KR101919071B1 - 석탄의 횡형 회전식 건조기, 석탄 보일러 설비 및 석탄 보일러 설비의 운전 방법 - Google Patents

Abstract

[과제] 석탄의 종류 등에 따라 제거하는 미분탄을 바꿀 수 있는 석탄의 횡형 회전식 건조기를 제공한다. [해결수단] 일단측에 석탄(C1)의 공급구(41) 및 캐리어 가스(G1)의 송풍구(41)를 가지고, 타단측에 건조탄(C2) 및 배기가스의 배출구(50)를 가지는 회전통(10)과, 이 회전통(10) 내의 석탄(C1)을 가열하는 가열 수단(11)과, 배출구(50)를 덮고, 저부(55d)에 건조탄(C2)의 고정 배출구(57)를 가지며, 천장부(55u)에 배기가스(G2)의 고정 배기구(57)를 가지는 분급 후드(55)가 구비된다. 그리고, 분급 후드(55) 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단(58)과, 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단(14)을 구비하고, 상승류에 의해 건조탄(C2) 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 고정 배기구(56)로부터 배출한다.

Description

석탄의 횡형 회전식 건조기, 석탄 보일러 설비 및 석탄 보일러 설비의 운전 방법 {HORIZONTAL ROTARY DRYER FOR COAL, COAL BOILER PLANT, AND METHOD FOR OPERATING COAL BOILER PLANT}

본 발명은 화력 발전소 등에 있어서 사용 가능한 석탄의 횡형 회전식 건조기, 이 횡형 회전식 건조기가 구비되는 석탄 보일러 설비 및 이 석탄 보일러 설비의 운전 방법에 관한 것이다.

화력 발전소나 설탕 공장, 펄프 공장 등의 열을 이용하는 공장 등에는 물을 가열하여 증기를 생성하는 보일러가 구비되어 있고, 연료의 일부 또는 전부로서 석탄이 사용되고 있다. 이 석탄으로는 저가인 점 등을 이유로 갈탄이나 아역청탄 등의 수분 고함유 석탄이 사용되는 경우가 있고, 또한, 당해 석탄은 롤러 밀 등의 분쇄기로 분쇄된 후, 보일러 부속의 버너로 연소된다. 그러나, 수분 고함유 석탄을 그대로 연료로 사용하면, 발열량의 일부가 석탄에 함유되어 있는 수분의 증발에 빼앗기기 때문에, 보일러에서 생성되는 증기의 양이 줄어든다는 문제가 발생한다. 따라서, 현재는 석탄을 건조기로 사전 건조한 후, 분쇄기로 분쇄하여 연료로 사용하고 있다. 그러나, 갈탄이나 아역청탄 등의 석탄은 건조에 따라 균열될 때 미분이 발생하기 때문에, 건조탄은 미분탄을 많이 포함하게 된다. 예컨대, 수분율 60% 정도의 갈탄을 수분율 10% 정도가 될 때까지 건조시키면, 2% 정도 밖에 존재하지 않았던 300㎛ 이하의 미분탄(미립자)이 10% 정도로까지 증가한다. 따라서, 건조탄을 반송할 때 등에는 미분탄이 비산하는 것을 방지해야 하여 취급성이 나쁘다는 문제가 발생한다. 또한, 분쇄할 필요가 없는 미분탄도 분쇄기로 분쇄하게 되기 때문에 분쇄 효율이 나쁘다는 문제도 발생한다. 특히, 분쇄기가 롤러 밀 등인 경우에는 미분탄의 양이 많으면 진동이 발생하여 운전이 불안정해지는 경우가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위하여 건조탄을 분쇄기로 분쇄하기에 앞서, 분급기에 보내 건조탄 중의 미분탄을 제거할 필요가 있다.

한편, 석탄의 건조기로는 횡형 회전식 건조기가 알려져 있으며, 그 대표예로서, 이른바 스팀 튜브 드라이어(STD)가 존재한다(예컨대, 특허문헌 1 참조.). 이 스팀 튜브 드라이어는, 도 11에 그 예를 나타낸 바와 같이 축심 둘레로 회전하는 회전통(110)과, 이 회전통(110)의 내부에 배치된 축심 방향을 따르는 다수의 가열관(111)으로 주로 이루어지며, 이 가열관(111)의 내부에 증기 등의 열매체가 통하게 된다. 회전통(110)의 일단측으로부터 공급(장입)된 석탄은 회전통(110)의 회전에 따라 타단측으로 반송되며, 이 반송 과정에 있어서 가열관(111)과 접촉함으로써 가열된다. 이 가열에 의해 건조된 건조탄은 회전통(110)의 타단측에 형성된 배출구(112)로부터 배출된다. 또한, 회전통(110)의 일단측에는 캐리어 가스의 송풍구(113)가 형성되어 있고, 회전통(110)의 내부에서 발생하는 증기 등의 가스와 함께 회전통(110)의 타단측에 형성된 배출구(112)와 연통하는 배기구(122)로부터 배기된다. 이 스팀 튜브 드라이어는 석탄을 안정적으로 건조할 수 있는 점 이외에 많은 장점이 존재하므로 매우 유용하다. 그러나, 이 종래의 스팀 튜브 드라이어로는 건조탄 중의 미분탄을 제거할 수 없다. 따라서, 상기 미분탄에 의한 문제를 회피하기 위해서는 이 종래의 스팀 튜브 드라이어를 사용하여 석탄을 사전 건조시키는 경우에도 별도로 분급기를 구비할 필요가 있다.

따라서, 석탄의 건조기로서 본 출원인이 제안한 분급 기능을 가지는 횡형 회전식 건조기를 사용하는 것을 생각할 수 있다(특허문헌 2 참조). 이 횡형 회전식 건조기는, 미분탄을 배기가스와 함께 배출함으로써 건조탄으로부터 제거하는 구조를 가지고 있어, 코크스로에 공급하는 석탄을 건조하기 위하여 사용할 수 있는 점 이외에 보일러의 연료로 하는 석탄의 건조에도 사용할 수 있다. 그러나 석탄은 갈탄, 아역청탄 등의 종류에 따라 연소 속도가 상이하기 때문에, 이 연소 속도에 따라 분쇄기로 어느 정도까지 분쇄할지를 변경하고 있는 실정이다. 예컨대 갈탄과 역청탄을 비교한 경우, 갈탄은 고정 탄소가 적고 휘발분이 많기 때문에 연소 속도가 빠른 데에 비해, 역청탄은 고정 탄소가 많고 휘발분이 적기 때문에 연소 속도가 느리며, 따라서, 역청탄은 갈탄보다 작게 분쇄할 필요가 있다. 그런데, 상기 횡형 회전식 건조기는, 발진(發塵), 카본 부착 등을 방지하기 위하여 미분탄을 제거하기 위한 것이며, 석탄의 종류에 따라 제거하는 미분탄의 크기를 변경하는 것을 과제로 하는 것은 아니다. 따라서, 예컨대 석탄이 갈탄인 경우를 전제로 하여 상기 횡형 회전식 건조기를 설계하여 사용하면, 석탄이 아역청탄인 경우에는 분쇄 후의 분쇄탄보다 큰 미분탄이 제거되어 버리게 된다. 물론, 이 제거된 미분탄도 연료로 사용할 수 있지만, 분쇄 후의 분쇄탄보다 큰 미분탄을 포함하기 때문에 별도로 분쇄기로 분쇄할 필요가 생긴다. 한편, 석탄이 아역청탄인 경우를 전제로 하여 건조기를 설계하여 사용하면, 석탄이 갈탄인 경우에는 분쇄 후의 분쇄탄보다 작은 미분탄의 일부를 건조탄으로부터 제거할 수 없다. 따라서, 분쇄할 필요가 없는 미분탄도 분쇄기로 분쇄하게 되어 분쇄 효율이 저하된다.

특허문헌 1: 특개 2004-44876호 공보 특허문헌 2: 특개 2010-169324호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 주된 과제는 석탄의 종류 등에 따라 제거하는 미분탄을 바꿀 수 있는 석탄의 횡형 회전식 건조기, 이 횡형 회전식 건조기가 구비되는 석탄 보일러 설비 및 이 석탄 보일러 설비의 운전 방법을 제공하는 것에 있다.

미분탄(미립자)이 상승류 중에 존재하는 경우, 큰 미분탄은 중력에 의해 하강(낙하)하지만, 작은 미분탄은 상승류에 편승하여 상승한다. 본 발명자들은 이것을 전제로 하여 다양한 시험을 실시한 바, 상승류의 유속을 변화시킨 경우에, 어느 정도의 비율로 미분탄이 상승하여, (고정)배기구로부터 배출되는지는, 도 10에 나타내는 상태가 되는 것을 발견했다. 이 도면은 상승류의 유속이 ut일 때에 낙하할지 상승할지의 경계가 되는 크기의 미분탄에 대해, 상승류의 유속(u)을 변화시킨 경우에 슬립률이 어떻게 변화되는지를 나타내는 도면이다. 이 슬립률이란, 고정 배기구로부터 배출되는 미분탄의 비율로, 슬립률이 높을수록 제거되는 미분탄의 비율이 많은 것을 의미한다. 이 슬립률의 변화(곡선의 형상)는 분급 후드의 형상, 내부 구조 등에 따라서도 변화되지만, 이들의 조건이 같으면 동일한 결과가 되었다. 따라서, 유속(u)을 변화시킴으로써, 제거되는 미분체의 비율이나 입경 분포를 제어할 수 있는 것을 발견하여, 상기 과제를 해결하는 이하의 발명을 상도하기에 이르렀다.

〔청구항 1에 기재된 발명〕

일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,

이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,

상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드가,

구비되는 석탄의 횡형 회전식 건조기로서,

상기 분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과,

상기 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이, 구비되고,
상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있고,

상기 상승류에 의해 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출하는

것을 특징으로 하는 석탄의 횡형 회전식 건조기.

(주요 작용 효과)

분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과, 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이 구비되므로, 고정 배기구로부터 배출되는 미분탄의 비율이나 입경 분포를 제어할 수 있고, 석탄의 종류 등에 따라 제거하는 미분탄을 바꿀 수 있다.

〔청구항 2에 기재된 발명〕

석탄의 건조기와, 이 건조기로 건조된 건조탄의 분쇄기와, 이 분쇄기로 분쇄된 분쇄탄을 연료로 하는 보일러를 가지는, 석탄 보일러 설비로서,

일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,

이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,

상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드와,

이 분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과,

상기 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이, 구비되고,
상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있고,

상기 상승류에 의해 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출하는 횡형 회전식 건조기를 상기 건조기로서 이용하며,

이 횡형 회전식 건조기의 고정 배출구로부터 배출된 건조탄은 상기 분쇄기로 분쇄한 후, 상기 보일러의 연료로 하고,

한편, 상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배기구로부터 배출된 미분탄은 집진하여, 상기 보일러의 연료로 하는,

것을 특징으로 하는 석탄 보일러 설비.

(주요 작용 효과)

분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과, 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이 구비되므로, 청구항 1에 기재된 발명과 동일한 작용 효과가 나타난다. 따라서, 고정 배출구로부터 배출된 건조탄을 분쇄기로 분쇄함에 있어서, 취급성, 분쇄 효율 등에 관한 상술의 미분탄에 의한 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 고정 배기구로부터 배출되는 미분탄을 석탄의 종류에 따른 적절한 것으로 할 수 있기 때문에, 별도로 분쇄하는 일 없이, 그대로 집진하여 보일러의 연료로 할 수 있다.

〔청구항 3에 기재된 발명〕

상기 상승류 발생 수단으로서, 상기 분급 후드의 저부로부터 분산 가스를 불어올리는 분산 가스 불어올림 수단이 구비되고,

상기 캐리어 가스 및 상기 분산 가스 중 적어도 일방으로서, 상기 고정 배기구로부터 배출되고, 상기 미분탄이 집진된 후의 배기가스 및 상기 보일러의 배기가스 중 적어도 일방을 이용하는,

청구항 2에 기재된 석탄 보일러 설비.

(주요 작용 효과)

캐리어 가스 및 분산 가스 중 적어도 일방으로서, 고정 배기구로부터 배출되고 미분탄이 집진된 후의 배기가스 및 보일러의 배기가스 중 적어도 일방을 이용하므로 열효율이 뛰어나다. 또한, 이러한 배기가스는 산소 농도가 낮기 때문에 탄진(炭塵) 폭발을 방지할 수 있다.

〔청구항 4에 기재된 발명〕

석탄의 건조기와, 이 건조기로 건조된 건조탄의 분쇄기와, 이 분쇄기로 분쇄된 분쇄탄을 연료로 하는 보일러를, 가지는 석탄 보일러 설비의 운전 방법으로서,

일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,

이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,

상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드가 구비되고,
상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있는 횡형 회전식 건조기를 상기 건조기로서 이용하며,

상기 분급 후드 내에 상승류를 발생시킴으로써 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출할 때, 이 배출하는 미분탄을 상기 상승류의 유속을 제어함으로써 제어하고,

상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배출구로부터 배출된 건조탄은 상기 분쇄기로 분쇄한 후, 상기 보일러의 연료로 사용하고,

한편, 상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배기구로부터 배출된 미분탄은 집진하여 상기 보일러의 연료로 사용하는

것을 특징으로 하는 석탄 보일러 설비의 운전 방법.

(주요 작용 효과)

분급 후드 내에 상승류를 발생시킴으로써 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 고정 배기구로부터 배출할 때, 이 배출하는 미분탄을 상승류의 유속을 제어함으로써 제어하므로, 청구항 2에 기재된 발명과 동일한 작용 효과가 나타난다.

본 발명에 의하면, 석탄의 종류 등에 따라 제거하는 미분탄을 바꿀 수 있는 석탄의 횡형 회전식 건조기, 이 횡형 회전식 건조기가 구비되는 석탄 보일러 설비 및 석탄 보일러 설비의 운전 방법이 이루어진다.

도 1은 본 형태의 석탄 보일러 설비의 설비 플로우도이다.
도 2는 본 형태의 횡형 회전식 건조기의 정면도이다.
도 3은 회전통의 타단측의 확대도이며, 분급 후드를 생략한 도이다.
도 4는 도 2의 X-X선 단면도이다.
도 5는 분급 후드의 확대도이다.
도 6은 분산 가스 불어올림 수단의 확대도이다.
도 7은 분산 가스 불어올림 수단의 설명도이다.
도 8은 분급 후드 및 분산 가스 불어올림 수단의 변형예이다.
도 9는 분급 후드 및 분산 가스 불어올림 수단의 변형예이다.
도 10은 유속의 변화와 슬립률과의 관계를 나타내는 도이다.
도 11은 종래의 스팀 튜브 드라이어의 사시도이다.

다음으로 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.

(석탄 보일러 설비)

도 1에 본 형태의 석탄 보일러 설비의 설비 플로우도를 나타낸다. 본 형태의 석탄 보일러 설비는 횡형 회전식 건조기(100)와, 이 횡형 회전식 건조기(100)로 건조한 건조탄(C2)의 분쇄기(120)와, 이 분쇄기(120)로 분쇄한 분쇄탄(C3)이 연료로서 공급되는 보일러(130)로, 주로 이루어진다. 또한, "분쇄탄"이란 분쇄기로 분쇄된 후의 건조탄을 의미하고, 후술하는 "미분탄"과는 입자경이 상이하기 때문에 구별되는 것은 아니다.

횡형 회전식 건조기(100)는 일단측(도면 좌측)에 갈탄, 아역청탄 등으로 이루어지는 석탄(C1)의 공급구 및 캐리어 가스(G1)의 송풍구를 가지고, 타단측(도면 우측)에 건조탄(C2) 및 배기가스(G2)의 배출구(50)(도 3 참조)를 가지는 회전통(10)과, 이 회전통(10) 내의 석탄(C1)을 가열하는 가열 수단과, 건조탄(C2) 및 배기가스(G2)의 배출구(50)를 덮는 분급 후드(55)로, 주로 이루어진다. 또한, 이 횡형 회전식 건조기(100)의 상세에 대해서는 후술한다.

캐리어 가스(G1)는, 블로어(113)에 의해 회전통(10) 내에 송풍되고(공급되고), 석탄(C1)의 가열에 의해 발생한 증기 등과 함께 배기가스로서 회전통(10) 내로부터 배기된다. 캐리어 가스(G1)로는, 예컨대 보일러(130)의 배기가스(G3)나, 질소 등의 불활성 가스, 미분탄(C4)이 집진(제거)된 후의 배기가스(G4), 공기 등 중의 어느 하나, 또는 이들을 적절히 조합한 가스를 사용할 수 있다. 단, 횡형 회전식 건조기(100)에 있어서의 탄진 폭발을 방지하기 위해서, 캐리어 가스(G1)의 산소 농도는 낮게(통상 13% 이하, 바람직하게는 12% 이하.) 유지할 필요가 있다. 따라서, 캐리어 가스(G1)로는, 배기가스(G3) 및 배기가스(G4) 중 적어도 일방을 사용하는 것이 바람직하다. 양 배기가스(G3, G4)는, 저산소 농도인 데다 온도가 높기 때문에, 캐리어 가스(G1)로서 이용한다고 해도 석탄(C1)의 가열을 방해할 우려가 없다. 또한, 배기가스의 산소 농도를 계측(감시)하여, 이 계측치가 규정치를 넘었을 경우에 불활성 가스를 혼입하거나 또는 혼입량을 늘려 산소 농도를 제어할 수도 있다. 또한, 도시한 예에서는 미분탄(C4)이 집진된 후의 배기가스(G4)는 연돌(160)로부터 대기 중으로 방기하는 형태를 나타내고 있다.

회전통(10) 내에 있어서 건조한 건조탄(C2)은 회전통(10)으로부터 분급 후드(55) 내로 배출된 후, 당해 분급 후드(55)의 저부(하부)에 구비되는 고정 배출구(57)(도 2 참조)로부터 장치 밖으로 배출되어, 벨트 컨베이어 등의 반송 수단에 의해 분쇄기(120)의 공급 호퍼(121)로 반송된다. 단, 본 형태에 있어서는, 분급 후드(55) 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단으로서 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 구비되어 있고, 원하는 미분탄(C4)을 건조탄(C2)으로부터 분급하여, 분급 후드(55)의 천장부(상부)에 구비되는 고정 배기구(56)(도 2 참조)로부터 배출하도록 되어 있다. 따라서, 공급 호퍼(121)로 반송되는 건조탄(C2)은 미분탄(C4)을 포함하지 않는 것으로 되어 있어 취급성이 뛰어나다.

본 형태에 있어서, 분산 가스(N)는 캐리어 가스(G1)의 송풍에 이용되는 블로어(113)에 의해 분급 후드(55) 내에 직접 송풍되어, 불어올려진다. 그리고, 분산 가스(N)의 유로 상에는 제어 밸브(14)가 구비되어 있고, 이 제어 밸브(14)의 개방 정도(개도)를 조절함으로써 분산 가스(N)의 유속이 제어되고, 이로써 분급 후드(55) 내에 있어서의 상승류의 유속이 제어된다. 이와 같이 본 형태에 있어서는 제어 밸브(14)가 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단으로서 기능하지만, 캐리어 가스(G1)의 블로어(113)와는 다른 블로어를 설치하여 이 블로어를 상승류의 유속 제어 수단으로 할 수도 있다. 이와 같이 별도로 블로어를 설치하는 경우, 분산 가스(N)로서는 캐리어 가스(G1)와 동종의 가스도, 이종의 가스도 사용할 수 있지만, 처리의 안정성의 관점에서는 동종의 가스를 사용하는 것이 바람직하다.

분급 후드(55) 내에서 상승류에 의해 천장부까지 상승된 미분탄(C4)은 분급 후드(55)의 천장부에 구비되는 고정 배기구(56)로부터 배기가스(G2)와 함께 배출되어, 집진장치(140)로 집진된다. 집진장치(140)로 집진된 미분탄(C4)은 미분탄 호퍼(150)로 반송되어, 일시적으로 저류된다. 이 미분탄 호퍼(150) 내에 저류된 미분탄(C4)은 필요에 따라서 보일러(130)에 부속된 버너(132)로 공급되어 연소된다. 이 미분탄(C4)의 공급은, 예컨대 공기 반송에 의해 이루어질 수 있다. 도시한 예에서는 블로어(114)에 의해 공기(A1)의 흐름(공기류)이 형성되어, 이 공기류를 따라 미분탄(C4)이 반송된다.

한편, 공급 호퍼(121)로 반송되어 일시적으로 저류된 건조탄(C2)은 분쇄기(120)로 절단되어 미분쇄된다. 미분쇄된 분쇄탄(C3)은 보일러(130)에 부속된 버너(131)로 공급되어 연소된다. 본 형태에 있어서는, 건조탄(C2)으로부터 미분탄(C4)이 제거되어 있기 때문에, 분쇄기(120)에 의한 미분쇄는 매우 효율이 좋은 것이 된다. 또한, 분쇄기(120)로서 롤러 밀을 사용하는 경우에도, 진동이 발생하여 운전이 불안정해질 우려가 적다. 분쇄기(120)에 있어서의 건조탄(C2)의 미분쇄 정도는 석탄의 종류나 버너(131)에 의한 연소 속도 등에 근거하여 적절히 결정할 수 있다. 예컨대, 석탄(C1)이 갈탄인 경우에는, 버너(131)에 의한 연소 속도가 상대적으로 빠르기 때문에, 미분쇄의 정도를 거칠게 할 수 있다. 한편, 석탄(C1)이 아역청탄인 경우에는, 버너(131)에서의 연소 속도가 상대적으로 느리기 때문에, 미분쇄의 정도를 세밀하게 할 필요가 있다.

(횡형 회전식 건조기)

다음으로, 횡형 회전식 건조기(100)에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2에 본 형태의 횡형 회전식 건조기(100)를 나타낸다. 본 형태의 횡형 회전식 건조기는 원통형의 회전통(10)을 가진다. 이 회전통(10)은 축심 방향의 길이가 예컨대 10~30m로 되어 있다. 회전통(10)은 축심이 수평면에 대해서 약간 경사지도록 되어 설치되어 있어, 회전통(10)의 일단측(도면 좌측)이 타단측(도면 우측)보다 높게 되어 있다. 회전통(10)의 하방에는 2대의 지지 유닛(20) 및 모터 유닛(30)이 회전통(10)을 지지하도록 설치되어 있다. 회전통(10)은 모터 유닛(30)에 의해 자신의 축심 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 회전통(10)은 도 4에 나타낸 바와 같이 일방향으로, 도시한 예에서는 반시계 방향(화살표(R)방향)으로 회전한다. 이 회전 속도는 특별히 한정되지 않지만, 통상, 주속(周速) 1m/s 미만이다.

회전통(10)의 내부에는 다수의 스팀 튜브(가열관)(11)가 회전통(10)의 축심 방향을 따라 뻗어 있도록 장착되어 있다. 스팀 튜브(11)는 예컨대 금속제의 파이프로 이루어지고, 내부를 증기 등의 열매체가 유통한다. 스팀 튜브(11)는, 예컨대 회전통(10)의 축심에 대해서 동심원을 이루도록 둘레 방향 및 직경 방향으로 복수 개씩 배열할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 회전통(10)의 타단부의 둘레벽(周壁)에는 복수의 배출구(50)가 형성되어 있다. 이 복수의 배출구(50)를 통해 회전통(10) 내로부터 건조탄(C2) 및 배기가스가 배출·배기된다. 복수의 배출구(50)는 회전통(10)의 둘레 방향으로 적절한 간격을 두고 나열되어, 둘레 방향을 따르는 열을 형성하고 있다. 도시한 예에서는 이 열이 2열로 되어 있지만, 1열 또는 3열 이상의 복수의 열로 할 수도 있다. 또한, 도시한 예에서는 각 배출구(50)의 형상이 모두 동일한 형상의 사각형으로 되어 있지만, 다른 형상으로 하거나 원형 등의 사각형 이외의 형상으로 할 수도 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이 회전통(10)의 내부에는 회전통(10)의 내벽으로부터 회전통(10)의 축심을 향해 뻗어 있는 복수의 긁어올림판(61)이 구비되어 있다. 이 복수의 긁어올림판(61)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전통(10)의 축방향으로 이간되어, 복수의 열, 도시한 예에서는 3개의 열을 이루도록 배치되어 있다. 각 긁어올림판열(60)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 서로가 등간격으로 이간되는 복수 개의, 도시한 예에서는 4개의 긁어올림판(61)으로 구성되어 있다. 각 긁어올림판(61)은 두꺼운 금속으로 형성되어 있고, 선단부가 회전통(10)의 회전 방향(R)의 선방측을 향해 구부러진 갈고리 형상을 이루고 있다. 긁어올림판(61)이 뻗어 있는 길이는, 예컨대 회전통(10)의 내경(D)의 1/10 ~ 3/10으로 할 수 있다. 또한, 각 긁어올림판(61)은 회전통(10)의 회전 방향(R)의 후방측에 위치하는 배출구(50)의 선방측 단부를 통과하고, 또한, 회전통(10)의 축방향과 평행을 이루는 직선 근방으로부터 뻗도록 배치되어 있다. 따라서, 긁어올림판(61)의 선방측 직선 근방에는 배출구(50)가 존재하지 않고, 회전통(10)의 내벽이 존재한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 긁어올림판열(60)은 회전통(10) 내부에 있어서, 배출구(50)와 후술하는 공급구(41)와의 사이에 배치되어 있으며, 배출구(50)보다 회전통(10) 내부에 있어서의 타단측에는 존재하지 않는다. 또한, 긁어올림판열(60)은 배출구(50)와 공급구(41)와의 사이에 있어서의 배출구(50) 근처의 부분에 배치되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 회전통(10) 내부에 있어서의 긁어올림판열(60)보다 회전통(10)의 일단측에는, 회전통(10) 내부에 공급(장입)된 석탄(C1)을 교반하는 교반수단(65)이 설치되어 있다. 이 교반수단(65)은 회전통(10) 내부에 있어서의 가장 일단측에 배치된 긁어올림판열(60)과도 이간되어 있다. 이 교반수단(65)으로는 예컨대 공지의 스터드 타입이나 역 블레이드 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도 특히, 미분탄 분리(분산)의 효과, 건조에 의해 부피 비중이 작아져 용적이 감소된 건조탄의 충전율을 높이는 등의 이유로 역 블레이드를 선택하는 것이 바람직하다.

도 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 회전통(10)에는 복수의 배출구(50)를 가지는 타단측을 덮도록, 건조탄(C2) 및 배기가스(G2)를 배출 가능한 분급 후드(55)가 설치되어 있다. 이 분급 후드(55)는 두꺼운 금속으로 형성되어 있으며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 저부(하부)(55d)의 저면에 건조 및 분급(미분탄(C4)의 제거)이 이루어진 건조탄(C2)의 고정 배출구(57)를, 천장부(상부)(55u)의 천장면에 배기가스(G2)의 고정 배기구(56)를 각각 가진다. 또한, 분급 후드(55)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 천장부(55u)가 회전통(10)의 축방향과 직교하는 폭방향에 있어서 고정 배기구(56)를 향함에 따라 폭이 좁아지고 있고, 마찬가지로 저부(55d)도 폭방향에 있어서 고정 배출구(57)를 향함에 따라 폭이 좁아지고 있다. 고정 배기구(56) 및 고정 배출구(57)는 평면에서 볼 때 분급 후드(55)의 대략 중앙부에 위치하고 있다. 회전통(10) 상방(부호 L로 나타내는 범위)의 분급 후드(55) 내는 회전통(10)으로부터의 배기가스나 분산 가스(N)로 채워진 공간인 침강영역(90)으로 되어 있다. 즉,분급 후드(55)는 회전통(10) 상방에 있어서 침강영역(90)이 형성되도록 구비되어 있다. 또한, 분급 후드(55)는 도시하지 않은 수단에 의해 지면에 고정되어 있어, 회전통(10)의 회전에 따라 회전하지 않도록 되어 있다.

고정 배기구(56)는 상하 방향으로 개구되어 있고, 상술한 집진 수단(140)에 접속되어 있다. 고정 배기구(56)로부터는 캐리어 가스(G1)나 석탄(C1)의 건조에 따라 발생한 증기, 분산 가스(N), 미분탄(C4) 등을 포함하는 배기가스(G2)가 배출된다. 한편, 고정 배출구(57)도 상하 방향으로 개구되어 있으며, 분쇄기(120)의 공급 호퍼(121)에 접속되어 있다. 고정 배출구(57)로부터는 미분탄(C4)이 분급·제거된 후의 건조탄(C2)이 배출된다.

본 형태의 횡형 회전식 건조기(100)는 분급 후드(55) 내에 상승류를 발생시키고, 이 상승류의 유속을 제어함으로써, 고정 배기구(56)로부터 배출되는 미분탄(C4)의 입경 분포나 양을 제어하는 것이다. 그러나, 회전통(10)의 상측 가장자리와 고정 배기구(56)와의 이간 거리(L)를 조절함으로써, 보다 적절하게 상기 입경 분포나 양을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 이간 거리(L)를 짧게 하면 전체적인 슬립률이 상승하지만, 이 상승률은 상대적으로 대경인 미분탄(C4) 쪽이 커지게 된다. 따라서, 이간 거리(L)를 짧게 하면 고정 배기구(56)로부터 배출되는 미분탄(C4)은 입경 분포가 대경측에 있어서 보다 높은 값을 나타내게 된다. 한편, 이간 거리(L)를 길게 하면 전체적인 슬립률이 저하되지만, 이 저하율은 상대적으로 소경인 미분탄(C4) 쪽이 커지게 된다. 따라서, 이간 거리(L)를 길게 하면 고정 배기구(56)로부터 배출되는 미분탄(C4)은 입경 분포가 소경측에 있어서 보다 낮은 값을 나타내게 된다. 이러한 사정을 고려하면, 이간 거리(L)는 회전통(10)의 내경(D)에 대해서 L > 0.3D, 바람직하게는 0.8D < L < 4.0D, 보다 바람직하게는 1.0D < L < 2.5D로 할 수 있다. 또한, 고정 배기구(56)로부터 배출되는 미분탄(C4)의 입경 분포를 조절하는 관점에서는, 도 4 중에서 확대하여 나타내는 바와 같이, 분급 후드(55)의 내벽면(55a)에, 바람직하게는 침강영역(90)을 구성하는 분급 후드(55)의 내벽면(55a)에 1개 또는 복수 개의 방해판(91)을 장착하는 것이 바람직하다. 이 방해판(91)에 충돌한 대경의 미분탄은 낙하하여, 그대로 고정 배출구(57)로부터 배출된다. 한편, 방해판(91)에 충돌한 소경의 미분탄은 일단 낙하하지만, 일부의 미분탄은 다시 상승류에 의해 상승된다. 따라서, 고정 배기구(56)로부터 배출되는 미분탄(C4)의 입경 분포가 대경측에 있어서 낮은 값을 나타내게 된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 침강영역(90)에 있어서는, 분급 후드(55)가 회전통(10)의 축방향으로 넓어진다. 침강영역(90)에 있어서 분급 후드(55)가 축방향으로 넓어지면, 미분탄끼리나 미분탄과 분급 후드(55)(특히 분급 후드(55)의 축방향 양단의 벽재(55A, 55B))와의 충돌률이 감소하므로, 미분탄(C4)의 입경 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 축방향으로 넓어진다는 것은 회전통(10)과의 접속 부분에 비해 넓어진다는 것을 의미한다.

침강영역(90)은 상하 방향에 관한 전체 길이에 걸쳐서 축방향으로 넓어질 필요는 없다. 회전통(10) 근방에 있어서는 미분탄 등이 배출구(50)를 통해 회전통(10)으로부터 배출된 직후로, 평면적으로는 넓어지지 않기 때문에 도시한 예와 같이 축방향으로 넓어지지 않게 할 수도 있다. 또한, 분급 후드(55)의 천장부(55u)에 있어서는 도시한 예와 같이, 회전통(10)의 축방향에 있어서 고정 배기구(56)를 향함에 따라 좁아지고 있는 것이 바람직하다. 분급 후드(55)의 넓어짐의 정도는 회전통(10)과의 접속 부분의 축방향 길이를 Z1, 넓어짐 부분의 축방향 길이를 Z2로 한 경우, 1.5Z1 < Z2 < 6Z1로 하는 것이 바람직하고, 2Z1 < Z2 < 4Z1로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 침강영역(90)은 도 8, 9에 나타낸 바와 같이 폭방향으로 넓히거나, 도시하지는 않지만 폭방향 및 축방향 양방으로 넓힐 수도 있다. 침강영역(90)을 어떻게 넓힐지는 주위 설비 등을 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 단, 축방향으로 넓히는 편이 횡형 회전식 건조기 전체의 설치 공간을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

침강영역(90)에 있어서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 분급 후드(55)의 축방향 일방의 벽재(55A)와 축방향 타방의 벽재(55B)와의 사이에 복수 개의 지지재(62, 63)가 구비된다. 분급 후드(55)가 축방향으로 넓어지면 강도가 저하될 우려가 있지만, 축방향 일방의 벽재(55A)와 축방향 타방의 벽재(55B)와의 사이에 복수 개의 지지재(62, 63)가 구비됨으로써, 분급 후드(55)의 강도가 유지된다. 또한, 지지재(62, 63)는 도시한 예와 같이 분급 후드(55)의 축방향으로 넓어지지 않은 부분의 일방의 벽재(55A) 및 타방의 벽재(55B) 사이에도 구비할 수 있다.

분급 후드(55)의 강도를 유지하기 위한 지지재는 직선 형상의 봉재, 파이프재 등으로만 구성할 수도 있지만, 본 형태에서는 파이프재(62)와, 이 파이프재(62) 위에 배치된 우산재(63)로 구성되어 있다. 우산재(63)는 폭방향 중앙이 상방으로 돌출된 우산 형상으로 되어 있으며, 파이프재(62)가 뻗어 있는 방향을 따라 뻗도록 배치된다. 우산재(63)의 존재에 의해 파이프재(62) 위에 건조탄(C2)이 퇴적되는 것이 방지된다. 우산재(63) 자체는 분급 후드(55)의 강도를 유지하기 위한 기능을 가져도 되고 가지지 않아도 된다.

상술한 바와 같이, 분급 후드(55)의 천장부(55u)는 폭방향에 있어서 고정 배기구(56)를 향함에 따라 폭이 좁아지고 있지만, 이 경우, 고정 배기구(56)의 하방에는 도 4에 나타낸 바와 같이 지지재(62, 63)가 위치하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 분급 후드(55)의 상부(55u)가 폭방향에 있어서 고정 배기구(56)를 향함에 따라 폭이 좁아지고 있으면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 이 폭이 좁아지는 벽재를 따르는 흐름(상승류)(S1)이 발생하여, 이 흐름(S1)에 미분탄(C4)이 편승하게 된다. 따라서, 상승하는 미분탄(C4)이 분급 후드(55)의 천장면에 충돌해 하강하는 등의 일이 없어져 미분탄(C4)의 입경 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 분급 후드(55)의 내부에 있어서는, 상기 벽재를 따르는 흐름(S1)이 발생함과 함께 중앙을 수직으로 상승하는 흐름(S2)이 주로 발생하여, 이 흐름(S2)에도 미분탄(C4)이 편승하게 된다. 따라서, 고정 배기구(56)의 하방에 복수 개의 지지재(62, 63)가 위치하지 않으면, 중앙을 수직으로 상승하는 흐름(S2)에 편승한 미분탄(C4)이 지지재(62, 63)에 충돌하여 하강하는 등의 일이 없어져, 미분탄(C4)의 입경 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 분급 후드(55)의 내부에는, 회전통(10)의 배출구(50)로부터 자유낙하 등에 의해 고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로 상에 상승류 발생 수단인 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 구비된다. 분산 가스(N)의 불어올림에 의해 상승류가 발생하는데, 특히 이 불어올림을 건조탄(C2)의 유로 상에 있어서 행하면 배출구(50)로부터 건조탄(C2)과 함께 하강한 미분탄이 확실히 불어올려지므로, 미분탄(C4)의 입경 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있다. 또한, 분산 가스(N)의 불어올림이 고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로 상에 있어서 행해지면, 건조탄(C2)이 그대로 분급 후드(55)의 저면의 고정 배출구(57)로부터 외부로 배출되기 때문에, 건조탄(C2)을 고정 배출구(57)로 유도하기 위한 고려가 필요하지 않게 된다.

분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)의 구체적인 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 그물재 등으로 이루어지는 분산판과, 당해 그물재의 눈을 통해 분산 가스(N)를 불어올리는 수단으로 구성할 수도 있다. 그러나, 본 형태에 있어서는, 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)으로서, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로를 가로지르고, 또한, 둘레벽에 구멍(58Ac)이 형성된 파이프재(58A)가 구비되며, 이 파이프재(58A)에 형성된 구멍(58Ac)으로부터 분산 가스(N)를 불어올리도록 구성되어 있다. 이와 같이 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로를 가로지르는 파이프재(58A)로 구성되어 있으면, 건조탄(C2)을 고정 배출구(57)로 유도하기 위한 고려가 필요하지 않게 된다. 또한, 파이프재(58A)의 둘레벽에 형성된 구멍(58Ac)으로부터 분산 가스(N)를 불어올리면, 불어올림 효과가 건조탄(C2) 중의 미분탄에 확실히 미친다.

본 형태에 있어서, 파이프재(58A)의 둘레벽에 형성된 구멍(58Ac)은 원형상으로 되어 있고, 또한, 파이프재(58A)가 뻗어 있는 방향으로 적절한 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 또한, 구멍(58Ac)은 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이, 분산 가스(N)가 경사진 상방으로 불어올려지도록 형성되어 있다.

파이프재(58A)는, 도시한 예와 같이, 고정 배출구(57) 근방에 있어서 복수 개를 회전통(10)의 축방향으로 평행하게 나열하는 것이 바람직하다. 이 형태에 있어서는, 서로 인접하는 파이프재(58A) 사이를 하강하려고 하는 건조탄(C2)에 분산 가스(N)가 분사되어 미분탄은 분산 가스(N)에 의해 불어올려지며, 한편, 건조탄(C2)은 파이프재(58A) 사이를 그대로 하강하여 고정 배출구(57)로부터 배출된다. 또한, 분산 가스(N)로 불어올려진 미분탄은 분급 후드(55) 내를 상승하고, 이 상승하는 속도(상승류의 속도)와의 관계로 일부의 미분탄(C4)이 고정 배기구(56)로부터 배출된다.

본 형태에 있어서는, 각 구멍(58Ac)으로부터 불어올리는 분산 가스(N)의 유속을 제어함으로써 상승류의 유속을 제어한다. 여기에서, 분산 가스(N)의 유속은 분급 후드(55) 내에 있어서의 상승류의 유속을 제어하기 위하여 제어하는데, 상승류의 유속은 저부, 천장부 등의 부위에 따라 통상 상이하다. 따라서, 상승류의 유속을 판단할 때에는 침강영역(90), 특히 침강영역(90)의 상하 방향 중앙부(이간 거리(L)를 삼등분한 경우에, 중앙이 되는 부위)에 있어서의 유속을 기준으로 하는 것을 권장한다. 미분탄이 분급되는 것은 침강영역(90)에 있어서이기 때문에, 침강영역(90)에 있어서의 상승류의 유속을 기준으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 침강영역(90)의 상하 방향 하단부를 기준으로 하면 의도하는 것보다 슬립률이 낮아지는 경향이 있고, 한편, 침강영역(90)의 상하 방향 상단부를 기준으로 하면 의도하는 것보다 슬립률이 높아지는 경향이 있기 때문에, 침강영역(90)의 상하 방향 중앙부를 기준으로 유속을 판단하는 것이 바람직하다.

복수 개의 파이프재(58A)로 이루어지는 파이프재군은 상하 방향으로 이간하여 복수단 설치할 수도 있다. 또한, 본 형태와 같이 각 파이프재(58A) 위에 우산재(58B)를 배치할 수도 있다. 이 우산재(58B)는 폭방향 중앙이 상방으로 돌출된 우산 형상으로 되어 있고, 파이프재(58A)가 뻗어 있는 방향을 따라 뻗어 있다. 우산재(58B)의 존재에 의해 파이프재(58A) 위에 건조탄(C2)이 퇴적되는 것이 보다 확실히 방지된다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전통(10)의 타단측에는 스팀 튜브(가열관)(11) 내에 증기(J1)를 공급하는 공급관(70)과 드레인관(71)이 설치되어 있다. 드레인관(71)을 통해 배출된 드레인수(D)는 열교환기(115)에 보내, 미분탄(C4)을 반송하기 위하여 사용하는 공기(A1)의 가열에 이용할 수 있다. 또한, 스팀 튜브(11)에 공급하는 증기로서는 보일러(130)에서 생성된 증기(J2)나, 이 증기(J2)를 이용하는 증기 터빈의 추기증기(抽氣蒸氣) 등을 이용할 수 있다.

한편, 회전통(10)의 일단측에는, 내부에 스크루를 구비하고, 원통형으로 된 스크루 피더(42)가, 회전통(10)에 끼워넣어지도록 하여 설치되어 있다. 이 스크루 피더(42)의 일단에는, 스크루 피더(42) 내부에 설치된 스크루를 회전운동시키는 모터 등의 구동 수단(43)이 구비되어 있다. 또한, 스크루 피더(42)의 상부에는 석탄(C1)의 공급구(41)가 개구되어 있어, 공급구(41)와 스크루 피더(42)의 내부는 연통하고 있다.

건조의 대상이 되는 석탄(C1)은 공급구(41)로부터 스크루 피더(42) 내부에 공급되고, 이 스크루 피더(42) 내부에 설치된 스크루를 구동 수단(43)에 의해 회전운동시킴으로써 회전통(10)의 내부로 공급되게 되어 있다. 또한, 공급구(41) 혹은 도시하지 않은 다른 공급구로부터는 캐리어 가스(G1)도 송풍되며, 송풍된 캐리어 가스(G1)는 회전통(10)의 타단측을 향해 회전통(10)의 내부를 유통한다.

다음으로 이 횡형 회전식 건조기(100)의 동작에 대하여 설명한다.

본 형태의 횡형 회전식 건조기로 석탄(C1)을 건조할 때에는, 도 2에 나타낸 바와 같이 석탄(C1)을 공급구(41)에 공급한다. 공급구(41)로부터 공급된 석탄(C1)은 스크루 피더(42)에 의해 회전통(10) 내부에 공급되며, 증기(J1)에 의해 가열된 스팀 튜브(11)에 접촉하여 가열 건조되면서 회전통(10)의 타단측으로 이동한다.

석탄(C1)(건조탄(C2))은 교반수단(65)이 존재하는 위치까지 도달하면, 교반수단(65)에 의해 교반되며, 계속해서 도 4에 나타낸 바와 같이, 회전통(10)의 회전에 따라 회전운동하는 긁어올림판(61)에 의해 긁어올려진다. 긁어올려진 석탄(C1)(건조탄(C2))은 긁어올림판(61)이 회전통(10)의 상측에 위치하면 자연적으로 낙하하며, 그 때 석탄(C1)(건조탄(C2))에 포함되는 미분탄이 회전통(10) 내로 분산한다(이른바 플라이트 액션).

한편, 회전통(10)의 일단측에 형성된 공급구(41) 혹은 도시하지 않은 다른 공급구로부터 송풍된 캐리어 가스(G1)는, 회전통(10) 내를 통과하여 건조탄(C2)의 배출구이기도 한 배출구(50)로부터 증기 등과 함께 배기가스로서 회전통(10) 밖으로 배기된다. 이때, 배기가스는 긁어올림판(61)에 의해 회전통(10) 내에 분산된 미분탄과 함께 배출구(50)로부터 배기된다. 배출구(50)로부터 배기된 배기가스는 미분탄의 일부와 함께 고정 배기구(56)를 통하여 분급 후드(55)로부터 배기된다. 또한, 분산 가스(N)의 송풍 수단(58)에 의해 분급 후드(55)의 상방을 향해 분산 가스(N)가 불어올려지도록 하여 공급되어 상승류가 형성된다. 이 분산 가스(N)의 유량은 통상 배출구(50)로부터 배기되는 배기가스의 유량보다 적어진다. 또한, 배기가스는 배출구(50)로부터 배기될 때에, 유속이 예컨대 5~10m/s로 되어 있다. 이 유속은 배출구(50)의 면적과 캐리어 가스(G1)의 송풍량에 따라 적절히 조정된다.

건조탄(C2)은 회전통(10) 내에 있어서 낙하하여, 배기가스를 따르지 않고, 하측에 위치한 배출구(50)로부터 자연 낙하한다. 이 자연 낙하한 건조탄(C2)은 다시 분산 가스(N)에 의해서도 불어올려지는 일이 없으며, 파이프재(58A) 사이를 지나 고정 배출구(57)로부터 배출된다. 또한, 건조탄(C2) 중의 미분탄에서, 비교적 대경의 미분탄은 배기가스에 편승하거나 혹은 건조탄(C2)과 함께 배출구(50)로부터 배출되지만, 중량이 무거워 상승류에 의해 고정 배기구(56)까지 반송되지 않고, 하방으로 낙하하여, 건조탄(C2)과 함께 고정 배출구(57)로부터 배출된다. 한편, 건조탄(C2) 중의 미분탄에서, 비교적 소경의 미분탄은 배기가스에 편승하거나 혹은 건조탄(C2)과 함께 배출구(50)로부터 배출되어, 상승류에 의해 고정 배기구(56)까지 반송되어, 배기가스(G2)와 함께 고정 배기구(56)로부터 배출된다.

다음으로 횡형 회전식 건조기(100)의 작용 효과를 설명한다.

본 형태의 횡형 회전식 건조기와 같이, 긁어올림판(61)이 회전통(10) 내부에 설치되어 있으면, 석탄(C1)(건조탄(C2))에 함유되는 미분탄이 회전통(10) 내부의 공간에 있어서 분산되기 때문에, 이 미분탄을 배기가스에 편승할 수 있어 건조탄(C2)과 함께 배출구(50)로부터 배출되므로, 그대로 고정 배출구(57)로부터 배출되어 버릴 가능성이 줄어든다. 따라서, 미분탄(C4)의 입경 분포를 보다 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 각각의 긁어올림판(61)이 회전통(10)의 회전 방향(R)을 기준으로 후방측에 위치하는 배출구(50)의 선방측 단부를 통과하고, 또한, 회전통(10)의 축심 방향과 평행을 이루는 직선 근방으로부터 뻗어 있도록 하여 배치되어 있으면, 긁어올림판(61) 위에 실린 건조탄(C2)은 배출구(50)의 후방측에 위치하게 된다. 따라서, 긁어올림판(61) 위의 건조탄(C2)이 직접 배출구(50)에 들어가는 것이 방지되어, 미분탄이 섞인 상태의 건조탄(C2)이 배출구(50)로부터 배출될 확률이 감소된다.

복수의 긁어올림판열(60)이 회전통(10)의 축심 방향에 간헐적으로 위치하고 있으면, 회전통(10) 내부를 이동하는 석탄(C1)(건조탄(C2))은 긁어올림판(61)이 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분을 교대로 통과하게 된다. 따라서, 복수회로 나누어 석탄(C1)(건조탄(C2))이 긁어올려지게 되어, 긁어올림 효율이 향상된다.

또한, 긁어올림판(61)이 회전통(10)의 둘레 방향으로 서로 등간격으로 이간되도록 간헐적으로 위치하고 있으면, 효율적으로 석탄(C1)(건조탄(C2))을 긁어올릴 수 있다. 구체적으로는 회전통(10)의 내벽으로부터 축심을 향해 뻗어 회전통(10)의 회전과 함께 석탄(C1)(건조탄(C2))을 긁어올리는 긁어올림판(61)을 둘레 방향에 간격을 두고 복수 설치하면, 긁어올림판(61)으로부터 낙하하는 석탄(C1)(건조탄(C2))에 대해 배기가스가 통과하므로, 많은 미분탄을 배기가스에 동반시킬 수 있어, 미분탄이 건조탄(C2)에 섞인 상태로 배출될 확률이 감소된다. 게다가, 긁어올림판(61)에 의해 석탄(C1)과 스팀 튜브(11)와의 접촉 효율이 높아져, 건조 효율이 높아진다는 부차적인 이점도 있다.

본 형태에서는 긁어올림판열(60) 중 적어도 타단측(하류측)의 긁어올림판열(60)의 긁어올림판(61)은 회전통(10)의 회전 방향(R)을 기준으로 배출구(50)의 선방측 가장자리에 근접한 위치에 긁어올림판(61)의 기단을 가지고, 회전통(10)의 내벽으로부터 축심을 향해 뻗어 있는 위치 관계에 있다. 따라서, 회전통(10)의 회전 방향 선방측의 다음 배출구(50)와의 사이에서 많은 석탄(C1)(건조탄(C2))을 모아 긁어올릴 수 있다. 그 결과, 킬른 액션과 비교하여, 석탄(C1)(건조탄(C2))이 보다 세밀하게 교반되어, 미분탄이 건조탄(C2)에 섞인 상태로 배출될 확률이 감소된다.

또한, 본 형태에서는 긁어올림판(61)이 기단으로부터 회전통(10)의 축심을 향해 뻗어 있고, 뻗어 있는 선단부가 회전통(10)의 회전 방향(R)을 기준으로 선방으로 구부러지도록 구성되어 있다. 따라서, 회전통(10)의 회전 방향 선방의 다음 배출구(50)와의 사이에서 보다 많은 석탄(C1)(건조탄(C2))을 모아 긁어올릴 수 있다. 그 결과, 석탄(C1)(건조탄(C2))이 보다 확실히 교반되어 미분탄이 건조탄(C2)에 섞인 상태로 배출될 확률이 감소된다.

긁어올림판열(60)보다 회전통(10)의 일단측에, 회전통(10) 내에 공급된 석탄(C1)(건조탄(C2))을 교반하는 교반수단(65)이 설치되어 있으면, 긁어올림판(61)으로 석탄(C1)(건조탄(C2))을 긁어올리기에 앞서 석탄(C1)(건조탄(C2))이 교반되기 때문에 석탄(C1)(건조탄(C2))이 함유하는 미분탄이 씻겨내진다. 그 결과, 긁어올림판(61)에 의한 미분탄의 분산 효율이 향상된다. 다만, 이상의 교반수단(65) 및 긁어올림판(61)은 구비하지 않아도 되지만, 구비하면 미분탄이 건조탄(C2)에 섞인 상태로 배출될 확률이 감소되어, 보다 바람직한 장치가 된다.

회전통(10)의 둘레벽에 설치된 회전통(10)의 회전에 따라 둘레 방향으로 이동하는 배출구(50)와, 이 배출구(50)를 덮도록 하여 설치된 분급 후드(55)의 저부에 형성된, 고정되어 있어 이동하지 않는 고정 배출구(57)와, 분급 후드(55)의 천장부에 형성된 고정 배기구(56)가 조합되어 있으면, 배출구(50)와 고정 배기구(56)와의 사이의 침강영역(90)에 있어서, 상승류에 의한 분급이 행해진다. 즉, 원하는 미분탄(C4)은 배기가스(G2)에 동반되어 고정 배기구(56)로부터 배출되며, 그 이외에는 고정 배출구(57)를 향해 낙하시켜 배출시키는 것에 의해 분급이 실현된다.

회전통(10)의 상방의 분급 후드(55) 내부가, 배기가스 등으로 채워진 공간인 침강영역(90)으로 되어 있으면, 배기가스에 동반된 비교적 대경의 미분탄은 침강영역(90) 내에서 관성에 의해 낙하하여, 고정 배출구(57)로부터 배출된다.

고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로 상에 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 설치되어 있으면, 고정 배출구(57)로 건조탄(C2)과 함께 낙하하는 미분탄을 고정 배기구(56)를 향해 상승시킬 수 있어, 그 결과 미분탄의 제거 효율이 향상된다.

본 형태에 있어서는 각 긁어올림판열(60)당 긁어올림판(61)의 개수는 4개가 아니어도 되며, 특별히 한정되지 않지만 긁어올림 용량을 확보하기 위하여 4~6개로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 배출구(50)의 1열당 개수는 특별히 한정되지 않지만, 압력 손실의 저감, 미분탄의 분산, 회전통(10)의 기계 강도 등을 고려하여 10~17개로 하는 것이 바람직하다.

〔변형예 1〕

다음으로 횡형 회전식 건조기(100)의 변형예에 대해 상술의 형태와 상이한 점을 중심으로 설명한다.

도 8에 본 형태의 분급 후드(55)를 나타낸다. 본 형태의 분급 후드(55)도 회전통(10)의 일단측에 배출구(50)를 덮도록 하여 설치된다. 이 분급 후드(55)도 도시하지 않은 수단에 의해 지면에 고정되어, 회전통(10)의 회전운동에 따라 회전운동하지 않는다. 단, 본 형태의 분급 후드(55)는 중간부(55c)에 비해 천장부(55u)가 약간 폭이 넓어진다. 이 천장부(55u)의 내부는 배기가스 등으로 채워진 공간인 침강영역(90)이다. 또한, 저부(55d)는 회전통(10)의 하방에 있어서, 폭방향에 있어서 고정 배출구(57)를 향함에 따라 폭이 좁아지고 있다.

본 형태의 분급 후드(55)의 저부(55d)에도 상승류 발생 수단인 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 구비되어 있다. 이 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)은 상부가 눈이 촘촘한 그물인 분산판(58a)으로 구성되어 있다. 이 분산판(58a)은 저부(55d)의 바닥면 위에 배치되어 있고, 고정 배출구(57)를 향해 하향 경사져 낙하 슈트를 형성하고 있다. 이 불어올림 수단(58)에도, 예컨대, 앞의 형태와 마찬가지로, 분산 가스(N)가 공급된다. 공급된 분산 가스(N)는 분산판(58a)을 통과하여 분급 후드(55) 내로 불어올려진다. 본 형태에서는 분산판(58a)이 경사져 있기 때문에, 분산판(58a)이 수평인 경우와 비교하여, 건조탄(C2)을 신속하게 고정 배출구(57)로 낙하시킬 수 있다. 단, 상술한 형태에서는 저부(55d)의 대략 저면 전역이 고정 배출구(57)로 되어 있는 데에 비해, 본 형태에서는 분산판(58a)의 배치를 위하여 저부(55d)의 저면 중앙부만이 고정 배출구(57)로 되어 있다. 따라서, 저면 상에 건조탄(C2)이 퇴적될 가능성이 있어, 이 점에서는 앞의 형태가 바람직하다. 또한, 본 형태에서는 상승류 발생 수단인 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 회전통(10)의 배출구(50)로부터 고정 배출구(57)에 이르는 건조탄(C2)의 유로 상에 설치되어 있지 않다. 따라서, 건조탄(C2)에 직접 분산 가스(N)가 작용하지 않을 가능성이 있어, 이 점에서도 앞의 형태가 바람직하다.

〔변형예 2〕

도 9에 다른 형태의 분급 후드(55)를 나타냈다. 본 형태의 분급 후드(55)는 상승류 발생 수단인 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)의 위치, 고정 배출구(57)의 위치가 상기 형태와 상이하다. 고정 배출구(57)는 하방을 향해 개구되어 있지 않고, 측방을 향해 개구되어 있다. 이 고정 배출구(57)와 나란히 분산 가스(N)의 불어올림 수단(58)이 배치되어 있으며, 이 불어올림 수단(58)을 구성하는 분산판(58a)이 수평으로 설치되어 있다. 이 형태는 분급 후드(55)의 하방에 공간이 없는 경우 등에 유용하다.

(기타)

이상의 형태예에서는 분급 후드(55)에 상승류 발생 수단(58)을 1개만 구비한 형태를 나타냈지만, 상승류 발생 수단(58)은, 2개, 3개, 4개 또는 그 이상 복수 개 구비할 수도 있다. 상승류 발생 수단(58)을 복수 개 구비하는 경우에는, 예컨대, 분급 후드(55)의 천장부(55u), 중간부(55c), 저부(55d)로 나누어 배치하면 바람직하다. 또한, 상승류를 발생시키기 위한 방법은 분산 가스(N)의 불어올림으로 한정되지 않고, 가능하다면 상방으로부터의 흡인 작용(부압)을 이용할 수도 있다.

또한, 본 형태의 석탄 보일러 설비는 그 용도가 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 화력 발전소나 설탕 공장, 펄프 공장 등의 열을 이용하는 공장 등에서 사용할 수 있다. 보일러(130)에 있어서 물(W)을 가열하여 생성한 증기(J2)를 사용할 수 있는 설비에 적합하게 적용할 수 있다.

본 발명은 화력 발전소 등에서 사용 가능한 석탄의 횡형 회전식 건조기 및 이 횡형 회전식 건조기가 구비되는 석탄 보일러 설비로서 적용 가능하다.

10 회전통 11 스팀 튜브(가열관)
41 공급구 50 배출구
55 분급 후드 56 고정 배기구
57 고정 배출구 58 불어올림 수단
61 긁어올림판 65 교반수단
100 횡형 회전식 건조기 120 분쇄기
130 보일러 C1 석탄
C2 건조탄 C3 분쇄탄
C4 미분탄 G1 캐리어 가스
N 분산 가스

Claims (4)

1. 일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,
   이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,
   상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드가,
   구비되는 석탄의 횡형 회전식 건조기로서,
   상기 분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과,
   상기 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이, 구비되고,
   상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
   상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있고,
   상기 상승류에 의해 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출하며,
   상기 상승류 발생 수단으로서, 상기 분급 후드의 저부로부터 분산 가스를 불어올리는 분산 가스 불어올림 수단이 구비되고,
   상기 분산 가스 불어올림 수단은 복수의 파이프재 및 상기 복수의 파이프재가 뻗어있는 방향으로 상기 복수의 파이프재 각각에 형성된 복수의 구멍을 포함하며,
   우산재가 상기 복수의 파이프재 각각의 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 석탄의 횡형 회전식 건조기.
2. 석탄의 건조기와, 이 건조기로 건조된 건조탄의 분쇄기와, 이 분쇄기로 분쇄된 분쇄탄을 연료로 하는 보일러를, 가지는 석탄 보일러 설비로서,
   일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,
   이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,
   상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드와,
   이 분급 후드 내에 상승류를 발생시키는 상승류 발생 수단과,
   상기 상승류의 유속을 제어하는 유속 제어 수단이, 구비되고,
   상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
   상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있고,
   상기 상승류 발생 수단으로서, 상기 분급 후드의 저부로부터 분산 가스를 불어올리는 분산 가스 불어올림 수단이 구비되며,
   상기 분산 가스 불어올림 수단은 복수의 파이프재 및 상기 복수의 파이프재가 뻗어있는 방향으로 상기 복수의 파이프재 각각에 형성된 복수의 구멍을 포함하고,
   우산재가 상기 복수의 파이프재 각각의 위에 배치되며,
   상기 상승류에 의해 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출하는 횡형 회전식 건조기를 상기 건조기로서 이용하고,
   이 횡형 회전식 건조기의 고정 배출구로부터 배출된 건조탄은 상기 분쇄기로 분쇄한 후, 상기 보일러의 연료로 하며,
   한편, 상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배기구로부터 배출된 미분탄은 집진하여, 상기 보일러의 연료로 하는,
   것을 특징으로 하는 석탄 보일러 설비.
3. 제2항에 있어서,
   상기 캐리어 가스 및 상기 분산 가스 중 적어도 일방으로서, 상기 고정 배기구로부터 배출되고, 상기 미분탄이 집진된 후의 배기가스 및 상기 보일러의 배기가스 중 적어도 일방을 이용하는,
   석탄 보일러 설비.
4. 석탄의 건조기와, 이 건조기로 건조된 건조탄의 분쇄기와, 이 분쇄기로 분쇄된 분쇄탄을 연료로 하는 보일러를, 가지는 석탄 보일러 설비의 운전 방법으로서,
   일단측에 석탄의 공급구 및 캐리어 가스의 송풍구를 가지고, 타단측에 건조탄 및 배기가스의 배출구를 가지는 회전통과,
   이 회전통 내의 석탄을 가열하는 가열 수단과,
   상기 배출구를 덮고, 저부에 건조탄의 고정 배출구를 가지며, 천장부에 배기가스의 고정 배기구를 가지는 분급 후드가 구비되고,
   상기 분급 후드 중 상기 회전통보다 상방 부분에 침강영역이 형성되며,
   상기 침강영역에 있어서, 상기 분급 후드가 상기 회전통의 축방향으로 넓어지는 구성으로 되어 있는 횡형 회전식 건조기를 상기 건조기로서 이용하며,
   상기 분급 후드 내에 상승류를 발생시킴으로써 건조탄 중의 미분탄의 일부 또는 전부를 상기 고정 배기구로부터 배출할 때, 이 배출하는 미분탄을 상기 상승류의 유속을 제어함으로써 제어하고,
   상승류 발생 수단으로서, 상기 분급 후드의 저부로부터 분산 가스를 불어올리는 분산 가스 불어올림 수단이 구비되며,
   상기 분산 가스 불어올림 수단은 복수의 파이프재 및 상기 복수의 파이프재가 뻗어있는 방향으로 상기 복수의 파이프재 각각에 형성된 복수의 구멍을 포함하고,
   우산재가 상기 복수의 파이프재 각각의 위에 배치되며,
   상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배출구로부터 배출된 건조탄은 상기 분쇄기로 분쇄한 후, 상기 보일러의 연료로 사용하고,
   한편, 상기 횡형 회전식 건조기의 고정 배기구로부터 배출된 미분탄은 집진하여, 상기 보일러의 연료로 사용하는,
   것을 특징으로 하는 석탄 보일러 설비의 운전 방법.

Images