JP6304482B2 - 流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法 - Google Patents

Description

本発明は、水分を多く含む褐炭や亜瀝青炭等のいわゆる低品位炭を乾燥させるのに用いられる流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法に関するものである。

従来、上記した流動層乾燥装置としては、例えば、特許文献１に開示された流動層乾燥装置がある。

この流動層乾燥装置は、粗粉砕低品位炭（ミルで粉砕された低品位炭）が供給される流動層容器を備えている。この粗粉砕低品位炭が供給される流動層容器の内部には、高温の蒸気が流れる伝熱管が配置され、流動層容器の下部からは流動化気体が所定の流速で導入されるようになっている。

この流動層容器では、粗粉砕低品位炭を流動化気体である蒸気によりバブリングさせて流動層を形成することで、すなわち、粗粉砕低品位炭をバブリング蒸気で上下動させながら横方向にも移動させることで、粗粉砕低品位炭を伝熱管に万遍なく接触させるようにしており、伝熱管との接触により加熱されて乾燥した流動層の粗粉砕低品位炭は、流動層容器の乾燥炭出口から冷却器に向けて排出されるようになっている。

特開2011-214816号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された流動層乾燥装置において、流動層容器に対してミルから供給される粗粉砕低品位炭には、様々な粒子径のものが含まれており、このように様々な粒子径のものが含まれた粗粉砕低品位炭を流動化気体であるバブリング蒸気で上下動させながら横方向にも移動させるためには、粒子径が大き目の粗粉砕低品位炭をバブリングさせ得る量のバブリング蒸気が必要であり、その分だけ、エネルギの消費量が大きくなってしまう。

また、このようにバブリング蒸気の量を多くする場合には、粒子径の小さい粗粉砕低品位炭が飛散し易い分だけ、乾燥が十分になされない可能性があるという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。

本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、流動層容器内において流動化気体の量を少なく抑えつつ粗粉砕低品位炭を移動させることができ、その結果、省エネを実現することが可能であり、加えて、粒子径の小さい粗粉砕低品位炭の飛散をも抑えることができる流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法を提供することを目的としている。

すなわち、本願の第１の発明は、低品位炭を乾燥させる流動層乾燥装置であって、前記低品位炭を粗粉砕して成る粗粉砕低品位炭を貯留する流動層容器と、前記流動層容器の内部において水平方向で且つ互いに平行に配置された蒸気が流れる多数の伝熱管と、前記流動層容器に流動化気体を供給して前記粗粉砕低品位炭を流動化させて、前記多数の伝熱管の配列を横断させつつ該多数の伝熱管に前記流動化した粗粉砕低品位炭を接触させて乾燥させる流動化気体供給手段と、前記多数の伝熱管の配列を横断する前記流動化した粗粉砕低品位炭に、重力を前記流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力として作用させる斜力発生手段と、前記流動層容器の前記低品位炭排出側に配置されて該流動層容器の上部に前記斜力発生手段によって集められた前記流動化した粗粉砕低品位炭の小粒子乾燥炭を排出する乾燥炭出口と、前記流動層容器の前記低品位炭排出側に配置されて該流動層容器の下部に前記斜力発生手段によって集められた前記流動化した粗粉砕低品位炭の前記小粒子乾燥炭よりも平均粒子径が大きい大粒子乾燥炭を排出する乾燥炭出口と、を備えた構成としている。

本願の第２の発明は、前記流動層容器の底面を傾斜面として形成することで、該傾斜面を前記斜力発生手段とした構成とし、本願の第３の発明は、前記流動層容器の底面を傾斜させるべく該流動層容器全体を斜めに傾ける容器傾斜手段を前記斜力発生手段とした構成としている。

本願の第４の発明は、低品位炭を乾燥させるに際して、前記低品位炭を粗粉砕して成る粗粉砕低品位炭を流動層容器に供給して流動化気体により流動化し、前記流動層容器の内部において水平方向で且つ互いに平行に配置された蒸気が流れる多数の伝熱管の配列を横断させつつ該多数の伝熱管に前記流動化した粗粉砕低品位炭を接触させて乾燥させる間に、前記流動化した粗粉砕低品位炭に対して、重力を前記流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力として作用させ、重力を斜め下方向の力として作用させることで前記流動化した粗粉砕低品位炭の小粒子乾燥炭を前記流動層容器の上部に集めて排出すると共に、重力を斜め下方向の力として作用させることで前記流動化した粗粉砕低品位炭の前記小粒子乾燥炭よりも平均粒子径が大きい大粒子乾燥炭を前記流動層容器の下部に集めて排出する構成としている。

本願発明において、流動化した粗粉砕低品位炭に作用する流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力は、流動化した粗粉砕低品位炭が、例えば、安息角を超える角度の傾斜面上にある場合に作用する重力の分力であり、斜め下方向の力の大きさ（傾斜面の角度）は、流動化した粗粉砕低品位炭の性状に応じて設定される。

本発明に係る流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法では、流動化した粗粉砕低品位炭に、重力が流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力として作用するようにしているので、流動層が低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけて移動し易くなり、その結果、粗粉砕低品位炭を流動化して流動層としつつ多数の伝熱管の配列を横断させるための流動化気体の量を少なく抑え得ることとなって、その分だけ省エネ化が図られることとなる。

また、本発明に係る流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法では、流動層の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての移動に必要な流動化気体の量が少ないので、粒子径の小さい粗粉砕低品位炭の飛散も少なく抑えられることとなる。

ここで、流動層容器の底面を傾けて形成した傾斜面を斜力発生手段としたり、流動層容器の底面を傾斜させるべく流動層容器全体を斜めに傾ける容器傾斜手段を斜力発生手段としたりした場合には、流動化気体の量を少なく抑え得る環境を容易に作り出すことができる。

本発明に係る流動層乾燥装置では、流動化気体の量を少なく抑えたうえで粗粉砕低品位炭を移動させることが可能であり、その結果、流動化気体の量を少なく抑え得る分だけ省エネを実現することができ、加えて、小粒子径の粗粉砕低品位炭が飛散することをも抑えることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。

本発明に係る流動層乾燥装置の一実施形態を示す概略構成説明図である。 本発明に係る流動層乾燥装置の他の実施形態を示す概略構成説明図である。

以下、本発明に係る流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る流動層乾燥装置の一実施形態を示している。

図１に示すように、この流動層乾燥装置１は、低品位炭を乾燥させる流動層乾燥装置１であって、低品位炭を粗粉砕するミル２と、このミル２で粗粉砕した低品位炭が低品位炭入口１１を通して供給される流動層容器１０と、この流動層容器１０の内部において水平方向で且つ互いに平行に配置された高温の蒸気が流れる多数の伝熱管１２と、流動層容器１０に流動化気体としての蒸気Ａを供給してバブリングさせるファン（流動化気体供給手段）４を備えている。

この流動層乾燥装置１では、流動層容器１０内の粗粉砕低品位炭をファン４からの蒸気Ａで流動化して、高温の蒸気が流れる多数の伝熱管１２の配列を横断させつつこれらの伝熱管１２に流動層Ｓを接触させて加熱することで、乾燥させるようになっている。

この場合、流動層容器１０の底面を低品位炭入口１１（低品位炭供給側）から乾燥炭出口１４，１５（低品位炭排出側）にかけて斜め下方向を傾く傾斜面（斜力発生手段）１３として形成することで、多数の伝熱管１２の配列を横断する流動層Ｓに、斜め下方向の力が作用する、すなわち、重力が斜め下方向の力として作用するようにしている。

つまり、流動層Ｓのうちの平均粒子径が大きい粗粉砕低品位炭（例えば、平均粒子径が１０００〜２０００μｍの粗粉砕低品位炭）を傾斜面１３によって滑落させることで、流動層容器１０の図示左下隅に大粒子の乾燥炭流動層ＳＬを集めると共に、この乾燥炭流動層ＳＬの上側部分に平均粒子径が小さい粗粉砕低品位炭（例えば、平均粒子径が３００μｍ以下の粗粉砕低品位炭）の乾燥炭流動層ＳＳを集めるようにしている。

そして、この流動層乾燥装置１では、流動層容器１０内の伝熱管１２との接触で加熱されて乾燥した乾燥炭流動層ＳＳの小粒子乾燥炭を流動層容器１０の乾燥炭出口１４から排出し、一方、乾燥した乾燥炭流動層ＳＬの大粒子乾燥炭を流動層容器１０の乾燥炭出口１５から排出するようにしており、このように排出された小粒子乾燥炭及び大粒子乾燥炭は、図示しない混合器で混ぜられて図示しない冷却器に向けて搬送されるようになっている。

この流動層乾燥装置１によって低品位炭を乾燥させるに際しては、まず、ミル２で低品位炭を粗粉砕して生成される粗粉砕低品位炭を自然落下させて低品位炭入口１１を通して流動層容器１０内に供給する。

次いで、ファン４によって流動層容器１０に蒸気Ａを供給して粗粉砕低品位炭を流動化し、高温の蒸気が流れる多数の伝熱管１２の配列を横断させつつこれらの伝熱管１２に流動層Ｓを接触させて加熱する。

この流動層Ｓを加熱して乾燥させる間に、流動層Ｓのうちの平均粒子径が大きい粗粉砕低品位炭を傾斜面１３によって滑落させることで、流動層容器１０の図示左下隅に大粒子の乾燥炭流動層ＳＬを集める。この際、平均粒子径が大きい粗粉砕低品位炭が傾斜面１３上を滑落するのに伴って、乾燥炭流動層ＳＬの上側には、平均粒子径が小さい粗粉砕低品位炭の乾燥炭流動層ＳＳが集まる。

そして、流動層容器１０内の伝熱管１２との接触で加熱されて乾燥した乾燥炭流動層ＳＳの小粒子乾燥炭を流動層容器１０の乾燥炭出口１４から排出し、一方、乾燥した乾燥炭流動層ＳＬの大粒子乾燥炭を流動層容器１０の乾燥炭出口１５から排出する。

この実施例に係る流動層乾燥装置１では、流動層容器１０の底面を傾斜面１３とすることにより、流動化した粗粉砕低品位炭に、重力が流動層容器１０の低品位炭入口１１から乾燥炭出口１４，１５にかけての斜め下方向の力として作用するようにしているので、流動層Ｓが乾燥炭出口１４，１５に向けて移動し易くなり、その結果、粗粉砕低品位炭を流動化して流動層Ｓとしつつ多数の伝熱管１２の配列を横断させるための蒸気Ａの量を少なく抑え得ることとなって、その分だけ省エネ化が図られることとなる。

また、この実施例に係る流動層乾燥装置１では、流動層Ｓの乾燥炭出口１４，１５に向けての移動に必要な蒸気Ａの量が少ないので、粒子径の小さい粗粉砕低品位炭の飛散も少なく抑えられることとなる。

さらに、この実施例に係る流動層乾燥装置１では、流動層容器１０の傾斜面１３を斜力発生手段としているので、蒸気Ａの量を少なく抑え得る環境を容易に作り出すことができる。

図２は、本発明に係る流動層乾燥装置の他の実施形態を示している。

図２に示すように、この流動層乾燥装置１Ａが、先の実施形態に係る流動層乾燥装置１と相違するところは、流動層容器１０Ａの底面１３Ａを傾斜させるべく流動層容器１０Ａの全体を斜めに傾ける容器傾斜手段としてのねじ機構２０を斜力発生手段とした点にあり、他の構成は先の実施形態に係る流動層乾燥装置１と同じである。

この実施例に係る流動層乾燥装置１Ａにおいても、流動層容器１０Ａの底面１３Ａをねじ機構２０によって傾斜させることにより、流動化した粗粉砕低品位炭に、重力が流動層容器１０Ａの低品位炭入口１１から乾燥炭出口１４，１５にかけての斜め下方向の力として作用するようにしているので、流動層Ｓが乾燥炭出口１４，１５に向けて移動し易くなり、したがって、粗粉砕低品位炭を流動化して流動層Ｓとしつつ多数の伝熱管１２の配列を横断させるための蒸気Ａの量を少なく抑え得ることとなって、その分だけ省エネ化が図られることとなる。

また、この実施例に係る流動層乾燥装置１Ａでも、流動層Ｓの乾燥炭出口１４，１５に向けての移動に必要な蒸気Ａの量が少なくて済むので、粒子径の小さい粗粉砕低品位炭の飛散も少なく抑えられることとなる。

さらに、この実施例に係る流動層乾燥装置１Ａでは、流動層容器１０Ａの全体を斜めに傾ける容器傾斜手段としてのねじ機構２０を斜力発生手段としているので、蒸気Ａの量を少なく抑え得る環境を容易に作り出すことができると共に、底面１３Ａの傾斜角度の変更を簡単に行い得ることとなる。

本発明に係る流動層乾燥装置及び低品位炭の乾燥方法の構成は、上記した実施形態の構成に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、乾燥炭流動層ＳＳの小粒子乾燥炭及び乾燥炭流動層ＳＬの大粒子乾燥炭の双方を一括りで排出する乾燥炭出口を流動層容器１０の図１左下隅に設置するようにしてもよいほか、容器傾斜手段として楔を用いて流動層容器１０Ａの全体を斜めに傾けるようにしてもよい。

１，１Ａ 流動層乾燥装置
４ ファン（流動化気体供給手段）
１０，１０Ａ 流動層容器
１１ 低品位炭入口（低品位炭供給側）
１２ 伝熱管
１３ 傾斜面（斜力発生手段）
１３Ａ 流動層容器の底面
１４，１５ 乾燥炭出口（低品位炭排出側）
２０ ねじ機構（容器傾斜手段；斜力発生手段）
Ａ 蒸気（流動化気体）
Ｓ 流動層

Claims (4)

1. 低品位炭を乾燥させる流動層乾燥装置であって、
   前記低品位炭を粗粉砕して成る粗粉砕低品位炭を貯留する流動層容器と、
   前記流動層容器の内部において水平方向で且つ互いに平行に配置された蒸気が流れる多数の伝熱管と、
   前記流動層容器に流動化気体を供給して前記粗粉砕低品位炭を流動化させて、前記多数の伝熱管の配列を横断させつつ該多数の伝熱管に前記流動化した粗粉砕低品位炭を接触させて乾燥させる流動化気体供給手段と、
   前記多数の伝熱管の配列を横断する前記流動化した粗粉砕低品位炭に、重力を前記流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力として作用させる斜力発生手段と、
   前記流動層容器の前記低品位炭排出側に配置されて該流動層容器の上部に前記斜力発生手段によって集められた前記流動化した粗粉砕低品位炭の小粒子乾燥炭を排出する乾燥炭出口と、
   前記流動層容器の前記低品位炭排出側に配置されて該流動層容器の下部に前記斜力発生手段によって集められた前記流動化した粗粉砕低品位炭の前記小粒子乾燥炭よりも平均粒子径が大きい大粒子乾燥炭を排出する乾燥炭出口と、を備えた流動層乾燥装置。
2. 前記流動層容器の底面を傾斜面として形成することで、該傾斜面を前記斜力発生手段とした請求項１に記載の流動層乾燥装置。
3. 前記流動層容器の底面を傾斜させるべく該流動層容器全体を斜めに傾ける容器傾斜手段を前記斜力発生手段とした請求項１に記載の流動層乾燥装置。
4. 低品位炭を乾燥させるに際して、
   前記低品位炭を粗粉砕して成る粗粉砕低品位炭を流動層容器に供給して流動化気体により流動化し、
   前記流動層容器の内部において水平方向で且つ互いに平行に配置された蒸気が流れる多数の伝熱管の配列を横断させつつ該多数の伝熱管に前記流動化した粗粉砕低品位炭を接触させて乾燥させる間に、前記流動化した粗粉砕低品位炭に対して、重力を前記流動層容器の低品位炭供給側から低品位炭排出側にかけての斜め下方向の力として作用させ、
   重力を斜め下方向の力として作用させることで前記流動化した粗粉砕低品位炭の小粒子乾燥炭を前記流動層容器の上部に集めて排出すると共に、重力を斜め下方向の力として作用させることで前記流動化した粗粉砕低品位炭の前記小粒子乾燥炭よりも平均粒子径が大きい大粒子乾燥炭を前記流動層容器の下部に集めて排出する低品位炭の乾燥方法。

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