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技術 石炭・灯油スラリーの流量制御方法、及び、改質褐炭の製造装置

出願人 株式会社神戸製鋼所
発明者 木下繁渡邉裕紀
出願日 2013年4月26日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2013-094460
公開日 2014年11月17日 (4年8ヶ月経過) 公開番号 2014-214272
状態 特許登録済
技術分野 固形燃料及び燃料附随物 液体炭素質燃料
主要キーワード 給負荷 脱水スラリー 溶媒油 チャタリング現象 外側回転筒 トルク測定器 水位検出センサ カスケード制御
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図面 (6)

課題

過負荷による損傷を防止しつつ、石炭灯油スラリー流動状態の悪化を防止して、優れた固液分離性能を発揮させる。

解決手段

脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ遠心分離機2に供給して固液を分離する固液分離工程において、デカンタ式遠心分離機2のスクリューコンベアに作用するトルク目標値と実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機2内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ライン4の途中に設けた流量制御弁6の開度を前記開度目標値とする。

概要

背景

従来、デカンタ遠心分離機を利用して、脱水スラリーから溶媒油機械分離してケーキを得る固液分離工程を実行する方法が公知である(例えば、特許文献1参照)。

しかしながら、前記特許文献1では、デカンタ式遠心分離機を利用して固液(ケーキと溶媒油)を分離する点に言及しているだけである。

デカンタ式遠心分離機に供給される脱水スラリー(固形物量)が増えた場合(石炭灯油スラリーであれば、その流量自体が多い場合と、含有される石炭濃度が高い場合とが該当する。)、脱水スラリーが流路途中で詰まることがある。また、脱水スラリーの流動状態が悪化してチャタリング現象(主に、回転軸振動やがたつき)が発生することもある。この結果、デカンタ式遠心分離機に作用する負荷が増大し、ギアボックスベアリング等の構成部品を損傷させたり、固液分離性能を低下させたりすることがある。

概要

過負荷による損傷を防止しつつ、石炭・灯油スラリーの流動状態の悪化を防止して、優れた固液分離性能を発揮させる。脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機2に供給して固液を分離する固液分離工程において、デカンタ式遠心分離機2のスクリューコンベアに作用するトルク目標値と実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機2内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ライン4の途中に設けた流量制御弁6の開度を前記開度目標値とする。

目的

本発明の課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

脱水後の石炭灯油スラリーデカンタ遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルク目標値と実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁開度を前記開度目標値とすることを特徴とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法

請求項2

脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータ通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値と前記モータに通電される電流値の実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とすることを特徴とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法。

請求項3

脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記第1開度目標値と前記第2開度目標値のうち、いずれか小さい値を、前記流量制御弁の開度とすることを特徴とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法。

請求項4

脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、タンクからデカンタ式遠心分離機に至る供給ラインに於ける石炭・灯油スラリーの流量を決定し、決定したスラリー流量と、実測値との差に基づいて流量調整弁の第3開度目標値を決定し、前記第1開度目標値、前記第2開度目標値、及び、前記第3開度目標値のうち、最も小さい値を、前記流量制御弁の開度とすることを特徴とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法。

請求項5

前記流量制御弁の開度は、所定周期増減することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の石炭・灯油スラリーの流量制御方法。

請求項6

石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、前記スクリューコンベアに作用するトルクを検出するトルク検出センサと、前記デカンタ式遠心分離機で行う固液分離工程で、前記スクリューコンベアに作用するトルクの目標値と、前記トルク検出センサで検出される実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とする制御部と、を備えたことを特徴とする改質褐炭製造装置

請求項7

石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値と前記モータに通電される電流値の実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とする制御部と、を備えたことを特徴とする改質褐炭の製造装置。

請求項8

石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記第1開度目標値と前記第2開度目標値のうち、いずれか小さい値を、前記流量制御弁の開度とする制御部と、を備えたことを特徴とする改質褐炭の製造装置。

請求項9

石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、タンクからデカンタ式遠心分離機に至る供給ラインに於ける石炭・灯油スラリーの流量を決定し、決定したスラリー流量と、実測値との差に基づいて流量調整弁の第3開度目標値を決定し、前記第1開度目標値、前記第2開度目標値、及び、前記第3開度目標値のうち、最も小さい値を、前記流量制御弁の開度とする制御部と、を備えたことを特徴とする改質褐炭の製造装置。

請求項10

前記制御部は、前記流量制御弁の開度を所定周期で増減させることを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載の改質褐炭の製造装置。

技術分野

0001

本発明は、デカンタ遠心分離機にて行う固液分離工程において、デカンタ式遠心分離機内に供給する石炭灯油スラリー流量制御方法、及び、改質褐炭製造装置に関するものである。

背景技術

0002

従来、デカンタ式遠心分離機を利用して、脱水スラリーから溶媒油機械分離してケーキを得る固液分離工程を実行する方法が公知である(例えば、特許文献1参照)。

0003

しかしながら、前記特許文献1では、デカンタ式遠心分離機を利用して固液(ケーキと溶媒油)を分離する点に言及しているだけである。

0004

デカンタ式遠心分離機に供給される脱水スラリー(固形物量)が増えた場合(石炭・灯油スラリーであれば、その流量自体が多い場合と、含有される石炭濃度が高い場合とが該当する。)、脱水スラリーが流路途中で詰まることがある。また、脱水スラリーの流動状態が悪化してチャタリング現象(主に、回転軸振動やがたつき)が発生することもある。この結果、デカンタ式遠心分離機に作用する負荷が増大し、ギアボックスベアリング等の構成部品を損傷させたり、固液分離性能を低下させたりすることがある。

先行技術

0005

特開2010−116544号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の課題とするところは、過負荷による損傷を防止しつつ、石炭・灯油スラリーの流動状態の悪化を防止して、優れた固液分離性能を発揮させることのできる石炭・灯油スラリーの流量制御方法、及び、改質褐炭の製造装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、
前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルク目標値と実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁開度を前記開度目標値とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法を提供する。

0008

この方法によれば、スクリューコンベアに作用するトルクに基づいて、直接、過負荷とならないように流量を制御して、構成部品の損傷を防止することができる。また、デカンタ式遠心分離機内に供給される石炭・灯油スラリーの流量が必要以上に増大することがない。このため、石炭・灯油スラリーの流動状態が悪化することもなく、固液分離性能の低下を防止することができる。

0009

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、
前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータ通電する電流目標値を決定し、
前記電流目標値と前記モータに通電される電流値の実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法を提供する。

0010

この方法によれば、スクリューコンベアを回転駆動するモータに通電される電流値に基づいて、間接的に、スクリューコンベアに作用する力が過負荷とならないように流量を制御し、構成部品の損傷を防止すると共に、固液分離性能の低下を防止することができる。

0011

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、
前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、
前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、
前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、
前記第1開度目標値と前記第2開度目標値のうち、いずれか小さい値を、前記流量制御弁の開度とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法を提供する。

0012

この方法によれば、タンク内の石炭・灯油スラリーの水位と、スクリューコンベアを回転駆動するモータでの電流値とを考慮して、流量調整弁の開度を制御しているので、より一層適切に、スクリューコンベアに作用する力が過負荷となって構成部品を損傷させたり、固液分離性能が低下したりすることを防止することができる。

0013

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
脱水後の石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機に供給して固液を分離する固液分離工程において、
前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、
前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、
前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、
前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、タンクからデカンタ式遠心分離機に至る供給ラインに於ける石炭・灯油スラリーの流量を決定し、決定したスラリー流量と、実測値との差に基づいて流量調整弁の第3開度目標値を決定し、
前記第1開度目標値、前記第2開度目標値、及び、前記第3開度目標値のうち、最も小さい値を、前記流量制御弁の開度とすることを特徴とする石炭・灯油スラリーの流量制御方法を提供する。

0014

この方法によれば、タンク内の石炭・灯油スラリーの水位と、スクリューコンベアを回転駆動するモータでの電流値とに加えて、さらに供給ラインを流動する石炭・灯油スラリーの流量をも考慮して、流量調整弁の開度を制御することにより、さらに適切に、スクリューコンベアに作用する力が過負荷となって構成部品を損傷させたり、固液分離性能が低下したりすることを防止することができる。

0015

前記流量制御弁の開度は、所定周期増減するのが好ましい。

0016

この方法によれば、石炭・灯油スラリーの流量を細かく増減することにより、供給ラインでの詰まりや、流動不良を適切に防止することができる。

0017

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、
外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、
前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、
前記スクリューコンベアに作用するトルクを検出するトルク検出センサと、
前記デカンタ式遠心分離機で行う固液分離工程で、前記スクリューコンベアに作用するトルクの目標値と、前記トルク検出センサで検出される実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とする制御部と、
を備えた改質褐炭の製造装置を提供する。

0018

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、
前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、
外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、
前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、
前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値と前記モータに通電される電流値の実測値との差に基づいて開度目標値を決定し、デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の開度を前記開度目標値とする制御部と、
を備えた改質褐炭の製造装置を提供する。

0019

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、
前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、
外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、
前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、
前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記第1開度目標値と前記第2開度目標値のうち、いずれか小さい値を、前記流量制御弁の開度とする制御部と、
を備えた改質褐炭の製造装置を提供する。

0020

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
石炭・灯油スラリーが貯留されるタンクと、
前記タンク内の石炭・灯油スラリーの水位を検出するための水位検出センサと、
外側回転筒と、該外側回転筒内に相対回転可能に設けられ、モータの駆動により駆動するスクリューコンベアと、を有するデカンタ式遠心分離機と、
前記タンクと前記デカンタ式遠心分離機を結ぶ供給ラインと、
前記供給ラインに設けられ、石炭・灯油スラリーの流量を調整する流量調整弁と、
前記水位検出センサでの検出信号に基づいて、前記タンク内に於ける水位が一定となるように、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアを回転駆動するモータに通電する電流目標値を決定し、前記電流目標値に基づいて、前記デカンタ式遠心分離機内に石炭・灯油スラリーを供給する供給ラインの途中に設けた流量制御弁の第1開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機のスクリューコンベアに作用するトルクと実測値との差に基づいて、前記流量制御弁の第2開度目標値を決定し、前記デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーのタンク内に於ける水位が一定となるように、タンクからデカンタ式遠心分離機に至る供給ラインに於ける石炭・灯油スラリーの流量を決定し、決定したスラリー流量と、実測値との差に基づいて流量調整弁の第3開度目標値を決定し、前記第1開度目標値、前記第2開度目標値、及び、前記第3開度目標値のうち、最も小さい値を、前記流量制御弁の開度とする制御部と、
を備えた改質褐炭の製造装置を提供する。

0021

前記制御部は、前記流量制御弁の開度を所定周期で増減させるのが好ましい。

発明の効果

0022

本発明によれば、デカンタ式遠心分離機に供給する石炭・灯油スラリーの流量を制御するようにしたので、デカンタ式遠心分離機が過負荷となって機械的に損傷したり、あるいは、固液分離能力が低下したりすることを効果的に防止することができる。この結果、改質褐炭プロセスを安定させることが可能となる。

図面の簡単な説明

0023

第1実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す図である。
第2実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す図である。
第3実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す図である。
第4実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す図である。
第5実施形態に係る改質褐炭製造装置での供給ラインに於ける流量の変化を示すグラフである。

実施例

0024

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

0025

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す。この改質褐炭製造装置は、石炭・灯油スラリーが貯留されるタンク1と、このタンク1から供給される石炭・灯油スラリーの固液を分離するデカンタ式遠心分離機2とを備える。

0026

タンク1には、適宜、石炭・灯油スラリーが補給される。通常、石炭・灯油スラリーの補給は、タンク1内での水位がほぼ一定レベルに維持されるように行われる。タンク1内の石炭・灯油スラリーの水位は、水位検出センサ3によって検出される。

0027

タンク1からデカンタ式遠心分離機2に至る供給ライン4の途中には、タンク側から順に、ポンプ5、第1バルブ6及び第2バルブ7が接続されている。第1バルブ6は、デカンタ式遠心分離機2内に供給する石炭・灯油スラリーの流量を調整するためのものである。第2バルブ7は、供給ライン4での石炭・灯油スラリーの流量を所定範囲で増減するためのものである(詳細については、後述する第5実施形態で説明する)。また、ポンプ5と第1バルブ6の間とタンク1とを連通する還流ライン8が設けられている。

0028

デカンタ式遠心分離機2は、分離機本体9内に、スクリューコンベア(図示せず)が収容される円筒体10を配置したものある。スクリューコンベアの一端部からは、モータ11の駆動により回転する回転筒部12が突出している。回転筒部12は、分離機本体9の一端側に配置した支持プレート13に回転可能に支持されている。また回転筒部12は供給ライン4に接続されて、内部を石炭・灯油スラリーが流動する。スクリューコンベアの他端部からは回転軸14が突出し、分離機本体9の他端側に配置した支持プレート15に回転可能に支持されている。スクリューコンベアの回転トルクトルク測定器16によって検出される。トルク測定器16によって検出された回転トルクは伝送器17で電気信号(4〜20mA DC)に変換され、調節部18に送信される。調節器18は、受信した回転トルクの検出値に基づいて第1バルブ6に制御信号を出力し、その開度を調整する。図示しないが、分離機本体9の他端部には、固液を分離して得られたケーキ(固体)を排出するための固体排出口と、液体を排出するための液体排出口とが形成されている。

0029

前記構成からなる改質褐炭製造装置では、次のようにして石炭・灯油スラリーの固液を分離する。

0030

まず、デカンタ式遠心分離機2に供給する石炭・灯油スラリーの供給負荷条件(石炭・灯油スラリーの流量、石炭・灯油スラリーに含まれる固体の濃度等、ここでは、石炭・灯油スラリーの流量を使用)と、デカンタ式遠心分離機2のトルク設定値との関係に基づいて、実験結果等の経験値に基づいてトルク目標値SV値:Set Variable)を設定しておく。

0031

そして、実際にデカンタ式遠心分離機2を駆動し、トルク検出センサによって検出される回転トルク(トルク検出値)に基づいてトルク目標値(SV値)を微調整してもよい。

0032

続いて、デカンタ式遠心分離機2の運転条件等の違いに応じて、オペレータがDCS(分散制御システム:Distributed Control System)により、トルク目標値(SV値)を入力する。そして、入力されたトルク目標値(SV値)と、伝送器17から送られてきたトルク検出値(PV値:Pressure Variable)との偏差とに基づいてフィードバック制御(ここでは、PID制御)を行い、得られた演算値MV値:Manipulative Variable)を操作信号として第1バルブ6に送信する。これにより、第1バルブ6は、操作信号に従って開度が変更され、流量が調節される。
具体的には、次式に従って第1バルブ6の開度を決定している。

0033

0034

以上のようにして第1バルブ6の開度を調整しながら、ポンプ5を駆動することによりタンク1から石炭・灯油スラリーをデカンタ式遠心分離機2へと供給する。デカンタ式遠心分離機2内では、モータ11の駆動によりスクリューコンベアが回転し、回転筒部12内に供給された石炭・灯油スラリーの固液が分離される。分離された固体は固体排出口から、液体は液体排出口からそれぞれ排出される。

0035

前記第1実施形態によれば、スクリューコンベアの回転トルク(トルク目標値SV及びトルク検出値PV)に基づいて第1バルブ6の開度を調整するようにしているので、デカンタ式遠心分離機2が過負荷とならないように石炭・灯油スラリーの流量を抑制すると共に、固液分離性能の低下を防止することができる。

0036

(第2実施形態)
図2は、第2実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す。この改質褐炭製造装置は、前記第1実施形態に係るものとは次の点で相違する。なお、以下の説明では、前記第1実施形態に係る構成と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

0037

トルク測定器16はスクリューコンベアに作用する回転トルクを検出するだけであり、第1バルブ6の開度の制御には利用しない。そして、タンク1内の石炭・灯油スラリーの水位を検出する水位検出センサ3での検出信号に基づいて、次のようにしてスクリューコンベアを回転させるモータ11に通電する電流値と、第1バルブ6の開度とを制御する。

0038

すなわち、水位検出センサ3での検出水位とモータ11での電流値とに基づいてカスケード制御を行い、タンク1での水位が一定となるように、モータ11に通電する電流設定値(SV値)を決定する。そして、決定された設定値(SV値)と、トルク検出センサで検出されるスクリューコンベアの回転トルクの実測値(PV値)との偏差に基づいて、前記(数1)に従って演算値(MV値)を算出する。そして、算出された演算値に従って第1バルブ6の開度を制御する。

0039

前記第2実施形態によれば、タンク1内の石炭・灯油スラリーの水位に基づいて、スクリューコンベアを回転させるモータ11に通電する電流値と、第1バルブ6の開度とを制御するようにしたので、タンク1内の石炭・灯油スラリーの水位を一定に維持しつつ、デカンタ式遠心分離機2に対して過負荷とならないように石炭・灯油スラリーの流量を制御しつつ、固液分離性能の低下を防止することが可能となる。

0040

(第3実施形態)
図3は、第3実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す。この改質褐炭製造装置は、前記第1及び第2実施形態に係るものとは次の点で相違する。なお、以下の説明では、前記第1及び第2実施形態に係る構成と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

0041

前記第1実施形態と同様にして、デカンタ式遠心分離機2に供給する石炭・灯油スラリーの供給負荷条件と、デカンタ式遠心分離機2のトルク設定値との関係に基づいて、第1トルク目標値(SV1値)を設定する。そして、設定された第1トルク目標値(SV1値)と、トルク検出センサで検出されるスクリューコンベアの回転トルクの第1実測値(PV1値)との偏差とに基づいて、前記(数1)に従って第1開度目標値である第1演算値(MV1値)を算出する。

0042

また、前記第2実施形態と同様にして、水位検出センサ3での検出水位とモータ11での電流値とに基づいてカスケード制御を行い、タンク1での水位が一定となるように、モータ11に通電する電流の第2設定値(SV2値)を決定する。そして、決定された第2設定値(SV2値)と、スクリューコンベアを回転させるモータ11に通電する電流値の第2実測値(PV2値)との偏差に基づいて、前記(数1)に従って第2開度目標値である第2演算値(MV2値)を算出する。

0043

そして、算出された第1演算値(MV1値)と第2演算値(MV2値)とを比較し(Low Select)、小さい方の演算(電流)値に基づいて第1バルブ6の開度を制御する。

0044

前記第3実施形態によれば、第1演算値(MV1値)と第2演算値(MV2値)の小さい方で第1バルブ6の開度を調整しているので、急激な開度の変更がない。したがって、前記第1及び第2実施形態に係るものに比べて、より安定した状態で石炭・灯油スラリーを搬送しながら、固液を適切に分離することができる。

0045

(第4実施形態)
図4は、第4実施形態に係る改質褐炭製造装置の概略を示す。この改質褐炭製造装置は、前記第1実施形態に係るものとは次の点で相違する。なお、以下の説明では、前記第1実施形態に係る構成と対応する部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

0046

前記第1実施形態と同様にして、デカンタ式遠心分離機2に供給する石炭・灯油スラリーの供給負荷条件と、デカンタ式遠心分離機2のトルク設定値との関係に基づいて、第1トルク目標値(SV1値)を設定する。そして、設定された第1トルク目標値(SV1値)と、トルク検出センサで検出されるスクリューコンベアの回転トルクの第1実測値(PV1値)との偏差とに基づいて、前記(数1)に従って第1目標開度である第1演算値(MV1値)を算出する。

0047

また、前記第2実施形態と同様にして、水位検出センサ3での検出水位とモータ11での電流値とに基づいてカスケード制御を行い、タンク1での水位が一定となるように、モータ11に通電する電流の第2設定値(SV2値)を決定する。そして、決定された第2設定値(SV2値)と、スクリューコンベアを回転させるモータ11に通電する電流値の第2実測値(PV2値)との偏差に基づいて、前記(数1)に従って第2目標開度である第2演算値(MV2値)を算出する。

0048

さらに、タンク1内の石炭・灯油スラリーの水位が一定となるように、目標となるスラリー流量を決定する。また、供給ライン4にスラリー流量計19を設け、供給ライン4を流動する石炭・灯油スラリーの流量を検出する。そして、スラリー流量の目標値と、スラリー流量計19で検出されるスラリー流量の検出値との偏差に基づいて、カスケード制御を行い、前記(数1)により第3開度目標値である第3演算値(MV3値)を算出する。

0049

その後、算出された第1演算値(MV1)、第2演算値(MV2)及び第3演算値(MV3)のうち、最も小さい値に基づいて第1バルブ6の開度を制御する。

0050

前記第4実施形態によれば、すなわち第1演算値(MV1)及び第2演算値(MV2)に加え、さらに、スラリー流量の設定値(SV3値)及び実測値(PV3)により算出した第1バルブ6の第3演算値(MV3)の中の最小値に基づいて、第1バルブ6の開度をフィードバック制御するようにしたので、前記第3実施形態に比べて、より一層、安定した状態で石炭・灯油スラリーを搬送しながら、固液を適切に分離することができる。

0051

(第5実施形態)
第5実施形態に係る改質褐炭製造装置では、前記第1実施形態〜第4実施形態に係るいずれの構成にも採用することのできる次のような制御を行っている。

0052

すなわち、供給ライン4の第1バルブ6の開度に微小な変化を与える。具体的には、図5のグラフに示すように、第1バルブ6の開度を一定周期(t)で増減させる、いわゆるタクト制御を行う。これにより、供給ライン4、特に、第1バルブ6での閉塞を防止することが可能となる。なお、周期(t)及び増減の振幅(±X%:例えば、±1%)は、石炭・灯油スラリーの流動条件(供給ライン4の内径寸法の違い等)に応じて自由に設定すればよく、実験等により適切な値とすることができる。また、第1バルブ6でタクト制御を行う場合、第1バルブ6の開度を変更することにより流量制御を行うようにしてもよいし、第2バルブ7の開度を変更することにより行うようにしてもよい。

0053

前記第5実施形態によれば、供給ライン4での石炭・灯油スラリーの流量を、ある範囲で増減させることにより、供給ライン4、特に、流量制御弁での石炭・灯油スラリーの詰まりを効果的に防止することができる。

0054

1…タンク
2…デカンタ式遠心分離機
3…水位検出センサ
4…供給ライン
5…ポンプ
6…第1バルブ(流量制御弁)
7…第2バルブ
8…還流ライン
9…分離機本体
10…円筒体
11…モータ
12…回転筒部
13…支持プレート
14…回転軸
15…支持プレート
16…トルク測定器
17…伝送器
18…調節部

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