JP2015040273A - 石炭乾留装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガス(低酸素濃度ガス)を低コストで得ることができる石炭乾留装置を提供することにある。【解決手段】ロータリキルン式の石炭乾留装置本体110と、石炭乾留装置本体110の外筒113に接続して設けられ、当該外筒113内の排ガスを排気する排気手段と、前記排気手段により排気される前記排ガスの一部を抽気する抽気手段と、前記抽気手段により抽気された前記排ガスの酸素濃度が低下されるように当該排ガスを前記内筒112内へ送給する低酸素濃度ガス供給手段とを備えるようにした。【選択図】図1
Description
本発明は、石炭乾留装置に関する。
褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位炭(低質炭)は、単位重量当たりの発熱量が低いため、加熱されることにより、乾燥や乾留されると共に、低酸素雰囲気中で表面活性を低下させるように改質されることにより、自然発火を防止されつつ単位重量当たりの発熱量を高めた改質石炭としている。
ここで、上記低品位炭を乾燥させた乾燥炭を乾留する石炭乾留装置として、加熱ガスにより乾燥炭を直接加熱する直接加熱式の装置(特許文献1,2参照)や加熱ガスにより乾燥炭を間接的に加熱する間接加熱式の装置が知られている。間接加熱式の装置として、例えば、固定保持された外筒(ジャケット)と、当該外筒の内側にて回転可能に支持された内筒を備えるロータリキルン式のものがある。このような方式の石炭乾留装置では、外筒内(外筒と内筒の間)に加熱ガスが供給されると共に、前記乾燥炭を前記内筒の一端側に供給し、当該内筒を回転させることにより、当該乾燥炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出している。
ところで、前記乾留ガスは、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素(例えば、メタンおよびエタンなど)やタールなどだけでなく、当該乾燥炭に含まれている微量の硫黄も含有している。このような乾留工程にて微量成分の放出を促進するためには、内筒内雰囲気ガス中の乾留ガス成分と乾燥炭表面の乾留ガス成分との分圧差を大きくする必要がある。例えば、前記内筒内へ外部から低酸素濃度のイナートガスを供給し、内筒内雰囲気中の乾留ガスの濃度を低下させることが考えられる。
前記イナートガスとしては一般的に窒素ガスが用いられるが、空気から窒素を分離して製造するためにはPSA(Pressure Swing Adsorption)あるいは深冷分離装置が必要となる。前記石炭乾留装置が消費する前記窒素ガス量は、当該石炭乾留装置の大きさ(当該石炭乾留装置での乾燥炭の処理量)に応じて増大し、前記PSAあるいは前記深冷分離装置の容量も大きくなり、それに応じて設備コストおよび窒素ガスの製造のための電力コストが増大してしまう。
このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガス(低酸素濃度ガス)を低コストで得ることができる石炭乾留装置を提供することを目的としている。
上述した課題を解決する第一番目の発明に係る石炭乾留装置は、
外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする。
外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第二番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第一番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第三番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第二番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする。
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第四番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第三番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする。
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第五番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第三番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする。
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第六番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第四番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第七番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第二番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第八番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第七番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第九番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第一番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする。
上述した課題を解決する第十番目の発明に係る石炭乾留装置は、前述した第九番目の発明に係る石炭乾留装置であって、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする。
本発明に係る石炭乾留装置によれば、低酸素濃度ガス供給手段により、石炭を間接加熱した加熱ガスに含まれる酸素の濃度を低下してなるイナートガスを得ることができ、低酸素濃度ガス供給手段自体およびこの運用コストがPSAや深冷分離装置などと比べて安価であることから、石炭からの乾留ガスの放出を促進するイナートガスを低コストで得ることができる。前記イナートガスの生成が当該イナートガス自体の温度上昇を伴う場合には、イナートガスにより石炭乾留装置本体内の石炭を加熱することができることから、その分石炭乾留装置本体の小型化を図ることができる。
本発明に係る石炭乾留装置の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
[第一番目の実施形態]
本発明に係る石炭乾留装置の第一番目の実施形態を図1に基づいて説明する。
本発明に係る石炭乾留装置の第一番目の実施形態を図1に基づいて説明する。
本実施形態に係る石炭乾留装置100は、図1に示すように、加熱ガス11により乾燥炭1を間接的に加熱して乾留炭2を得る石炭乾留手段である石炭乾留装置本体110を備える。石炭乾留装置本体110は、ホッパ111と、内筒(本体胴)112と、外筒(ジャケット)113と、シュータ114とを備える。ホッパ111は、乾燥炭1を受け入れて、当該乾燥炭1を内筒112の一端側(基端側)の内部へ供給する機器である。内筒112は、回転可能に支持される。内筒112は、回転することにより、内部に供給された乾燥炭1を撹拌しながら一端側から他端側へ移動させる機器である。外筒113は、内筒112の回転を可能としながらも当該内筒112の外周面を覆うように固定支持される。外筒113は、内側に加熱媒体である加熱ガス11を送給されて加熱ガス11により内筒112を加熱する機器である。シュータ114は、内筒112の回転を可能とするように当該内筒112の他端側(先端側)に連結され、乾燥炭1が加熱ガス11による間接加熱により乾留されてなる乾留炭2を当該内筒112の他端側から下方へ落下送出する機器である。すなわち、石炭乾留装置本体110は、ロータリキルン式の装置である。
前記乾燥炭1として、例えば、褐炭や亜瀝青炭などのような水分含有量の多い低品位石炭(低質炭)が乾燥器(図示せず)に供給され、当該乾燥器の内部に流通される熱風(150℃〜500℃)により乾燥されてその含水率がほぼ0%であるものを用いることができる。
石炭乾留装置本体110のシュータ114の上部には、乾留ガス排気ライン115の一端側(基端側)が連結している。乾留ガス排気ライン115の他端側(先端側)は、加熱ガス生成手段である燃焼炉116に連結している。よって、乾燥炭1を加熱ガス11により間接加熱して当該乾燥炭1から放出される、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素やタールなどを含む共に、微量の硫黄を含む乾留ガス(熱分解ガス)15は、内筒112内からシュータ114および乾留ガス排気ライン115を介して燃焼炉116へ排気される。
燃焼炉116には、加熱ガス送給ライン117の一端側(基端側)が連結している。燃焼炉116には、詳細につき後述する排ガス再循環ライン121の他端側(先端側)が連結している。加熱ガス送給ライン117の他端側(先端側)は、石炭乾留装置本体110の外筒113の内側に接続している。乾留ガス15は、5〜15MJ/Nm3の燃焼発熱量を有しており、燃焼炉116に送給された前記乾留ガス15は、当該燃焼炉116に供給された、天然ガスなどの助燃燃料(助燃剤)16および排ガス13とともに燃焼処理される。よって、燃焼炉116内で生成した加熱ガス(燃焼ガス)11は、加熱ガス送給ライン117を介して外筒113の内側へ送給される。
外筒113には、排ガス排気ライン118の一端側(基端側)が連結している。排ガスライン118には、一端側から、ボイラ118a、流量調整弁118b、および排気ファン118cが設けられている。ボイラ118aにより、内筒112を加熱した後の加熱ガス12の廃熱が回収される。流量調整弁118bおよび排気ファン118cを制御することで、内筒112を加熱した後の加熱ガス12は排ガス排気ライン118の一端側から他端側(先端側)へ流通することになる。
加熱ガス送給ライン117の基端側と先端側の間には、加熱ガスバイパスライン119の一端側(基端側)が接続している。加熱ガスバイパスライン119の他端側(先端側)は、排ガス排気ライン118における流量調整弁118bと排気ファン118cとの間に接続している。加熱ガスバイパスライン119には、一端側から、ボイラ119a、および流量調整弁119bが設けられている。ボイラ119aにより、加熱ガス11の廃熱が回収される。流量調整弁119bおよび排気ファン118cを制御することで、燃焼炉116内で生成した加熱ガス11の一部は、加熱ガス送給ライン117から加熱ガスバイパスライン119を介して排ガス排気ライン118の他端側(先端側)へ流通することになる。
よって、流量調整弁118b,119bおよび排気ファン118cを制御することで、加熱ガス11,12が混合してなる混合ガスである排ガス13が排ガス排気ライン118の他端側(先端側)へ流通することになる。
排ガス排気ライン118の他端側(先端側)には、排ガス13を処理する排ガス処理装置130が設けられている。
排ガス処理装置130は、脱硝装置(脱硝手段)131、電気集塵機(除塵手段)132および脱硫装置(脱硫手段)133を備える。
脱硝装置131により、排ガス13に含まれる窒素酸化物(NOx)が除去される。脱硝装置131として、例えば、排ガス13に塩化アンモニウム水溶液(図示せず)を噴霧することにより、一酸化窒素などの窒素酸化物を窒素ガスに還元する装置などを用いることができる。
電気集塵機132により、排ガス13に含まれる粉塵などの微粒子状の固形物が分離除去される。
脱硫装置133により、排ガス13に含まれる硫黄酸化物(SOx)が除去される。脱硫装置133として、例えば、排ガス13に炭酸カルシウムスラリ(図示せず)を噴き掛けることにより、二酸化硫黄などの硫黄酸化物が硫酸カルシウムなどに置換する湿式の装置などを用いることができる。これにより、排ガス13中のSOx濃度を50ppm以下に低減することができることから、後述する燃焼触媒のS被毒による性能低下を抑制し、当該燃焼触媒の交換に起因する運用コスト増を抑えることができる。
よって、上述の装置131〜133で処理されることで、排ガス13はNOxおよび粉塵およびSOxが除去されることになる。このような処理がなされた排ガス13は、系外へ排出される。
排ガス排気ライン118における排気ファン118cと脱硝装置131との間には、排ガス再循環ライン121の一端側(基端側)が接続している。排ガス再循環ライン121の他端側(先端側)は、燃焼炉116に接続している。排ガス再循環ライン121には、流量調整弁121aが設けられている。排気ファン118cおよび流量調整弁121aを制御することで、排ガス排気ライン118を流通する排ガス13の一部は、排ガス再循環ライン121を介して燃焼炉116へ再循環することになる。
上述した石炭乾留装置本体110は、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス14を生成するイナートガス生成装置140をさらに備える。
イナートガス生成装置140は、排ガス排気ライン118における他端側(先端側)と脱硫装置133との間に一端側(基端側)が接続して設けられる排ガス抽気ライン141を備える。排ガス抽気ライン141の他端側(先端側)は、燃焼触媒脱酸素装置(脱酸素装置)142のガス受入口と接続している。排ガス抽気ライン141には、一端側(基端側)から、流量調整弁141a、抽気ファン141b、熱交換器(加熱手段)143が設けられる。流量調整弁141aおよび抽気ファン141bを制御することで、排ガス排気ライン118にて脱硫装置133を流通した排ガス13の一部は、排ガス抽気ライン141へ流通することになる。
排ガス抽気ライン141における抽気ファン141bと熱交換器143との間には、排ガスバイパスライン144の一端側(基端側)が接続している。排ガスバイパスライン144の他端側(先端側)は、排ガス抽気ライン141における熱交換器143と燃焼触媒脱酸素装置142との間に接続している。排ガスバイパスライン144には、流量調整弁144aが設けられている。流量調整弁141a,144aおよび抽気ファン141bを制御することで、熱交換器143を介して燃焼触媒脱酸素装置142へ流通する排ガス13と、排ガスバイパスライン144を介して燃焼触媒脱酸素装置142へ流通する排ガス13との割合を調整することができ、燃焼触媒脱酸素装置142へ流通する排ガス13の温度が調整される。
燃焼触媒脱酸素装置142のガス受入口には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス13中の酸素を消費するための酸素消費用燃料17を送給する酸素消費用燃料送給ライン145の一端側(先端側)が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン145の他端側(基端側)には、酸素消費用燃料17を貯蔵するタンク146が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン145には、流量調整弁145aが設けられている。
燃焼触媒脱酸素装置142は、排ガス13と酸素消費用燃料17とを予混合してなる予混合ガスを生成可能な予混合室(図示せず)と、当該予混合室に隣接する箇所に充填され、前記予混合ガスと接触することで、排ガス13中の酸素と酸素消費用燃料17とが反応して当該酸素を消費する燃焼触媒(図示せず)とを備える。
前記燃焼触媒として、例えば、ハニカム形状に成型された基材と、基材に設けられた貴金属とを備える触媒が挙げられる。前記基材として、例えば、コージェライト製のものが挙げられる。前記貴金属として、例えば、白金やパラジウムなどが挙げられる。前記貴金属を前記基材に設ける方法として、例えば、含浸担持法や塗布法などを利用することができる。
燃焼触媒脱酸素装置142のガス送出口には、当該燃焼触媒脱酸素装置142で得られ、排ガス13の酸素濃度が低減されてなるイナートガス14を送出するイナートガス送出ライン147の一端側(基端側)が接続して設けられている。イナートガス送出ライン147の他端側(先端側)は、熱交換器143を介して石炭乾留装置本体110の内筒112の一端側(基端側)と接続している。詳細につき後述する通りイナートガス14は550℃〜750℃まで上昇しており、熱交換器143にて、イナートガス14により排ガス13を燃料17の着火温度である150℃〜350℃まで予熱することができる。イナートガス14は、石炭乾留装置本体110の内筒112へ送給されることになる。
排ガス抽気ライン141における先端側と熱交換器143との間には、排ガス抽気ライン141内を流通する排ガス13の温度を計測可能な温度計141cが設けられている。温度計141cは、温度信号線を介して排ガスバイパスライン144の流量調整弁144aと接続している。流量調整弁144aの開度は、温度計141cで得られた情報(排ガス13の温度)に基づき調整可能になっている。
イナートガス送出ライン147には、イナートガス送出ライン147内を流通するイナートガス14の酸素濃度を計測可能な酸素センサ(酸素濃度計測手段)147aが設けられている。
酸素センサ147aは、酸素濃度信号線を介して酸素消費用燃料送給ライン145に設けられた流量調整弁145aと接続している。流量調整弁145aの開度は、酸素センサ147aで得られた情報(イナートガス14の酸素濃度)に基づき調整可能になっている。すなわち、石炭乾留装置100は図示しない制御装置(燃料添加量制御手段)を備えており、当該制御装置は、酸素センサ147aで得られた情報(イナートガス14の酸素濃度)に基づき、イナートガス14の酸素濃度が例えば1.5%以下となるように、酸素消費用燃料送給ライン145、流量調整弁145a、およびタンク146により添加される酸素消費用燃料17の添加量を制御可能になっている。
このような本実施形態においては、前記排ガス排気ライン118、前記ボイラ118a、前記流量調整弁118b、前記排気ファン118c、前記排ガス処理装置130などが排気手段を構成している。前記排ガス抽気ライン141、前記流量調整弁141a、前記抽気ファン141b、前記熱交換器143、前記排ガスバイパスライン144、前記流量調整弁144aなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン145、前記流量調整弁145a、前記タンク146などが燃料添加手段を構成している。前記燃焼触媒脱酸素装置142、前記燃料添加手段などが脱酸素手段を構成している。前記排ガス抽気ライン141、前記流量調整弁141a、前記抽気ファン141b、前記イナートガス送給ライン147などが低酸素濃度ガス送給手段を構成している。前記低酸素濃度ガス送給手段、前記脱酸素手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記石炭乾留装置本体110、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置100を構成している。
このようにして構成された本実施形態に係る石炭乾留装置100を使用して乾燥炭1を乾留する石炭乾留処理方法を次に説明する。
乾燥炭1が石炭乾留装置本体110のホッパ111に投入されると、ホッパ111内の乾燥炭1は、一端側(基端側)から内筒112の内部へ供給されることになる。内筒112内の乾燥炭1は、内筒112が回転することにより、その一端側(基端側)から他端側(先端側)へ移動していくことになる。内筒112は外筒113内へ送給された加熱ガス11により加熱されており、前記乾燥炭1は前記内筒112の一端側から他端側へ移動する際に、前記加熱ガス11により間接加熱(300℃〜500℃)されることになる。これにより、水蒸気や二酸化炭素や低分子炭化水素やタールなどを含む共に、微量の硫黄を含む乾留ガス(熱分解ガス)15が前記乾燥炭1から放出され分離除去された乾留炭2となる。
乾留炭2は、内筒112の他端側からシュータ114を介して下方へ落下送出することになる。シュータ114により落下送出した乾留炭2は、例えば、図示しない冷却器に供給され、冷却(150℃〜200℃)され、不活性化処理装置(図示せず)により乾留により生じた活性点(ラジカル)が不活性化処理され、混練装置(図示せず)によりバインダおよび水と共に混練され、成型装置(図示せず)により圧縮成型されることにより成型炭となっている。
前記乾燥炭1から放出され分離除去された乾留ガス15は、乾留ガス排気ライン115を介して燃焼炉116へ送給される。
前記燃焼炉116内にて、前記乾留ガス15が前記助燃燃料16および前記排ガス13とともに燃焼処理されて加熱ガス(燃焼ガス)11を生成する。燃焼炉116は、燃焼空気比制御により、助燃燃料16と空気流量の比率が制御されており、煤塵などの未燃分の発生防止、燃焼効率の低下防止のため、通常、燃焼空気過剰率は1.0以上に設定される。よって、加熱ガス(燃焼ガス)11中の酸素濃度は、2−5%のオーダーとなる。流量調整弁118bおよび排気ファン118cを制御することで、前記加熱ガス11の一部は、燃焼炉116内から加熱ガス送給ライン117を通じて外筒113内へ送給され、内筒112を加熱した後の加熱ガス12は、外筒113内から排ガス排気ライン118の先端側へ流通することになる。前記加熱ガス11の残部は、加熱ガスバイパスライン119を介して排ガス排気ライン118に送給される。加熱ガス12は、ボイラ118aにより加熱ガス12の廃熱が回収されて、所定の温度(例えば、350℃)となる。加熱ガスバイパスライン119を流通する加熱ガス11は、ボイラ119aにより加熱ガス11の廃熱が回収されて、所定の温度(例えば、350℃)となる。ボイラ118aで廃熱が回収された前記加熱ガス12とボイラ119aで廃熱が回収された前記加熱ガス11とが混合してなる排ガス(混合ガス)13は、排気ファン118cにより排ガス排気ライン118の他端側(先端側)に送給され、排ガス処理装置130で処理されることになる。
排ガス排気ライン118を流通する前記排ガス13の一部は、流量調整弁121aを制御することで、排ガス再循環ライン121を介して燃焼炉116へ再循環することになる。
排ガス循環ライン121へは循環せずに排ガス排気ライン118の先端側へ流通した排ガス13は、脱硝装置131によりNOxが除去され、電気集塵機132により固形物が除去され、脱硫装置133によりSOxが除去されて系外へ排出される。
このようにして前記乾燥炭1から前記乾留炭2を製造するにあたって、前記乾留炭2の生産量に応じて、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス量が増大することになり、それに応じてイナートガスを製造するPSAあるいは深冷分離装置の容量が大きくなり、設備コストおよび電力コストが増大してしまう。
このような問題に鑑みてなされた本実施形態に係る石炭乾留装置100においては、排ガス排気ライン118を通じて系外へ排出される排ガス13を再利用するために、さらに以下のように作動する。
排ガス抽気ライン141に設けられた流量調整弁141aおよび抽気ファン141bを制御することで、排ガス排気ライン118にて脱硫装置133を流通した排ガス13の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン141を流通することになる。温度計141cで得られた情報(排ガス13の温度)に基づき流量調整弁144aを制御することで、熱交換器143を通って燃焼触媒脱酸素装置142へ流通する排ガス13と、排ガスバイパスライン144を通って燃焼触媒脱酸素装置142へ流通する排ガス13との割合を調整して、当該熱交換器143で酸素消費用燃料17の着火温度である150℃〜350℃に予熱した排ガス13を燃焼触媒脱酸素装置142へ流通することになる。排ガスバイパスライン144および流量調整弁144aを設けたことで、燃焼触媒脱酸素装置142の燃焼触媒が経時劣化して性能低下により酸素消費用燃料17の着火温度が上昇したとしてもそれに応じて排ガス13の予熱温度を調整することができる。
酸素センサ147aで得られた情報(イナートガス14の酸素濃度)に基づき流量調整弁145aを制御することで、所定量の酸素消費用燃料17を燃焼触媒脱酸素装置142内へ送給することになる。すなわち、イナートガス14は、フィードバック制御により、その酸素濃度を所定値以下まで低下させることができる。前記所定値として1.5%とすることが望ましい。これにより、イナートガス14中の酸素が乾燥炭1と反応することによる乾留ロスを抑えることができる。
前記燃焼触媒脱酸素装置142内にて、前記排ガス13と前記酸素消費用燃料17とを予混合してなる混合ガスが前記燃焼触媒と接触することにより、当該酸素消費用燃料17が燃焼し当該排ガス13中の酸素を消費して排ガス13の酸素濃度を低減することになる。このときの反応熱により、排ガス13の酸素濃度が低減されてなるイナートガス14は、550℃〜750℃まで上昇することになる。イナートガス14がイナートガス送給ライン147を介して、石炭乾留装置本体110の内筒112内へ送給されることになる。イナートガス14の送給量は、内筒112に供給される1kgの乾燥炭1に対して0.1N・m3〜0.3N・m3となるように調整される。これにより、乾燥炭1表面の乾留ガス15の分圧が低減されることになり、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進することなる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置100によれば、石炭乾留装置本体110で生じた排ガス13を燃焼触媒脱酸素装置142で処理してイナートガス14を得ることができ、燃焼触媒脱酸素装置142自体およびこの運用コストがPSAや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス14を低コストで得ることができる。
また、燃焼触媒脱酸素装置142で得られるイナートガス14の温度が550℃〜750℃程度になることから、内筒112内の乾燥炭1は、加熱ガス11により間接加熱されると共に、当該イナートガス14により直接加熱されることになる。すなわち、乾燥炭1を乾留するときの熱源(乾留熱源)として加熱ガス11に加えてイナートガス14も利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体110の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス11の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体110の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒113(石炭乾留装置本体110)の全長を乾留熱源が加熱ガス11のみの場合よりも短くすることができる。
[第二番目の実施形態]
本発明に係る石炭乾留装置の第二番目の実施形態を図2に基づいて説明する。
本実施形態は、図1に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図1に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本発明に係る石炭乾留装置の第二番目の実施形態を図2に基づいて説明する。
本実施形態は、図1に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図1に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本実施形態に係る石炭乾留装置200は、図2に示すように、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス24を排ガス13から生成するイナートガス生成装置240を備える。
イナートガス生成装置240は、排ガス排気ライン118における他端側(先端側)と脱硫装置133との間に一端側(基端側)が接続して設けられる排ガス抽気ライン241を備える。排ガス抽気ライン241の他端側(先端側)は、交番燃焼脱酸素装置(脱酸素装置)242のガス受入口と接続している。排ガス抽気ライン241には、一端側(基端側)から、流量調整弁241a、抽気ファン241bが設けられる。流量調整弁241aおよび抽気ファン241bを制御することで、排ガス排気ライン118にて脱硫装置133を流通した排ガス13の一部は、排ガス抽気ライン241へ流通することになる。
交番燃焼脱酸素装置242のガス受入口(後述する装置本体242bの上部近傍の側壁部)近傍には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス13中の酸素を消費するための酸素消費用燃料27を送給する酸素消費用燃料送給ライン245の一端側(先端側)が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン245の他端側(基端側)には、酸素消費用燃料27を貯蔵するタンク246が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン245には、流量調整弁245aが設けられている。
交番燃焼脱酸素装置242は、内部に燃焼室242aが設けられた装置本体242bを備える。装置本体242bの下部にはバーナ242cが設けられている。バーナ242cには、保温用燃料28および保温燃料燃焼空気29が供給されている。バーナ242cで保温用燃料28が燃焼しており、燃焼室242a雰囲気温度が略1200℃の高温に保持されている。これにより、排ガス13に含まれる酸素の濃度が2〜5%の低濃度であったとしても、当該排ガス13に含まれる低濃度の酸素で酸素消費用燃料27を安定して燃焼させることができる。
装置本体242bには、交番式熱交換器242dが設けられている。交番式熱交換器242dは、隣接して設けられる第1熱交換器本体242daおよび第2熱交換器本体242dbで構成される。第1熱交換器本体242daには、排ガス抽気ライン241の他端側(先端側)が接続している。第2熱交換器本体242dbには、イナートガス送給ライン247の一端側(基端側)が接続している。排ガス抽気ライン241の先端側近傍およびイナートガス送給ライン247の基端側近傍には回転バルブ242eが設けられており、回転バルブ242eにより、排ガス抽気ライン241の先端側とイナートガス送給ライン247の基端側とを切替え可能になっている。これにより、排ガス抽気ライン241から交番燃焼脱酸素装置242に送給された排ガス13は、交番燃焼脱酸素装置242のガス受入口に設けられた交番式熱交換器242dで800℃〜1000℃に予熱されて交番燃焼脱酸素装置242の燃焼室242aに供給される。
バーナ242cで酸素消費用燃料27が保温用燃料28とともに燃焼することで、排ガス13中の酸素が消費されて低酸素濃度のガスであるイナートガス24を生成することになる。
イナートガス送給ライン247の他端側(先端側)には、石炭乾留装置本体110の内筒112における一端側(基端側)と接続している。これにより、交番燃焼脱酸素装置242のガス排出口に設けられた交番式熱交換器242dで70℃〜150℃となったイナートガス24が石炭乾留装置本体110の内筒112へ送給されることになる。
イナートガス送給ライン247には、イナートガス送給ライン247内を流通するイナートガス24の酸素濃度を計測可能な酸素センサ(酸素濃度計測手段)247aが設けられている。
酸素センサ247aは、酸素濃度信号線を介して酸素消費用燃料送給ライン245に設けられた流量調整弁245aと接続している。流量調整弁245aの開度は、酸素センサ247aで得られた情報(イナートガス24の酸素濃度)に基づき調整可能になっている。すなわち、石炭乾留装置100は図示しない制御装置(燃料添加量制御手段)を備えており、当該制御装置は、酸素センサ247aで得られた情報(イナートガス24の酸素濃度)に基づき、イナートガス24の酸素濃度が例えば1.5%以下となるように、酸素消費用燃料送給ライン245、流量調整弁245a、およびタンク246により添加される酸素消費用燃料27の添加量を制御可能になっている。
このような本実施形態においては、前記排ガス抽気ライン241、前記流量調整弁241a、前記抽気ファン241bなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン245、前記流量調整弁245a、前記タンク246などが燃料添加手段を構成している。前記交番燃焼脱酸素装置242、前記燃料添加手段などが脱酸素手段を構成している。前記排ガス抽気ライン241、前記流量調整弁241a、前記抽気ファン241b、前記イナートガス送給ライン247などが低酸素濃度ガス送給手段を構成している。前記低酸素濃度ガス送給手段、前記脱酸素手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記石炭乾留装置本体110、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置200を構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
このようなイナートガス生成装置240を備える本実施形態に係る石炭乾留装置200においては、前述した第一番目の実施形態の石炭乾留装置100の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭1から乾留炭2を製造することができる。
そして、排ガス抽気ライン241に設けられた流量調整弁241aおよび抽気ファン241bを制御することで、排ガス排気ライン118にて脱硫装置133を流通した排ガス13の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン241を流通することになる。酸素センサ247aで得られた情報(イナートガス24の酸素濃度)に基づき流量調整弁245aを制御することで、所定量の酸素消費用燃料27を交番燃焼脱酸素装置242内へ送給することになる。すなわち、イナートガス24は、フィードバック制御により、その酸素濃度を所定値以下まで低下させることができる。前記所定値として1.5%とすることが望ましい。これにより、イナートガス24中の酸素が乾燥炭1と反応することによる乾留ロスを抑えることができる。
前記交番燃焼脱酸素装置242内にて、排ガス13が交番式熱交換器242dで800℃〜1000℃に予熱されて燃焼室242a内に送給されることで、保温用燃料28とともに酸素消費用燃料27が燃焼し排ガス13中の酸素を消費して排ガス13の酸素濃度が低減することになる。排ガス13の酸素濃度が低減されてなるイナートガス24が交番式熱交換器242dで70℃〜150℃となりイナートガス送給ライン247を介して、石炭乾留装置本体110の内筒112内へ送給されることになる。イナートガス24の送給量は、内筒112に供給される1kgの乾燥炭1に対して0.1N・m3〜0.3N・m3となるように調整される。これにより、乾燥炭1表面の乾留ガス15の分圧が低減されることになり、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進することなる。
このように本実施形態においては、石炭乾留装置本体110で生じた排ガス13を交番燃焼脱酸素装置242で処理することで、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス24として利用することができる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置200によれば、石炭乾留装置本体110で生じた排ガス13を交番燃焼脱酸素装置242で処理してイナートガス24を得ることができ、交番燃焼脱酸素装置242自体およびこの運用コストがPSAや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス24を低コストで得ることができる。
また、交番燃焼脱酸素装置242で得られるイナートガス24の温度が70℃〜150℃程度になることから、内筒112内の乾燥炭1は、加熱ガス11により間接加熱されると共に、当該イナートガス24により直接加熱されることになる。すなわち、乾燥炭1を乾留するときの熱源(乾留熱源)として加熱ガス11に加えてイナートガス24も利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体110の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス11の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体110の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒113(石炭乾留装置本体110)の全長を乾留熱源が加熱ガス11のみの場合よりも短くすることができる。
[第三番目の実施形態]
本発明に係る石炭乾留装置の第三番目の実施形態を図3に基づいて説明する。
本実施形態は、図1に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図1に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本発明に係る石炭乾留装置の第三番目の実施形態を図3に基づいて説明する。
本実施形態は、図1に示し上述した第一番目の実施形態が具備する脱酸素装置を変更した構成となっている。その他の構成は図1に示し上述したものと概ね同様であり、同一の機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
本実施形態に係る石炭乾留装置300は、図3に示すように、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガス(図示せず)を排ガス13から生成するイナートガス生成装置340を備える。
イナートガス生成装置340は、排ガス排気ライン118における他端側(先端側)と脱硫装置133との間に一端側(基端側)が接続して設けられる排ガス抽気ライン341を備える。
排ガス抽気ライン341の他端側(先端側)は、石炭乾留装置本体110の内筒112の一端側(基端側)と接続している。排ガス抽気ライン341には、基端側から、流量調整弁341aおよび抽気ファン341bが設けられている。
さらに、排ガス抽気ライン341には、排ガス抽気ライン341内を流通する排ガス13の流量を計測する流量計(排ガス流量計測手段)341cが設けられると共に、排ガス抽気ライン341内を流通する排ガス13の酸素濃度を計測する酸素センサ(酸素濃度計測手段)341dが設けられる。
加えて、排ガス抽気ライン341における酸素センサ341dと他端側(先端側)との間には、例えば、天然ガスなどの炭化水素燃料であって、排ガス13中の酸素を消費するための酸素消費用燃料37を送給する酸素消費用燃料送給ライン345の一端側(先端側)が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン345の他端側(基端側)には、酸素消費用燃料37を貯蔵するタンク346が接続して設けられる。酸素消費用燃料送給ライン345には、流量調整弁345aが設けられている。
イナートガス生成装置340は、流量計341cと流量信号線を介して接続し、酸素センサ341dと酸素濃度信号線を介して接続し、流量調整弁345aと制御信号線を介して接続する制御装置(演算機)348をさらに備える。制御装置348は、流量計341cで得られた情報(排ガス13の流量)および酸素センサ341dで得られた情報(排ガス13の酸素濃度)に基づき、流量調整弁345aの開度を制御して、排ガス抽気ライン341内へ送給する酸素消費用燃料37の送給量を調整している。
このような本実施形態においては、前記排ガス抽気ライン341、前記流量調整弁341a、前記抽気ファン341bなどが抽気手段を構成している。前記酸素消費用燃料送給ライン345、前記流量調整弁345a、前記タンク346などが燃料添加手段を構成している。前記抽気手段などが加熱ガス送給手段をなしている。前記加熱ガス送給手段、前記燃料添加手段などが低酸素濃度ガス供給手段を構成している。前記制御装置348が燃料添加量制御手段をなしている。前記石炭乾留装置本体110、前記排気手段、前記抽気手段、前記低酸素濃度ガス供給手段、前記燃料添加量制御手段などが前記石炭乾留装置300を構成している。これら以外の各手段は、上述した第一番目の実施形態と同様の機器で構成している。
このようなイナートガス生成装置340を備える本実施形態に係る石炭乾留装置300においては、前述した第一番目の実施形態の石炭乾留装置100の場合と同様に中心となる作動を生じさせることにより、前記低質炭1から乾留炭2を製造することができる。
そして、排ガス抽気ライン341に設けられた流量調整弁341aおよび抽気ファン341bを制御することで、排ガス排気ライン118にて脱硫装置133を流通した排ガス13の一部は、系外へは排気されずに抽気されて排ガス抽気ライン341を流通することになる。制御装置348が流量計341cで得られた情報(排ガス13の流量)および酸素センサ341dで得られた情報(排ガス13の酸素濃度)に基づき流量調整弁345aを制御することで、所定量の酸素消費用燃料37が排ガス抽気ライン341を介して石炭乾留装置本体110の内筒112の一端側(基端側)に送給される。制御装置348は、流量計341cで得られた情報(排ガス13の流量)および酸素センサ341dで得られた情報(排ガス13の酸素濃度)に基づき排ガス13の酸素流量を算出し、算出された前記排ガス13の酸素流量に対して前記酸素消費用燃料37が酸素当量以上となるように、言い換えると、酸素消費用燃料38の酸素過剰率が1.0以下となるように酸素消費用燃料37の流量をフィードバック制御している。
外筒113内へ送給される加熱ガス11により内筒112が加熱されていることから、内筒112内へ送給された排ガス13および酸素消費用燃料37が加熱されて、当該排ガス13と乾燥炭1よりも、当該排ガス13と酸素消費用燃料37が優先的に反応することになり、当該排ガス13中の酸素を消費して排ガス13の酸素濃度が低減することになる。排ガス13の酸素濃度が低減されることで、内筒112内にてイナートガスとして利用されることになる。
このように本実施形態においては、石炭乾留装置本体110で生じた排ガス13に酸素消費用燃料37を予混合し、乾燥炭1を乾留するときの熱源を利用して加熱することで、排ガス13中の酸素を消費して酸素濃度を低減することになり、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガスとして利用することができる。
したがって、本実施形態に係る石炭乾留装置300によれば、排ガス抽気ライン341を流通する排ガス13の情報(排ガス13の流量、排ガス13の酸素濃度)に基づき、排ガス13への酸素消費用燃料37の送給量を調整することにより、石炭乾留装置本体110の内筒112内にて前記排ガス13中の酸素が酸素消費用燃料37により燃焼して当該酸素を消費し酸素濃度を低減することで、イナートガスを得ることができ、流量計341c、酸素センサ341d、酸素消費用燃料送給ライン345、流量調整弁345a、制御装置348自体およびこの運用コストがPSAや深冷分離装置などと比べて安価であることから、乾燥炭1からの乾留ガス15の放出を促進するイナートガスを低コストで得ることができる。
酸素消費用燃料37は、内筒112内にて排ガス13中の酸素と反応して発熱することから、乾燥炭1を乾留するときの熱源(乾留熱源)として加熱ガス11に加えて排ガス13中の酸素と酸素消費用燃料37との反応熱を利用することができる。これにより、乾留熱源として石炭乾留装置本体110の外部から供給している熱量、すなわち加熱ガス11の流量を低減することができ、石炭乾留装置本体110の熱負荷を低減することができる。その結果、外筒113(石炭乾留装置本体110)の全長を乾留熱源が加熱ガス11のみの場合よりも短くすることができる。
[他の実施形態]
なお、上記では、排ガス排気ライン118に1つの排気ファン118cが設けられた石炭乾留装置100,200,300について説明したが、排ガス排気ライン118の一部を2系統にし、それぞれに排気ファンおよび流量調整弁を設けた石炭乾留装置とすることも可能である。
なお、上記では、排ガス排気ライン118に1つの排気ファン118cが設けられた石炭乾留装置100,200,300について説明したが、排ガス排気ライン118の一部を2系統にし、それぞれに排気ファンおよび流量調整弁を設けた石炭乾留装置とすることも可能である。
1 乾燥炭
2 乾留炭
11 加熱ガス
12 加熱ガス
13 排ガス(混合ガス)
14 イナートガス(低酸素濃度ガス)
15 乾留ガス(熱分解ガス)
16 助燃燃料(助燃剤)
17 酸素消費用燃料
24 イナートガス(低酸素濃度ガス)
27 酸素消費用燃料
28 保温用燃料
29 保温燃料燃焼空気
37 酸素消費用燃料
110 石炭乾留装置本体
111 ホッパ
112 内筒(本体胴)
113 外筒(ジャケット)
114 シュータ
115 乾留ガス排気ライン
116 燃焼炉
117 加熱ガス送給ライン
118 排ガス排気ライン
118a ボイラ
118b 流量調整弁
118c 排気ファン(送出ブロア)
119 加熱ガスバイパスライン
119a ボイラ
119b 流量調整弁
121 排ガス再循環ライン
121a 流量調整弁
130 排ガス処理装置
131 脱硝装置
132 電気集塵機
133 脱硫装置
140 イナートガス生成装置
141 排ガス抽気ライン
141a 流量調整弁
141b 抽気ファン(吸引ファン)
141c 温度計
142 燃焼触媒脱酸素装置(脱酸素装置)
143 熱交換器
144 排ガスバイパスライン
144a 流量調整弁
145 酸素消費用燃料送給ライン
145a 流量調整弁
146 タンク
147 イナートガス送出ライン
147a 酸素センサ
240 イナートガス生成装置
241 排ガス抽気ライン
241a 流量調整弁
241b 抽気ファン(吸引ファン)
242 交番燃焼脱酸素装置(脱酸素装置)
242a 燃焼室
242b 装置本体
242c バーナ
242d 交番式熱交換器
242da 第1熱交換器本体
242db 第2熱交換器本体
242e 回転バルブ
245 酸素消費用燃料送給ライン
245a 流量調整弁
246 タンク
247 イナートガス送出ライン
247a 酸素センサ
340 イナートガス生成装置
341 排ガス抽気ライン
341a 流量調整弁
341b 抽気ファン(吸引ファン)
341c 流量計
341d 酸素センサ
345 酸素消費用燃料送給ライン
345a 流量調整弁
346 タンク
348 制御装置(演算機)
2 乾留炭
11 加熱ガス
12 加熱ガス
13 排ガス(混合ガス)
14 イナートガス(低酸素濃度ガス)
15 乾留ガス(熱分解ガス)
16 助燃燃料(助燃剤)
17 酸素消費用燃料
24 イナートガス(低酸素濃度ガス)
27 酸素消費用燃料
28 保温用燃料
29 保温燃料燃焼空気
37 酸素消費用燃料
110 石炭乾留装置本体
111 ホッパ
112 内筒(本体胴)
113 外筒(ジャケット)
114 シュータ
115 乾留ガス排気ライン
116 燃焼炉
117 加熱ガス送給ライン
118 排ガス排気ライン
118a ボイラ
118b 流量調整弁
118c 排気ファン(送出ブロア)
119 加熱ガスバイパスライン
119a ボイラ
119b 流量調整弁
121 排ガス再循環ライン
121a 流量調整弁
130 排ガス処理装置
131 脱硝装置
132 電気集塵機
133 脱硫装置
140 イナートガス生成装置
141 排ガス抽気ライン
141a 流量調整弁
141b 抽気ファン(吸引ファン)
141c 温度計
142 燃焼触媒脱酸素装置(脱酸素装置)
143 熱交換器
144 排ガスバイパスライン
144a 流量調整弁
145 酸素消費用燃料送給ライン
145a 流量調整弁
146 タンク
147 イナートガス送出ライン
147a 酸素センサ
240 イナートガス生成装置
241 排ガス抽気ライン
241a 流量調整弁
241b 抽気ファン(吸引ファン)
242 交番燃焼脱酸素装置(脱酸素装置)
242a 燃焼室
242b 装置本体
242c バーナ
242d 交番式熱交換器
242da 第1熱交換器本体
242db 第2熱交換器本体
242e 回転バルブ
245 酸素消費用燃料送給ライン
245a 流量調整弁
246 タンク
247 イナートガス送出ライン
247a 酸素センサ
340 イナートガス生成装置
341 排ガス抽気ライン
341a 流量調整弁
341b 抽気ファン(吸引ファン)
341c 流量計
341d 酸素センサ
345 酸素消費用燃料送給ライン
345a 流量調整弁
346 タンク
348 制御装置(演算機)
Claims (10)
- 外筒の内側に内筒を回転可能に支持し、前記外筒の内部に加熱ガスを供給されると共に、前記内筒の一端側から内部に石炭を供給して、当該内筒を回転させることにより、当該石炭を当該内筒の一端側から他端側へ移動させつつ撹拌しながら加熱乾留して、当該内筒の他端側から乾留炭および乾留ガスを送出するロータリキルン式の石炭乾留装置本体と、
前記外筒に接続して設けられ、当該外筒内の前記加熱ガスを排気する排気手段と、
前記排気手段により排気される前記加熱ガスの一部を抽気する抽気手段と、
前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度が低下されるように当該加熱ガスを前記内筒内へ供給する低酸素濃度ガス供給手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項1に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記加熱ガスに含まれる前記酸素を除去する脱酸素手段と、前記脱酸素手段で得られた低酸素濃度ガスを前記内筒へ送給する低酸素濃度ガス送給手段とを有する
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項2に記載された石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段と、前記燃料が添加された前記加熱ガスと接するように設けられた燃焼触媒とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項3に記載された石炭乾留装置であって、
前記抽気手段に設けられ、前記加熱ガスを加熱する加熱手段を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項3に記載された石炭乾留装置であって、
前記排気手段に設けられ、前記加熱ガスに含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫手段を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項4に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記低酸素濃度ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項2に記載された石炭乾留装置であって、
前記脱酸素手段は、前記加熱ガスが送給される燃焼室と当該燃焼室内に設けられたバーナと当該燃焼室内における前記加熱ガスが送給される箇所に設けられた交番式熱交換器とを有する交番燃焼装置と、前記燃焼室に燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項7に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項1に記載された石炭乾留装置であって、
前記低酸素濃度ガス供給手段は、前記抽気手段により抽気された前記加熱ガスを前記内筒内へ送給する加熱ガス送給手段と、前記加熱ガス送給手段により前記内筒内へ送給される前記加熱ガスに燃料を添加する燃料添加手段とを備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。 - 請求項9に記載された石炭乾留装置であって、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスの流量を計測する加熱ガス流量計測手段と、
前記加熱ガス送給手段により送給される前記加熱ガスに含まれる酸素の濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
前記加熱ガス流量計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた情報に基づき前記低酸素濃度ガスの酸素濃度が1.5%以下となるように前記燃料添加手段により添加される前記燃料の添加量を制御する燃料添加量制御手段と
を備える
ことを特徴とする石炭乾留装置。
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