spraying device, and dust is removed, for example, in a cyclone.
  • a scrubber in which both are integrated may be used.
  • the type of scrubber is not limited, and various types of known scrubbers such as a louver type and a venturi type can be used.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a fluidized bed drying apparatus according to the second embodiment
  • FIG. 5-1 is a schematic view showing the vicinity of the dust collector of the fluidized bed drying apparatus according to the second embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view taken along the line XX of FIG. 5-1.
  • the fluidized bed drying facility 100B of the present embodiment is further laid around the generated steam line L 1 and the electrostatic precipitator 105 in the fluidized bed drying facility 100A of the first embodiment.
  • the superheated medium supply pipe (steam trace) 130 is provided, and dust collection is performed while lowering the temperature of the generated steam 104 until a part of the entrained water vapor is deposited on the electrode surface of the electrostatic precipitator 105. .
  • reference numeral 146 denotes a condenser.
  • This adjustment is performed by supplying and stopping the heating medium 131 supplied into the heating medium supply pipe (steam trace) 130. That is, when the amount of water vapor decreases, the power generation efficiency of the steam turbine 145 decreases, so the supply of the superheat medium 131 to be supplied into the superheat medium supply pipe (steam trace) 130 is started and the condensation in the generated steam 104 is suppressed.
  • the steam trace 130 is shown by a broken line, specifically, as shown in Figure 5-1 so as to lay the heating medium supply tube or the like on the surface of the pipe of the steam generated line L 1 Yes.
  • the dust collection efficiency is improved by controlling the temperature of the generated steam 104 to such an extent that entrained water vapor is deposited on the electrode surface in the electric dust collector 105.
  • the generated steam 104 from the fluidized bed drying apparatus 102 is saturated steam, it is possible to easily deposit water on the electrode by lowering the temperature somewhat.
  • the electrode temperature is adjusted by lowering the temperature of the inlet gas to the electrostatic precipitator 105. Since the gas temperature of the generated steam 104 is about 105 to 110 ° C., condensation easily occurs due to a slight temperature drop. However, excessive steam condensation causes a decrease in power generation efficiency.
  • the piping to the dust collector 105 is kept warm by providing a heat insulating material 133 around the piping 132 of the generated steam line L 1 , as shown in FIG. Overheating to compensate for the heat radiation is controlled by a control device (not shown) by the superheating medium 131.
  • the superheated medium 131 that superheats the generated steam 104 includes 150 ° C. superheated steam A supplied into the heat transfer member 103 of the fluidized bed drying apparatus 102 and 150 ° C. condensed water B that condenses after drying using the latent heat. By using it, it controls by the control apparatus which is not illustrated so that supply from the outside may be suppressed. Adjustment of moisture condensation on the electrode surface may be performed by adjusting the degree of overheating (vapor amount, etc.).
  • the temperature of the dry exhaust gas which is the generated steam 104, decreases, and the electrode surface temperature becomes lower than the dew point, so that water partially deposits.
  • dust efficiently flows onto the wet electrode and the inner wall of the electrostatic precipitator 105 Will be supplemented.
  • the fluidized bed drying facility 100 ⁇ / b> C according to the present embodiment further includes moisture in the fluidized bed drying facility 100 ⁇ / b> B according to the first embodiment, on the upstream side of the electrostatic precipitator 105 in the generated steam line L 1.
  • a charging device 135 is provided.
  • Water vapor in the generated steam 104 is condensed by spraying low temperature water into the generated steam 104 by the moisture input device 135.
  • the dust floating in the generated steam 104 becomes the nucleus
  • the water vapor is condensed around it, the dust adheres to this, and the particle size of the dust increases.
  • the dust becomes a nucleus by rapid cooling, the condensation phenomenon is increased, and the dust collection efficiency is improved.
  • the particle resistivity is small, so even if it is once collected on the dust collecting electrode, it is thought that re-scattering (jumping) will occur because the resistance is small. Therefore, the trapping property is improved by increasing the particle size or wetting of the dust surface, which can be prevented.
  • dust is efficiently supplemented to the electrode wetted by the supply of spray water from the water supply device 135 and the inner wall of the dust collector, so that the dust collection efficiency can be improved by supplying water.
  • the dust concentration remaining in the generated steam 104 is greatly reduced, so that the wear of the compressor, the turbine, and the like in the heat recovery system 106 installed on the downstream side is reduced.

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Abstract

　褐炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１０２と、伝熱部材１０３によって乾燥される際に発生する水分飽和状態の発生蒸気１０４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ１と、発生蒸気１０４中の粉塵を除去する電気集塵装置１０５と、電気集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１０４の熱を回収する熱回収システムの蒸気タービン１４５と、流動化蒸気１０７を供給する分岐ラインＬ２と、被乾燥物（乾燥褐炭）を冷却する冷却器１１０と、発生蒸気ラインにおける電気集塵装置１０５と蒸気タービン１４５との間に設けられ、集塵後の発生蒸気１０４に飽和温度以上の熱水１４２を供給する熱水噴霧装置１４０と、噴霧された水に残存する粉塵を捕集して除去する捕集装置１４１とを具備する。

Description

流動層乾燥設備
　本発明は、流動化ガスにより被乾燥物を流動させつつ乾燥させる流動層乾燥装置に関し、特に、被乾燥物の流動不良に対策を講じることのできる流動層乾燥設備に関する。
　例えば、褐炭焚きボイラでは、水分含有量が多い褐炭を燃料として用いており、この褐炭の乾燥・粉砕に例えばビーター・ミル等の衝撃型粉砕機を使用している。このビーター・ミルを用いて粉砕する際に、褐炭焚きボイラからの例えば１，０００℃の高温燃焼ガスの一部を熱源としているため、ボイラ効率が低下するが、その対策として、低温の熱源を使用して、衝撃型粉砕機に投入する前に、予め褐炭を流動層乾燥装置により乾燥させるとともに、発生した水蒸気から、さらに潜熱を回収するシステムとすることにより、効率を向上させることが提案されている。
　従来、このような褐炭等の被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置は、底部が多数の開孔を有する通気可能な分散板である乾燥室と、乾燥室下部に位置するチャンバ室とを備えている。すなわち、この流動層乾燥装置は、流動化ガス（乾燥用気体）を風箱から多孔板を介して乾燥室に供給することによって被乾燥物を流動させつつ乾燥させている（特許文献１）。
特開２００８－８９２４３号公報
　ところで、褐炭等の水分含有量が高いものを乾燥する際に、流動層乾燥装置から発生する蒸気は飽和蒸気であるので、その有効利用のために、水蒸気タービンで発電を行ったり、コンプレッサーで圧縮・昇温し、乾燥熱源として再利用することが提案されているが、以下のような問題がある。
１）発生蒸気である乾燥排ガスには粉塵等が含まれるため、水蒸気タービンのブレード磨耗を起こすので、その捕集に、例えば電気集塵機等の集塵装置を用いるが、機器容量が大きく、低コスト化が課題となる。
２）また、下流側の水蒸気タービンやコンプレッサーなどの回転機器の磨耗防止のため、出口粉塵濃度を数ｍｇ／Ｎｍ3オーダーに抑えたいが、褐炭粒子は電気抵抗が大きく、荷電が不安定になるなどの理由により、捕集性の悪化が懸念される。
３）また、発生蒸気である乾燥排ガスは水分飽和である為、褐炭粒子の電気抵抗は低下することが予想されるが、電気抵抗が極端に小さくなると、電極での再飛散を起こし捕集性が悪化する、という問題がある。
　そこで、流動層乾燥装置からの発生蒸気中に含まれる粉塵を効率よく捕集できる簡易な対策を施すことが切望されている。
　本発明は、前記問題に鑑み、流動層乾燥装置からの発生蒸気中に含まれる粉塵を効率よく捕集できる流動層乾燥設備を提供することを課題とする。
　上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、水分含量が高い被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置と、伝熱部材によって被乾燥物が乾燥される際に発生する水分飽和状態の発生蒸気を流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、前記発生蒸気ラインに介装され、発生蒸気中の粉塵を除去する電気集塵装置と、前記発生蒸気ラインにおける電気集塵装置の下流側に介装され、発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、前記電気集塵装置から粉塵が除去された発生蒸気の一部を分岐し、流動化蒸気として流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、前記流動層乾燥装置から抜き出された被乾燥物を冷却する冷却器と、を備え、前記発生蒸気ラインにおける電気集塵装置と熱回収システムとの間に、集塵後の発生蒸気に飽和温度以上の水を供給し、発生蒸気に残存する粉塵を除去することを特徴とする流動層乾燥設備にある。
　第２の発明は、第１の発明において、前記飽和温度以上の水の供給と粉塵の除去をスクラバにより行うことを特徴とする流動層乾燥設備にある。
　第３の発明は、第１の発明において、前記飽和温度以上の水の供給を噴霧装置で行うと共に、粉塵の除去をサイクロンにより行うことを特徴とする流動層乾燥設備にある。
　第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、さらに、前記発生蒸気ライン及び電気集塵装置の周囲に敷設される過熱媒体供給配管とを備え、前記電気集塵装置の電極表面に同伴水蒸気の一部が析出するまで、発生蒸気の温度を低下させつつ、集塵を行うことを特徴とする流動層乾燥設備にある。
　第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記発生蒸気ラインの電気集塵装置の前段側に、水分投入装置を設けてなることを特徴とする流動層乾燥設備にある。
　本発明によれば、発生蒸気中に残存する粉塵濃度を大幅に低減させることで、後流側に設置される熱回収システムでの圧縮機、タービン等の摩耗が低減されることとなる。
図１は、本発明の実施の形態に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。 図２－１は、図１に示す流動層乾燥設備を適用した褐炭焚きボイラの一例を示す概略図である。 図２－２は、図１に示す流動層乾燥設備を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。 図３は、第１の形態の流動層乾燥装置を示す概略図である。 図４は、第２の形態の流動層乾燥装置を示す概略図である。 図５－１は、第２の形態の流動層乾燥装置の集塵装置近傍を示す概略図である。 図５－２は、図５－１のＸ－Ｘ矢視断面図である。 図６は、第３の形態の流動層乾燥装置を示す概略図である。
　以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
　本実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る流動層乾燥装置を適用した流動層乾燥設備の一例を示す概略図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る流動層乾燥設備１００は、供給ホッパ１２０から供給され、水分含量が高い被乾燥物である褐炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１０２と、流動層乾燥装置１０２内に設けられ、管状の内部に過熱蒸気（例えば１５０℃の蒸気）Ａを供給して褐炭１０１中の水分を除去する伝熱部材（加熱手段）１０３と、前記伝熱部材１０３によって褐炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ１と、前記発生蒸気ラインＬ１に介装され、発生蒸気１０４中の粉塵を除去する集塵装置１０５と、発生蒸気ラインＬ１における集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１０４の熱を回収する熱回収システム１０６と、前記集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１０４の一部を分岐し、流動化蒸気１０７として流動層乾燥装置１０２内に供給する分岐ラインＬ２と、前記流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥褐炭１０８を冷却して製品炭１０９とする冷却器１１０とを備えるものである。
　なお、符号１１６は流動化ガスである流動化蒸気１０７を整流する分散板を図示する。
　流動層乾燥設備１００において、褐炭１０１は、供給ホッパ１２０により供給ラインＬ0を介して流動層乾燥装置１０２内に投入され、流動層乾燥装置１０２内に別に導入される流動化蒸気１０７により流動されて流動層１１１を形成する。
　上述した伝熱部材１０３は、この流動層１１１内に配置されている。伝熱部材１０３内には、１５０℃の過熱蒸気Ａが供給され、その高温の過熱蒸気Ａの潜熱を利用して褐炭１０１を間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された過熱蒸気Ａは、例えば１５０℃の凝縮水Ｂとして流動層乾燥装置１０２の外部に排出されている。
　すなわち、加熱手段である伝熱部材１０３内面では、過熱蒸気Ａが凝縮して液体（水分）になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、褐炭１０１の乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の過熱蒸気Ａ以外としては、相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱部材１０３として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。
　伝熱部材１０３によって褐炭１０１が乾燥される際に発生する発生蒸気１０４は、流動層乾燥装置１０２内において、流動層１１１の上部空間に形成されるフリーボード部Ｆから発生蒸気ラインＬ１により流動層乾燥装置１０２の外部に排出される。この発生蒸気１０４は、褐炭１０１が乾燥し微粉化したものが含まれているので、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置１０５により集塵して固体成分１１５として分離する。
　この固体成分１１５は、分離ラインＬ3を介して流動層乾燥装置１０２から抜き出された製品ラインＬ4において乾燥褐炭１０８に混合し、冷却器１１０で冷却し、製品炭１０９としている。この製品炭１０９は、例えばボイラ、ガス化炉等の原料として利用に供される。
　一方、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば１０５～１１０℃の蒸気であるので、熱回収システム１０６で熱回収された後、水処理部１１２で処理され、排水１１３として流動層乾燥設備１００の外部に排出されている。なお、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。
　また、集塵装置１０５により集塵された後の発生蒸気１０４の一部は、分岐ラインＬ２に介装された循環ファン１１４により流動層乾燥装置１０２内に送られて、褐炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７として利用される。なお、流動層１１１を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気１０４の一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。
　なお、上述した流動層乾燥装置１０２は、伝熱部材１０３として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。
　また、過熱蒸気Ａを伝熱部材１０３に供給して褐炭１０１を間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、褐炭１０１の流動層１１１を流動させる流動化蒸気１０７により褐炭１０１を直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
　なお、被乾燥物として褐炭１０１を例示したが、水分含量の高いものであれば、亜瀝青炭等を含む低品位炭や、スラッジ等の被乾燥物を乾燥対象としてもよい。
　図１に示す流動層乾燥装置１０２で乾燥した製品炭１０９を用い、褐炭焚きボイラに適用した一例を説明する。図２－１は、図１に示す流動層乾燥設備１００を適用した褐炭焚きボイラの一例を示す概略図である。
　本実施形態にかかる褐炭焚きボイラ１５０には、鉛直方向に設置された火炉１５１と、火炉１５１の火炉壁の下部に設置された燃焼装置１５２と、火炉１５１の出口に連結された煙道１５３と、煙道１５３に設けられた複数からなる過熱器１５４と、節炭器１５５と、煙道１５３の下流側に設けられた誘引通風機１５６と、煙突１５７と、が備えられている。
　燃焼装置１５２には、火炉壁に取り付けられた複数の微粉炭バーナ１５８と、微粉炭バーナ１５８に供給する微粉炭とする衝撃型粉砕機１５９と、微粉炭バーナ１５８に燃焼用空気として二次空気（空気）を供給する空気供給手段１６０と、が備えられている。
　衝撃型粉砕機１５９は、供給された褐炭１０１を燃焼に適した大きさ（例えば、数μｍ～数百μｍ）の微粉炭に粉砕するものであり、節炭器１５５の後流側の低温の燃焼ガス１６１の一部を導入して乾燥・粉砕するものである。この衝撃型粉砕機１５９には、前述した流動層乾燥設備１００で予め乾燥した製品炭１０９を供給している。
　空気供給手段１６０には、空気を加圧して供給する押込通風機（空気供給装置）１６２と、火炉１５１外壁に設けられた風箱１６３と、押込通風機１６２と風箱１６３とを接続する空気管１６４とが備えられている。なお、回転再生式熱交換器１６０ａが空気管１６４と煙道１５３とにまたがって、二次空気（空気）と燃焼ガスとを熱交換させるように設置されている。
　褐炭焚きボイラ１５０で発生した蒸気はタービン設備１６５で活用される。タービン設備１６５には、複数のタービン（例えば高圧・中圧・低圧タービン）が備えられている。例えば高圧タービンは、過熱器１５４から導入された過熱蒸気を膨張させて回転エネルギーに変換させ、排気蒸気を一次再熱器へ供給するものである。中圧タービンは、一次再熱器および二次再熱器によって再度過熱された加熱蒸気が二次再熱器から導入され、それを膨張させて回転エネルギーに変換させるものである。低圧タービンは、中圧タービンの排気蒸気を導入して、それをさらに膨張させて回転エネルギーに変換するものである。
　高圧タービン、中圧タービンおよび低圧タービンで変換された回転エネルギーは、軸によって接続されている発電機Ｇに伝達され、電力を生成する。
　低圧タービンで仕事を終えた排気蒸気は、復水器１６６に送られ、復水器１６６で凝縮されて水に戻される。復水器１６６で凝縮された水は、給水ライン１６７を通って節炭器１５５に送られる。なお、給水ライン１６７には、図示しない復水ポンプ、脱気器、給水ポンプ給水加熱器等が備えられている。
　以上、説明した褐炭焚きボイラ１５０の運転について説明する。
　図示しない褐炭バンカから供給された褐炭１０１は、流動層乾燥設備１００で乾燥され、水分を除去し、その後、衝撃型粉砕機１５９により約１，０００℃の燃焼ガス１６１で乾燥・粉砕され、燃焼に適した大きさの微粉炭に粉砕される。その後粉砕された微粉炭は、加圧された搬送空気と混合されて微粉炭混合気を形成され、給炭管を通って微粉炭バーナ１５８へ送られる。
　一方、押込通風機１６２で加圧されて供給される二次空気は、回転再生式熱交換器１６０ａによって燃焼ガスから熱量を供給され、昇温されて空気管１６４を経て風箱１６３へ供給される。二次空気は風箱１６３から微粉炭バーナ１５８へ送られる。微粉炭バーナ１５８から火炉１５１内へ微粉炭混合気と二次空気とが供給され、着火されると火炉内に火炎が生じる。
　このようにして火炉１５１内の下部に火炎を生じさせると、燃焼ガスが火炉１５１内を下から上に流れ、煙道１５３に排出される。この時、給水ポンプから供給された水は、節炭器１５５によって予熱された後、水壁管に供給される。水壁管に供給された水は、水壁管を下から上に流れる間に燃焼ガスによって加熱されて過熱蒸気となり、過熱器１５４に送り込まれる。さらに、一次過熱器に送られた過熱蒸気は、次いで二次過熱器、三次過熱器および四次過熱器に順次導入され、燃焼ガス１６１によって過熱される。四次過熱器で生成された過熱蒸気はタービン設備１６５の高圧タービンに供給される。
　一方、高圧タービンで膨張して仕事をした排気蒸気は、一次再熱器に、次いで二次再熱器に導入され、燃焼ガスによって再度過熱される。二次再熱器で過熱された過熱蒸気は中圧タービンに供給される。中圧タービンで膨張して仕事を行なった蒸気は低圧タービンに供給される。高圧タービン、中圧タービンおよび低圧タービンで蒸気の膨張によって生成された回転エネルギーは、軸によって接続されている発電機Ｇに伝達され、電力を生成する。
　低圧タービンで仕事を終えた排気蒸気は、復水器１６６に送られ、復水器１６６で凝縮されて水に戻される。復水器１６６で凝縮された水は、給水ライン１６７を通って給水ポンプによって節炭器１５５に送られる。
　一方、節炭器１５５を通過した燃焼ガスは、回転再生式熱交換器１６０ａにて空気管１６４を通過する二次空気に熱量を供給し、脱硫、脱硝、除塵等の浄化処理が施されて、煙突１５７から大気中に排出される。
　この褐炭焚きボイラ１５０によれば、高い水分を有する褐炭１０１を用いて燃焼させる場合においても、効率的な流動層乾燥装置１０２により褐炭１０１を乾燥しているので、衝撃型粉砕機１５９で必要とされる熱源に、従来のような高温（１，０００℃）の燃焼ガスは不要となり、より低温（２００～３００℃）の燃焼ガスで十分となるとともに、流動層乾燥装置１０２で発生した水蒸気から、潜熱を回収するシステムとすることにより、エネルギー効率を向上させることが可能となり、長期間に亙って安定して効率的な発電を行うことができる。
　図１に示す流動層乾燥装置１０２で乾燥した製品炭１０９を用い、石炭ガス化複合発電（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｏａｌ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｃｙｃｌｅ：ＩＧＣＣ）システムに適用した一例を説明する。図２－２は、図１に示す流動層乾燥設備１００を適用した石炭ガス化複合発電システムの一例を示す概略図である。
　図２－２に示すように、石炭ガス化複合発電システム２００は、燃料である製品炭（乾燥褐炭）１０９がミル２１０により粉砕された微粉炭２０１ａを処理してガス化ガス２０２に変換する石炭ガス化炉２０３と、前記ガス化ガス２０２を燃料として運転されるガスタービン（ＧＴ）２０４と、前記ガスタービン２０４からのタービン排ガス２０５を導入する排熱回収ボイラ（Ｈｅａｔ　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　Ｓｔｅａｍ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＲＳＧ）２０６で生成した蒸気２０７により運転される蒸気タービン（ＳＴ）２０８と、前記ガスタービン２０４および／または前記蒸気タービン２０８と連結された発電機（Ｇ）２０９とを備えるものである。
　この石炭ガス化複合発電システム２００は、ミル２１０で粉砕された微粉炭２０１ａを石炭ガス化炉２０３でガス化し、生成ガスであるガス化ガス２０２を得る。このガス化ガス２０２は、サイクロン２１１およびガス精製装置２１２で除塵およびガス精製された後、発電手段であるガスタービン２０４の燃焼器２１３に供給され、ここで燃焼して高温・高圧の燃焼ガス２１４を生成する。そして、この燃焼ガス２１４によってガスタービン２０４を駆動する。このガスタービン２０４は、発電機２０９と連結されており、ガスタービン２０４が駆動することによって発電機２０９が電力を発生する。ガスタービン２０４を駆動した後のタービン排ガス２０５は、まだ約５００～６００℃の温度を持っているため、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６へ送られ、ここで熱エネルギーが回収される。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６では、タービン排ガス２０５の熱エネルギーによって蒸気２０７が生成され、この蒸気２０７によって蒸気タービン２０８を駆動する。この排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）２０６で熱エネルギーが回収された排ガス２１５は、ガス浄化装置２１６で排ガス２１５中のＮＯｘおよびＳＯｘ分が除去された後、煙突２１７を介して大気中へ放出される。なお、図中、符号２１８は復水器、２１９は空気、２２０は圧縮機、２２１は空気を窒素（Ｎ２）と酸素（Ｏ２）とに分離する空気分離装置（ＡＳＵ）を各々図示する。
　この石炭ガス化複合発電システム２００によれば、高い水分を有する褐炭１０１を用いてガス化する場合においても、効率的な流動層乾燥装置１０２により褐炭１０１を乾燥しているので、ガス化効率が向上し、長期間に亙って安定して発電を行うことができる。
　また、石炭ガス化複合発電システム２００においては、ガスタービンおよび蒸気タービンの組み合わせによって、従来４０％程度であった石炭焚発電プラントの効率を約４６％まで向上させることができる。このプラント効率の向上によって、ＣＯ２の排出量は従来の石炭焚ボイラに対して約１３％削減できる。
［第１の実施形態］
　以下、本発明の第１の形態の流動層乾燥装置について図３を参照して説明する。図３は、第１の形態の流動層乾燥装置を示す概略図である。
　これらの図面に示すように、本実施形態の流動層乾燥設備１００Ａは、水分含量が高い被乾燥物である褐炭１０１を乾燥する流動層乾燥装置１０２と、伝熱部材１０３によって被乾燥物（褐炭）１０１が乾燥される際に発生する水分飽和状態の発生蒸気（水分飽和蒸気）１０４を流動層乾燥装置１０２の外部に排出する発生蒸気ラインＬ１と、前記発生蒸気ラインＬ１に介装され、発生蒸気１０４中の粉塵を除去する電気集塵装置１０５と、発生蒸気ラインＬ１における電気集塵装置１０５の下流側に介装され、発生蒸気１０４の熱を回収する熱回収システムである蒸気タービン１４５と、前記電気集塵装置１０５から粉塵が除去された発生蒸気１０４の一部を分岐し、流動化蒸気１０７として流動層乾燥装置１０２内に供給する分岐ラインＬ２と、前記流動層乾燥装置１０２から抜き出された乾燥物（乾燥褐炭）を冷却する冷却器１１０と、前記発生蒸気ラインＬ１における電気集塵装置１０５と蒸気タービン１４５との間に設けられ、集塵後の発生蒸気１０４に飽和温度以上の熱水１４２を供給する熱水噴霧装置１４０と、噴霧された水に残存する粉塵を捕集して除去する捕集装置１４１とを具備するものである。
　本発明では、電気集塵装置１０５で浄化された発生蒸気１０４中に僅かに残存する粉塵（例えば２０ｍｇ／Ｎｍ3）を、ダクト内の圧力に相当する飽和温度以上の熱水１４２を噴霧し、噴霧された水に捕集された粉塵を捕集装置１４１で捕集することで、約５ｍｇ／Ｎｍ3以下とすることができ、後流側に設置される熱回収システムで用いる蒸気タービン１４５のタービンブレード等の摩耗を大幅に低減させることができる。
　ここで、噴霧する水として飽和温度以上の熱水１４２を供給するのは、ダクト内の水蒸気が加熱され、ダクト中での凝縮を抑制させるためである。また、ダクト内において、飽和水がフラッシュして水蒸気となり、後流側で回収される熱量も増加するので好ましい。
　前記熱水１４２としては、流動層乾燥装置１０２の乾燥で用いた１５０℃の過熱蒸気Ａの１５０℃凝縮水Ｂを用いるようにしてもよい。
　なお、本実施形態では、熱水噴霧装置１４０と、例えばサイクロン等の捕集装置１４１とを別々に設置し、前記飽和温度以上の水の供給を噴霧装置で行うと共に、粉塵の除去を例えばサイクロン等の捕集装置１４１により行うようにしているが、本発明はこれに限定されず、例えば両者を一体型としたスクラバを用いるようにしてもよい。
　スクラバの種類は限定されるものではなく、ルーバー式、ベンチュリー式等の種々の形態の公知のスクラバを用いることができる。
　この結果、発生蒸気１０４中に残存する粉塵濃度を大幅に低減させることで、後流側に設置される熱回収システムでの圧縮機、タービン等の摩耗が低減されることとなる。
［第２の実施形態］
　以下、本発明の第２の形態の流動層乾燥装置について図４を参照して説明する。図４は、第２の形態の流動層乾燥装置を示す概略図であり、図５－１は、第２の形態の流動層乾燥装置の集塵装置近傍を示す概略図であり、図５－２は、図５－１のＸ－Ｘ矢視断面図である。
　これらの図面に示すように、本実施形態の流動層乾燥設備１００Ｂは、第１の実施形態の流動層乾燥設備１００Ａにおいて、さらに、前記発生蒸気ラインＬ1及び電気集塵装置１０５の周囲に敷設される過熱媒体供給配管（蒸気トレース）１３０を備え、前記電気集塵装置１０５の電極表面に同伴水蒸気の一部が析出するまで発生蒸気１０４の温度を低下させつつ、集塵を行うものである。
　発生蒸気１０４の温度を低下させることにより、第１の実施形態の効果に加え、発生蒸気ラインＬ1の配管１３２内の発生蒸気１０４の凝縮が生じ、電気集塵装置１０５内の温度が若干下がり、粉塵が発生した凝縮水の核に取り込まれ、電気集塵装置１０５における集塵効率が向上することとなる。
　ここで、発生蒸気１０４の温度低下を過度に行うと、後流側の熱回収システムである例えば蒸気タービン１４５での水蒸気量が減るので、調整する。なお、図３中、符号１４６は凝縮器である。
　この調整は、過熱媒体供給配管（蒸気トレース）１３０内に供給する過熱媒体１３１の供給及び停止により行う。
　すなわち、水蒸気量が減ると、蒸気タービン１４５の発電効率が低下するので、過熱媒体供給配管（蒸気トレース）１３０内に供給する過熱媒体１３１の供給を開始して、発生蒸気１０４中の凝縮を抑制する。
　なお、図４中、蒸気トレース１３０は破線で示しており、具体的には図５－１に示すように、発生蒸気ラインＬ1の配管の表面に過熱媒体供給チューブ等を敷設するようにしている。
　このように、電気集塵装置１０５内の電極表面に同伴水蒸気が析出する程度まで発生蒸気１０４の温度を下げる制御を行うようにして、集塵効率を向上させている。
　本褐炭乾燥プロセスにおいては、流動層乾燥装置１０２からの発生蒸気１０４が飽和水蒸気であるため、幾分温度を低下させることで、電極へ容易に水分を析出させることが可能となる。
　ここで、電極温度の調整は、電気集塵装置１０５への入口ガス温度を低下させることで行うようにしている。
　発生蒸気１０４のガス温度は約１０５～１１０℃であるため、若干の温度低下によって、容易に凝縮が起こるが、過度の蒸気の凝縮は発電効率の低下を招くため、流動層乾燥装置１０２から電気集塵装置１０５への配管は、その過度の温度低下を防ぐため、図４－２に示すように、発生蒸気ラインＬ1の配管１３２の周囲に保温材１３３を設けて保温を行っており、その放熱分を補うための過熱を過熱媒体１３１により、図示しない制御装置で制御するようにしている。
　発生蒸気１０４を過熱する過熱媒体１３１としては、流動層乾燥装置１０２の伝熱部材１０３内に供給する１５０℃の過熱蒸気Ａや、その潜熱を用いて乾燥後に凝縮する１５０℃の凝縮水Ｂを利用することで、外部からの供給を抑制するように、図示しない制御装置で制御している。
　電極表面への水分凝縮調整は、この過熱の度合い（蒸気量など）の調節で行うようにすればよい。
　これにより、本発明では発生蒸気１０４である乾燥排ガス温度の低下により電極表面温度が露点以下となり水分が一部析出し、これにより、濡れた電極及び、電気集塵装置１０５の内壁に粉塵が効率的に補足されることとなる。
［第３の実施形態］
　以下、本発明の第３の実施形態の流動層乾燥装置について図６を参照して説明する。
　図６に示すように、本実施形態の流動層乾燥設備１００Ｃは、第１の実施形態の流動層乾燥設備１００Ｂにおいて、さらに、発生蒸気ラインＬ1の電気集塵装置１０５の前段側に、水分投入装置１３５を設けている。
　前記水分投入装置１３５により、低温の水を発生蒸気１０４中に噴霧することで、発生蒸気１０４中の水蒸気を凝縮させている。
　この結果、発生蒸気１０４中に浮遊する粉塵が核となり、その周囲に水蒸気が凝縮し、これに粉塵が付着し、粉塵の粒径が増加することとなる。
　この際、冷たい微粒水滴を噴霧することで、急激な冷却により粉塵が核となり凝縮現象が増長され、集塵効率が向上することとなる。
　また、褐炭等においては、粒子比抵抗が小さいために一旦集塵電極に捕集されても、抵抗が小さいために再飛散（ジャンピング）を起こすとされるが、粉塵が微小液滴凝縮の核となり、粒径が増大すること、あるいは粉塵表面の濡れによって、捕集性が改善されるので、これを防止することができる。
　また、水分投入装置１３５からの噴霧水の供給によって濡れた電極及び、集塵機内壁に、粉塵が効率よく補足されるので、水分投入により集塵効率の向上を図ることができる。
　一方、粒子比抵抗が大きな場合においては、電気集塵装置１０５内で形成されるダスト層が絶縁破壊し、荷電状態が不安定化するし、集塵性能が低下する、逆電離といわれる問題があるが、このような場合に対しても粒子表面の濡れによって、表面伝導が増加する為、逆電離が発生せずに、安定した集塵が可能となる。
　このように、本発明によれば、発生蒸気１０４中に残存する粉塵濃度を大幅に低減させることで、後流側に設置される熱回収システム１０６での圧縮機、タービン等の摩耗が低減されることとなる。
　１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ　流動層乾燥設備
　１０１　褐炭
　１０２　流動層乾燥装置
　１０３　伝熱部材
　１０４　発生蒸気
　１０５　集塵装置
　１０６　熱回収システム
　１０７　流動化蒸気
　１０８　乾燥褐炭
　１０９　製品炭
　１１０　冷却器
　１１１　流動層
　１１２　水処理部
　１１３　排水
　１１４　循環ファン
　１１５　固体成分
　１３０　過熱媒体供給配管（蒸気トレース）
　１３１　過熱媒体
　１３２　配管
　１３３　保温材
　１３５　水分投入装置
　１４０　熱水噴霧装置
　１４１　捕集装置
　１４２　熱水
　１５０　褐炭焚きボイラ
　１５１　火炉
　１５２　燃焼装置
　１５３　煙道
　１５４　過熱器
　１５９　衝撃型粉砕機
　１６５　タービン設備
　２００　石炭ガス化複合発電システム
　２０１ａ　微粉炭
　２０２　ガス化ガス
　２０３　石炭ガス化炉
　２０４　ガスタービン（ＧＴ）
　２０５　タービン排ガス
　２０６　排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
　２０７　蒸気
　２０８　蒸気タービン（ＳＴ）
　２０９　発電機（Ｇ）
　２１０　ミル
　２１１　サイクロン
　２１２　ガス精製装置
　２１３　燃焼器
　２１４　燃焼ガス
　２１５　排ガス
　２１７　煙突
　２１８　復水器
　２１９　空気
　２２０　圧縮機
　２２１　空気分離装置（ＡＳＵ）
　Ａ　過熱蒸気
　Ｂ　凝縮水
　Ｆ　フリーボード部

Claims (5)

  1. 　水分含量が高い被乾燥物を乾燥する流動層乾燥装置と、
    　伝熱部材によって被乾燥物が乾燥される際に発生する水分飽和状態の発生蒸気を流動層乾燥装置の外部に排出する発生蒸気ラインと、
    　前記発生蒸気ラインに介装され、発生蒸気中の粉塵を除去する電気集塵装置と、
    　前記発生蒸気ラインにおける電気集塵装置の下流側に介装され、発生蒸気の熱を回収する熱回収システムと、
    　前記電気集塵装置から粉塵が除去された発生蒸気の一部を分岐し、流動化蒸気として流動層乾燥装置内に供給する分岐ラインと、
    　前記流動層乾燥装置から抜き出された被乾燥物を冷却する冷却器と、を備え、
    　前記発生蒸気ラインにおける電気集塵装置と熱回収システムとの間に、集塵後の発生蒸気に飽和温度以上の水を供給し、発生蒸気に残存する粉塵を除去することを特徴とする流動層乾燥設備。
  2. 　請求項１において、
    　前記飽和温度以上の水の供給と粉塵の除去をスクラバにより行うことを特徴とする流動層乾燥設備。
  3. 　請求項１において、
    　前記飽和温度以上の水の供給を噴霧装置で行うと共に、粉塵の除去をサイクロンにより行うことを特徴とする流動層乾燥設備。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
    　さらに、前記発生蒸気ライン及び電気集塵装置の周囲に敷設される過熱媒体供給配管とを備え、
    　前記電気集塵装置の電極表面に同伴水蒸気の一部が析出するまで、発生蒸気の温度を低下させつつ、集塵を行うことを特徴とする流動層乾燥設備。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
    　前記発生蒸気ラインの電気集塵装置の前段側に、水分投入装置を設けてなることを特徴とする流動層乾燥設備。
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