JP6724381B2 - Drying system - Google Patents
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Description
本発明は、含水固体燃料等の含水固形物を乾燥させる乾燥システムに関する。 The present invention relates to a drying system for drying a water-containing solid substance such as a water-containing solid fuel.
石炭は、可採年数が150年程度と、石油の可採年数の3倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していないため、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。石炭は、炭素含有量の低い順に、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭に分類され、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭(以下、含水固体燃料と称する)は、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭(以下、無煙炭等と称する)と比較して水の含有率(含水率)が高い。 Coal has a useful life of about 150 years, which is more than three times that of petroleum, and because reserves are not unevenly distributed compared to petroleum, it is a natural resource that can be stably supplied for a long time. Is expected as. Coal is classified into peat, lignite, lignite, subbituminous coal, bituminous coal, semi-anthracite, and anthracite in order of low carbon content.Peat, lignite, lignite, subbituminous coal (hereinafter referred to as hydrous solid fuel) is bituminous coal, Has a higher water content (water content) than semi-anthracite and anthracite (hereinafter referred to as anthracite).
含水固体燃料のうち、褐炭は、世界の石炭埋蔵量の半分を占めると言われているため、褐炭の有効利用が検討されている。しかし、上述したように、褐炭等の含水固体燃料は、無煙炭等と比較して含水率が高いため、単位重量あたりの発熱量が低く、輸送コストに対する燃料としてのエネルギー効率が低い。 Among the hydrous solid fuels, lignite is said to account for half of the world's coal reserves, so effective utilization of lignite is being studied. However, as described above, the water-containing solid fuel such as brown coal has a higher water content than that of anthracite, so that the calorific value per unit weight is low and the energy efficiency as a fuel for transportation cost is low.
そこで、含水固体燃料を破砕して流動層室に投入し、流動層室において含水固体燃料の粒子の流動層を形成させて乾燥させる技術が開発されている(例えば、特許文献1)。しかし、含水固体燃料は、相対的に軟らかいため、破砕の過程で粒径を均一化することが難しく、破砕後の粒子の粒径分布の幅が広くなってしまう。このため、破砕した含水固体燃料を流動層室に投入する場合、相対的に大きい粒子に流動化ガスの速度を合わせて流動層を形成させると、相対的に小さい粒子が飛散してしまう。一方、相対的に小さい粒子に流動化ガスの速度を合わせて流動層を形成させると、相対的に大きい粒子が流動化せず、滞留してしまう。 Therefore, a technique has been developed in which the hydrous solid fuel is crushed and put into a fluidized bed chamber, and a fluidized bed of particles of the hydrous solid fuel is formed and dried in the fluidized bed chamber (for example, Patent Document 1). However, since the hydrous solid fuel is relatively soft, it is difficult to make the particle size uniform during the crushing process, and the particle size distribution of the crushed particles becomes wide. For this reason, when the crushed water-containing solid fuel is put into the fluidized bed chamber, if the fluidized bed is formed by adjusting the velocity of the fluidizing gas to the relatively large particles, the relatively small particles are scattered. On the other hand, if the fluidized bed is formed by adjusting the velocity of the fluidizing gas to the relatively small particles, the relatively large particles do not fluidize but stay.
そこで、流動層室を2つに分割し、破砕した含水固体燃料(含水固体燃料の粒子)を第1室に投入するとともに、第1室の流動化ガスの速度を第2室より大きくする技術が開発されている(例えば、特許文献2)。特許文献2の技術では、第1室で粗粒子の流動層を形成させて乾燥させるとともに、第1室から第2室へ微細粒子をオーバーフローさせ、第2室で微細粒子の流動層を形成させて乾燥させている。
Therefore, the fluidized bed chamber is divided into two, and the crushed hydrous solid fuel (particles of hydrous solid fuel) is put into the first chamber, and the velocity of the fluidized gas in the first chamber is made higher than that in the second chamber. Has been developed (for example, Patent Document 2). In the technique of
しかし、含水固体燃料は、水によって粒子同士が架橋(以下、「水架橋」と称する)されているため、上記特許文献2の技術では、第1室において、粗粒子の流動層が形成されるまでに長時間を要してしまう。また、含水率によっては、水架橋のため、複数の粗粒子が凝集して、粒子の流動性が損なわれ、流動化できなくなるという課題がある。
However, since particles of the water-containing solid fuel are crosslinked by water (hereinafter referred to as “water bridge”), in the technique of
本発明は、このような課題に鑑み、含水固体燃料等の含水固形物の粒子の流動性の低下を抑制することが可能な乾燥システムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a drying system capable of suppressing a decrease in fluidity of particles of a hydrous solid substance such as a hydrous solid fuel.
上記課題を解決するために、本発明の乾燥システムは、含水固形物を乾燥させる乾燥システムであって、含水固形物の粒子群を収容する第1収容部と、ガスの流速を、第1の流速と、第1の流速より大きい第2の流速とで周期的に交互に切り換えて、第1収容部の底面からガスを供給する第1ガス供給部と、第1収容部から排出された含水固形物の粒子を収容する第2収容部と、第1ガス供給部がガスの流速を切り換える周波数よりも大きい周波数でガスの流速を切り換えて、第2収容部の底面からパルス状にガスを供給する第2ガス供給部と、を備えたことを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の他の乾燥システムは、含水固形物を乾燥させる乾燥システムであって、含水固形物の粒子群を収容する第1収容部と、ガスの流速を、第1の流速と、第1の流速より大きい第2の流速とで周期的に交互に切り換えて、第1収容部の底面からガスを供給する第1ガス供給部と、を備え、第1ガス供給部は、含水固形物の含水率および含水固形物の粒子の粒径に基づいて、2つの粒子間の水架橋の力を導出し、含水固形物の粒子の質量密度および粒径と、パルス状にガスを供給することで生成される気泡の直径とに基づいて、水架橋の力を上回る浮力を導出し、第1の流速および第2の流速と、ガスの質量密度および動粘度と、含水固形物の含水率とに基づいて、水架橋の力を上回る浮力を水架橋に与える周波数を導出し、導出した周波数でガスを供給することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the drying system of the present invention is a drying system for drying a water-containing solid matter, wherein a first accommodating portion for accommodating a particle group of the water-containing solid matter and a gas flow rate A first gas supply unit that supplies gas from the bottom surface of the first storage unit by alternately and periodically switching between a flow velocity and a second flow velocity that is higher than the first flow velocity, and the water content discharged from the first storage unit. A gas is supplied in a pulsed manner from the bottom surface of the second container by switching the gas flow velocity at a frequency that is higher than the frequency at which the second gas container that stores solid particles and the first gas supply unit switches the gas flow velocity. And a second gas supply unit that does.
In order to solve the above-mentioned problems, another drying system of the present invention is a drying system for drying a water-containing solid matter, wherein a first accommodating portion for accommodating particles of the water-containing solid matter and a gas flow rate A first gas supply part for supplying gas from the bottom surface of the first accommodating part by periodically and alternately switching between a first flow velocity and a second flow velocity higher than the first flow velocity. Part derives the force of water bridge between two particles based on the water content of the water-containing solids and the particle size of the particles of the water-containing solids, the mass density and particle size of the particles of the water-containing solids, and the pulse shape. Based on the diameter of the bubbles generated by supplying gas to the buoyancy, buoyancy exceeding the force of the water bridge is derived, and the first flow velocity and the second flow velocity, the mass density and kinematic viscosity of the gas, and the water content. Based on the water content of the solid matter, the frequency that gives the water bridge a buoyancy exceeding the force of the water bridge is derived, and the gas is supplied at the derived frequency.
また、第1の流速は、平均粒径の含水固形物の粒子の最小流動化速度以上であるとしてもよい。 Further, the first flow velocity may be equal to or higher than the minimum fluidization velocity of the particles of the water-containing solid substance having the average particle diameter.
また、第1ガス供給部は、1Hz〜10Hzの範囲内の予め定められた周波数でガスの流速を切り換えるとしてもよい。 Further, the first gas supply unit may switch the gas flow rate at a predetermined frequency within the range of 1 Hz to 10 Hz.
また、第1収容部の内部下部に偏析された含水固形物の粒子を抜き出す抜出部と、抜出部によって抜き出された含水固形物の粒子を破砕する破砕部と、を備え、第1収容部には、破砕部によって破砕された含水固形物の粒子が導入されるとしてもよい。 In addition, an extraction unit for extracting the particles of the hydrous solid matter segregated in the inner lower portion of the first accommodating section and a crushing unit for crushing the particles of the hydrous solid matter extracted by the extraction unit are provided. The water-containing solid particles crushed by the crushing unit may be introduced into the storage unit.
本発明によれば、含水固体燃料等の含水固形物の粒子の流動性の低下を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the fall of the fluidity of the particle|grains of hydrous solids, such as hydrous solid fuel.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals to omit redundant description, and elements not directly related to the present invention are omitted. To do.
褐炭等の含水固形物は、自由水と結合水とを含んでいる。自由水は、含水固形物の表面、含水固形物内部のマクロな空隙に存在する水であり、バルク水と同じ熱物性を示す。結合水は、含水固形物の毛細管に凝縮した水、含水固形物の表面で多層または単層となっている吸着水、含水固形物の表面の水素に結合した結合水である。結合水は、自由水より蒸発し難い水であるため、結合水を蒸発させるためには、自由水より大きな熱エネルギーを必要とする。 Water-containing solids such as brown coal contain free water and bound water. Free water is water existing on the surface of a water-containing solid material and in macroscopic voids inside the water-containing solid material, and exhibits the same thermophysical properties as bulk water. Bound water is water condensed in the capillaries of the hydrous solid, adsorbed water having a multi-layer or single layer on the surface of the hydrous solid, and bound water bonded to hydrogen on the surface of the hydrous solid. Bound water is less likely to evaporate than free water, and thus requires more heat energy than free water to evaporate bound water.
図1は、自由水および結合水を説明するための図である。なお、図1中、褐炭に含まれている水の割合(褐炭の含水率)を横軸に示し、褐炭に接触させる水蒸気の温度(℃)を縦軸に示す。図1に示すように、常圧で100℃の水蒸気を褐炭に接触させて加熱した場合、褐炭の含水率が30%程度まで低下する。このように、褐炭に含まれる水のうち、100℃程度で気化する水が自由水である。 FIG. 1 is a diagram for explaining free water and bound water. In FIG. 1, the horizontal axis represents the proportion of water contained in brown coal (water content of brown coal), and the vertical axis represents the temperature (° C.) of water vapor contacting the brown coal. As shown in FIG. 1, when steam at 100° C. is brought into contact with brown coal and heated at normal pressure, the water content of the brown coal decreases to about 30%. Thus, of the water contained in brown coal, the water that vaporizes at about 100° C. is free water.
一方、100℃を上回り200℃未満の水蒸気を褐炭に接触させて加熱した場合、褐炭の含水率が3%程度まで低下する。このように、褐炭に含まれる水のうち、100℃を上回り200℃未満で気化する水が結合水である。 On the other hand, when steam having a temperature of more than 100° C. and less than 200° C. is brought into contact with brown coal and heated, the water content of the brown coal decreases to about 3%. As described above, among the water contained in the brown coal, the water that is vaporized at more than 100° C. and less than 200° C. is the bound water.
つまり、自由水は、結合水よりも、気化に要する熱エネルギー(気化熱、蒸発熱)が小さい。そこで、本実施形態の乾燥システム100では、まず、含水固形物から自由水を気化させて除去し、続いて、自由水が除去された含水固形物から結合水を気化させて除去する。ここで熱エネルギーは、含水固形物に含まれる水を気化させるために必要なエネルギー(kJ/mol)である。
That is, free water requires less heat energy (vaporization heat, heat of vaporization) for vaporization than bound water. Therefore, in the
(乾燥システム100)
図2は、乾燥システム100の概略図を示す図である。なお、図2中、褐炭の流れを一点鎖線の矢印で、水蒸気および排気ガス等のガスの流れを実線の矢印で、信号の流れを破線の矢印で示す。また、理解を容易にするために、図2中、相対的に大きい粒子を実際より大きい黒丸で示す。本実施形態では、含水固形物として褐炭を乾燥させる場合を例に挙げて説明する。
(Drying system 100)
FIG. 2 is a diagram showing a schematic view of the
図2に示すように、乾燥システム100は、含水固形物導入部110と、第1乾燥炉210と、第2乾燥炉310と、冷却部410と、流速設定部510とを含んで構成される。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の乾燥システム100では、含水固形物導入部110によって第1乾燥炉210に未乾燥の褐炭が導入され、第1乾燥炉210において、褐炭に含まれる自由水を気化させて除去し、第2乾燥炉310において、自由水が除去された褐炭に含まれる結合水を気化させて除去し、冷却部410において、第2乾燥炉310において乾燥された褐炭を冷却する。
In the
以下、含水固形物導入部110、第1乾燥炉210、第2乾燥炉310、冷却部410、流速設定部510の具体的な構成について説明する。
Hereinafter, specific configurations of the water-containing
(含水固形物導入部110)
含水固形物導入部110は、主連通管112と、破砕部114と、搬送部116と、返送配管118とを含んで構成される。
(Hydrous solids introduction part 110)
The water-containing
主連通管112は、褐炭の供給源と、第1乾燥炉210を構成する後述の第1収容部212とを連通する配管である。破砕部114は、主連通管112に設けられ、供給源または後述する返送配管118から導かれた褐炭を破砕する。搬送部116は、例えば、スクリューフィーダで構成され、主連通管112における破砕部114の下流側に設けられ(破砕部114と第1収容部212との間)、破砕部114によって破砕された褐炭を第1乾燥炉210に搬送する。
The
返送配管118は、第1収容部212の内部下部(側壁の下部に開口された排出口)と、主連通管112における破砕部114の上流側とを接続する配管である。詳しくは後述するが、搬送部116によって破砕された褐炭が第1収容部212に搬送されると、第1収容部212の内部下部に偏析された褐炭(大粒子)が、返送配管118を通じて破砕部114に押し出されることとなる。
The
(第1乾燥炉210)
第1乾燥炉210は、第1収容部212と、第1ガス供給部220と、第1伝熱部230と、気液分離部240とを含んで構成される。第1収容部212は、含水固形物導入部110によって導入された褐炭の粒子群を収容する。
(First drying furnace 210)
The
第1ガス供給部220は、風箱222と、風箱222に第1流動化ガスを送り込むブロワ224、226と、ブロワ226によって供給される第1流動化ガスの流速を調整する調整弁228とを含んで構成され、第1収容部212の底面からパルス状にガスを供給する。
The first
風箱222は、第1収容部212の下方に設けられ、乾燥システム100を運転する際には、風箱222を通じて第1収容部212の底面から当該第1収容部212内に第1流動化ガスが供給されることとなる。具体的に説明すると、風箱222の上部は、第1収容部212の底面としても機能し、通気可能である分散板222aで形成されている。分散板222aは、例えば、褐炭(褐炭の粒子のうち最小の粒径の粒子)の粒径よりも小さい径の開孔が複数設けられた板や、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が設けられたノズルを設置した板で構成される。
The
ブロワ224は、予め定められた第1の流速で第1流動化ガス(例えば、水蒸気)を風箱222に送り込む。ここで、第1の流速は、褐炭の平均粒径の粒子の最小流動化速度以上であり、本実施形態では、褐炭の平均粒径の粒子の最小流動化速度に設定される。
The
ブロワ226は、第1収容部212(風箱222)を通過する第1流動化ガスの流速が第1の流速から第2の流速に切り換わるように、第3の流速の第1流動化ガスを風箱222に送り込む。具体的に説明すると、ブロワ226によって第3の流速の第1流動化ガスが風箱222に送り込まれると、ブロワ224による第1の流速の第1流動化ガスと混合されて、第2の流速の第1流動化ガスとなる。ここで、第2の流速は、第1の流速と、第1収容部212に導入される褐炭のうち、最も大きい粒子の最小流動化速度とに基づいて設定され、例えば、第1の流速と第2の流速との平均流速が、最も大きい粒子の最小流動化速度となるように、第2の流速が設定される。
The
調整弁228は、例えば、開閉弁で構成され、ブロワ226と風箱222との間に設けられる。調整弁228が、開状態と閉状態とを周期的に交互に切り換えることで、ブロワ226から風箱222に送り込まれる第1流動化ガスの流速がゼロ(0)と、第3の流速とで周期的に交互に切り換わる。なお、本実施形態において、調整弁228が開状態となる時間と、閉状態となる時間の比率(デューティー比)は、1:1である。また、調整弁228が第1流動化ガスの流速を切り換える周波数(調整弁228による第1流動化ガスの切り換え頻度)は、流速設定部510によって設定される。流速設定部510による周波数の設定については、後に詳述する。
The adjusting
したがって、第1収容部212(風箱222)には、ブロワ224から第1の流速で第1流動化ガスが常時供給されるとともに、ブロワ226から間欠的に第3の流速で第1流動化ガスが供給されることとなる。つまり、第1ガス供給部220は、第1流動化ガスの流速を、第1の流速と第2の流速とで周期的に交互に切り換えて、第1流動化ガス(以下、流速が周期的に交互に切り換わるガスの流れを「パルス流」と称する)を供給することとなる。
Therefore, the first fluidizing gas is constantly supplied from the
第1ガス供給部220がパルス流で第1流動化ガスを供給する構成により、第1流動化ガスを定常流で供給する場合と比較して、褐炭のうち、相対的に粒径が大きい、もしくは、質量が大きい粒子(以下、「大粒子」と称する)の流動層の形成時間を短縮することができる。
Due to the configuration in which the first
図3は、調整弁228の開閉タイミング、および、パルス流と定常流とを説明する図である。なお、図3中、調整弁228の開閉タイミングを太線で示し、パルス流を実線で示し、定常流を一点鎖線で示す。上記したように、褐炭は、粒子同士が水で架橋されている。定常流では、大粒子の流動化に適した流速(例えば、第2の流速)で第1流動化ガスを供給すれば、供給された第1流動化ガスの気泡によって水架橋を切断することができ、大粒子の流動層を形成することができるが、相対的に粒径が小さい、もしくは、質量が小さい粒子(以下、「小粒子」と称する)が飛散してしまうという問題がある。そこで、従来、定常流の流速を、褐炭の平均粒径の粒子の最小流動化速度(第1の流速)と第2の流速の中間に設定し、小粒子の飛散を防止していた。このため、従来の定常流では、大粒子の流動層が形成されるまで長時間を要してしまうという問題がある。また、小粒子の飛散を防止する流速に設定されているため、大粒子の流動性が低くなり、褐炭の含水率によっては、水架橋のため、大粒子が凝集して、大粒子の流動性が損なわれ、流動化できなくなってしまうこともある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the opening/closing timing of the adjusting
しかし、図3に示すように、調整弁228の開閉をパルス状に切り換え、第1の流速と第2の流速とが周期的に交互に切り換わるパルス流で第1流動化ガスを供給すると、第2の流速で第1流動化ガスが供給されている期間が間欠的となる。つまり、連続的に第2の流速で第1流動化ガスが供給されるわけではないので、小粒子の飛散を防止しつつ、大粒子の流動層を効率よく形成することができる。例えば、パルス流の平均流速が、定常流の流速と等しいとすると、パルス流で第1流動化ガスを供給する場合、定常流で第1流動化ガスを供給する場合よりも、大粒子の流動層の形成時間を1/2程度まで短縮することが可能となる。なお、図3に示すように、調整弁228の開閉をパルス状に切り換えても、遅延が生じるため、パルス流の流速は、パルス状にはならない。
However, as shown in FIG. 3, when the opening/closing of the regulating
また、パルス流は、褐炭(大粒子)の流動性を向上させることができ、褐炭が凝集してしまう事態を回避することが可能となる。 Further, the pulsed flow can improve the fluidity of lignite (large particles), and can avoid the situation where lignite agglomerates.
さらに、定常流では、大粒子を流動化させる応答速度と、小粒子を流動化させる応答速度とに殆ど差はないが、パルス流では、小粒子を流動化させる応答速度が大粒子を流動化させる応答速度より大きい。このため、パルス流では、定常流と比較して小粒子の上方への移動を速くすることができ、大粒子と小粒子との分離(偏析)を短時間で行うことが可能となる。 Furthermore, in steady flow, there is almost no difference between the response speed that fluidizes large particles and the response speed that fluidizes small particles, but in pulsed flow, the response speed that fluidizes small particles fluidizes large particles. It is faster than the response speed. Therefore, in the pulsed flow, the small particles can move upward faster than in the steady flow, and the separation (segregation) of the large particles and the small particles can be performed in a short time.
このように、第1ガス供給部220がパルス流で第1流動化ガスを供給することにより、定常流よりも短時間で、第1収容部212の内部下部に、大粒子の流動層を形成させる(偏析させる)とともに、第1収容部212の内部上部(大粒子の上方)に小粒子の流動層を形成させる(偏析させる)ことができる。
In this way, the first
したがって、定常流を供給する場合と比較して、流動層の形成時間および偏析に要する時間を短縮することができるため、第1収容部212をコンパクトにすることが可能となる。
Therefore, as compared with the case where a steady flow is supplied, the formation time of the fluidized bed and the time required for segregation can be shortened, and the first
こうして、第1ガス供給部220によって第1収容部212に供給された第1流動化ガスは、第1収容部212内で褐炭を流動させて、流動層を形成するとともに、第1流動化ガスを褐炭と接触させることで褐炭に含まれる自由水の一部を気化させる。なお、第1収容部212に供給される第1流動化ガスは、自由水を効率よく蒸発させる温度(例えば、120℃)に調整される。
In this way, the first fluidizing gas supplied to the first
図2に戻って説明すると、第1伝熱部230は、例えば、熱媒体が流通する配管で構成され、第1収容部212の内部上部(小粒子の流動層が形成される領域)に配される。第1伝熱部230は、熱媒体の流通過程において、熱媒体が有する熱で褐炭(小粒子)を加熱する。本実施形態において、第1伝熱部230には、熱媒体として、ブロワ232によって、水蒸気が供給される。なお、ブロワ232によって第1伝熱部230に供給される水蒸気(熱媒体)は、褐炭の自由水を効率よく蒸発させる温度(例えば、120℃)および流量に調整される。
Returning to FIG. 2, the first
第1伝熱部230を備える構成により、第1収容部212内において、熱媒体と、第1流動化ガスとの間で熱交換が行われ、上方に移動する第1流動化ガスをさらに加熱することができる。したがって、第1流動化ガスによる褐炭(小粒子)の乾燥(自由水の気化)がより促進されることとなる。
With the configuration including the first
また、第1伝熱部230(第1伝熱部230を構成する管の外面)において、熱媒体と第1流動化ガスとで熱交換がなされると、熱媒体の一部が第1伝熱部230内で凝縮することとなる。そこで、気液分離部240を設けておき、気液分離部240によって、第1伝熱部230から送出された熱媒体を気液分離する。こうして、分離された、凝縮した熱媒体(液体の水)は、外部に送出されることとなる。
In addition, when heat is exchanged between the heat medium and the first fluidizing gas in the first heat transfer section 230 (the outer surface of the tube forming the first heat transfer section 230), a part of the heat medium is transferred to the first heat transfer section. It will be condensed in the
このように、第1乾燥炉210では、第1収容部212に未乾燥の褐炭が導入され、第1ガス供給部220および第1伝熱部230によって褐炭(小粒子)が加熱され、褐炭から自由水が気化されて除去される。一方、褐炭の流れについて説明すると、搬送部116によって、第1収容部212に未乾燥の褐炭が導入されると、導入された褐炭の体積分、流動層の体積が増加する。そうすると、自由水が除去された褐炭(小粒子)が第1収容部212の出口からオーバーフローして(排出されて)、第1収容部212と第2乾燥炉310の第2収容部312とを連通する配管を通じて第2収容部312に導入されるとともに、第1収容部212の内部下部に偏析された褐炭(大粒子)が、返送配管118を通じて破砕部114に押し出されることとなる。
As described above, in the
つまり、搬送部116は、第1収容部212の内部下部に偏析された、大粒子を抜き出す抜出部として機能する。そして、抜き出された大粒子は、破砕部114で破砕されて第1収容部212に再度導入され、乾燥されることとなる。したがって、第1収容部212において流動化してはいるものの、乾燥されない大粒子を抜き出して再度破砕して第1収容部212に導入することにより、大粒子を乾燥することができる。
That is, the
また、第1乾燥炉210において気化された自由水(103℃程度の水蒸気)は、ブロワ224、226によって風箱222に再度送り込まれたり、ブロワ232によって第1伝熱部230に供給されたりすることとなる。
The free water (steam of about 103° C.) vaporized in the
(第2乾燥炉310)
第2乾燥炉310は、第2収容部312と、第2ガス供給部320と、第2伝熱部330と、気液分離部340とを含んで構成される。第2収容部312は、第1乾燥炉210によって自由水が除去された褐炭を収容する。
(Second drying furnace 310)
The
第2ガス供給部320は、第1乾燥炉210を構成する第1ガス供給部220と同様に、風箱322と、風箱322に第2流動化ガスを送り込むブロワ324、326と、ブロワ326によって供給される第2流動化ガスの流速を調整する調整弁328とを含んで構成され、第2収容部312の底面からパルス状にガスを供給する。
The second
風箱322は、第2収容部312の下方に設けられ、乾燥システム100を運転する際には、風箱322を通じて第2収容部312の底面から当該第2収容部312内に第2流動化ガスが供給されることとなる。具体的に説明すると、風箱322の上部は、第2収容部312の底面としても機能し、通気可能である分散板322aで形成されている。分散板322aは、例えば、褐炭(褐炭の粒子のうち最小の粒径の粒子)の粒径よりも小さい径の開孔が複数設けられた板や、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が設けられたノズルを設置した板で構成される。
The
ブロワ324は、予め定められた第4の流速で第2流動化ガス(例えば、水蒸気)を風箱322に送り込む。ここで、第4の流速は、第2収容部312に導入される褐炭の平均粒径の粒子の最小流動化速度以上であり、本実施形態では、第2収容部312に導入される褐炭の平均粒径の粒子の最小流動化速度に設定される。
The
ブロワ326は、第2収容部312(風箱322)を通過する第2流動化ガスの流速が第4の流速から第5の流速に切り換わるように、第6の流速の第2流動化ガスを風箱322に送り込む。具体的に説明すると、ブロワ326によって第6の流速の第2流動化ガスが風箱322に送り込まれると、ブロワ324による第4の流速の第2流動化ガスと混合されて、第5の流速の第2流動化ガスとなる。ここで、第5の流速は、第4の流速と、第2収容部312に導入される褐炭のうち、最も大きい粒子の最小流動化速度とに基づいて設定され、例えば、第4の流速と第5の流速との平均流速が、最も大きい粒子の最小流動化速度となるように、第5の流速が設定される。
The
調整弁328は、例えば、開閉弁で構成され、ブロワ326と風箱322との間に設けられる。調整弁328が、開状態と閉状態とを周期的に交互に切り換えることで、ブロワ326から風箱322に送り込まれる第2流動化ガスの流速がゼロ(0)と、第6の流速とで周期的に交互に切り換わる。なお、本実施形態において、調整弁328が開状態となる時間と、閉状態となる時間の比率(デューティー比)は、1:1である。また、調整弁328が第2流動化ガスの流速を切り換える周波数は、調整弁228が第1流動化ガスの流速を切り換える周波数より大きく、流速設定部510によって設定される。流速設定部510による周波数の設定については、後に詳述する。
The adjusting
したがって、第2収容部312(風箱322)には、ブロワ324から第4の流速で第2流動化ガスが常時供給されるとともに、ブロワ326から間欠的に第6の流速で第2流動化ガスが供給されることとなる。つまり、第2ガス供給部320は、第2流動化ガスの流速を、第4の流速と第5の流速とで周期的に交互に切り換えて、第2流動化ガスを供給することとなる。
Therefore, the second fluidizing gas is constantly supplied from the
第2ガス供給部320がパルス流で第2流動化ガスを供給する構成により、第2流動化ガスを定常流で供給する場合と比較して、褐炭の流動層の形成時間を短縮することが可能となる。
With the configuration in which the second
こうして、第2ガス供給部320によって第2収容部312に供給された第2流動化ガスは、第2収容部312内で褐炭を流動させて、流動層を形成するとともに、第2流動化ガスを褐炭と接触させることで褐炭に含まれる結合水の一部を気化させる。なお、第2収容部312に供給される第2流動化ガスは、結合水を効率よく蒸発させる温度(例えば、115℃)に調整される。
In this way, the second fluidizing gas supplied to the
第2伝熱部330は、第1乾燥炉210を構成する第1伝熱部230と同様に、例えば、熱媒体が流通する配管で構成され、第2収容部312内に配される。第2伝熱部330は、熱媒体の流通過程において、熱媒体が有する熱で褐炭を加熱する。本実施形態において、第2伝熱部330には、熱媒体として、水蒸気(例えば、200℃)が供給される。
The second
第2伝熱部330を備える構成により、第2収容部312内において、熱媒体と、第2流動化ガスとの間で熱交換が行われ、上方に移動する第2流動化ガスをさらに加熱することができる。したがって、第2流動化ガスによる褐炭の乾燥(結合水の気化)がより促進されることとなる。
With the configuration including the second
また、第2伝熱部330(第2伝熱部330を構成する管の外面)において、熱媒体と第2流動化ガスとで熱交換がなされると、熱媒体の一部が第2伝熱部330内で凝縮することとなる。そこで、気液分離部340を設けておき、気液分離部340によって、第2伝熱部330から送出された熱媒体を気液分離する。こうして、分離された、凝縮した熱媒体(液体の水)は、外部に送出されることとなる。
In addition, when heat is exchanged between the heat medium and the second fluidizing gas in the second heat transfer section 330 (the outer surface of the tube forming the second heat transfer section 330), a part of the heat medium is transferred to the second heat transfer section. It will be condensed in the
このように、第2乾燥炉310では、第1乾燥炉210において自由水が除去された褐炭が第2収容部312に導入され、第2ガス供給部320および第2伝熱部330によって褐炭が加熱され、褐炭から結合水が気化されて除去される。一方、褐炭の流れについて説明すると、第1乾燥炉210から第2収容部312に自由水が除去された褐炭が導入されると、導入された褐炭の体積分、流動層の体積が増加する。そうすると、結合水が除去された褐炭(流動層)が第2収容部312の出口からオーバーフローして、第2収容部312と冷却部410の第3収容部412とを連通する配管を通じて第3収容部412に導入されることとなる。また、第2乾燥炉310において気化された結合水(115℃程度の水蒸気)は、ブロワ324、326によって、風箱322に再度送り込まれたり、ブロワ332によって第2伝熱部330に供給されたりすることとなる。
As described above, in the
(冷却部410)
冷却部410は、第3収容部412と、冷却ガス供給部420とを含んで構成される。第3収容部412は、第2乾燥炉310によって結合水が除去された褐炭を収容する。冷却ガス供給部420は、第1ガス供給部220、第2ガス供給部320と同様に、風箱422と、風箱422に冷却ガス(例えば、空気)を送り込むブロワ424とを含んで構成される。風箱422は、第3収容部412の下方に設けられ、乾燥システム100を運転する際には、風箱422を通じて第3収容部412の底面から当該第3収容部412内に冷却ガスが供給されることとなる。
(Cooling unit 410)
The
具体的に説明すると、風箱422の上部は、第3収容部412の底面としても機能し、通気可能である分散板422aで形成されている。分散板422aは、例えば、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が複数設けられた板や、褐炭の粒径よりも小さい径の開孔が設けられたノズルを設置した板で構成される。
More specifically, the upper part of the
冷却部410を備える構成により、自由水および結合水が除去された褐炭を冷却(例えば、50℃程度まで)することができる。こうして冷却された褐炭は、後段の褐炭利用設備に送出されることとなる。
With the configuration including the
(流速設定部510)
流速設定部510は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成され、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働して、調整弁228、328の開閉頻度(流速の周波数)を設定する。以下、流速設定部510による、調整弁228が流速を切り換える周波数および調整弁328が流速を切り換える周波数の設定ついて詳述する。
(Flow velocity setting unit 510)
The flow
(周波数の設定)
図4は、周波数を設定する際の気泡および粒子のモデルを示す図である。図4に示すように、ガスを供給すると、流動層内において気泡が形成される。そして、気泡の周囲に褐炭の粒子が複数配されると仮定して、効率よく流動層を形成できる周波数の範囲を導出した。
(Frequency setting)
FIG. 4 is a diagram showing a model of bubbles and particles when the frequency is set. As shown in FIG. 4, when gas is supplied, bubbles are formed in the fluidized bed. Then, assuming that a plurality of lignite particles are arranged around the bubbles, the frequency range in which the fluidized bed can be efficiently formed was derived.
上記したように、褐炭は、粒子同士が水によって架橋されている。したがって、まず、褐炭の粒子間の水架橋の力Flを導出する。2つの粒子間の水架橋の力Flは、下記式(1)から導出される。
ここで、Rは水架橋の長さであり、最大で粒子の半径と同一である。また、rは水の表面張力(例えば、30℃の空気と接触している場合には、0.0712N/m)である。なお、褐炭は、含水率が高いほど水架橋を作りやすく、粒子間の水架橋の力Flが大きくなる。
As described above, particles of brown coal are cross-linked by water. Therefore, first, the force F 1 of the water bridge between the particles of the brown coal is derived. The force F 1 of water bridge between two particles is derived from the following equation (1).
Where R is the length of the water bridge and is at most the radius of the particle. Further, r is the surface tension of water (for example, 0.0712 N/m when in contact with air at 30° C.). The higher the water content of lignite, the easier it is to form a water bridge, and the inter-particle water bridge force F l increases.
こうして導出された水架橋の力Flを上回る浮力を粒子が受ければ、粒子間の水架橋を切断することができ、効率よく流動層を形成することが可能となる。粒子の浮力Fpは、下記式(2)から導出される。
ここで、Fbは流動層内に形成される気泡(パルス流によって形成される気泡)の浮力であり、nは1の気泡の周囲に配される粒子の粒子数である。
If the particles receive a buoyancy force that exceeds the force F 1 of the water bridge thus derived, the water bridge between the particles can be broken, and a fluidized bed can be efficiently formed. The buoyancy F p of the particles is derived from the following equation (2).
Here, F b is the buoyancy of bubbles (bubbles formed by pulse flow) formed in the fluidized bed, and n is the number of particles arranged around one bubble.
気泡の浮力Fbは、下記式(3)から導出される。
ここで、εmfは平均粒径の粒子の最小流動化速度時の層内空隙率、ρpは粒子の質量密度、gは重力加速度、Vbは気泡の体積を示す。
The buoyancy F b of the bubble is derived from the following equation (3).
Here, ε mf is the in-layer porosity at the time of the minimum fluidization velocity of particles having an average particle size, ρ p is the mass density of the particles, g is the gravitational acceleration, and V b is the volume of the bubbles.
また、粒子数nは、下記式(4)から導出される。
ここで、Dbは気泡の直径、dpは粒子の直径である。
The number of particles n is derived from the following equation (4).
Here, D b is the diameter of the bubble and d p is the diameter of the particle.
したがって、式(3)、(4)を式(2)に代入すると、粒子の浮力Fpは下記式(5)で表すことができる。
したがって、下記式(6)の関係となる直径Dbの気泡を生成すれば、水架橋を切断できる浮力Fpを粒子に与えることができ、効率よく流動層を形成することが可能となる。
そこで、下記式(7)、式(8)、式(9)を用いて、上記式(6)の関係となる直径Dbの気泡が生成できる周波数Fを導出する。
ここで、Umfは平均粒径の粒子の最小流動化速度(第1の流速)であり、Upは第2の流速の際の流動化ガスの空塔速度であり、hは層高である。
ここで、μgはガスの動粘度であり、Arはアルキメデス数であり、ρgは流動化ガスの質量密度であり、Mは粒子の平均含水率である。
ここで、αは流動化ガスの平均総流量に対するパルス流の流量の比であり、U0は流動化ガスの空塔速度であり、Fqは流速を切り換える周波数(調整弁228、328の開閉周波数)であり、tは気泡が直径Dbに成長するまでの時間であり、βは1周期における調整弁228、328の開放割合である。
Therefore, by substituting equations (3) and (4) into equation (2), the particle buoyancy F p can be expressed by the following equation (5).
Therefore, when the bubbles having the diameter D b satisfying the relationship of the following formula (6) are generated, the buoyancy F p capable of breaking the water bridge can be given to the particles, and the fluidized bed can be efficiently formed.
Therefore, the following formula (7), formula (8), and formula (9) are used to derive the frequency F at which bubbles having a diameter D b that satisfy the relation of the above formula (6) can be generated.
Here, U mf is the minimum fluidization velocity (first flow velocity) of particles having an average particle size, U p is the superficial velocity of the fluidization gas at the second flow velocity, and h is the bed height. is there.
Here, μ g is the kinematic viscosity of the gas, Ar is the Archimedes number, ρ g is the mass density of the fluidizing gas, and M is the average water content of the particles.
Here, α is the ratio of the flow rate of the pulsed flow to the average total flow rate of the fluidizing gas, U 0 is the superficial velocity of the fluidizing gas, and Fq is the frequency at which the flow rate is switched (the opening/closing frequency of the adjusting
上記式(7)から式(9)に基づいて、周波数を導出すると、高含水率(例えば、25wt%〜30wt%の範囲の所定の値以上)の粒子の水架橋を効率よく切断できる(効率よく流動層を形成できる)周波数Fは、1Hz〜3Hzであり、低含水率(例えば、25wt%〜30wt%の範囲の所定の値未満)の粒子の水架橋を効率よく切断できる周波数Fは、3Hz〜10Hzであることが分かった。 By deriving the frequency based on the equations (7) to (9), the water bridge of particles having a high water content (for example, a predetermined value in the range of 25 wt% to 30 wt%) can be efficiently cut (efficiency. The frequency F (where a fluidized bed can be well formed) is 1 Hz to 3 Hz, and the frequency F at which the water bridge of particles having a low water content (for example, less than a predetermined value in the range of 25 wt% to 30 wt%) can be efficiently cut is: It was found to be 3 Hz to 10 Hz.
図5は、周波数と流動化率との関係を説明する図である。なお、図5中、高含水率の粒子を実線で示し、低含水率の粒子を破線で示し、含水率0%の粒子を一点鎖線で示す。図5に示すように、高含水率の粒子では、2Hzまでは、周波数が大きくなると流動化率が向上し、2Hzで最も流動化率が高くなる。そして、2Hzを超えると周波数が大きくなるに従って流動化率が低下し、3Hzを超えると流動化率が一定となる。なお、高含水率では、3Hzを超えると、定常流でガスを供給した場合と同一の、殆ど流動化しない流動化率となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between frequency and fluidization rate. In FIG. 5, high water content particles are shown by solid lines, low water content particles are shown by broken lines, and
低含水率の粒子では、3Hzまでは、周波数が大きくなると流動化率が向上し、3Hzで最も流動化率が高くなる。そして、3Hzを超えると周波数が大きくなるに従って流動化率が低下し、4Hzを超えると流動化率が一定となる。なお、低含水率では、4Hzを超えると、定常流でガスを供給した場合と同一の流動化率となる。 With particles having a low water content, the fluidization rate increases as the frequency increases up to 3 Hz, and the fluidization rate becomes highest at 3 Hz. When it exceeds 3 Hz, the fluidization rate decreases as the frequency increases, and when it exceeds 4 Hz, the fluidization rate becomes constant. At a low water content, above 4 Hz, the fluidization rate is the same as when gas is supplied in a steady flow.
一方、含水率0%の粒子では、6Hzまでは、周波数が大きくなると流動化率が向上し、6Hzを超えると流動化率が一定となり、定常流でガスを供給した場合と同一の流動化率となる。 On the other hand, for particles with a water content of 0%, the fluidization rate increases as the frequency increases up to 6 Hz, and the fluidization rate becomes constant above 6 Hz, which is the same fluidization rate as when gas is supplied in a steady flow. Becomes
つまり、含水率0%の粒子では、水架橋が存在しないため、パルス流よりも定常流の方が流動化率が高い。これに対し、褐炭等の含水固形物は、水架橋が存在するため、定常流よりもパルス流の方が流動化率が高いことが分かる。 That is, in particles having a water content of 0%, since there is no water bridge, the steady flow has a higher fluidization rate than the pulse flow. On the other hand, it can be seen that the hydrous solid such as brown coal has a higher fluidization rate in the pulsed flow than in the steady flow because of the presence of the water bridge.
このように、流速設定部510は、導入される褐炭の含水率に基づいて導出された周波数範囲と、大粒子と小粒子とを効率よく分離できる(大粒子を効率よく偏析できる)周波数範囲とに基づいて、調整弁228および調整弁328の周波数を設定する。
As described above, the flow
なお、大粒子を効率よく偏析できる周波数範囲は、1Hz〜10Hzが好ましい。具体的に説明すると、下記式(10)に示すように、パルス流を利用した場合、パルス流の流速が等しいとすると、粒子の粒径dが小さいほど、加速度(dvp/dt)は大きくなる。このため、単位時間において、小粒子が移動する距離は、大粒子が移動する距離より長い。
また、パルス流の周波数が高いと、ガスの瞬間速度vgが増加して加速度も増加するため、大粒子の偏析(大粒子と小粒子との分離)時間を短縮することができる。一方、パルス流の周波数が低いと、パルス流が流動層内に導入される時間が長くなるため、褐炭の粒子の挙動は定常流における挙動に近くなってしまう。同様に、パルス流のパルス周期が高いと、パルス流が流動層内に導入される時間が短くなるため、褐炭の粒子の挙動は定常流における挙動に近くなってしまう。このため、これらを勘案すると、周波数範囲が、1Hz〜10Hzである場合に、大粒子を効率よく偏析できると言える。
The frequency range in which large particles can be efficiently segregated is preferably 1 Hz to 10 Hz. Specifically, as shown in the following formula (10), when a pulsed flow is used and the flow velocity of the pulsed flow is equal, the smaller the particle diameter d of the particles, the larger the acceleration (dv p /dt). Become. Therefore, in a unit time, the moving distance of the small particles is longer than the moving distance of the large particles.
Further, when the frequency of the pulse flow is high, the instantaneous velocity v g of the gas increases and the acceleration also increases, so that the segregation time of large particles (separation of large particles and small particles) can be shortened. On the other hand, when the frequency of the pulsed flow is low, the time for which the pulsed flow is introduced into the fluidized bed is long, so that the behavior of the particles of lignite becomes close to the behavior in the steady flow. Similarly, when the pulse period of the pulsed flow is high, the time during which the pulsed flow is introduced into the fluidized bed is short, and therefore the behavior of the particles of brown coal becomes close to the behavior in the steady flow. Therefore, considering these, it can be said that large particles can be efficiently segregated when the frequency range is 1 Hz to 10 Hz.
ここで、上記したように、第2収容部312には、第1収容部212において自由水が除去された褐炭が導入される。つまり、第2収容部312の褐炭は、第1収容部212の褐炭より含水率が低い。したがって、流速設定部510は、第2収容部312へ第2流動化ガスを供給する調整弁328の周波数を、第1収容部212へ第1流動化ガスを供給する調整弁228の周波数より大きく設定する。例えば、流速設定部510は、調整弁228の周波数を2Hzに設定し、調整弁328の周波数を3Hzに設定する。
Here, as described above, the brown coal from which the free water is removed in the
かかる構成により、第1収容部212においても、第2収容部312においても効率よく流動層を形成することができ、乾燥に要する時間を短縮することが可能となる。
With such a configuration, the fluidized bed can be efficiently formed in both the
以上説明したように、本実施形態にかかる乾燥システム100では、パルス流で第1流動化ガスを供給する構成により、定常流で供給する場合と比較して、褐炭の粒子の流動性を向上させることができ、大粒子の流動層の形成時間を短縮することが可能となる。したがって、第1収容部212において、効率的に褐炭の乾燥を行うことができる。また、大粒子と小粒子との分離時間(大粒子の偏析時間)を短縮することが可能となる。
As described above, in the
また、パルス流で、第2流動化ガスを供給する構成により、定常流で供給する場合と比較して、褐炭の粒子の流動性を向上させることができ、効率よく小粒子の流動層を形成させることができ、第2収容部312において効率的に褐炭の乾燥を行うことが可能となる。
In addition, the configuration in which the second fluidizing gas is supplied by the pulse flow can improve the fluidity of the brown coal particles as compared with the case where the second fluid is supplied by the steady flow, and efficiently forms a fluidized bed of small particles. Therefore, the brown coal can be efficiently dried in the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various alterations or modifications can be conceived within the scope of the claims, and it should be understood that these also belong to the technical scope of the present invention. To be done.
例えば、上記実施形態において、含水固形物として褐炭を例に挙げて説明した。しかし、乾燥システム100は、水を含んで構成されるものであれば、泥炭、亜炭、亜瀝青炭等の含水固体燃料や、他の含水固形物を乾燥させることができる。
For example, in the above-described embodiment, brown coal has been described as an example of the water-containing solid matter. However, the
また、上記実施形態において、第1の流速を、平均粒径の褐炭の粒子の最小流動化速度に設定する構成を例に挙げて説明した。しかし、第1の流速は、平均粒径の褐炭の粒子の最小流動化速度以上であればよい。 Further, in the above embodiment, the configuration in which the first flow velocity is set to the minimum fluidization speed of the brown coal particles having the average particle diameter has been described as an example. However, the first flow velocity may be equal to or higher than the minimum fluidization velocity of the brown coal particles having the average particle diameter.
また、上記実施形態において、第2乾燥炉310においてもパルス流が供給される構成を例に挙げて説明したが、第2乾燥炉では、定常流が供給されてもよい。
Further, in the above embodiment, the configuration in which the pulse flow is also supplied to the
また、上記実施形態において、調整弁228、328が開状態となる時間と、閉状態となる時間の比率は、1:1である構成を例に挙げて説明した。しかし、開状態となる時間と、閉状態となる時間の比率は、1:1に限らず、適宜設定される。例えば、式(9)におけるαを小さくすると瞬間流速を大きくすることができ、一方、αを大きくすると第1乾燥炉210の運転の状態変化を低く抑えることが可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the ratio of the time in which the
また、上記実施形態において、乾燥システム100が2つの乾燥炉(第1乾燥炉210、第2乾燥炉310)を備える場合を例に挙げて説明した。しかし、乾燥システムは、乾燥炉を1つのみ備えるとしてもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、第1乾燥炉210、第2乾燥炉310、冷却部410は、それぞれ1つの収容部で構成されてもよいし、複数の収容部を含んで構成されてもよい。
Further, each of the
本発明は、含水固体燃料等の含水固形物を乾燥させる乾燥システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the drying system which dries a water-containing solid substance, such as a water-containing solid fuel.
100 乾燥システム
114 破砕部
116 搬送部(抜出部)
212 第1収容部
220 第1ガス供給部
312 第2収容部
320 第2ガス供給部
100
212 first
Claims (5)
前記含水固形物の粒子群を収容する第1収容部と、
ガスの流速を、第1の流速と、該第1の流速より大きい第2の流速とで周期的に交互に切り換えて、前記第1収容部の底面からガスを供給する第1ガス供給部と、
前記第1収容部から排出された前記含水固形物の粒子を収容する第2収容部と、
前記第1ガス供給部がガスの流速を切り換える周波数よりも大きい周波数でガスの流速を切り換えて、前記第2収容部の底面からパルス状にガスを供給する第2ガス供給部と、
を備えたことを特徴とする乾燥システム。 A drying system for drying a water-containing solid,
A first accommodating portion for accommodating the particle group of the water-containing solid matter,
A first gas supply part for supplying gas from the bottom surface of the first accommodating part by periodically and alternately switching the flow velocity of the gas between a first flow velocity and a second flow velocity higher than the first flow velocity. ,
A second accommodating portion for accommodating the particles of the water-containing solid matter discharged from the first accommodating portion;
A second gas supply unit configured to switch the gas flow rate at a frequency higher than a frequency at which the first gas supply unit switches the gas flow rate to supply the gas in a pulsed form from the bottom surface of the second storage unit;
A drying system characterized by having.
前記含水固形物の粒子群を収容する第1収容部と、
ガスの流速を、第1の流速と、該第1の流速より大きい第2の流速とで周期的に交互に切り換えて、前記第1収容部の底面からガスを供給する第1ガス供給部と、
を備え、
前記第1ガス供給部は、
前記含水固形物の含水率および該含水固形物の粒子の粒径に基づいて、2つの前記粒子間の水架橋の力を導出し、
前記含水固形物の粒子の質量密度および粒径と、前記パルス状にガスを供給することで生成される気泡の直径とに基づいて、前記水架橋の力を上回る浮力を導出し、
前記第1の流速および前記第2の流速と、前記ガスの質量密度および動粘度と、前記含水固形物の含水率とに基づいて、前記水架橋の力を上回る浮力を前記水架橋に与える周波数を導出し、
導出した前記周波数でガスを供給することを特徴とする乾燥システム。 A drying system for drying a water-containing solid,
A first accommodating portion for accommodating the particle group of the water-containing solid matter,
A first gas supply part for supplying gas from the bottom surface of the first accommodating part by periodically and alternately switching the flow velocity of the gas between a first flow velocity and a second flow velocity higher than the first flow velocity. ,
Equipped with
The first gas supply unit,
Based on the water content of the water-containing solid and the particle size of the particles of the water-containing solid, derive the force of water bridge between the two particles,
Based on the mass density and particle size of the particles of the hydrous solid, and the diameter of the bubbles generated by supplying the gas in a pulsed manner, deriving buoyancy exceeding the force of the water bridge,
A frequency that gives the water bridge buoyancy exceeding the force of the water bridge based on the first flow velocity and the second flow velocity, the mass density and kinematic viscosity of the gas, and the water content of the water-containing solid. And derive
A drying system, characterized in that gas is supplied at the derived frequency .
前記抜出部によって抜き出された含水固形物の粒子を破砕する破砕部と、
を備え、
前記第1収容部には、前記破砕部によって破砕された含水固形物の粒子が導入されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の乾燥システム。 An extraction part for extracting the particles of the water-containing solid matter segregated in the inner lower part of the first accommodating part;
A crushing unit for crushing particles of the hydrous solid matter extracted by the extracting unit,
Equipped with
The drying system according to any one of claims 1 to 4, wherein particles of the water-containing solid crushed by the crushing unit are introduced into the first storage unit.
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