WO2018207399A1 - 乾燥方法及び乾燥装置 - Google Patents

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WO2018207399A1
WO2018207399A1 PCT/JP2017/045714 JP2017045714W WO2018207399A1 WO 2018207399 A1 WO2018207399 A1 WO 2018207399A1 JP 2017045714 W JP2017045714 W JP 2017045714W WO 2018207399 A1 WO2018207399 A1 WO 2018207399A1
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dried
drying
coal
chamber
fluidized
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賢一 関本
小菅　克志
小水流　広行
亘 谷奥
鈴木　淳
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Nippon Steel Corp
Nippon Steel Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Nippon Steel and Sumikin Engineering Co Ltd
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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
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a drying method and a drying apparatus.
  • a part of the dried product (pre-dried product) obtained by drying lignite (subject to be dried) in the drying chamber is returned to the supply line or the supply hopper, and then the drying chamber. To supply. Thereby, the moisture content as the brown coal supplied to a drying chamber and the whole dried material falls. As a result, it becomes difficult for lignite to adhere to the drying chamber, and the entrance of the drying chamber is prevented from being clogged.
  • fluidized steam is introduced into the lignite so that the lignite flows and forms a fluidized bed.
  • lignite is dried by the heat transfer member provided in the drying chamber. The dried lignite becomes product coal and is used as a raw material for boilers and the like. A part of the dried lignite is supplied to the drying chamber as the aforementioned dried product.
  • the lignite adheres or stays in the fluidized bed depending on the amount of moisture contained in the lignite and the amount of lignite treated.
  • the lignite supplied into the drying chamber may stay in the drying chamber and a part of the lignite may not be dried.
  • the present invention has been made in view of such problems, and is capable of uniformly drying an object to be dried regardless of the amount of moisture contained in the object to be dried and the amount of the object to be dried. It is an object to provide a method and a drying device.
  • the drying method of the present invention is a drying method for drying an object to be dried containing moisture in a drying apparatus having at least a fluidizing chamber and a mixing chamber,
  • the pre-dried product obtained by pre-drying the material to be dried is supplied to the fluidization chamber and further fluidized to obtain a fluidized pre-dried product,
  • the fluidized pre-dried material is moved to the fluidized pre-dried material in a state where the fluidized pre-dried material is moved into the mixing chamber which is partitioned by the partition and communicates with each other through a through hole formed in a lower portion of the partition.
  • the material to be dried is mixed from above the through hole.
  • the drying apparatus of the present invention is a drying apparatus that dries an object to be dried containing moisture, A drying chamber having at least a fluidizing chamber and a mixing chamber that is partitioned by a partition and communicates with each other through a through-hole formed in a lower portion of the partition; A pre-dried product supply unit for supplying a pre-dried product obtained by previously drying the material to be dried into the fluidizing chamber; A fluidizing section for further fluidizing the pre-dried product supplied into the drying chamber into a fluidized pre-dried product in the fluidizing chamber; The fluidized pre-dried material moved from the fluidizing chamber to the mixing chamber through the through hole is provided with a material to be dried supplying unit for mixing the material to be dried from above the through hole. .
  • the fluidized pre-dried material is obtained by drying the material to be dried in advance and further fluidizing it. For this reason, by mixing a to-be-dried material with this fluidized pre-dried material, the to-be-dried material is efficiently fluidized, and the to-be-dried material in a fluidized state is dried. Further, the material to be dried is mixed with the fluidized pre-dried material in the mixing chamber in a state where the fluidized pre-dried material is more reliably fluidized in the fluidizing chamber.
  • the pre-dried product may be fluidized by supplying a drying gas that flows upward from below to the pre-dried product.
  • the fluidizing unit fluidizes the pre-dried product by supplying a drying gas that flows upward from below to the pre-dried product supplied to the drying chamber. You may let them.
  • the pre-dried product may adhere to the lower part of the drying chamber or the like due to its own weight.
  • the fluid to be dried may be mixed with the material to be dried from above or from the side.
  • the to-be-dried material supply unit may mix the to-be-dried material with the fluidized pre-dried material from above or from the side. According to these inventions, the direction in which the drying gas is supplied to the pre-dried product differs from the direction in which the material to be dried is mixed with the fluidized pre-dried product.
  • the pre-dried material may be obtained from a third chamber which is partitioned from the mixing chamber by a second partition and communicates with each other through a second through hole formed in the second partition.
  • the drying chamber has a third chamber that is partitioned from the mixing chamber by a second partition and communicates with each other through a second through hole formed in the second partition, An end portion of the pre-dried material supply unit may be connected to a side plate of the third chamber.
  • the pre-dried product may be dried while further fluidizing a pre-dried large-diameter product having a particle size equal to or larger than a reference value to obtain the fluidized pre-dried product.
  • the inventors have found that among pre-dried products, those having a larger particle size than those having a smaller particle size contain a higher proportion of moisture. When the ratio of the water content is small, the temperature of the pre-dried product is likely to rise when the pre-dried product is heated.
  • the fluidized pre-dried product may be obtained by further drying while fluidizing a reference ratio of the pre-dried large-diameter product.
  • the drying apparatus classifies the pre-dried product dried in the drying chamber based on a particle size, and the pre-dried large-diameter product having a particle size equal to or larger than a reference value among the pre-dried products. You may provide the classification part supplied to a predried material supply part.
  • the classification unit may be a sieving classifier.
  • the drying apparatus may include a classified coal flow rate adjusting unit that supplies an amount of a reference ratio of the pre-dried large-diameter product to the pre-dried product supply unit.
  • the material to be dried is uniformly dried regardless of the amount of moisture contained in the material to be dried and the processing amount of the material to be dried. Can be made. Further, the material to be dried can be mixed in a state where the fluidized pre-dried material has been fluidized more reliably. According to the drying method as described in said (3) and the drying apparatus as described in said (4), a pre-dried material can be efficiently fluidized. According to the drying method described in the above (5) and the drying apparatus described in the above (6), an object to be dried to be mixed with the fluidized predried material is hindered with respect to the drying gas supplied to the predried material. Can be made difficult.
  • the fluidized premixed material is dried in the mixing chamber in a state where the fluidized predried material is more reliably fluidized. Things can be mixed. According to the drying method as described in said (9) and (10), it can suppress that the ratio of the water
  • the present drying apparatus is for continuously drying coal (substance to be dried) having a high water content such as lignite.
  • the drying apparatus 1 of the present embodiment includes a drying chamber 11 and a return pipe (predrying) that supplies the drying chamber 11 with dry coal (pre-dried material) W1 obtained by previously drying coal.
  • Material supply unit) 21, fluidized unit 26 which is dried while further fluidizing dry coal W1 supplied into drying chamber 11 to make fluidized coal (fluidized pre-dried product) W2, fluidized coal
  • the drying chamber 11 is divided into a first chamber (fluidization chamber) 12, a second chamber (mixing chamber) 14 partitioned by a partition 13 from the first chamber 12, and a partition 15 from a second chamber 14.
  • a third chamber 16 The first chamber 12, the second chamber 14, and the third chamber 16 are arranged, for example, along a horizontal plane.
  • a dispersion plate 17 is used for the bottom plates of the first chamber 12, the second chamber 14, and the third chamber 16.
  • the dispersion plate 17 has a plurality of communication holes 17a penetrating in the vertical direction. For example, one communication hole 17 a is formed below each of the chambers 12, 14, and 16.
  • a through hole 13 a is formed in the lower part of the partition 13.
  • the first chamber 12 and the second chamber 14 communicate with each other through the through hole 13 a of the partition 13.
  • a through hole 15 a is formed in the lower part of the partition 15.
  • the second chamber 14 and the third chamber 16 communicate with each other through the through hole 15 a of the partition 15.
  • the first end of the return pipe 21 is connected to, for example, a side plate (reference numeral omitted) of the first chamber 12 opposite to the second chamber 14.
  • the second end of the return pipe 21 is connected to an intermediate part along the longitudinal direction of the product transport pipe 36 described later.
  • the return pipe 21 supplies the dry coal W ⁇ b> 1 into the first chamber 12.
  • the fluidizing section 26 is provided with a drying gas generator 27 that generates the drying gas W6 and a drying gas that is provided below the dispersion plate 17 and is supplied with the drying gas W6 generated by the drying gas generator 27.
  • Chamber 28 In this embodiment, water vapor is used as the drying gas W6, but high-temperature air or the like may be used as the drying gas W6.
  • the drying gas generator 27 a known device such as a boiler can be used.
  • a heat exchanger or the like provided in a cooling device 37 described later may be used. By cooling the dry coal W1 with the cooling water in the heat exchanger, the cooling water is heated and the drying gas W6 can be obtained.
  • the top plate of the drying gas chamber 28 is the dispersion plate 17 described above. In the present embodiment, an example is shown in which the drying gas chamber 28 is divided into three chambers corresponding to the respective chambers 12, 14, and 16. The drying gas chamber 28 communicates with the chambers 12, 14, and 16 through the communication holes 17 a of the dispersion plate 17.
  • the supply hopper 31 is connected to the top plate of the second chamber 14.
  • a first end portion of the product transfer pipe 36 is connected to a side plate of the third chamber 16 opposite to the second chamber 14.
  • a second end of the product conveyance pipe 36 is connected to a cooling device 37.
  • a first end of the steam pipe 39 is connected to the top plate of the third chamber 16.
  • a second end of the steam pipe 39 is connected to the dust collector 40.
  • a first end of a connecting pipe 41 is connected to the dust collector 40.
  • a second end of the connection pipe 41 is connected to an intermediate part of the product transport pipe 36.
  • dry coal W1 is obtained by previously drying coal W3.
  • the return pipe 21 supplies the dry coal W ⁇ b> 1 into the first chamber 12.
  • the drying gas generator 27 of the fluidizing unit 26 generates a drying gas W6.
  • the drying gas W6 is supplied to the drying gas chamber 28 and supplied to the chambers 12, 14, 16 of the drying chamber 11 through the communication holes 17a of the dispersion plate 17.
  • the drying gas W ⁇ b> 6 that flows from the lower side to the upper side is supplied to the dry coal W ⁇ b> 1 through the communication holes 17 a of the dispersion plate 17.
  • the dry coal W1 is further dried while fluidizing.
  • the dried coal W1 is further fluidized and dried to obtain fluidized coal W2.
  • the dry coal W1 may adhere to the lower dispersion plate 17 or the like of the first chamber 12 or the like due to its own weight.
  • the drying gas W6 is supplied not only into the first chamber 12 but also into the second chamber 14 and the third chamber 16 so as to flow upward from below.
  • the fluidization mentioned here means a state where coal or the like is flowing without moving inside the room or inside the pipe.
  • the dry coal W1 is fluidized by the drying gas W6 in the first chamber 12
  • the dry coal W1 is placed on the dispersion plate 17 or the side plate below the first chamber 12, as shown in FIG. It moves without sticking.
  • the fluidized coal W2 forms a fluidized bed in which the dry coal W1 floats in the drying gas W6.
  • the dry coal W1 is not fluidized by the drying gas W6, as shown in FIG. 3, the dry coal W1 does not flow in the first chamber 12, but the weight of the dry coal W1 or the dry coal It adheres to the dispersion plate 17 or the like due to the adhesive force of W1 or the like.
  • the fluidizing unit 26 supplies the dry coal W1 flowing in the first chamber 12 to the dry coal W1 supplied in the first chamber 12, thereby supplying the dry coal W1 in the first chamber 12. Fluidize. In a state where the dry coal W1 is supplied into the first chamber 12, the dry coal W1 is changed to fluidized coal W2.
  • the fluidized coal W ⁇ b> 2 moves from the first chamber 12 to the second chamber 14 through the through hole 13 a formed in the partition 13.
  • the supply hopper 31 mixes the coal W3 with the fluidized coal W2 that has moved to the second chamber 14. That is, in the state where the fluidized coal W2 is moved into the second chamber 14, the coal W3 is mixed with the fluidized coal W2. At this time, the supply hopper 31 mixes the coal W3 with the fluidized coal W2 from above.
  • the fluidized coal W2 is obtained by drying the coal W3 in advance while further drying the coal W3. For this reason, the coal W3 is efficiently fluidized by mixing the fluidized coal W2 with the fluidized coal W2 in the second chamber 14, and the fluidized coal W3 is dried.
  • the direction from the lower side which is the direction in which the drying gas W6 is supplied to the dry coal W1
  • the direction from the upper side which is the direction in which the coal W3 is supplied to the fluidized coal W2
  • the drying chamber 11 includes the first chamber 12, the partition 13, and the second chamber 14
  • the fluidized coal W2 is fluidized in the first chamber 12 in a state where the fluidized coal W2 is fluidized more reliably.
  • Coal W3 is mixed with coal W2.
  • the fluidized coal W2 is dried in the second chamber 14 while further fluidized by the drying gas W6.
  • the fluidized coal W2 and the coal W3 move from the second chamber 14 to the third chamber 16 through the through holes 15a formed in the partition 15.
  • the fluidized coal W2 and the coal W3 are dried while further fluidized in the third chamber 16 by the drying gas W6.
  • Part of the dried coal W1 obtained from the dried fluidized coal W2 and the coal W3 is conveyed through the product conveying pipe 36 and supplied to the cooling device 37.
  • the cooling device 37 is provided with a heat exchanger (not shown), for example. Dry coal W1 is cooled by this heat exchanger. Cooling water may be accommodated in the heat exchanger.
  • the dry coal W1 cooled by the cooling device 37 is conveyed from the cooling device 37 and used as a raw material for boilers or the like as product coal W7.
  • the fluidized coal W2 in the third chamber 16 and the other part of the dry coal W1 obtained from the coal W3 are conveyed by the return pipe 21 and supplied into the first chamber 12 of the drying chamber 11.
  • the wet gas W8 obtained from the dried fluidized coal W2 and coal W3 is discharged from the upper part of the third chamber 16.
  • the wet gas W8 includes water vapor and dried coal W3 powder.
  • the powder of the coal W3 is recovered by the dust collector 40.
  • the recovered coal W3 powder is supplied to the cooling device 37 through the connection pipe 41 and the product transport pipe 36 to become product coal W7.
  • the wet gas W8 processed by the dust collector 40 is discharged to the outside.
  • the fluidized coal W2 is obtained by drying the coal W3 in advance while further drying the coal W3.
  • the coal W3 is efficiently fluidized by mixing the fluidized coal W2 with the coal W3, and the fluidized coal W3 is dried. Therefore, the coal W3 can be uniformly dried regardless of the amount of moisture contained in the coal W3 and the processing amount of the coal W3.
  • the drying coal W1 is fluidized by supplying the drying coal W1 flowing from below to the drying coal W1.
  • the dry coal W1 may adhere to the lower part of the drying chamber 11 due to its own weight.
  • By supplying the drying gas W6 flowing upward from below to the dry coal W1 an upward external force is applied to the dry coal W1 attached to the lower portion of the drying chamber 11. Thereby, dry coal W1 can be fluidized efficiently.
  • the direction from the lower side which is the direction for supplying the drying gas W6 to the dry coal W1, and the direction from the upper side to the lower side are different from the direction from which the coal W3 is supplied to the fluidized coal W2. Accordingly, it is possible to make it difficult for the coal W3 supplied from the upper side to the lower side to become an obstacle to the drying gas W6 supplied from the lower side to the upper side. Since the drying chamber 11 includes the first chamber 12, the partition 13, and the second chamber 14, the fluidized coal in the second chamber 14 in a state where the fluidized coal W ⁇ b> 2 is more reliably fluidized in the first chamber 12. Coal W3 is mixed with W2. For this reason, coal W3 can be fluidized more reliably.
  • the supply hopper 31 supplies the coal W3 to the fluidized coal W2 moved from the first chamber 12 to the second chamber 14.
  • the supply hopper 31 may supply the coal W3 to the fluidized coal W2 that has moved from the first chamber 12 to the third chamber 16 through the second chamber 14.
  • the first chamber 12 and the third chamber 16 are partitioned by two partitions 13 and 15 and communicate with each other through the through holes 13 a and 15 a of the partitions 13 and 15 and the second chamber 14.
  • the third chamber 16 corresponds to the mixing chamber.
  • the drying chamber 11 has three chambers: a first chamber 12, a second chamber 14, and a third chamber 16.
  • the number of chambers included in the drying chamber 11 is not limited to this, and may be two or four or more.
  • the number of chambers included in the drying chamber 11 is preferably two or more.
  • the supply hopper 31 is connected to the top plate of the second chamber 14.
  • the supply hopper 31 may be connected to the side plate of the second chamber 14.
  • the supply hopper 31 supplies the coal W3 from the side to the fluidized coal W2.
  • the drying apparatus of this embodiment is for drying coal W3 batchwise.
  • the drying apparatus 2 of this embodiment has a drying chamber 51 formed in a rectangular tube shape.
  • the drying chamber 51 is arranged such that its axis extends in the up-down direction.
  • a lower end portion of the drying chamber 51 is connected to a drying gas chamber 62 through a dispersion plate 61.
  • a drying gas W6 is supplied to the drying gas chamber 62 from a drying gas generator 27 (not shown). In this embodiment, water vapor is used as the drying gas W6.
  • the drying gas chamber 62 and the drying gas generator 27 constitute a fluidizing unit 63.
  • the drying chamber 51 is provided with a coal discharge pipe 53, an observation window 54, a coal supply pipe (a pre-dried product supply unit, an object to be dried supply unit) 55, and a steam pipe 39 in this order from the bottom to the top. Yes.
  • the coal discharge pipe 53 is a pipe for taking out the dry coal W1 produced in the drying chamber 51 to the outside.
  • the observation window 54 is a window for visually confirming the inside of the drying chamber 51.
  • the coal supply pipe 55 is a pipe for supplying the dry coal W ⁇ b> 1 and the coal W ⁇ b> 3 into the drying chamber 51.
  • the opening at the upper end of the drying chamber 51 is sealed with a lid member 56.
  • the drying gas W ⁇ b> 6 is not supplied by the fluidizing unit 63.
  • dry coal W ⁇ b> 1 is supplied into the drying chamber 51 through the coal supply pipe 55.
  • the amount of dry coal W ⁇ b> 1 stuck (arranged) on the dispersion plate 61 can be confirmed through the observation window 54.
  • the drying gas W6 is supplied to the dry coal W1 from below by the fluidizing unit 63.
  • the drying gas W6 flows upward through a communication hole (not shown) formed in the dispersion plate 61.
  • the dry coal W1 in the drying chamber 51 is dried while fluidizing, and becomes fluidized coal W2 (not shown).
  • the state in which the fluidized coal W2 is fluidized can be confirmed through the observation window 54.
  • coal W 3 is supplied into the drying chamber 51 through the coal supply pipe 55.
  • the coal W3 is efficiently fluidized, and the fluidized coal W3 is dried.
  • Coal W3 dried in the drying chamber 51 becomes dry coal W1.
  • the dry coal W1 is taken out from the coal discharge pipe 53 to the outside.
  • the coal W3 can be uniformly dried regardless of the amount of moisture contained in the coal W3 and the amount of treatment of the coal W3.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the cumulative mass to the particle size of coal.
  • the horizontal axis of FIG. 5 represents the particle size (mm) of coal, and the vertical axis represents the cumulative mass (%) of coal.
  • the mass of coal having a particle size of 1.7 mm or less is 40.9% with respect to the mass of all coal.
  • the relational expression of the cumulative mass with respect to each particle size was obtained as an approximate curve L1. From this approximate curve L1, it was found that the particle size for a cumulative mass of 50% was 2.1 mm.
  • FIG. 6 the relationship of the adhesive force with respect to the water
  • the adhesion force was measured based on the Jenikecel method described in Japan Powder Industry Technical Association Standard, SAP 15-13: 2013, Powder Single-Shear Test Method. It was found that when the moisture content changes from 55% by mass to 60% by mass, the adhesion of LY charcoal increases rapidly.
  • the size of the dispersion plate 61 is 180 mm ⁇ 110 mm.
  • ⁇ 7 mm communication holes are formed at a pitch of 21 mm.
  • the aperture ratio of the dispersion plate 61 is 8.74%.
  • three temperature sensors 66, 67 and 68 were attached to the drying chamber 51 from the bottom to the top.
  • the lower temperature sensor 66 is attached at a height corresponding to the coal discharge pipe 53.
  • the middle temperature sensor 67 is attached to a height corresponding to the lower end portion of the observation window 54.
  • the upper temperature sensor 68 is attached at a height corresponding to an intermediate portion between the coal supply pipe 55 and the steam pipe 39.
  • water vapor was used as the drying gas W6 supplied to the drying chamber 51, and the temperature of the water vapor was set to 70 ° C.
  • FIG. 6 shows the detection results of the temperature sensors 66, 67 and 68 with respect to the elapsed time after fluidizing 2 kg of LY charcoal.
  • a dotted line L6 represents a detection result by the lower temperature sensor 66.
  • a two-dot chain line L7 represents a detection result by the middle temperature sensor 67
  • a solid line L8 represents a detection result by the upper temperature sensor 68.
  • FIG. 8 shows the detection results of the temperature sensors 66, 67, 68 with respect to the elapsed time since the drying gas W6 was supplied.
  • the horizontal axis of FIG. 8 represents the elapsed time (minutes) after supplying the drying gas W6, and the vertical axis represents the temperature (° C.) of the detection results of the temperature sensors 66, 67, 68.
  • FIG. 8 shows the detection results of the temperature sensors 66, 67, 68 with respect to the elapsed time since the drying gas W6 was supplied.
  • the horizontal axis of FIG. 8 represents the elapsed time (minutes) after supplying the drying gas W6, and the vertical axis represents the temperature (° C.) of the detection results of the temperature sensors 66, 67, 68.
  • the flow rate of the drying gas W6 is 150 Nm 3 / h, and the flow velocity on the dispersion plate 61 is 2.1 m / s.
  • a dotted line L11 represents a detection result by the lower temperature sensor 66.
  • a two-dot chain line L12 represents a detection result by the middle temperature sensor 67
  • a solid line L13 represents a detection result by the upper temperature sensor 68.
  • LY charcoal having a moisture content of 63% has a relatively strong adhesion. For this reason, it has been found that even when the drying gas W6 is supplied, LY charcoal accumulates on the dispersion plate 61 and closes the communication holes of the dispersion plate 61. As a result, it was found that the temperature detected by the temperature sensors 67 and 68 was lower than that of the lower temperature sensor 66, and LY charcoal was not fluidized. Further, the experiment was conducted by increasing the flow rate of the drying gas W6 to 5.0 m / s, but it was found that the LY charcoal remained deposited on the dispersion plate 61 and did not fluidize.
  • the drying device 3 of the present embodiment includes a sieving classifier (classifying unit) 71 and a classified coal flow rate adjusting unit 72 in addition to the components of the drying device 1 of the first embodiment.
  • the sieving classifier 71 classifies the dry coal W1 dried in the drying chamber 11 based on the particle size (particle diameter) of the dry coal W1.
  • the sieving and classifying device 71 is provided at a connection portion between the product conveying pipe 36 and the return pipe 21.
  • the sieving classifier 71 supplies only dry large-diameter coal (pre-dried large-diameter material) W10 having a particle size equal to or larger than a reference value out of the dry coal W1 to the return pipe 21.
  • the reference value is 1 mm or the like at d50 (median diameter).
  • the reference value can be adjusted by selecting the size of the sieve mesh.
  • the sieving classifier 71 supplies only the dry small-diameter coal W11 having a particle size less than the reference value among the dry coal W1 to the cooling device 37.
  • those having a larger particle size than those having a smaller particle size contain a larger proportion of moisture.
  • the ratio of the dry large diameter coal W10 with respect to the coal which the sieving classifier 71 supplies to the return pipe 21 is not limited to 100%. That is, the coal supplied to the return pipe 21 by the sieving classifier 71 is basically composed of the dry large-diameter coal W10, but the coal may contain the dry small-diameter coal W11.
  • the classified coal flow rate control unit 72 supplies only the amount of the reference ratio of the dry large-diameter coal W10 to the drying chamber 11 through the return pipe 21.
  • the classified coal flow rate adjustment unit 72 is provided in an intermediate portion of the return pipe 21.
  • a first end portion of the second connecting pipe 73 is connected to the classified coal flow rate adjusting unit 72.
  • a second end of the second connection pipe 73 is connected to an intermediate part of the connection pipe 41.
  • the classified coal flow rate adjustment unit 72 adjusts the amount of the reference ratio by a valve (not shown) that adjusts the opening degree of the return pipe 21 and a valve (not shown) that adjusts the opening degree of the second connection pipe 73. Can do.
  • the amount of the reference ratio is appropriately set depending on the material balance of the coal W3 supplied to the drying chamber 11, the dry large-diameter coal W10, the dry coal W1 obtained in the drying chamber 11, and the like.
  • the classified coal flow rate adjustment unit 72 supplies the second connecting pipe 73 with an amount other than the reference ratio in the dry large-diameter coal W10 supplied to the classified coal flow rate adjustment unit 72 via the return pipe 21.
  • the 2nd end part of the 2nd connection piping 73 may be connected between the part in which the sieving classifier 71 in the product conveyance piping 36 was provided, and the 2nd end part.
  • the reference ratio is, for example, 10 to 20%.
  • the reference ratio can be adjusted on a trial and error basis while confirming that the mixture of coal W3 and dry large-diameter coal W10 (hereinafter referred to as mixed coal) adheres in the drying chamber 11.
  • the reference ratio can be appropriately set by evaluating the angle of repose of the mixed coal (the maximum angle at which the slope on which the mixed coal is loaded is stable without collapsing). For example, Carr, RL “Evaluating flow properties of solids” Chem. Eng. 1965; 72: p.163-168 is known. According to this angle of repose, the degree of fluidity is classified into seven levels, such as extremely good, good,..., Slightly poor, poor, and extremely poor.
  • the angle of repose at which the degree of fluidity is extremely good to slightly poor is 0 ° or more and 55 ° or less.
  • the dry coal W ⁇ b> 1 obtained in the third chamber 16 of the drying chamber 11 is conveyed through the product conveying pipe 36 and supplied to the sieving classifier 71.
  • the sieving classifier 71 supplies only the dry large-diameter coal W10 out of the dry coal W1 to the classification coal flow rate adjusting unit 72 on the downstream side of the return pipe 21, and supplies only the dry small-diameter coal W11 to the cooling device 37.
  • the classified coal flow rate adjusting unit 72 supplies only the amount of the reference ratio of the dry large-diameter coal W10 supplied from the sieving classifier 71 into the first chamber 12 of the drying chamber 11 via the return pipe 21.
  • the classified coal flow rate adjusting unit 72 supplies the second connecting pipe 73 with an amount other than the reference ratio in the dry large-diameter coal W10.
  • the dry large-diameter coal W10 supplied to the second connection pipe 73 is collected into the powder of the coal W3 collected by the dust collector 40 and flowing in the connection pipe 41, and the dry small-diameter coal W11 classified by the sieving classifier 71. Merge and become product coal W7.
  • the dry large-diameter coal W10 in the amount of the reference ratio supplied into the first chamber 12 is further fluidized in the first chamber 12 and dried to become fluidized coal W2.
  • the dry large-diameter coal W10 has a higher moisture content than the dry small-diameter coal W11. For this reason, due to the heat of vaporization of water in the coal, the temperature is less likely to rise when the dry large-diameter coal W10 is heated than when the dry small-diameter coal W11 is heated.
  • the amount of dry large-diameter coal W10 supplied into the first chamber 12 is adjusted by the classified coal flow rate adjusting unit 72, so that the recycle amount increases and the production amount of the product coal W7 decreases. While being able to suppress, the temperature of dry large diameter coal W10 etc. which are heated in the drying chamber 11 is adjusted more effectively.
  • the drying apparatus 1 of the first embodiment since the dried coal W1 dried in the drying chamber 11 is returned to the drying chamber 11, a part of the dried coal W1 may be dried many times in the drying chamber 11.
  • the drying device 3 according to the present embodiment includes the sieving and classifying device 71, whereby the dried coal is suppressed from returning to the drying chamber 11.
  • FIG. 11 shows the change in the cumulative proportion of coal with respect to the particle size in the proportion of moisture in the coal.
  • the horizontal axis in FIG. 11 represents the particle size of coal, and the vertical axis represents the cumulative proportion of coal. From FIG. 11, the average particle diameter (intersection with the line L16 representing d50) at each moisture ratio was determined.
  • FIG. 12 shows the change in average particle diameter with respect to the water content of coal.
  • the horizontal axis of FIG. 12 represents the moisture content of coal, and the vertical axis represents the average particle diameter of coal.
  • the range R a representing the state of bulk water described above.
  • a range R b representing the state of capillary condensed water
  • a range R c representing the state of multilayer water
  • a range R d representing the state of single layer water are shown.
  • the water content is in the range of 30 to 60%, and the average particle size is approximately constant at 1.8 to 2.0 mm even when the water content is reduced.
  • R 7 The scope proportion of water is less than the area R 7, there is a region R 8 having an average particle size in accordance with the proportion of water is reduced is reduced.
  • the average particle size decreases without increasing as the proportion of moisture in the coal decreases.
  • the average particle diameter of coal with a water content of 20% is about 1.5 mm.
  • 1.5 mm is used as the reference value of the particle size classified by the sieving classifier 71, about 50% of dry coal having a moisture content of 20% or less can be removed.
  • FIG. 13 the change of 0.6 mm or less sieving mass (weight) ratio with respect to the ratio of the water
  • the mass ratio under 0.6 mm or less referred to here means the ratio of the mass of coal that has passed through the sieve with an outer diameter of 0.6 mm or less with respect to the total mass of the sieved coal.
  • the horizontal axis of FIG. 13 represents the moisture content of coal, and the vertical axis represents the mass ratio below 0.6 mm.
  • the above-mentioned ranges R a to R d are shown. From coal after hydrolysis to coal ratio of water of about 55%, there is a region R 10 of 0.6mm or less undersize mass ratio in accordance with the proportion of water is reduced increases.
  • the scope proportion of water is less than the region R 10, there is a substantially constant regions R 11 0.6 mm or less undersize mass ratio be the percentage of moisture is low, about 30%.
  • the scope proportion of water is less than the region R 11, there is a region R 12 where under 0.6mm below the sieve mass ratio in accordance with the proportion of water is reduced increases. As explained above, as the water content in the coal decreases, the mass ratio under 0.6 mm or less increases without decreasing.
  • FIG. 14 the experimental result at the time of using the brown coal whose ratio of a moisture is 60% is shown.
  • the horizontal axis of FIG. 14 represents the particle size of lignite, and the vertical axis represents the cumulative ratio of lignite. Circles in the figure represent individual experimental results. For example, the cumulative proportion of lignite with a particle size of 1.4 mm is 27%.
  • FIG. 15 shows the experimental results in the case of using lignite that has been dried until the average water content reaches 20%.
  • the horizontal axis of FIG. 15 is the same as FIG.
  • the cumulative proportion of lignite with a particle size of 1.4 mm is 54%. That is, when the lignite is compared before and after drying, the particle size of the lignite becomes small when the moisture content in the lignite is small.
  • Table 1 shows the results of determining the ratio of the particle diameter of 1.5 mm or more and the average particle diameter in the lignite with a moisture ratio of 60% and the lignite dried to an average moisture ratio of 20%.
  • the “average moisture ratio” is described as follows. In the lignite dried until the average moisture ratio becomes 20% as described later, the moisture ratio is further set for each particle size range. This is because it was requested.
  • the particle size of 1.5 mm or less was 27.7%, and the average particle size (d50) was 2.7 mm.
  • the particle size of 1.5 mm or less was 54.9%, and the average particle size (d50) was 1.1 mm.
  • the average particle size was reduced to a value of about 41% (1.1 / 2.7) by decreasing the water content.
  • the results of the determination of the moisture content in the lignite with a particle size of 1.5 mm or less and the lignite with a particle size of 5.0 mm or more are shown. It is shown in 2.
  • the ratio of moisture was 17.6%, and in the lignite having a particle diameter of 5.0 mm or more, the ratio of moisture was 24.0%.
  • the proportion of moisture contained in the one having a larger particle size is larger than the proportion of moisture contained in the one having a smaller particle size.
  • the ratio of the particle size of 1.5 mm or less is 54.9%.
  • the drying device 3 includes a sieving classifier 71.
  • the inventors have found that among the dry coals W1, those having a larger particle size than those having a smaller particle size contain a higher proportion of moisture.
  • the drying device 3 includes a classified coal flow rate adjusting unit 72. Thereby, while adjusting the ratio made into fluidized coal W2 among dry large diameter coal W10, it can suppress that the amount of recycle increases too much and the production amount of product coal W7 falls, and dry large diameter coal W10. Etc. can be adjusted more effectively.
  • the classification unit is the sieving classifier 71.
  • the classifying unit is not limited to this, and may be a dry classifier such as a cyclone or a fluidized bed.
  • the drying device 3 may not include the classified coal flow rate adjustment unit 72.
  • the first to third embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the configuration does not depart from the gist of the present invention. Changes, combinations, deletions, etc. are also included. Furthermore, it goes without saying that the configurations shown in the embodiments can be used in appropriate combinations.
  • the object to be dried is coal, but the object to be dried is not limited to this, and may be sludge or the like.

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Abstract

この乾燥方法は、少なくとも流動化室（１２）と混合室（１４）とを有する乾燥装置（１）における、水分を含有する被乾燥物（Ｗ３）を乾燥させる方法であって、被乾燥物（Ｗ３）を予め乾燥させて得られた予乾燥物（Ｗ１）を、流動化室（１２）内に供給した状態で、さらに流動化させて流動化予乾燥物（Ｗ２）にし、流動化室（１２）とは仕切り（１３）により区画されるとともに仕切り（１３）の下部に形成された貫通孔（１３ａ）を通して互いに連通する混合室（１４）内に流動化予乾燥物（Ｗ２）を移動させた状態で、流動化予乾燥物（Ｗ２）に、貫通孔（１３ａ）よりも上方から被乾燥物（Ｗ３）を混合する。

Description

乾燥方法及び乾燥装置
　本発明は、乾燥方法及び乾燥装置に関する。
　従来、水分を含有する石炭や汚泥等の被乾燥物を乾燥させるための乾燥方法が検討されている。
　高水分の粉体状の被乾燥物を乾燥室で乾燥させる場合、乾燥室内に被乾燥物が付着したり滞留したりして、乾燥室の入口が詰まる恐れがある。そこで、被乾燥物が付着する部分にパージガスを導入して、被乾燥物の付着を抑制する方法が採用されている。
　しかしながらこの方法では、パージガスを乾燥室の多くの個所に導入する必要があり、設備コスト及び運用コストが増加する問題がある。
　そこで、特許文献１に開示された乾燥方法では、乾燥室内で褐炭（被乾燥物）を乾燥させた乾燥物（予乾燥物）の一部を供給ラインや供給ホッパに戻したうえで、乾燥室に供給する。これにより、乾燥室に供給される褐炭及び乾燥物全体としての含有水分量が下がる。その結果、乾燥室内に褐炭が付着しにくくなり、乾燥室の入口が詰まるのが抑えられる。
　一方で、乾燥室内では、褐炭に流動化蒸気が導入されることで、褐炭が流動され流動層を形成する。さらに、乾燥室内に設けられた伝熱部材により褐炭が乾燥する。乾燥した褐炭は製品石炭となりボイラー等の原料として用いられる。なお、乾燥した褐炭の一部は、前述の乾燥物として、乾燥室に供給される。
特開２０１１－２１４８０５号公報
　しかしながら、特許文献１の乾燥方法においても、褐炭が含有する水分の量や褐炭の処理量によっては、褐炭が流動層内に付着したり滞留したりすることが考えられる。この場合には、乾燥室内に投入した褐炭が乾燥室内で滞留して、褐炭の一部が乾燥されない恐れがある。
　本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、被乾燥物が含有する水分の量や被乾燥物の処理量によらず被乾燥物を均一に乾燥させることができる乾燥方法及び乾燥装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明の乾燥方法は、少なくとも流動化室と混合室とを有する乾燥装置における、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、
　前記被乾燥物を予め乾燥させて得られた予乾燥物を、前記流動化室内に供給した状態で、さらに流動化させて流動化予乾燥物にし、
　前記流動化室とは仕切りにより区画されるとともに前記仕切りの下部に形成された貫通孔を通して互いに連通する前記混合室内に前記流動化予乾燥物を移動させた状態で、前記流動化予乾燥物に、前記貫通孔よりも上方から前記被乾燥物を混合することを特徴としている。
（２）本発明の乾燥装置は、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、
　流動化室と、前記流動化室とは仕切りにより区画されるとともに前記仕切りの下部に形成された貫通孔を通して互いに連通する混合室と、を少なくとも有する乾燥室と、
　前記被乾燥物を予め乾燥させて得られた予乾燥物を前記流動化室内に供給する予乾燥物供給部と、
　前記乾燥室内に供給された前記予乾燥物を、前記流動化室内でさらに流動化させて流動化予乾燥物とする流動化部と、
　前記流動化室内から前記貫通孔を通して前記混合室に移動した前記流動化予乾燥物に、前記貫通孔よりも上方から前記被乾燥物を混合する被乾燥物供給部とを備えることを特徴としている。
　これらの発明によれば、流動化予乾燥物は被乾燥物を予め乾燥させるとともに、さらに流動化させつつ乾燥させたものである。このため、この流動化予乾燥物に被乾燥物を混合することで、被乾燥物が効率的に流動化し、流動化した状態の被乾燥物が乾燥する。また、流動化室内で流動化予乾燥物をより確実に流動化させた状態で、混合室において流動化予乾燥物に被乾燥物を混合する。
（３）上記の乾燥方法において、前記予乾燥物に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスを供給することで、前記予乾燥物を流動化させてもよい。
（４）上記の乾燥装置において、前記流動化部は、前記乾燥室内に供給された前記予乾燥物に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスを供給することで、前記予乾燥物を流動化させてもよい。
　これらの発明によれば、予乾燥物は自重により乾燥室等の下部に付着する場合がある。予乾燥物に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスを供給することで、乾燥室等の下部に付着した被乾燥物に対して上方に向けた外力を作用させる。
（５）上記の乾燥方法において、前記流動化予乾燥物に上方又は側方から前記被乾燥物を混合してもよい。
（６）上記の乾燥装置において、前記被乾燥物供給部は、前記流動化予乾燥物に上方又は側方から前記被乾燥物を混合してもよい。
　これらの発明によれば、予乾燥物に乾燥用ガスを供給する方向と、流動化予乾燥物に被乾燥物を混合する方向とが異なる。
（７）上記の乾燥方法において、前記混合室とは第２仕切りにより区画されるとともに前記第２仕切りに形成された第２貫通孔を通して互いに連通する第３室内から前記予乾燥物を得てもよい。
（８）上記の乾燥装置において、前記乾燥室は、前記混合室とは第２仕切りにより区画されるとともに前記第２仕切りに形成された第２貫通孔を通して互いに連通する第３室を有し、前記予乾燥物供給部の端部は、前記第３室の側板に接続されていてもよい。
　これらの発明によれば、流動化室内で流動化予乾燥物をより確実に流動化させた状態で、混合室において流動化予乾燥物に被乾燥物を混合する。
（９）上記の乾燥方法において、前記予乾燥物のうち粒径が基準値以上の予乾燥大径物をさらに流動化させつつ乾燥させて前記流動化予乾燥物にしてもよい。
　発明者らは、予乾燥物のうちで、粒径が小さいものよりも粒径が大きいものの方が含有する水分の割合が多いことを見出した。含有する水分の割合が少ないと、予乾燥物が加熱されたときに予乾燥物の温度が上がりやすくなる。
（１０）上記の乾燥方法において、前記予乾燥大径物のうち基準割合の量をさらに流動化させつつ乾燥させて前記流動化予乾燥物にしてもよい。
（１１）上記の乾燥装置は、前記乾燥室で乾燥された前記予乾燥物を粒径に基づいて分級し、前記予乾燥物のうち前記粒径が基準値以上の予乾燥大径物を前記予乾燥物供給部に供給する分級部を備えていてもよい。
（１２）上記の乾燥装置において、前記分級部は篩い分け分級機であってもよい。
（１３）上記の乾燥装置は、前記予乾燥大径物のうち基準割合の量を前記予乾燥物供給部に供給する分級炭流量調節部を備えていてもよい。
　上記（１）に記載の乾燥方法、及び上記（２）に記載の乾燥装置によれば、被乾燥物が含有する水分の量や被乾燥物の処理量によらず被乾燥物を均一に乾燥させることができる。また、流動化予乾燥物をより確実に流動化させた状態で、被乾燥物を混合することができる。
　上記（３）に記載の乾燥方法、及び上記（４）に記載の乾燥装置によれば、予乾燥物を効率的に流動化させることができる。
　上記（５）に記載の乾燥方法、及び上記（６）に記載の乾燥装置によれば、予乾燥物に供給する乾燥用ガスに対して、流動化予乾燥物に混合する被乾燥物が支障になりにくくすることができる。
　上記（７）に記載の乾燥方法、及び上記（８）に記載の乾燥装置によれば、流動化予乾燥物をより確実に流動化させた状態で、混合室において流動化予混合物に被乾燥物を混合することができる。
　上記（９）及び（１０）に記載の乾燥方法によれば、予乾燥大径物中の水分の割合が少なくなって予乾燥大径物等の温度が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
　上記（１１）から（１３）に記載の乾燥装置によれば、予乾燥大径物のうち流動化予乾燥物にする割合を調節し、予乾燥大径物等の温度をより効果的に調節することができる。
本発明の第１実施形態の乾燥装置における構成の概要を示す図である。 乾燥石炭が流動化している状態を示す図である。 乾燥石炭が流動化していない状態を示す図である。 本発明の第２実施形態の乾燥装置における要部の正面図である。 同乾燥装置で乾燥させるＬＹ炭の粒径に対する累積質量の関係を表す図である。 同乾燥装置で乾燥させるＬＹ炭における、含有する水分に対する付着力の関係を表す図である。 同乾燥装置を用いてＬＹ炭を乾燥させた実施例の実験結果における経過時間に対する各温度センサの検出結果を示す図である。 同乾燥装置を用いてＬＹ炭を乾燥させた比較例の実験結果における経過時間に対する各温度センサの検出結果を示す図である。 本発明の第３実施形態の乾燥装置における構成の概要を示す図である。 ＬＹ炭の含有水の分類による含有する水のイメージを説明する図である。 石炭の各水分の割合における、粒径に対する石炭の累積割合の変化を示す図である。 水分の割合に対する平均粒径の変化を示す図である。 水分の割合に対する０．６ｍｍ以下篩下重量比の変化を示す図である。 水分の割合が６０％の褐炭における粒径に対する累積割合の変化を示す図である。 平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭における粒径に対する累積割合の変化を示す図である。
（第１実施形態）
　以下、本発明に係る乾燥装置の第１実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。本乾燥装置は、褐炭等の水分の含有割合が高い石炭（被乾燥物）を連続式に乾燥させるためのものである。
　図１に示すように、本実施形態の乾燥装置１は、乾燥室１１と、石炭を予め乾燥させて得られた乾燥石炭（予乾燥物）Ｗ１を乾燥室１１に供給する戻り配管（予乾燥物供給部）２１と、乾燥室１１内に供給された乾燥石炭Ｗ１を、さらに流動化させつつ乾燥させて流動化石炭（流動化予乾燥物）Ｗ２とする流動化部２６と、流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合する供給ホッパ（被乾燥物供給部）３１と、を備えている。
　乾燥室１１は、第１室（流動化室）１２と、第１室１２とは仕切り１３により区画された第２室（混合室）１４と、第２室１４とは仕切り１５により区画された第３室１６と、を有している。第１室１２、第２室１４、及び第３室１６は、例えば水平面に沿って並べて配置されている。第１室１２、第２室１４、及び第３室１６の底板には、分散板１７が用いられている。分散板１７には、上下方向に貫通する連通孔１７ａが複数形成されている。連通孔１７ａは、例えば各室１２、１４、１６の下方に１つずつ形成されている。
　仕切り１３の下部には、貫通孔１３ａが形成されている。第１室１２と第２室１４とは、仕切り１３の貫通孔１３ａを通して互いに連通する。同様に、仕切り１５の下部には、貫通孔１５ａが形成されている。第２室１４と第３室１６とは、仕切り１５の貫通孔１５ａを通して互いに連通する。
　戻り配管２１の第一端部は、例えば第１室１２における第２室１４とは反対側の側板（符号省略）に接続されている。戻り配管２１の第二端部は、後述する製品搬送配管３６の長手方向に沿う中間部に接続されている。戻り配管２１は、第１室１２内に乾燥石炭Ｗ１を供給する。
　流動化部２６は、乾燥用ガスＷ６を発生させる乾燥用ガス発生装置２７と、分散板１７の下方に設けられ、乾燥用ガス発生装置２７で発生した乾燥用ガスＷ６が供給される乾燥用ガス室２８と、を有する。なお、乾燥用ガスＷ６として本実施形態では水蒸気を用いるが、乾燥用ガスＷ６として高温の空気等を用いてもよい。
　乾燥用ガス発生装置２７には、ボイラー等の公知の装置を用いることができる。なお、乾燥用ガス発生装置２７として、後述する冷却装置３７等に設けた熱交換器等を用いてもよい。この熱交換器内の冷却水により乾燥石炭Ｗ１を冷却することで、冷却水が加熱されて乾燥用ガスＷ６を得ることができる。
　乾燥用ガス室２８の天板は、前述の分散板１７である。本実施形態では、乾燥用ガス室２８が、各室１２、１４、１６に対応して３室に分割されている例を示している。乾燥用ガス室２８は、分散板１７の各連通孔１７ａを通して各室１２、１４、１６と連通している。
　供給ホッパ３１は、第２室１４の天板に接続されている。
　第３室１６における第２室１４とは反対側の側板には、製品搬送配管３６の第一端部が接続されている。製品搬送配管３６の第二端部は、冷却装置３７に接続されている。第３室１６の天板には、蒸気配管３９の第一端部が接続されている。蒸気配管３９の第二端部は、集塵装置４０に接続されている。
　集塵装置４０には、連結配管４１の第一端部が接続されている。連結配管４１の第二端部は、製品搬送配管３６の中間部に接続されている。
　次に、以上のように構成された乾燥装置１を用いた本実施形態の乾燥方法について説明する。
　後述するように、石炭Ｗ３を予め乾燥させて乾燥石炭Ｗ１を得ておく。戻り配管２１は、第１室１２内に乾燥石炭Ｗ１を供給する。
　流動化部２６の乾燥用ガス発生装置２７は、乾燥用ガスＷ６を発生させる。この乾燥用ガスＷ６は乾燥用ガス室２８に供給され、分散板１７の各連通孔１７ａを通して乾燥室１１の各室１２、１４、１６に供給される。
　第１室１２内では、分散板１７の各連通孔１７ａを通して乾燥石炭Ｗ１に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスＷ６が供給される。これにより、乾燥石炭Ｗ１が流動化しつつさらに乾燥する。こうして、乾燥石炭Ｗ１をさらに流動化させつつ乾燥させて流動化石炭Ｗ２にする。
　乾燥石炭Ｗ１は自重により第１室１２等の下部の分散板１７等に付着する場合がある。乾燥石炭Ｗ１に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスＷ６を供給することで、分散板１７に付着した石炭Ｗ３に対して上方に向けた外力を作用させる。
　乾燥用ガスＷ６は、第１室１２内だけでなく、第２室１４及び第３室１６内に下方から上方に向けて流れるように供給される。
　ここで言う流動化とは、石炭等が室内や配管内に付着しないで、流れ動いている状態を意味する。具体的には、第１室１２内で乾燥石炭Ｗ１が乾燥用ガスＷ６により流動化すると、図２に示すように、乾燥石炭Ｗ１は第１室１２の下部の分散板１７や側板等には付着しないで流れ動く。流動化石炭Ｗ２は、乾燥用ガスＷ６中に乾燥石炭Ｗ１が浮遊した流動層を形成する。
　これに対して、乾燥石炭Ｗ１が乾燥用ガスＷ６により流動化されないと、図３に示すように、乾燥石炭Ｗ１は、第１室１２内で流れ動かないで、乾燥石炭Ｗ１の自重や乾燥石炭Ｗ１の付着力等により分散板１７等に付着する。
　このように、流動化部２６は、第１室１２内に供給された乾燥石炭Ｗ１に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスＷ６を供給することで、第１室１２内で乾燥石炭Ｗ１を流動化する。乾燥石炭Ｗ１を第１室１２内に供給した状態で、乾燥石炭Ｗ１を流動化石炭Ｗ２にする。
　流動化石炭Ｗ２は、第１室１２内から仕切り１３に形成された貫通孔１３ａを通して第２室１４に移動する。供給ホッパ３１は、第２室１４に移動した流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合する。すなわち、第２室１４内に流動化石炭Ｗ２を移動させた状態で、流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合する。このとき、供給ホッパ３１は流動化石炭Ｗ２に上方から石炭Ｗ３を混合する。
　流動化石炭Ｗ２は、石炭Ｗ３を予め乾燥させるとともに、さらに流動化させつつ乾燥させたものである。このため、第２室１４内でこの流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合することで、石炭Ｗ３が効率的に流動化し、流動化した状態の石炭Ｗ３が乾燥する。乾燥装置１では、乾燥石炭Ｗ１に乾燥用ガスＷ６を供給する方向である下方から上方に向かう方向と、流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を供給する方向である上方から下方に向かう方向とが異なる。乾燥室１１が第１室１２、仕切り１３、及び第２室１４を備えることで、第１室１２内で流動化石炭Ｗ２をより確実に流動化させた状態で、第２室１４において流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合する。
　なお、流動化石炭Ｗ２は第２室１４内で、乾燥用ガスＷ６によりさらに流動化しつつ乾燥する。
　流動化石炭Ｗ２及び石炭Ｗ３は、第２室１４内から仕切り１５に形成された貫通孔１５ａを通して第３室１６に移動する。流動化石炭Ｗ２及び石炭Ｗ３は、第３室１６内で乾燥用ガスＷ６によりさらに流動化しつつ乾燥する。乾燥された流動化石炭Ｗ２及び石炭Ｗ３から得られた乾燥石炭Ｗ１の一部は、製品搬送配管３６を通して搬送され、冷却装置３７に供給される。
　冷却装置３７には、例えば図示しない熱交換器が設けられている。乾燥石炭Ｗ１は、この熱交換器により冷却される。熱交換器内に冷却水を収容しておいてもよい。
　冷却装置３７で冷却された乾燥石炭Ｗ１は、冷却装置３７から搬送され、製品石炭Ｗ７としてボイラー等の原料として用いられる。
　第３室１６内の流動化石炭Ｗ２及び石炭Ｗ３から得られた乾燥石炭Ｗ１の他の一部は、戻り配管２１により搬送され、乾燥室１１の第１室１２内に供給される。
　一方で、乾燥された流動化石炭Ｗ２及び石炭Ｗ３から得られた湿潤ガスＷ８は、第３室１６の上部から排出される。この湿潤ガスＷ８は、水蒸気に、乾燥させた石炭Ｗ３の粉末が含まれたものである。湿潤ガスＷ８は、集塵装置４０で石炭Ｗ３の粉末が回収される。　回収された石炭Ｗ３の粉末は、連結配管４１及び製品搬送配管３６を通して冷却装置３７に供給され、製品石炭Ｗ７となる。一方で、集塵装置４０で処理された湿潤ガスＷ８は、外部に排出される。
　以上説明したように、本実施形態の乾燥装置１及び乾燥方法によれば、流動化石炭Ｗ２は石炭Ｗ３を予め乾燥させるとともに、さらに流動化させつつ乾燥させたものである。このため、この流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合することで、石炭Ｗ３が効率的に流動化し、流動化した状態の石炭Ｗ３が乾燥する。したがって、石炭Ｗ３が含有する水分の量や石炭Ｗ３の処理量によらず石炭Ｗ３を均一に乾燥させることができる。
　乾燥石炭Ｗ１に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスＷ６を供給して、乾燥石炭Ｗ１を流動化する。乾燥石炭Ｗ１は、自重により乾燥室１１の下部に付着する場合がある。乾燥石炭Ｗ１に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスＷ６を供給することで、乾燥室１１の下部に付着した乾燥石炭Ｗ１に対して上方に向けた外力を作用させる。これにより、乾燥石炭Ｗ１を効率的に流動化させることができる。
　乾燥石炭Ｗ１に乾燥用ガスＷ６を供給する方向である下方から上方に向かう方向と、流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を供給する方向であると上方から下方に向かう方向とが異なる。したがって、下方から上方に供給する乾燥用ガスＷ６に対して、上方から下方に供給する石炭Ｗ３が支障になりにくくすることができる。
　乾燥室１１は第１室１２、仕切り１３、及び第２室１４を備えるため、第１室１２内で流動化石炭Ｗ２をより確実に流動化させた状態で、第２室１４において流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を混合する。このため、石炭Ｗ３をより確実に流動化させることができる。
　なお、本実施形態では、供給ホッパ３１は第１室１２から第２室１４に移動した流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を供給するとした。しかし、供給ホッパ３１は、第１室１２から第２室１４を通して第３室１６に移動した流動化石炭Ｗ２に石炭Ｗ３を供給するとしてもよい。第１室１２と第３室１６とは、２枚の仕切り１３、１５により区画され、仕切り１３、１５の貫通孔１３ａ、１５ａ及び第２室１４を通して互いに連通する。この場合、第３室１６が混合室に該当する。
　乾燥室１１は、第１室１２、第２室１４、及び第３室１６の３つの室を有するとした。しかし、乾燥室１１が有する室の数はこの限りではなく、２つでもよいし、４つ以上でもよい。
　石炭Ｗ３を安定して流動化させるために、付着性が高く流動化しにくい高水分の石炭Ｗ３（湿炭）の表面をリサイクルした乾燥石炭Ｗ１で覆う必要がある。１つの室に乾燥石炭Ｗ１及び石炭Ｗ３を同時に供給すると、乾燥石炭Ｗ１及び石炭Ｗ３が混ざり合う分散効果が適切に発揮できず、石炭Ｗ３が偏析してしまう恐れがある。このため、乾燥室１１が有する室の数は２つ以上が好ましい。
　供給ホッパ３１は、第２室１４の天板に接続されているとした。しかし、供給ホッパ３１が第２室１４の側板に接続されてもよい。この場合、供給ホッパ３１が流動化石炭Ｗ２に側方から石炭Ｗ３を供給する。
（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図４から図８を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。本実施形態の乾燥装置は、石炭Ｗ３をバッチ式に乾燥させるためのものである。　図４に示すように、本実施形態の乾燥装置２は、角筒状に形成された乾燥室５１を有している。乾燥室５１は、その軸線が上下方向に延びるように配置されている。
　乾燥室５１の下端部は、分散板６１を介して乾燥用ガス室６２に接続されている。乾燥用ガス室６２には、図示しない乾燥用ガス発生装置２７から乾燥用ガスＷ６が供給される。なお、乾燥用ガスＷ６として本実施形態では水蒸気を用いる。乾燥用ガス室６２及び乾燥用ガス発生装置２７で、流動化部６３を構成する。
　乾燥室５１には、下方から上方に向かって、石炭排出管５３、のぞき窓５４、石炭供給管（予乾燥物供給部、被乾燥物供給部）５５、及び蒸気配管３９がこの順に設けられている。石炭排出管５３は、乾燥室５１内で製造された乾燥石炭Ｗ１を外部に取り出すための配管である。のぞき窓５４は、乾燥室５１内を目視により確認するための窓である。石炭供給管５５は、乾燥室５１内に乾燥石炭Ｗ１及び石炭Ｗ３を供給するための配管である。　乾燥室５１の上端部の開口は、蓋部材５６により封止されている。
　次に、以上のように構成された乾燥装置２を用いた本実施形態の乾燥方法について説明する。乾燥装置２の初期状態においては、流動化部６３により乾燥用ガスＷ６は供給されていない。
　まず、石炭供給管５５を通して乾燥室５１内に乾燥石炭Ｗ１を供給する。分散板６１上に張り込まれた（配置された）乾燥石炭Ｗ１の量は、のぞき窓５４を通して確認することができる。
　次に、流動化部６３により乾燥石炭Ｗ１に下方から乾燥用ガスＷ６を供給する。乾燥用ガスＷ６は、分散板６１に形成された図示しない連通孔を通して上方に向かって流れる。これにより、乾燥室５１内の乾燥石炭Ｗ１が流動化しつつ乾燥し、流動化石炭Ｗ２（不図示）となる。流動化石炭Ｗ２が流動化している状態は、のぞき窓５４を通して確認することができる。
　次に、石炭供給管５５を通して乾燥室５１内に石炭Ｗ３を供給する。乾燥室５１内で流動化している流動化石炭Ｗ２内に石炭Ｗ３を供給することで、石炭Ｗ３が効率的に流動化し、流動化した状態の石炭Ｗ３が乾燥する。乾燥室５１内で乾燥された石炭Ｗ３は、乾燥石炭Ｗ１となる。
　乾燥石炭Ｗ１は、石炭排出管５３から外部に取り出される。
　このように構成された本実施形態の乾燥装置２によっても、石炭Ｗ３が含有する水分の量や石炭Ｗ３の処理量によらず石炭Ｗ３を均一に乾燥させることができる。
（実施例）
　以下では、本発明の実施例及び比較例を具体的に示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　まず、乾燥装置２で乾燥させる石炭として用いたＬＹ炭について説明する。ＬＹ炭は、Ｌｏｙ　Ｙａｎｇで採取された褐炭であり、本実施形態では、ＬＹ炭を粉砕した状態で用いている。図５は、石炭の粒径に対する累積質量の関係を表す図である。図５の横軸は石炭の粒径（ｍｍ）を表し、縦軸は石炭の累積質量（％）を表す。例えば、この石炭において、粒径が１．７ｍｍ以下の石炭の質量は、全石炭の質量に対して４０．９％である。　各粒径に対する累積質量の関係式を、近似曲線Ｌ１として求めた。この近似曲線Ｌ１から、累積質量５０％に対する粒径は、２．１ｍｍであることが分かった。
　図６に、ＬＹ炭における、含有する水分に対する付着力の関係を示す。図６の横軸はＬＹ炭が含有する水分（質量％）を表し、縦軸はＬＹ炭の付着力（ｇ／ｃｍ２＝１００Ｐａ）を表す。付着力は、日本粉体工業技術協会規格、ＳＡＰ　１５－１３：２０１３、粉体の一面せん断試験方法に記載されたジェニケセル法に基づいて測定した。
　水分の含有量が５５質量％から６０質量％に変化する際に、ＬＹ炭の付着力が急激に強くなることが分かった。
　乾燥装置２において、分散板６１の寸法を１８０ｍｍ×１１０ｍｍとした。分散板６１には、φ７ｍｍの連通孔が２１ｍｍピッチで形成されている。分散板６１の開口率は、８．７４％である。
　実験を行うにあたり、図４に示すように、乾燥室５１に下方から上方に向かって、３つの温度センサ６６、６７、６８を取付けた。下部温度センサ６６は、石炭排出管５３に対応する高さに取付けられている。中部温度センサ６７は、のぞき窓５４の下端部に対応する高さに取付けられている。上部温度センサ６８は、石炭供給管５５と蒸気配管３９との中間部に対応する高さに取付けられている。
　なお、乾燥室５１に供給する乾燥用ガスＷ６として水蒸気を用い、水蒸気の温度を７０℃とした。
　実施例として、以下の実験を行った。
　流量１５０Ｎｍ３／ｈ（ノルマル立方メートル毎時）、分散板６１上における流速が２．１ｍ／ｓ（メートル毎秒）の乾燥用ガスＷ６で、水分の含有率が５５％のＬＹ炭２ｋｇを予め流動化させつつ乾燥させた。なお、図６に示すように、水分の含有率が５５％のＬＹ炭の付着力は、２ｇ／ｃｍ３程度である。２ｋｇのＬＹ炭は、流動化して流動化石炭Ｗ２となった。
　図７に、２ｋｇのＬＹ炭を流動化させてからの経過時間に対する温度センサ６６、６７、６８の検出結果を示す。図７の横軸はＬＹ炭を流動化させてからの経過時間（分）を表し、縦軸は温度センサ６６、６７、６８の検出結果の温度（℃）を表す。点線Ｌ６が、下部温度センサ６６による検出結果を表す。同様に、二点鎖線Ｌ７が中部温度センサ６７による検出結果を表し、実線Ｌ８が上部温度センサ６８による検出結果を表す。
　経過時間が１分である時刻ｔ１において、石炭供給管５５を通して流動化石炭Ｗ２の上方から、水分の含有率が６３％のＬＹ炭４ｋｇを供給した。なお、水分の含有率が６３％のＬＹ炭の付着力は、４．８ｇ／ｃｍ３程度である（図６参照）。
　経過時間が０分から８０分頃までの恒温乾燥区間Ｒ１では、温度センサ６６、６７、６８は３５℃程度を維持している。８０分頃以降の減率乾燥区間Ｒ２では、温度センサ６６、６７、６８で検出される温度が徐々に上昇している。検出される温度は、温度が高い順に、下部温度センサ６６、中部温度センサ６７、上部温度センサ６８となることが分かった。
　初期に供給した２ｋｇのＬＹ炭、及び追加して供給した４ｋｇのＬＹ炭は、恒温乾燥区間Ｒ１及び減率乾燥区間Ｒ２のいずれにおいても、流動化していることが分かった。ＬＹ炭が流動化していることは、のぞき窓５４を通して目視によっても確認した。
　この結果、乾燥室５１内でＬＹ炭が安定して流動化し、乾燥室５１内にＬＹ炭が付着しないことが分かった。
　一方で、比較例として以下の実験を行った。
　水分の含有率が６３％のＬＹ炭６ｋｇを、分散板６１上に装填した。流動化部６３によりＬＹ炭に下方から乾燥用ガスＷ６を供給し、ＬＹ炭の流動化を試みた。図８に、乾燥用ガスＷ６を供給してからの経過時間に対する温度センサ６６、６７、６８の検出結果を示す。図８の横軸は乾燥用ガスＷ６を供給してからの経過時間（分）を表し、縦軸は温度センサ６６、６７、６８の検出結果の温度（℃）を表す。
　図８の例では、乾燥用ガスＷ６の流量を１５０Ｎｍ３／ｈ、分散板６１上における流速を２．１ｍ／ｓとした。点線Ｌ１１が、下部温度センサ６６による検出結果を表す。同様に、二点鎖線Ｌ１２が中部温度センサ６７による検出結果を表し、実線Ｌ１３が上部温度センサ６８による検出結果を表す。
　前述のように、水分の含有率が６３％のＬＹ炭は付着力が比較的強い。このため、乾燥用ガスＷ６を供給してもＬＹ炭が分散板６１に堆積し、分散板６１の連通孔を閉塞することが分かった。この結果、下部温度センサ６６に比べて温度センサ６７、６８が検出する温度が低くなり、ＬＹ炭は流動化しないことが分かった。
　さらに、乾燥用ガスＷ６の流速を５．０ｍ／ｓまで増加させて実験を行ったが、ＬＹ炭は分散板６１に堆積したままで、流動化しないことが分かった。
　以上のように、ＬＹ炭の水分の含有率が５５％程度になるまで予め乾燥させることで、ＬＹ炭の付着力が比較的弱くなり、ＬＹ炭が流動化しやすくなることが分かった。
（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について図９から図１５を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
　図９に示すように、本実施形態の乾燥装置３は、第１実施形態の乾燥装置１の各構成に加えて、篩い分け分級機（分級部）７１及び分級炭流量調節部７２を備える。
　篩い分け分級機７１は、乾燥室１１で乾燥された乾燥石炭Ｗ１を乾燥石炭Ｗ１の粒径（粒子径）に基づいて分級する。篩い分け分級機７１は、製品搬送配管３６と戻り配管２１との接続部に設けられている。篩い分け分級機７１は、乾燥石炭Ｗ１のうち粒径が基準値以上の乾燥大径石炭（予乾燥大径物）Ｗ１０だけを戻り配管２１に供給する。例えば、基準値は、ｄ５０（メジアン径）で１ｍｍ等である。例えば、篩い分け分級機７１では、篩目の大きさを選ぶことで基準値を調節することができる。
　篩い分け分級機７１は、乾燥石炭Ｗ１のうち粒径が基準値未満の乾燥小径石炭Ｗ１１だけを冷却装置３７に供給する。後述するように、乾燥石炭のうちで、粒径が小さいものよりも粒径が大きいものの方が含有する水分の割合が多い。
　なお、篩い分け分級機７１が戻り配管２１に供給する石炭に対する乾燥大径石炭Ｗ１０の割合は、１００％に限定されない。すなわち、篩い分け分級機７１が戻り配管２１に供給する石炭は、基本的に乾燥大径石炭Ｗ１０で構成されているが、その石炭中に乾燥小径石炭Ｗ１１が含まれていてもよい。
　分級炭流量調節部７２は、乾燥大径石炭Ｗ１０のうち基準割合の量だけを戻り配管２１を介して乾燥室１１に供給する。分級炭流量調節部７２は、戻り配管２１の中間部に設けられている。分級炭流量調節部７２には、第２連結配管７３の第一端部が接続されている。第２連結配管７３の第二端部は、連結配管４１の中間部に接続されている。例えば、分級炭流量調節部７２は、戻り配管２１の開度を調節する不図示の弁、及び第２連結配管７３の開度を調節する不図示の弁等により基準割合の量を調節することができる。基準割合の量は、乾燥室１１に供給される石炭Ｗ３、乾燥大径石炭Ｗ１０、及び乾燥室１１で得られた乾燥石炭Ｗ１等のマテリアルバランスにより、適宜設定される。
　分級炭流量調節部７２は、戻り配管２１を介して分級炭流量調節部７２に供給された乾燥大径石炭Ｗ１０のうち基準割合以外の量を第２連結配管７３に供給する。
　なお、第２連結配管７３の第二端部は、製品搬送配管３６における篩い分け分級機７１が設けられた部分と第二端部との間に接続されてもよい。
　前記基準割合は、例えば、１０～２０％である。
　石炭Ｗ３と乾燥大径石炭Ｗ１０とを混合したもの（以下、混合石炭と言う）が乾燥室１１内に付着する状況を確認しながら、前記基準割合を試行錯誤的に調整することもできる。しかし、例えば、混合石炭の安息角（混合石炭を積んだ斜面が崩れ落ちないで安定している最大角）を評価することで、基準割合を適正に設定することができる。
　例えば、Carrによる流動特性と対応する安息角の分類（Carr，R.L. “Evaluating flow properties of solids” Chem. Eng. 1965; 72：p.163－168）が知られている。この分類は、安息角に対応して、流動性の程度を、極めて良好、良好、‥、やや不良、不良、極めて不良、というように７段階に分類している。この分類において、流動性の程度が極めて良好からやや不良までとなる安息角が、０°以上５５°以下となる。
　混合石炭の安息角が０°以上５５°以下となるように基準割合を調整することで、混合石炭の流動性を高め、混合石炭が乾燥室１１内に付着するのを抑制することができる。
　ここで、ＬＹ炭における含有水の分類について図１０を用いて説明する。通常のＬＹ炭の水分の割合は、５０～６０％（以下で言う「％」は、以下全て重量％のことを意味する）である。図１０を作成するにあたり、以下の文献を参考にした。
・日本エネルギー学会編「石炭の科学と技術　～未来につなぐエネルギー～」、コロナ社・D.J. Allardice “The Water in Brown Coal Chapter 3”
　（ａ）の含有水がバルク水の状態では、複数の石炭粒子Ｗ１５間等のマクロな隙間Ｓ１に水Ｖが存在する。この状態での石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合は、４０％以上程度である。
　石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合が４０％未満程度になると、隙間Ｓ１中の水Ｖが蒸発し、後述する隙間Ｓ２中、及び位置Ｓ３、Ｓ４の水Ｖが残る。
　（ｂ）の含有水が毛細管凝縮水の状態では、石炭粒子Ｗ１５に形成された毛細管Ｗ１６内の隙間Ｓ２に凝縮した水Ｖが存在する。この状態での石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合は、１５～４０％程度である。
　石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合が１５％未満程度になると、隙間Ｓ２中の水Ｖが蒸発し、後述する位置Ｓ３、Ｓ４の水Ｖが残る。
　（ｃ）の含有水が多層水の状態では、石炭粒子Ｗ１５の表面に単層吸着している水の層（不図示）に、弱い水素結合により保持されている位置Ｓ３の水Ｖが存在する。この状態での石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合は、７～１５％程度である。なお、（ｃ）の状態におけるイメージは、例えば（ｂ）の状態において、石炭粒子Ｗ１５の表面である範囲Ｒ３を拡大したものである。
　石炭粒子Ｗ１５中の水分が７％未満程度になると、位置Ｓ３の水Ｖが蒸発し、後述する位置Ｓ４の水Ｖが残る。
　（ｄ）の含有水が単層水の状態では、石炭粒子Ｗ１５の表面における含酸素官能基Ｗ１８と、単層吸着により保持されている位置Ｓ４の水Ｖが存在する。この状態での石炭粒子Ｗ１５中の水分の割合は、７％未満程度である。なお、（ｄ）の状態におけるイメージは、例えば（ｃ）の状態において、石炭粒子Ｗ１５の表面と弱い水素結合により保持されている水Ｖとの境界である範囲Ｒ４を拡大したものである。
　このように、石炭粒子Ｗ１５中の水分が蒸発するのにしたがって、石炭粒子Ｗ１５が壊れて（解砕して）石炭粒子Ｗ１５の粒径が小さくなる。
　次に、以上のように構成された乾燥装置３を用いた本実施形態の乾燥方法について説明する。
　乾燥室１１の第３室１６内で得られた乾燥石炭Ｗ１は、製品搬送配管３６を通して搬送され、篩い分け分級機７１に供給される。篩い分け分級機７１は、乾燥石炭Ｗ１のうち、乾燥大径石炭Ｗ１０だけを戻り配管２１の下流側の分級炭流量調節部７２に供給し、乾燥小径石炭Ｗ１１だけを冷却装置３７に供給する。
　分級炭流量調節部７２は、篩い分け分級機７１から供給された乾燥大径石炭Ｗ１０のうち基準割合の量だけを戻り配管２１を介して乾燥室１１の第１室１２内に供給する。
　分級炭流量調節部７２は、乾燥大径石炭Ｗ１０のうち基準割合以外の量を第２連結配管７３に供給する。第２連結
配管７３に供給された乾燥大径石炭Ｗ１０は、集塵装置４０で回収され連結配管４１内を流れる石炭Ｗ３の粉末、及び、篩い分け分級機７１で分級された乾燥小径石炭Ｗ１１に合流し、製品石炭Ｗ７となる。
　一方で、第１室１２内に供給された基準割合の量の乾燥大径石炭Ｗ１０は、第１室１２内でさらに流動化させつつ乾燥されて流動化石炭Ｗ２になる。乾燥大径石炭Ｗ１０は乾燥小径石炭Ｗ１１よりも含有する水分の割合が多い。このため、石炭中の水の気化熱等の影響により、乾燥小径石炭Ｗ１１が加熱されたときよりも、乾燥大径石炭Ｗ１０が加熱されたときの方が温度が上がりにくい。また、分級炭流量調節部７２により第１室１２内に供給される乾燥大径石炭Ｗ１０の量が調節されることで、リサイクル量が多くなり過ぎて製品石炭Ｗ７の生産量が低下することを抑えることができるとともに、乾燥室１１内で加熱される乾燥大径石炭Ｗ１０等の温度がより効果的に調節される。
　第１実施形態の乾燥装置１では、乾燥室１１で乾燥させた乾燥石炭Ｗ１を再び乾燥室１１に戻すため、乾燥石炭Ｗ１の一部は乾燥室１１で何度も乾燥されることがある。本実施形態の乾燥装置３は篩い分け分級機７１を備えることで、乾燥が進んだ石炭が乾燥室１１に戻ることが抑制される。
（実験室レベルの試験における、石炭の粒径と含有する水分の割合との関係の検証）
　実験室レベルの試験（ラボ試験）では、石炭には褐炭であるＬＹ炭を用いた。石炭の初期の水分の割合は、６０％である。石炭の粒度分布の測定と、温度１０７℃の恒温槽によるこの石炭の乾燥と、を交互に繰り返した。乾燥後の石炭中の水分の割合は、５５％、４５％、３５％、３０％、１８％、及び７％の順で低下した。また、初期の水分の割合が６０％である石炭に加水することで、石炭の水分の割合を６４％にしたサンプルも作成した。
　図１１に、石炭の各水分の割合における粒径に対する石炭の累積割合の変化を示す。図１１の横軸は石炭の粒径を表し、縦軸は石炭の累積割合を表す。図１１から、各水分の割合における平均粒径（ｄ５０を表す線Ｌ１６との交点）を求めた。
　図１２に、石炭の水分の割合に対する平均粒径の変化を示す。図１２の横軸は石炭の水分の割合を表し、縦軸は石炭の平均粒径を表す。図１２中には、前述のバルク水の状態を表す範囲Ｒａを示した。同様に、毛細管凝縮水の状態を表す範囲Ｒｂ、多層水の状態を表す範囲Ｒｃ、単層水の状態を表す範囲Ｒｄを示した。
　加水後の石炭から初期の石炭まで水分の割合が少なくなるにしたがい平均粒径が小さくなる領域Ｒ６がある。領域Ｒ６よりも水分の割合が少ない範囲には、水分の割合が３０～６０％の範囲で、水分の割合が少なくなっても平均粒径が１．８～２．０ｍｍとほぼ一定の領域Ｒ７がある。領域Ｒ７よりも水分の割合が少ない範囲には、水分の割合が少なくなるにしたがい平均粒径が小さくなる領域Ｒ８がある。
　以上説明したように、石炭中の水分の割合が少なくなるにしたがい、平均粒径は大きくなることなく小さくなる。
　図１２から、水分の割合が２０％の石炭の平均粒径が約１．５ｍｍである。例えば、篩い分け分級機７１で分級する粒径の基準値として１．５ｍｍを用いると、水分の割合が２０％以下の乾燥した石炭を約５０％除去することができる。
　図１３に、石炭の水分の割合に対する０．６ｍｍ以下篩下質量（重量）比の変化を示す。ここで言う０．６ｍｍ以下篩下質量比は、篩にかけた石炭の全質量に対して、外径が０．６ｍｍ以下となって篩を通過した石炭の質量の割合のことを意味する。図１３の横軸は石炭の水分の割合を表し、縦軸は０．６ｍｍ以下篩下質量比を表す。図１３中には、前述の範囲Ｒａ～Ｒｄを示した。
　加水後の石炭から水分の割合が５５％程度の石炭まで、水分の割合が少なくなるにしたがい０．６ｍｍ以下篩下質量比が大きくなる領域Ｒ１０がある。領域Ｒ１０よりも水分の割合が少ない範囲には、水分の割合が少なくなっても０．６ｍｍ以下篩下質量比が約３０％とほぼ一定の領域Ｒ１１がある。領域Ｒ１１よりも水分の割合が少ない範囲には、水分の割合が少なくなるにしたがい０．６ｍｍ以下篩下質量比が大きくなる領域Ｒ１２がある。
　以上説明したように、石炭中の水分の割合が少なくなるにしたがい、０．６ｍｍ以下篩下質量比は小さくなることなく大きくなる。
（ベンチプラント試験における検証）
　１時間当たりに５００ｋｇの石炭を処理できるベンチプラント試験装置である乾燥装置を用いて、試験を行った。初期の水分の割合が６０％である褐炭を、平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させ、粒度分布を測定した。
　図１４に、水分の割合が６０％の褐炭を用いた場合の実験結果を示す。図１４の横軸は褐炭の粒径を表し、縦軸は褐炭の累積割合を表す。図中の○印が、個々の実験結果を表す。例えば、粒径が１．４ｍｍの褐炭の累積割合は２７％である。
　図１５に、平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭を用いた場合の実験結果を示す。図１５の横軸等は図１４と同様である。例えば、粒径が１．４ｍｍの褐炭の累積割合は５４％である。
　すなわち、褐炭を乾燥させた前後で比べた場合に、褐炭中の水分の割合が少ないと褐炭の粒径が小さくなる。
　水分の割合が６０％の褐炭、及び平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭において、粒径が１．５ｍｍ以上の割合、及び平均粒径を求めた結果を表１に示す。
　ここで表１において「平均の水分の割合」と記載したのは、後述するように平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭において、さらに粒径の範囲ごとに水分の割合を求めたためである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　水分の割合が６０％の褐炭では、粒径が１．５ｍｍ以下の割合が２７．７％であり、平均粒径（ｄ５０）が２．７ｍｍであった。平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭では、粒径が１．５ｍｍ以下の割合が５４．９％であり、平均粒径（ｄ５０）が１．１ｍｍであった。平均粒径は、水分の割合を少なくすることで約４１％の値（１．１／２．７）に減少した。
　このように、褐炭を乾燥させると粒径が小さい割合が多くなり、平均粒径が小さくなる。
　さらに、平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭について、粒径が１．５ｍｍ以下の褐炭、及び、粒径が５．０ｍｍ以上の褐炭における水分の割合を求めた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　粒径が１．５ｍｍ以下の褐炭では水分の割合は１７．６％であり、粒径が５．０ｍｍ以上の褐炭では水分の割合は２４．０％であった。
　このように、同一の褐炭内においても、粒径が小さいものが含有する水分の割合よりも粒径が大きいものの方が含有する水分の割合が多い。
　例えば、平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭では、粒径が１．５ｍｍ以下の割合が５４．９％である。平均の水分の割合が２０％になるまで乾燥させた褐炭を１．５ｍｍの篩目を用いて分級して篩上に残った褐炭を用いると、約５５％の水分の割合が２０％以下まで乾燥させた褐炭を除去することができる。
　以上説明したように、本実施形態の乾燥装置３及び乾燥方法によれば、石炭が含有する水分の量や石炭の処理量によらず石炭を均一に乾燥させることができる。
　さらに、乾燥装置３は篩い分け分級機７１を備える。発明者らは、乾燥石炭Ｗ１のうちで、粒径が小さいものよりも粒径が大きいものの方が含有する水分の割合が多いことを見出した。含有する水分の割合が少ないと、乾燥石炭Ｗ１が加熱されたときに乾燥石炭Ｗ１の温度が上がりやすくなる。したがって、乾燥大径石炭Ｗ１０中の水分の割合が少なくなって乾燥大径石炭Ｗ１０等の温度が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
　乾燥装置３は分級炭流量調節部７２を備える。これにより、乾燥大径石炭Ｗ１０のうち流動化石炭Ｗ２にする割合を調節し、リサイクル量が多くなり過ぎて製品石炭Ｗ７の生産量が低下することを抑えることができるとともに、乾燥大径石炭Ｗ１０等の温度をより効果的に調節することができる。
　なお、本実施形態では、分級部が篩い分け分級機７１であるとした。しかし、分級部はこれに限定されず、サイクロンや流動層のような乾式の分級機であってもよい。
　乾燥大径石炭Ｗ１０の量が多くない場合等には、乾燥装置３は分級炭流量調節部７２を備えなくてもよい。
　以上、本発明の第１実施形態から第３実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
　例えば、前記第１実施形態から第３実施形態では、被乾燥物は石炭であるとしたが、被乾燥物はこれに限定されず、汚泥等でもよい。
　１、２、３　乾燥装置
　１１、５１　乾燥室
　１２　第１室（流動化室）
　１３、１５　仕切り
　１３ａ、１５ａ　貫通孔
　１４　第２室（混合室）
　１６　第３室
　１７　分散板
　１７ａ　連通孔
　２１　戻り配管（予乾燥物供給部）
　２７　乾燥用ガス発生装置
　２８　乾燥用ガス室
　２６、６３　流動化部
　３１　供給ホッパ（被乾燥物供給部）
　３６　製品搬送配管
　３７　冷却装置
　３９　蒸気配管
　４０　集塵装置
　７１　篩い分け分級機（分級部）
　７２　分級炭流量調節部
　Ｗ１　乾燥石炭（予乾燥物）
　Ｗ２　流動化石炭（流動化予乾燥物）
　Ｗ３　石炭（被乾燥物）
　Ｗ６　乾燥用ガス
　Ｗ７　製品石炭
　Ｗ８　湿潤ガス
　Ｗ１０　乾燥大径石炭（予乾燥大径物）

Claims (13)

  1. 　少なくとも流動化室と混合室とを有する乾燥装置における、水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥方法であって、
    　前記被乾燥物を予め乾燥させて得られた予乾燥物を、前記流動化室内に供給した状態で、さらに流動化させて流動化予乾燥物にし、
    　前記流動化室とは仕切りにより区画されるとともに前記仕切りの下部に形成された貫通孔を通して互いに連通する前記混合室内に前記流動化予乾燥物を移動させた状態で、前記流動化予乾燥物に、前記貫通孔よりも上方から前記被乾燥物を混合することを特徴とする乾燥方法。
  2. 　前記予乾燥物に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスを供給することで、前記予乾燥物を流動化させることを特徴とする請求項１に記載の乾燥方法。
  3. 　前記流動化予乾燥物に上方又は側方から前記被乾燥物を混合することを特徴とする請求項２に記載の乾燥方法。
  4. 　前記混合室とは第２仕切りにより区画されるとともに前記第２仕切りに形成された第２貫通孔を通して互いに連通する第３室内から前記予乾燥物を得ることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の乾燥方法。
  5. 　前記予乾燥物のうち粒径が基準値以上の予乾燥大径物をさらに流動化させつつ乾燥させて前記流動化予乾燥物にすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の乾燥方法。
  6. 　前記予乾燥大径物のうち基準割合の量をさらに流動化させつつ乾燥させて前記流動化予乾燥物にすることを特徴とする請求項５に記載の乾燥方法。
  7. 　水分を含有する被乾燥物を乾燥させる乾燥装置であって、
    　流動化室と、前記流動化室とは仕切りにより区画されるとともに前記仕切りの下部に形成された貫通孔を通して互いに連通する混合室と、を少なくとも有する乾燥室と、
    　前記被乾燥物を予め乾燥させて得られた予乾燥物を前記流動化室内に供給する予乾燥物供給部と、
    　前記乾燥室内に供給された前記予乾燥物を、前記流動化室内でさらに流動化させて流動化予乾燥物とする流動化部と、
    　前記流動化室内から前記貫通孔を通して前記混合室に移動した前記流動化予乾燥物に、前記貫通孔よりも上方から前記被乾燥物を混合する被乾燥物供給部とを備えることを特徴とする乾燥装置。
  8. 　前記流動化部は、前記乾燥室内に供給された前記予乾燥物に下方から上方に向けて流れる乾燥用ガスを供給することで、前記予乾燥物を流動化させることを特徴とする請求項７に記載の乾燥装置。
  9. 　前記被乾燥物供給部は、前記流動化予乾燥物に上方又は側方から前記被乾燥物を混合することを特徴とする請求項８に記載の乾燥装置。
  10. 　前記乾燥室は、
    　前記混合室とは第２仕切りにより区画されるとともに前記第２仕切りに形成された第２貫通孔を通して互いに連通する第３室を有し、
    　前記予乾燥物供給部の端部は、前記第３室の側板に接続されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか一項に記載の乾燥装置。
  11. 　前記乾燥室で乾燥された前記予乾燥物を粒径に基づいて分級し、前記予乾燥物のうち前記粒径が基準値以上の予乾燥大径物を前記予乾燥物供給部に供給する分級部を備えることを特徴とする請求項７から１０のいずれか一項に記載の乾燥装置。
  12. 　前記分級部は篩い分け分級機であることを特徴とする請求項１１に記載の乾燥装置。
  13. 　前記予乾燥大径物のうち基準割合の量を前記予乾燥物供給部に供給する分級炭流量調節部を備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の乾燥装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011163628A (ja) * 2010-02-08 2011-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 湿潤材料乾燥装置及び方法
JP2012215326A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流動層乾燥設備及び流動層乾燥設備を用いたガス化複合発電システム

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