JP2004261775A - Apparatus and method for draining/cleaning slurry - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラリーの脱液洗浄装置及び方法に関し、スラリーを脱液、洗浄して、清浄な固形物を得る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にスラリーからの脱液、洗浄操作には、ドラムフィルター、フィルタープレス、デカンター、遠心分離機等の各種装置が使用されてきている。
例えば、石炭灰から製造されるゼオライトの脱液においては、アルカリ溶液を回収利用すること、洗浄の負荷を軽減するために高度に脱液することが求められている一方で、良好な固液分離による高回収率も同時に求められている。さらに、洗浄用液の使用量を抑制しながら、短時間で効率よく残留アルカリ溶液を洗浄除去することも同時に求められている。
なお、このような脱液分離装置については、周知技術としての上記各装置以外に特に明示すべき先行技術を見つけることができない。
【0003】
上記従来の分離装置によれば、脱液率の点で高性能であっても、回収率の点、あるいは、処理効率の点で不十分であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明では、スラリーを脱液・洗浄するにあたり、高い処理効率を実現できる、スラリーの脱液洗浄装置及び方法を提供することを、その目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明者らは、スラリーの処理単位を一括化し、かつ連続的に処理することに着目して研究した結果、フィルター機能を有するスラリー処理部を複数個設け、これらのスラリー処理部に収容した各スラリーに対して、同期的にかつ順次脱液〜洗浄工程を実施することにより上記した課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明によれば、以下の手段が提供される。
【0006】
(1) スラリーの脱液洗浄装置であって、
相互に独立し、それぞれにスラリーを収容可能であるとともにフィルターを備える2以上のスラリー処理部が配列されたスラリー処理部群と、
このスラリー処理部群に関連して配列される以下の手段:
前記スラリー処理部内に収容されたスラリーを、前記フィルターを介して吸引ろ過するスラリー脱液手段、
脱液後の処理部に洗浄用液を供給する洗浄用液供給手段、及び
前記フィルターを介して処理部内の洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄混合物脱液手段、
を備える、装置。
(2)前記手段群には、さらに、前記スラリー処理部にスラリーを供給するスラリー供給手段を備える、(1)記載の装置。
(3)前記各スラリー処理部の内容物の表面の高さ位置に応じて各スラリー処理部へのスラリー及び/又は洗浄用液の供給を制御するバルブ機構を有する定量供給手段を備える、(1)又は(2)に記載の装置。
(4)前記バルブ機構は、前記各スラリー処理部に対応してそれぞれ設けられ各スラリー処理部の内容物に対して浮力を発生可能なフロートと、各スラリー処理部へのスラリー及び/又は洗浄用液の供給により当該フロートが所定高さ位置に到達すると当該スラリー処理部への被供給体の供給を遮断するバルブとを備える、(3)に記載の装置。
(5)前記定量供給手段は、前記スラリー処理部群に沿って配置され、前記各スラリー処理部へ洗浄用液及び/又はスラリーを供給する配管に対して、前記各スラリー処理部の配置位置に対応して備えられる、(3)又は(4)に記載の装置。
(6)定位置にある前記各スラリー処理部に対して、前記スラリー脱液手段、前記洗浄用液供給手段及び前記洗浄混合物脱液手段による各作業を順次同期的に実施するようになっている、(1)〜(5)のいずれかに記載の装置。
(7)前記同期して行われる前記各手段による作業後に、前記スラリー処理部群は、スラリー排出工程に移動する、(6)記載の装置。
(8)さらに、前記スラリー処理部内の洗浄混合物にガスを供給して攪拌洗浄する洗浄手段を備える、(1)〜(7)のいずれかに記載の装置。
(9)前記攪拌洗浄手段によるガス供給は、前記フィルターを介して行われる、(8)記載の装置。
(10)ゼオライト含有スラリーの脱液洗浄装置である、(1)〜(9)のいずれかに記載の装置。
(11)さらに、ゼオライト型変換用液を前記スラリー処理部へ供給する手段を備える、(10)記載の装置。
(12)スラリーの脱液洗浄方法であって、
相互に独立し、それぞれフィルターを備えるとともにスラリーを収容可能な2以上のスラリー処理部からなるスラリー処理部群の定位置に固定した各スラリー処理部に対して、以下の工程;
(a)スラリー処理部にスラリーを供給する工程と、
(b)前記フィルターを介してスラリーを吸引ろ過するスラリー脱液工程と、
(c)脱液後の残留物に洗浄用液を供給して残留物を洗浄し、前記フィルターを介して洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄工程、
を順次同期的に実施する、方法。
(13)前記洗浄工程では、洗浄用液を供給後、前記フィルターを介してスラリー処理部にガスを供給し、前記残留物を含む洗浄混合物をガス攪拌により洗浄する、(12)記載の方法。
【0007】
これらの手段によれば、スラリーは複数の処理単位に分割されるとともに各処理単位に対して同期的かつ順次脱液・洗浄工程が実施され処理効率が向上される。また、スラリー処理部に対する脱液、洗浄工程条件を調整することにより、必要とされる脱水率や回収率の他、高い処理効率を容易に得ることができる。また、高い脱水率や回収率が得られるのみでなく、スラリー特性の変化が分割された各スラリー(処理部)で同じであるため、洗浄時間、脱水時間等の調整が容易である。結果として、スラリーや残留物の特性の変化に応じて幅広い対応が可能となっている。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明のスラリー脱液洗浄方法は、相互に独立し、それぞれフィルターを備えるとともにスラリーを収容可能な2以上のスラリー処理部からなるスラリー処理部群の各スラリー処理部に対して、以下の各工程作業をそれぞれ同期的に行うとともに、(a)〜(c)工程を順次行うことを特徴とする。
(a)スラリー処理部にスラリーを供給する工程と、
(b)前記フィルターを介してスラリーを吸引ろ過する脱液工程と、
(c)脱液後の残留物に洗浄用液を供給して残留物を洗浄し、前記フィルターを介して洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄工程
【0009】
また、本発明のスラリー脱液装置は、上記方法を実施するのに好ましい装置であって、
相互に独立し、それぞれにスラリーを収容可能であるとともにフィルターを備える2以上のスラリー処理部が配列されたスラリー処理部群と、
このスラリー処理部群に関連して配列される以下の手段:
前記スラリー処理部内に収容されたスラリーを、前記フィルターを介して前記処理部内の前記スラリーを吸引ろ過するスラリー脱液手段、
脱液後の処理部に洗浄用液を供給する供給手段、及び
前記フィルターを介して処理部内の洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄脱液手段、を備えることを特徴とする。
【0010】
これらの発明においては、スラリー固液分離を目的とするものであり、スラリー中の固体及び液体のいずれも回収目的とすることができる。また、各種スラリーを対象とすることができる。例えば、固体成分として、各種ゼオライト、顔料、染料、石膏、水酸化アルミニウム、黒鉛、チタン化合物等を含有するスラリー、おから、あん、ポテト、ペットフード原料等を含有する食品系のスラリー、紙パルプ、ファイバー、パルプスラリー等のパルプ系スラリー、下水汚泥、一般汚泥、建設汚泥等の各種汚泥スラリーを対象とすることができる。本発明の方法及び装置は、特に、石炭灰ゼオライト製造工程で得られるゼオライト含有アルカリスラリーの固液分離に適用することが好ましい。ゼオライト粒子が微粒子で真比重は2と、水の2倍あるものの多孔質であるため粒子中に水を多く含むためしたがって、水との比重差が余りなくなり、一般に遠心分離では脱水しにくく、高脱水および高回収率での固液分離が要求されているからである。
【0011】
本発明の脱液洗浄工程は、図1に例示するように、相互に独立し、それぞれフィルターを備えてスラリーを収容可能な2以上のスラリー処理部からなるスラリー処理部群の各スラリー処理部に対して実施される。すなわち、本発明においては、スラリーは、2以上のスラリー処理部にそれぞれ収容されることにより、2以上の処理単位に分割され、分割された処理単位毎に同期的に各工程が実施される。洗浄工程後に、スラリー処理部内の固形物の排出工程、スラリー処理部の洗浄工程等の後段の工程も、同期的に実施されることが好ましい。
以下、本発明のスラリー脱液洗浄方法及び装置の一形態を図1〜9に例示し、当該形態を参照しつつ説明する。なお、これらの図に示す形態は、本発明の好ましい一形態であるが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。
【0012】
(スラリー処理部群)
図2には、本発明装置の好ましい一形態を示している。この図に示す形態においては、複数個のスラリー処理部4が、チェンコンベア200上に移動可能に取り付けられて、無端縁状の配列からなるスラリー処理部群2を形成している。
各スラリー処理部4は、スラリーを収容可能である。スラリーを収容するための容器形状は特に限定しない。スラリーを収容可能であれば平板状ないし皿状であってもよいし、必要に応じて所定の深さを備えるパン状であってもよい。さらに、蓋部を備えるものであってもよい。
【0013】
図3及び4に示すように、スラリー処理部4は、その内容物を吸引可能に及び内部にガス等を供給可能に構成されている。具体的には、スラリー処理部4の一部にフィルター6を備えている。フィルター6は、スラリー処理部4の底部の少なくとも一部に備えられていることが好ましく、底部のほぼ全体について備えられていることがより好ましい。スラリー処理部4に、フィルター6を備えていることにより、スラリー処理部4内においてスラリーの吸引ろ過を実施することができ、脱液洗浄工程を連続して行うことができる。
フィルター6には、スラリー中の液体が通過可能で固体成分が通過しない程度の孔部を備える各種フィルター材を使用することができる。具体的には、各種繊維製の織物や編物で構成されるメッシュ状体であるろ布、金属あるいは樹脂製のスクリーン、多孔体等のメッシュプレート体、多孔質セラミックス製等の多孔質体、ビーズ等が充填されたカラム等を挙げることができる。ろ布としては、固体部分の粒径や吸引圧力等に考慮して、適切な孔径(メッシュサイズ)を有するろ布を使用する。ろ布の材質は特に限定しない。
【0014】
これらは、1種あるいは2種以上を組み合わせて用いることができるが、少なくともろ布を用いることが好ましく、より好ましくは、ろ布とメッシュプレート体とを組み合わせて用いる。この場合、メッシュプレート体を用いることにより、吸引時におけるフィルター面からの均一な吸引を確保することができる。メッシュプレート体が介在されることにより、吸引される液体が移動することができる空隙が確保されるからである。なお、メッシュプレートは同時に、ろ布の支持体としても機能している。
特に、フィルター材(特に、ろ布)は交換可能に設けられていることが好ましい。例えば、ろ布を、メッシュプレート体や多孔質体等の上に載置するのみとするなど、他のフィルター材と併用するとともに、このフィルター材から着脱可能に設けるようにすることができる。フィルター材が交換可能であると、スラリーの特性に応じて、収率が高く、また、ろ液の排出を容易化することができる。
図3及び4に示す形態では、ろ布6aとメッシュプレート6bとの双方からなるフィルター6を備えている。
なお、図3及び4に示すように、スラリー処理部4の底部は、脱液やガスの供給を可能にするとともに、脱液時や洗浄時等において内容物を確実に支持可能に、孔部8を有する底板10を備えていることが好ましい。
【0015】
スラリー処理部群2において各スラリー処理部4は、相互に独立している。ここで、相互に独立しているとは、個別にスラリーを収容できること、個別に吸引ろ過可能であることを意味している。したがって、この意味において相互に独立である限り、どのような形態のスラリー処理部4でスラリー処理部群2を形成してもよい。
スラリー処理部4は、スラリー処理部群2において配列されていることが、各工程の効率的実施の観点から好ましい。配列形態としては、少なくとも2以上のスラリー処理部4が一方向に連続して配列されていることが好ましい。
【0016】
したがって、例えば、連結して配列される形態としては、スラリーを個別に収容可能に一方向に沿って2以上に区画され、各区画部の底部にフィルターを備えるように形成された区画体の全体をスラリー処理部群2とすることができる。この場合、各区画部がスラリー処理部4に相当することになる。また、この他の例としては、底部にフィルター6を備えるパン状体を、タンデム状に複数個連結することもできる。また、図2に示すように、前記パン状体を、レールあるいはコンベア等の搬送手段上に配列したスラリー処理部群2を挙げることができる。
好ましくは、図2に示すように、多数個のスラリー処理部4は、無端縁状に配列されている。かかる配列形態によれば、スラリーの供給、脱液、洗浄、および排出、ならびにスラリー処理部の洗浄の一連の工程を同期的に行うことが容易であるとともに、効率的に繰り返し実施が可能である。
【0017】
このように構成されるスラリー処理部群2の各スラリー処理部4のスラリーに対して、同期的かつ順次前記(a)工程〜(c)工程を実施する。すなわち、スラリー処理部群2の各スラリー処理部4に対して、前記(a)工程を同期的に実施し、次いで、(b)工程をスラリー処理部群に対して同期的に実施し、さらに、同期的に(c)工程を実施する(図1参照)。
当該形態によれば、スラリー処理部4内に収容されるスラリー単位に各工程が実施されることにより、周囲へのスラリー成分の飛散、流出が防止される。また、本発明においては、全工程が、スラリー処理部4内で完結されるため、処理工程間でスラリーや固形分自体の移動を全く伴わない。このため、固形成分のロスが少なく、高回収率の確保が容易となっている。さらに、スラリーの濃度や供給量、洗浄液量や洗浄方法等をスラリーの特性に応じた、工程条件を設定することができる。さらに、スラリーは分割された単位で処理されるため、均一な回収率や脱水率の固液分離を達成できる。
【0018】
本発明方法では、スラリー処理部4単位で脱液・洗浄工程を実施できるため、個々の処理部に対してこれらの工程を同期的に並行して実施することができる。これにより、結果としてスラリーの供給から固形分の排出までの処理時間を短縮することができる。
これらの工程を同期的かつ順次行うには、前記スラリー処理部4を定位置に固定し、当該定位置で、前記(a)工程〜(c)工程を実施するようにすることが好ましい。この形態によれば、同期的かつ連続的かつ同時並行的な工程実施を容易に実現できる。また、スラリー処理部の移動時間や内容物の移動のロスなく効率的に実施できる。なお、スラリー処理部群2を(a)工程〜(c)工程を実施可能な領域に順次移動させることにより、同期的かつ順次的にこれらの工程を行うことも可能である。
なお、洗浄工程実施後においては、固形分の排出工程とスラリー処理部の洗浄工程を実施することができる。排出工程や処理部洗浄工程は、かならずしもスラリー処理部群2に対して同期的かつ順次的に行う必要はない。例えば、図1に示すように、各処理部4毎に逐次排出工程と洗浄工程を実施するように設けることもできる。図1は、各処理部4に対して同期的に排出工程や処理部洗浄工程を行わずに、各処理部4に対して個別に逐次的にこれらの工程が実施されることを意味している。
【0019】
次に、本発明の装置に備えられる各手段について説明する。
(スラリー脱液洗浄装置)
図2に示すように、本発明のスラリー脱液洗浄(処理)装置1は、上記したスラリー処理部群2を備えていることはすでに述べたが、これに加えて手段群12とを備えている。
手段群12は、少なくとも、スラリー処理部にスラリーを供給するスラリー供給手段14と、前記スラリー処理部4内の内容物を前記フィルターを介して吸引ろ過する脱液手段であって、スラリーを脱液する手段34と洗浄混合物を脱液する手段54と、脱液後の処理部内の残留物に洗浄用液を供給する手段44、とを有している。さらに、本装置1は、洗浄用液を供給後の前記スラリー処理部の残留物下部よりガスを供給して残留物と洗浄用液とを攪拌洗浄する洗浄手段64を備えることができる。
【0020】
(スラリー供給手段)
スラリー供給手段14は、スラリーを処理部4内に供給できるものであれば特に限定しないが、本発明にあっては、複数の処理部4に同期的かつ等量にスラリーを供給できるものであることが好ましい。同期的かつ等量供給するには、各種形態を採用することができるが、本発明においては、図2及び5に示すように、スラリー処理部4内でのスラリーの液面レベルで供給量を調整するバルブ機構を有する定量供給手段16を備えることが好ましい。また、適宜スラリー貯留部18を備えることが好ましい。
【0021】
図5〜図7に、かかる定量供給手段16の一例を示す。この定量供給手段16は、この例えば、複数の処理部4に対して設けられる単一のスラリー供給管20における各スラリー処理部4対応部位に備えられている。
定量供給手段16は、上下動可能に構成されていることが好ましい。例えば、スラリー供給管20を、その水平状態を維持して上下動可能な上下機構110を介して架台100に支持するようにする。より具体的には、スラリー供給管20は、上下機構110に連結された支持フレーム120に固定されている。
【0022】
この定量供給手段16は、スラリー処理部4毎の供給管22と、処理部4の内容物の液面レベルに対応して浮遊可能なフロート24と、このフロート24の上下動に対応して前記供給管の所定部位を開閉可能に連結された弁体28とを備えている。この定量供給手段16は、フロート24が処理部4内の内容物の液面が所定レベルに達したときに受ける浮力により弁体28を閉じ、当該浮力を受けないときには弁体28を開放するように構成されている。
【0023】
定量供給手段16における弁体28は供給管22のある位置において供給ラインを遮断し、当該遮断位置より上動すると供給ラインを開放可能となっている。
フロート24は、この弁体28の液体吐出側に、クランク機構やシリンダ機構等の浮力伝達機構30により連結されて備えられている。
浮力伝達機構30は、フロート24が浮力等により上動すると弁体28が下動して供給ラインを遮断し、フロート24がフリーあるいは下動すると弁体28が上動し供給ラインを開放するように構成されている。当該伝達機構30は、好ましくは、支持体35を介して供給管22に直結されている。
【0024】
当該伝達機構30においては、前記したフロート24と弁体28との移動態様を形成可能な各種構成を採用することができるが、例えば、図5に示すように、弁体28に連結される第1のアーム31と第2のアーム32とフロート24に連結される第3のアーム33で構成し、第3のアーム33の交差部位で支持体35に固定することで、フロートの上動と弁体の遮断とを連動させることができるクランク機構を構成することができる。
このようなスラリー供給手段14は、定量供給手段16を含めて後述する洗浄用液の供給手段44と共用することができる。
なお、供給物の比重を考慮して、初期設定位置を決定すれば、任意の量の供給が可能となる。
【0025】
さらに、ゼオライトスラリーの脱液洗浄に本装置1を用いる場合に、このスラリー供給手段14を、例えば、ゼオライトの型変換用液の供給手段として使用することもできる。スラリー処理部4内にてゼオライトの型変換を、スラリーの脱液工程後に引き続いて実施することができる。また、この場合に、後述するガス供給手段を用いることにより、型変換用液と固形物とを混合攪拌して効果的に型変換を実施することができる。
【0026】
(スラリー脱液手段)
スラリー脱液手段34は、スラリー処理部のフィルターを介して処理部4内部を吸引できる吸引手段である。吸引手段としては、従来公知の各種吸引手段を使用することができる。例えば、真空吸引源に接続される吸引手段とすることができる。ろ液の吸引経路の途中にろ液(洗浄廃液)の貯留部36を備えるようにすることが好ましい。
脱液手段34の一部としてあるいはスラリー処理部4の一部として、図8に示すように、スラリー処理部4のフィルター6の下面側に、真空吸引可能な密閉状態を形成でき、かつ脱着可能に設けられる吸引用のチャンバー38を備えることが好ましい。
【0027】
このチャンバー38は、処理部4の底部におおよそ対応する開口部を有する箱状であって、一部に真空吸引源に連通する孔部を備えている。
このチャンバー38と処理部4との間には、脱液時(吸引時)に、チャンバー38への外部空気の流入を防止するため、チャンバーとスラリー処理部の底部とを密閉するべく、チャンバー38の上面側と処理部4の底部との間にシール手段40を設けることが好ましい。
このシール手段40は、例えば、図8及び図9に示すように、弾性素材で構成されるシール材42と、レール状の固定部材43aとレール間に収容可能な固定部材43bとを備えるようにすることができる。
シール材42は、上方に開口する断面チャンネル状を有し、処理部4の底部の周縁におおよそ対応する形状を備えている。
また、レール状の固定部材43aは、2列のレールが処理部4の底部周縁に倣うように形成されており、そのレール間にシール材42の底部を収納可能に形成されている。さらに、固定部材43bは、レール状固定部材43aのレール間に収容されるシール材42の底部上に載置可能となっている。
このような構成のシール手段40を備えることにより、脱液時には、処理部4とチャンバー38との対向部分から空気が流入することを防止できる。また、後述するように、ガスの供給時には、供給されたガスが外部に漏出することを防止することができる。
【0028】
この脱液手段34は、スラリー処理部4内の内容物を吸引ろ過するため、内容物がスラリーであればスラリー脱液手段であり、内容物が洗浄用液供給後の洗浄混合物(脱液後の残留物と洗浄用液とからなる)であれば洗浄混合物の脱液手段としても使用できる。すなわち、本装置1においてはこれら2種類の機能をそれぞれ別個に実現するように2種の脱液手段を備えることもできるし、2種類の機能を兼用するように脱液手段を設けることもできる。
【0029】
(洗浄用液の供給手段)
洗浄用液の供給手段44は、特に限定しないで、洗浄用液を所定量供給できる液体供給手段であればよい。本供給手段44は、複数のスラリー処理部4に対して同期的にかつ等量の洗浄用液を供給可能であることが好ましい。このため、上記したスラリー供給手段14と同様の供給機構を採用することが好ましく、より好ましくは、スラリー供給手段14と洗浄用液の供給手段44とを共用することが好ましい。この際、定量供給手段16も同様の構成とするかあるいはスラリー供給用のものと兼用することが好ましい。洗浄用液の貯留部48を備えることもできる。図2に示す形態においては、スラリー供給手段14と洗浄用液の供給手段44とを兼用している。なお、洗浄用液の供給手段44として、スラリー供給手段14を兼用した場合、スラリー供給と洗浄用液の供給は、バルブの切替により容易に実現できる。
【0030】
(洗浄手段)
本装置1は、手段群12の一つとして洗浄手段64を備えることができる。洗浄手段64は、洗浄用液を供給後の前記スラリー処理部4の残留物下部よりガスを供給して残留物と洗浄用液とを攪拌洗浄可能であれば特に限定しない。好ましくは、スラリー処理部4のフィルター6を介して処理部4内部にガスを供給できるものとする。洗浄手段64で使用するガスは、空気又は水蒸気とすることが好ましい。空気は、圧縮された空気源を用いることもできる。
ガスが残留物の下部、すなわち、処理部4の底部から供給されることにより、脱液により圧縮された残留物(ケーキ)がほぐれ、これにより洗浄用液と残留物とがよく攪拌され洗浄効果を確保・向上させることができる。また、ケーキの通気性が向上し、後段の吸引時間が短縮され、処理能力を向上させる。さらにフィルター6を介して供給されるときは、フィルター6の目詰まりも同時に解消される。
【0031】
ガスの供給にあたっては、処理部4のフィルター6の下面側に、ガス供給用のチャンバーを設けることが好ましい。このチャンバーは、上記脱液手段の吸引チャンバーと同様の構成とすることができ、当該チャンバーと共用することができる。既に説明したシール手段40は、ガスの供給に際しても有効に機能する。
【0032】
(洗浄用混合物脱液手段)
洗浄混合物の脱液手段54は、スラリー処理部4内の洗浄用液供給後の洗浄混合物を脱液する手段である。
洗浄混合物の脱液手段54は、特に限定しないで、洗浄混合物を脱液できる手段であればよい。好ましくは、本脱液手段54は、複数のスラリー処理部4内部を同期的に吸引可能であれば足り、特に限定するものではないが、上記したスラリー脱液手段34と同様の脱液機構を採用することが好ましく、より好ましくは、スラリー脱液手段34と共用することが好ましい。この際、チャンバー38も併せて共用されることが好ましい。
【0033】
さらに、本装置1には、洗浄後に、スラリー処理部4から固形分を排出する手段70と、固形分排出後にスラリー処理部の内部を洗浄する手段80とを備えることもできる。これらの手段は、手段群の一部として備えることもできる。排出手段70と洗浄手段80の形態は特に限定しないが、配列された各スラリー処理部4に対して同期的に排出工程と洗浄工程を実施するように設けてもよいが、各処理部4毎に逐次排出工程と洗浄工程を実施するように設けることが好ましい。
【0034】
以上の手段群12は、定位置のスラリー処理部4に対して脱液工程、洗浄工程の順に各工程を同期的に順次実施できるように配列されていることが好ましい。すなわち、複数のスラリー処理部4のそれぞれに対して、これらの各手段が同期的に実施できるように配置されている。スラリー供給手段14と洗浄用液供給手段44とが共用され、スラリー脱液手段34がスラリーの脱液と洗浄混合物の脱液手段54とを共用する場合には、それぞれの処理部に対してコンパクトな範囲で各工程を実施することができる。さらに、かかるスラリー処理部4を複数個並列して配列してスラリー処理部群を構成しても、全体的な装置領域をコンパクト化することができる。
【0035】
さらに、これらの手段群12による工程終了後には、スラリー処理部群2は、定位置から移動し、ケーキ排出工程、処理部洗浄工程へと移動可能となっていることが好ましい。より好ましくは、無端縁状にスラリー処理部4を配列して、固形分(ケーキ)排出と処理部洗浄を終えて循環して、スラリーの洗浄脱液のための工程実施域に再配置されるように構成する。
【0036】
このようなスラリー処理部4の移動を実現するには、処理部群2をレールあるいはコンベア等の搬送手段、あるいは多数本の一端を回転軸に併せて支持し、これらのアームの他端に各処理部あるいは手段等を備えて回転させるような搬送手段を利用して移動させることが好ましい。搬送手段に対する固定位置及び各工程のサイクルタイムを同期させることが容易であるからである。スラリー処理部群2を移動可能に無端縁状に配列することにより、省コストでこのような工程を実施できる。
【0037】
チェンコンベア200は、図2に示す形態では、スラリー処理部4のフィルター6が水平状となるように保持しつつ、一方向に沿って搬送し、コンベア端部200aにおいて、スラリー処理部4を反転した状態で支持し、他方の端部200bにおいて、また、スラリー処理部4を水平状態で保持するように構成されている。
以下、この装置形態を参照しながら、本発明方法の各工程の詳細について説明する。
【0038】
(スラリー供給工程)
スラリー処理部4は、まず、スラリー処理部4に、スラリーが供給される。スラリー処理部4は、チェンコンベア200によって搬送される。搬送される工程実施域は定位置であることが好ましい。工程実施域に搬送されてきたスラリー処理部4は、すでに内部が洗浄されている。
【0039】
スラリーの供給手段14は、本形態では、スラリー供給用のタンク18から、ポンプでそれぞれの定量供給手段16を経由して、各スラリー処理部4に供給されるようになっている。定量供給手段16は、まず、上下機構110により下動され、フリーのフロート24がスラリー処理部4の所定の高さ位置にくるようにセットされる。
定量供給手段16のフロート24がフリーな状態のときには、弁体28は遮断位置より上方にあって供給ラインは開の状態であり、供給管20、22を介して給液が開始され、処理部4内のスラリー量が所定のレベルに到達し、フロート24が浮力を受けて上昇して弁体28が下動し遮断位置に到達すると、供給管22の供給ラインが遮断され、供給管22を介した処理部4へのスラリー供給が停止される。弁体28が一旦遮断位置に到達し供給ラインを閉としたら、スラリーの液圧を上方から受けるため、供給ラインが開放されることはない。
【0040】
このフロート24による定量供給機構によれば、流量制御や電気的な液面レベル制御によることなく、簡易かつ確実に供給量を制御できる。すなわち、配列された複数個の処理部4に対して同期的に一定量を供給するのにあたり、従来は、定量バルブの相互位置の相違から発生する圧力差による各処理部へのスラリー供給時間が異なってくるため、各処理部へのスラリー供給量を制御するのは困難であったが、この定量供給手段16によれば、前記圧力差により供給する時間差が生じてもそれぞれの処理部に一定量を供給することができる。
なお、1単位分のスラリー量は、スラリーの種類や得ようとする脱水率や処理能力を考慮して決定される。スラリー中の固形分の粉体特性にもよるが、好ましくは、脱液後に、約10mm〜約40mmの高さに固形分が残留するようなスラリー量とする。10mm未満では、効率が悪く、40mmを超えると、圧力損失が大きくなりすぎて吸引時間を要するようになるからである。
石炭灰からゼオライトを製造する工程において得られるゼオライト含有アルカリスラリーは、固形分濃度がおおよそ10〜30wt%であり、本装置及び方法は、当該固形分濃度のゼオライト含有スラリーに好ましく適用できる。
全ての供給管22の弁体が下動して各供給ラインが遮断されると、供給管20へのスラリーの供給を停止する。次いで、定量供給手段16を上動させる。
【0041】
(スラリー脱液工程)
脱液工程では、スラリーから液体を吸引ろ過する。工程実施域には、脱液手段34が配置されている。本形態では、チェンコンベア200によるスラリー処理部4の固定位置に対応する部位に、脱液手段34が設置されている。本形態においては、脱液手段は、真空吸引源に接続されるチャンバー38と、吸引経路の途中に設けられるろ液貯留部36とから構成されている。
チャンバー38が、スラリー処理部4の下面に密着されて真空吸引源を作動させることにより、スラリー中の液体がろ布等のフィルター6、吸引孔8を介してチャンバー38に流下してくる。ろ液は、さらに、チャンバー38内の最底部近傍に設けられた排出口から貯留部36へと移動し、そこに貯留される。
【0042】
スラリー供給工程においても説明したように、本工程は、脱液後の固形分厚さが、約10mm〜約40mmとなるように実施することが好ましい。吸引圧力は、好ましくは、0.02〜0.06MPaである。それぞれ下限を下回ると効率が悪くまた脱水率も低下するからであり、上限を上回ると吸引時間が長くなり、あるいは大きな吸引装置が必要となるからである。
所定吸引力で所定時間吸引を実施した後、弁を操作し、シール手段40による気密を解除する。
【0043】
(スラリー洗浄工程)
脱液工程を終了したスラリー処理部4はその位置で洗浄工程に移る。洗浄工程は、洗浄用液の供給と洗浄混合物の脱液とを行うが、好ましくは、洗浄混合物にガスを供給して攪拌洗浄する。
本形態の洗浄用液の供給は、スラリー供給手段を共用し、脱液は、スラリー脱液手段34と同様の構成の吸引チャンバー38を備えた前記脱液手段を共用している。攪拌洗浄は、前記吸引チャンバーを共用し当該チャンバーに空気を供給可能に圧縮空気源に連結された配管群を利用する。
【0044】
洗浄用液は、例えば水等とすることができ、本形態にあっては、洗浄用液貯留部48からスラリー供給手段14を経由してスラリー処理部4に供給される。
洗浄用液の供給に先だって、前記定量供給手段16のフロート24が処理部4内の所定高さに位置するように調整される。定量供給手段16を調整後、洗浄用液を各処理部4に一定量の洗浄用液を供給する。これにより、スラリー処理部4内には、スラリー固形分と洗浄用液との洗浄混合物が形成される。
【0045】
この洗浄混合物をそのまま脱液することもできるが、洗浄手段64による洗浄を実施することもできる。かかる洗浄工程を実施する場合には、洗浄手段64を用いて洗浄混合物の下部からガスを供給する。具体的には、処理部4の底部のフィルターを介して処理部4内にガスを供給する。ガスの供給により、処理部4内、特にその底部近傍で固化した残留物をほぐし、洗浄用液と混合することで、洗浄効果を向上させる。洗浄用液の供給時に洗浄用液の落下衝撃により形成される残留固形分の表面の凹凸を修正し、残留物の通気性をよくして吸引効果を均一化し、これにより吸引脱水時間を短縮することができる。さらに、脱液時と逆方向にガスを流入させることで、フィルターの目詰まりを解消するとともに、ケーキ排出時にフィルターに付着する残留分の付着を減少せることができる。なお、供給するガスの圧力は、0.05MPa以上0.15MPa以下とすることが好ましい。0.05MPa未満であると攪拌が弱く、0.15MPaを超えると空気過剰により溢れたり空気ロスが生じたりするからである。
【0046】
洗浄用液供給後あるいは攪拌洗浄後、洗浄混合物を脱液する。脱液にあたっては、脱液工程と同様にして行うことができる。
洗浄工程では、スラリー処理部4の残留物に、洗浄用液および/または後段の洗浄工程で発生した洗浄廃液を供給し、その後、吸引ろ過して、固形分を洗浄することができる。吸引およびろ液の移動は、脱液工程と同様である。さらに、清浄度を高めたい場合には、一つの洗浄手段において2回以上洗浄工程を繰り返し実施してもよい。
【0047】
なお、スラリー洗浄工程においては、既に説明したように、スラリーとしてゼオライトスラリーを用いる場合に、洗浄用液に変えてゼオライトの型変換用液を供給することによりゼオライトの型変換工程を実施できる。かかる変換工程は通常の洗浄工程の後段において行うことが好ましい。また、洗浄手段64によりガスを供給して型変換用液とスラリー固形分との混合物を攪拌させることもできる。
【0048】
(固形分排出工程)
工程実施域の定位置において、スラリー供給〜洗浄までを完了したスラリー処理部4は、チェンコンベア200により固形分排出工程実施域、すなわち、排出手段70の設置位置まで搬送される。例えば、図2に示すように、コンベア200の端部200aにてスラリー処理部4が反転されることを利用する排出手段70を採用することができる。なお、排出手段70は、このような反転操作によるものに限定するものではなく、振動や衝撃を付与することによる排出手段したり、あるいは、スクレーパー等による排出手段等、従来公知の各種手段を1種類あるいは2種類以上を組み合わせたりして使用できる。
【0049】
(スラリー処理部洗浄工程)
さらに、チェンコンベア200の駆動により、スラリー処理部4の洗浄工程、すなわち、処理部4の洗浄手段80が配置された洗浄工程実施域にスラリー処理部4が到達される。
処理部の洗浄手段80は、従来公知の各種手段を採用できる。例えば、図2に示すように、水等の洗浄液をスラリー処理部4内に噴射等により供給して、圧力と水流で一挙に残留物を除去することができる。特に、本形態では、スラリー処理部4が反転状態となっているので、洗浄が容易になっている。この形態においては、洗浄手段80は、複数個備えられていることが好ましい。
【0050】
また、この形態とともにあるいはこの形態に替えて、図2に示すようなスラリー処理部4が移動可能な洗浄槽90を採用することもできる。
スラリー処理部4が、洗浄槽90内を、開口部を下方に向けた状態で移動することにより、スラリー処理部4の底部や側面などに付着した固形物を槽90底部に沈降させて、洗浄槽90の底部に堆積させることができる。これらの堆積物は必要に応じて排出させればよい。堆積物は、洗浄槽90の底部に、スラリー処理部4の進行方向に平行に沿って設けたスクリューコンベア等で集積部92へ移動させることも可能である。また、スラリー処理部4の開口端縁部が洗浄槽90の底部近傍を移動するようにすることにより、スラリー処理部4の移動に伴って、この端縁部で堆積物を押してスラリー処理部4の移動方向に移動させることができる。この移動先(工程下流側)に、堆積物の排出部あるいは集積部92を設けることにより、洗浄槽内を常時洗浄に適した状態に維持することができる。
さらに、この堆積物を貯留し、搬送して、適宜、スラリー処理部4に供給されるスラリーの一部としてあるいは全部として用いて再び固液分離することにより、無駄なく固形分を回収できることになる。
【0051】
スラリー処理部4の洗浄工程が終了したスラリー処理部4は、再び、工程実施域に送り出され、上記した各工程が繰り返し実施される。
【0052】
なお、以上の説明では、処理手段群12を工程実施域から移動させる構成について説明したが、当該工程実施域に排出手段や洗浄手段を移動させるかあるいは配置することも可能である。
【0053】
このように、スラリー処理部群に対する固液分離工程を、同期的かつ順次的に行うことにより、自動運転化も容易であり、生産効率を飛躍的に向上させることができる。また、脱水効率、回収効率も容易にエネルギーコストをかけることなく高めることができる。
【0054】
なお、当業者は、本分野の技術常識によれば、本発明におけるスラリー処理部を配列したスラリー処理部群を駆動させること、及び、各工程実施手段を配列した手段群を駆動させることは、上記の説明以外にも、それぞれ各種の変形形態を容易に創出できるものであり、本発明にはそのような修飾形態、変形形態も包含されるものとする。
また、本発明によれば、以下の構成のスラリーの脱液洗浄方法および装置も提供される。
すなわち、フィルター部を有し、スラリーを収容可能な容器状のスラリー処理部内に、スラリーを供給し、脱液し、洗浄用液を供給し、前記フィルター部を介してガスを供給して洗浄混合物を攪拌洗浄し、洗浄混合物を脱液する、方法及び装置が提供される。
【0055】
【実施例】
以下、本発明の具体例を挙げて説明する。なお、これらの具体例は、本発明をよりよく説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。
【0056】
(実施例1)
石炭灰ゼオライト反応装置により製造された温度72℃、固形分濃度25wt%、NaOH濃度が1.4Nの石炭灰ゼオライトスラリーを、長さ640mm、幅440mm、深さ150mmのパン状のスラリー処理部5個に、1個あたり19.2L計96L供給した。
スラリー供給後、スラリー処理部の脱液洗浄工程を実施した。脱液工程は、吸引時間20秒で全ての処理部における脱液工程を完了し、吸引時の圧力は、0.06MPaを示した。この脱液工程により、厚さ30ミリ平均のケーキを得た。
攪拌洗浄工程は、65℃の温水を各スラリー処理部に15L(計75L)供給した。次いで、圧力0.08MPaの圧縮空気を25秒間送って洗浄混合物を攪拌した。その後、洗浄混合物を吸引し脱液し、45秒で全ての処理部の脱液工程を完了した。吸引時の圧力は、0.06MPaを示し、厚さ平均30mmの脱水ケーキを得た。
この洗浄工程を合計4回繰り返し(洗浄用液の相溶は300L)、得られたケーキは残留水分は50.0%、ケーキ乾燥後に5wt%スラリーを調製したときのpHは11.45であった。
【0057】
【発明の効果】
本発明によれば、高い処理効率を実現できる、スラリーの脱液洗浄装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスラリー脱液洗浄工程の概要を示す図である。
【図2】本発明のスラリー脱液洗浄装置の全体構成の概略を示す図である。
【図3】本発明におけるスラリー処理部の断面構造を示す図である。
【図4】本発明のスラリー処理部を上面視した場合の構造を示す図である。
【図5】本発明におけるスラリー供給手段(洗浄用液供給手段)において、各スラリー処理部に向けられる定量供給手段の一例を示す断面図である。
【図6】図5に示す定量供給手段の設置構造の平面図である。
【図7】図5に示す定量供給手段の設置構造の側面図である。
【図8】スラリー脱液手段(洗浄混合物脱液手段)の一例の断面構造を示す図である。
【図9】図8に示すチャンバーの上面視図であって、スラリー処理部とのシール構造の平面構造を示す図である。1 スラリー脱液洗浄装置
2 スラリー処理部群
4 スラリー処理部
6 フィルター
8 孔部
10 底板
12 手段群
14 スラリー供給手段
16 定量供給手段
20 スラリー供給管
22 供給管
24 フロート
28 弁体
30 浮力伝達機構
34 スラリー脱液手段
36 貯留部
38 吸引用チャンバー
40 シール手段
42 シール材
44 洗浄用液供給手段
54 洗浄混合物脱液手段
64 洗浄手段
70 排出手段
80 スラリー処理部洗浄手段
100 架台
110 上下機構
120 支持フレーム
200 コンベア[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for dewatering and cleaning a slurry, and more particularly to a technique for dewatering and cleaning a slurry to obtain a clean solid.
[0002]
[Prior art]
Generally, various devices such as a drum filter, a filter press, a decanter, and a centrifugal separator have been used for the operation of removing and washing the slurry.
For example, in the dewatering of zeolites produced from coal ash, while it is required to recover and utilize the alkaline solution and to perform a high degree of dewatering to reduce the load of washing, good solid-liquid separation is required. A high recovery rate is also required at the same time. Further, it is also required to efficiently remove and remove the residual alkaline solution in a short time while suppressing the amount of the cleaning liquid used.
It should be noted that, for such a dewatering / separating apparatus, no prior art to be particularly specified can be found other than the above-described apparatuses as well-known techniques.
[0003]
According to the above-mentioned conventional separation device, even if it has a high performance in terms of a dewatering rate, it is insufficient in a recovery rate or a processing efficiency.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide an apparatus and a method for dewatering and cleaning a slurry, which can realize high processing efficiency in dewatering and cleaning the slurry.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventors have conducted research focusing on batching and continuously processing slurry processing units, and as a result, provided a plurality of slurry processing units having a filter function, The present inventors have found that the above-described problems can be solved by synchronously and sequentially performing the liquid removing and washing steps on each of the slurries contained in these slurry processing units, and completed the present invention.
That is, according to the present invention, the following means are provided.
[0006]
(1) A slurry dewatering and washing device,
A slurry processing unit group in which two or more slurry processing units are arranged independently of each other, each of which is capable of containing a slurry and having a filter, and
The following means arranged in connection with this slurry processing unit group:
Slurry dewatering means for suction-filtering the slurry contained in the slurry processing section through the filter,
Cleaning liquid supply means for supplying a cleaning liquid to the processing unit after the liquid removal, and
Washing mixture dewatering means for suction-filtering the washing mixture in the processing section through the filter,
An apparatus comprising:
(2) The apparatus according to (1), wherein the means group further includes a slurry supply means for supplying a slurry to the slurry processing section.
(3) a fixed-quantity supply unit having a valve mechanism for controlling the supply of the slurry and / or the cleaning liquid to each slurry processing unit in accordance with the height position of the surface of the content of each slurry processing unit; Or (2).
(4) The valve mechanism is provided corresponding to each of the slurry processing sections, and is a float capable of generating buoyancy for the contents of each of the slurry processing sections, and a slurry for cleaning and / or cleaning each of the slurry processing sections. The apparatus according to (3), further comprising: a valve that shuts off supply of the supply target to the slurry processing unit when the float reaches a predetermined height position due to the supply of the liquid.
(5) The fixed-quantity supply means is disposed along the slurry processing unit group, and is provided at a position where the slurry processing units are disposed with respect to a pipe for supplying a cleaning liquid and / or slurry to each of the slurry processing units. The device according to (3) or (4), which is provided correspondingly.
(6) The respective operations by the slurry dewatering means, the cleaning liquid supply means, and the cleaning mixture dewatering means are sequentially and synchronously performed on each of the slurry processing units at a fixed position. , (1) to (5).
(7) The apparatus according to (6), wherein after the operations performed by the respective units performed in synchronization with each other, the slurry processing unit group moves to a slurry discharging step.
(8) The apparatus according to any one of (1) to (7), further including a cleaning unit configured to supply a gas to the cleaning mixture in the slurry processing unit and perform stirring cleaning.
(9) The apparatus according to (8), wherein the gas supply by the stirring and washing means is performed through the filter.
(10) The apparatus according to any one of (1) to (9), which is an apparatus for removing and washing a zeolite-containing slurry.
(11) The apparatus according to (10), further comprising means for supplying a zeolite-type conversion liquid to the slurry processing unit.
(12) A method for removing and washing a slurry,
The following steps are performed for each slurry processing unit fixed at a fixed position in a slurry processing unit group including two or more slurry processing units each having a filter and being capable of storing a slurry, each of which is independent of each other;
(A) supplying a slurry to a slurry processing unit;
(B) a slurry dewatering step of suction-filtering the slurry through the filter;
(C) a washing step of supplying a washing liquid to the residue after dewatering to wash the residue, and suction-filtering the washing mixture through the filter;
Are performed sequentially and synchronously.
(13) The method according to (12), wherein, in the cleaning step, after supplying a cleaning liquid, a gas is supplied to the slurry processing unit through the filter, and the cleaning mixture containing the residue is cleaned by gas stirring.
[0007]
According to these means, the slurry is divided into a plurality of processing units, and the dewatering / washing steps are performed synchronously and sequentially on each processing unit, thereby improving the processing efficiency. In addition, by adjusting the conditions of the dewatering and washing steps for the slurry processing section, a high processing efficiency can be easily obtained in addition to the required dehydration rate and recovery rate. Further, not only a high dehydration rate and a high recovery rate can be obtained, but also the change in the slurry characteristics is the same for each of the divided slurries (processing units), so that it is easy to adjust the washing time, the dehydration time, and the like. As a result, a wide range of responses is possible according to changes in the characteristics of the slurry and the residue.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The slurry dewatering / cleaning method of the present invention includes the following steps for each of the slurry processing units of a slurry processing unit group including two or more slurry processing units each of which is provided with a filter and capable of storing a slurry independently of each other. The operation is performed synchronously, and the steps (a) to (c) are sequentially performed.
(A) supplying a slurry to a slurry processing unit;
(B) a dewatering step of suction-filtering the slurry through the filter;
(C) a washing step of supplying a washing liquid to the residue after draining to wash the residue and suction-filtering the washing mixture through the filter;
[0009]
Further, the slurry dewatering apparatus of the present invention is a preferred apparatus for performing the above method,
A slurry processing unit group in which two or more slurry processing units are arranged independently of each other, each of which is capable of containing a slurry and having a filter, and
The following means arranged in connection with this slurry processing unit group:
The slurry contained in the slurry processing unit, a slurry dewatering unit that suction-filters the slurry in the processing unit through the filter,
Supply means for supplying a cleaning liquid to the processing unit after the liquid removal, and
A washing and dewatering means for suction-filtering the washing mixture in the processing section through the filter is provided.
[0010]
In these inventions, the purpose is to separate the slurry into solid and liquid, and both the solid and the liquid in the slurry can be collected. In addition, various slurries can be targeted. For example, slurries containing various zeolites, pigments, dyes, gypsum, aluminum hydroxide, graphite, titanium compounds and the like as solid components, okara, red bean paste, potatoes, food-based slurries containing pet food materials, paper pulp , Pulp-based slurries such as fibers and pulp slurries, and various sludge slurries such as sewage sludge, general sludge and construction sludge. The method and apparatus of the present invention are particularly preferably applied to solid-liquid separation of a zeolite-containing alkali slurry obtained in a coal ash zeolite production step. Since the zeolite particles are fine particles and have a true specific gravity of 2, which is twice as much as water, but is porous, the particles contain a large amount of water. Therefore, the difference in specific gravity with water is small, and it is generally difficult to dehydrate by centrifugation. This is because dehydration and solid-liquid separation at a high recovery rate are required.
[0011]
As illustrated in FIG. 1, the dewatering and cleaning step of the present invention is applied to each of the slurry processing units in the slurry processing unit group including two or more slurry processing units each having a filter and capable of storing a slurry. Implemented for That is, in the present invention, the slurry is stored in two or more slurry processing units, and is divided into two or more processing units, and each process is performed synchronously for each of the divided processing units. After the washing step, it is preferable that the subsequent steps such as a step of discharging solids in the slurry processing section and a step of washing the slurry processing section are also performed synchronously.
Hereinafter, an embodiment of the slurry dewatering / cleaning method and apparatus of the present invention is illustrated in FIGS. 1 to 9 and described with reference to the embodiment. Note that the embodiments shown in these drawings are preferred embodiments of the present invention, but are not intended to limit the present invention.
[0012]
(Slurry processing group)
FIG. 2 shows a preferred embodiment of the device of the present invention. In the embodiment shown in this figure, a plurality of slurry processing units 4 are movably mounted on a
Each of the slurry processing units 4 can store a slurry. The shape of the container for containing the slurry is not particularly limited. The shape may be a flat plate or a dish shape as long as the slurry can be accommodated, or a bread shape having a predetermined depth as needed. Further, a cover may be provided.
[0013]
As shown in FIGS. 3 and 4, the slurry processing section 4 is configured to be able to suck its contents and to supply gas and the like to the inside. Specifically, a
As the
[0014]
These can be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use at least a filter cloth, and more preferably to use a filter cloth in combination with a mesh plate body. In this case, uniform suction from the filter surface during suction can be ensured by using the mesh plate body. This is because a gap through which the sucked liquid can move is secured by the interposition of the mesh plate body. The mesh plate also functions as a support for the filter cloth.
In particular, it is preferable that the filter material (particularly, the filter cloth) is provided so as to be exchangeable. For example, the filter cloth can be mounted on a mesh plate or a porous body or the like, and can be used in combination with another filter material and can be detachably provided from the filter material. When the filter material is replaceable, the yield is high and the discharge of the filtrate can be facilitated according to the characteristics of the slurry.
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a
As shown in FIGS. 3 and 4, the bottom of the slurry processing section 4 is provided with a hole for enabling liquid removal and gas supply, and for reliably supporting the contents during liquid removal and washing. It is preferred to have a
[0015]
In the group 2 of slurry processing units, the respective slurry processing units 4 are independent of each other. Here, being independent of each other means that the slurry can be individually accommodated and that suction filtration can be individually performed. Therefore, the slurry processing unit group 2 may be formed by any form of the slurry processing unit 4 as long as they are independent from each other in this sense.
It is preferable that the slurry processing units 4 are arranged in the slurry processing unit group 2 from the viewpoint of efficient execution of each step. As an arrangement form, it is preferable that at least two or more slurry processing units 4 are arranged continuously in one direction.
[0016]
Therefore, for example, as a form of being connected and arranged, the whole of the partition body formed so as to be able to individually store the slurry and divided into two or more along one direction and provided with a filter at the bottom of each partition part. Can be used as the slurry processing unit group 2. In this case, each partition corresponds to the slurry processing unit 4. Further, as another example, a plurality of bread-like bodies having the
Preferably, as shown in FIG. 2, the plurality of slurry processing units 4 are arranged in an endless shape. According to this arrangement, a series of steps of supplying, draining, washing, and discharging the slurry and washing the slurry processing section can be easily performed synchronously, and can be repeatedly performed efficiently. .
[0017]
The steps (a) to (c) are synchronously and sequentially performed on the slurry in each of the slurry processing units 4 of the slurry processing unit group 2 configured as described above. That is, the step (a) is performed synchronously with respect to each of the slurry processing units 4 of the slurry processing unit group 2, and then the step (b) is synchronously performed with respect to the slurry processing unit group. Step (c) is performed synchronously (see FIG. 1).
According to the embodiment, the respective components are performed in units of the slurry accommodated in the slurry processing unit 4, so that the scattering and outflow of the slurry component to the surroundings are prevented. Further, in the present invention, since all the steps are completed in the slurry processing section 4, there is no movement of the slurry or solid content itself between the processing steps. Therefore, the loss of the solid component is small, and it is easy to secure a high recovery rate. Further, the process conditions can be set according to the characteristics of the slurry, such as the concentration and supply amount of the slurry, the amount of the cleaning liquid, and the cleaning method. Furthermore, since the slurry is processed in divided units, solid-liquid separation with a uniform recovery rate and dehydration rate can be achieved.
[0018]
In the method of the present invention, the dewatering / washing steps can be performed in units of the slurry processing unit 4; therefore, these steps can be performed synchronously and in parallel for each processing unit. As a result, the processing time from the supply of the slurry to the discharge of the solid content can be shortened.
In order to perform these steps synchronously and sequentially, it is preferable that the slurry processing unit 4 is fixed at a fixed position and the steps (a) to (c) are performed at the fixed position. According to this embodiment, synchronous, continuous, and simultaneous parallel steps can be easily implemented. In addition, the operation can be efficiently performed without loss of the moving time of the slurry processing section or the movement of the contents. In addition, by sequentially moving the slurry processing unit group 2 to an area where the steps (a) to (c) can be performed, these steps can be performed synchronously and sequentially.
After the cleaning step, a solid content discharging step and a slurry processing section cleaning step can be performed. It is not always necessary to perform the discharge step and the processing section cleaning step synchronously and sequentially with respect to the slurry processing section group 2. For example, as shown in FIG. 1, the processing unit 4 may be provided so as to sequentially execute a discharge step and a cleaning step. FIG. 1 means that these processes are individually and sequentially performed on each processing unit 4 without performing a discharge process and a cleaning process on each processing unit 4 synchronously. I have.
[0019]
Next, each means provided in the apparatus of the present invention will be described.
(Slurry dewatering and cleaning equipment)
As shown in FIG. 2, the slurry dewatering and cleaning (processing)
The
[0020]
(Slurry supply means)
The slurry supply means 14 is not particularly limited as long as it can supply the slurry into the processing section 4. In the present invention, the slurry supply means 14 can supply the slurry to the plurality of processing sections 4 in a synchronous and equal amount. Is preferred. Various forms can be adopted for the synchronous and equal supply, but in the present invention, as shown in FIGS. 2 and 5, the supply amount at the liquid level of the slurry in the slurry processing section 4 is controlled. It is preferable to provide a fixed amount supply means 16 having a valve mechanism for adjusting. Further, it is preferable that a
[0021]
FIG. 5 to FIG. 7 show an example of such a
It is preferable that the fixed amount supply means 16 is configured to be vertically movable. For example, the
[0022]
The quantitative supply means 16 includes a
[0023]
The
The
The
[0024]
In the
Such a
In addition, if the initial setting position is determined in consideration of the specific gravity of the supplied material, it is possible to supply an arbitrary amount.
[0025]
Further, when the
[0026]
(Slurry draining means)
The
As shown in FIG. 8, as a part of the liquid removing means 34 or a part of the slurry processing unit 4, a vacuum suctionable closed state can be formed on the lower surface side of the
[0027]
The
In order to prevent external air from flowing into the
As shown in FIGS. 8 and 9, for example, the sealing means 40 includes a sealing
The
The rail-shaped fixing
By providing the sealing means 40 having such a configuration, it is possible to prevent air from flowing in from the opposing portion between the processing section 4 and the
[0028]
The dewatering means 34 is a slurry dewatering means if the content is a slurry in order to suction-filter the content in the slurry processing section 4. Of the cleaning mixture) can be used as a means for removing the cleaning mixture. That is, the
[0029]
(Cleaning liquid supply means)
The cleaning
[0030]
(Cleaning means)
The
When the gas is supplied from the lower part of the residue, that is, from the bottom of the processing unit 4, the residue (cake) compressed by the dewatering is loosened, whereby the cleaning liquid and the residue are well stirred, and the cleaning effect is obtained. Can be secured and improved. In addition, the air permeability of the cake is improved, the suction time in the subsequent stage is shortened, and the processing capacity is improved. Further, when supplied via the
[0031]
In supplying the gas, it is preferable to provide a gas supply chamber on the lower surface side of the
[0032]
(Washing mixture dewatering means)
The cleaning
The washing
[0033]
Further, the
[0034]
The above-mentioned
[0035]
Further, it is preferable that after the step by these
[0036]
In order to realize such a movement of the slurry processing unit 4, the processing unit group 2 is supported by a conveying means such as a rail or a conveyor, or one end of a large number of the processing units is supported on a rotating shaft. It is preferable to move using a transporting means that is provided with a processing unit or means and rotates. This is because it is easy to synchronize the fixed position with respect to the conveying means and the cycle time of each process. Such a process can be performed at low cost by arranging the slurry processing unit group 2 in a movable endless manner.
[0037]
In the embodiment shown in FIG. 2, the
Hereinafter, the details of each step of the method of the present invention will be described with reference to this apparatus mode.
[0038]
(Slurry supply process)
First, the slurry is supplied to the slurry processing unit 4. The slurry processing section 4 is transported by the
[0039]
In the present embodiment, the slurry supply means 14 is configured to be supplied from the
When the
[0040]
According to the quantitative supply mechanism using the
The amount of slurry for one unit is determined in consideration of the type of slurry, the dehydration rate to be obtained, and the processing capacity. Although it depends on the powder characteristics of the solid content in the slurry, the slurry amount is preferably such that the solid content remains at a height of about 10 mm to about 40 mm after dewatering. If it is less than 10 mm, the efficiency is poor, and if it exceeds 40 mm, the pressure loss becomes too large and a suction time is required.
The zeolite-containing alkali slurry obtained in the step of producing zeolite from coal ash has a solid content of approximately 10 to 30 wt%, and the present apparatus and method can be preferably applied to a zeolite-containing slurry having the solid content.
When the valve bodies of all the
[0041]
(Slurry draining process)
In the dewatering step, the liquid is suction-filtered from the slurry. A
When the
[0042]
As described in the slurry supply step, this step is preferably performed such that the solid content thickness after dewatering is about 10 mm to about 40 mm. The suction pressure is preferably 0.02 to 0.06 MPa. This is because if each is below the lower limit, the efficiency is low and the dehydration rate is also lowered. If the upper limit is exceeded, the suction time is lengthened or a large suction device is required.
After performing suction for a predetermined time with a predetermined suction force, the valve is operated to release the airtightness of the sealing means 40.
[0043]
(Slurry washing process)
The slurry processing section 4 that has completed the liquid removing step moves to the cleaning step at that position. In the cleaning step, the cleaning liquid is supplied and the cleaning mixture is drained. Preferably, a gas is supplied to the cleaning mixture for agitating cleaning.
The supply of the cleaning liquid of the present embodiment shares the use of the slurry supply means, and the removal of the liquid uses the above-described liquid removal means provided with the
[0044]
The cleaning liquid may be, for example, water or the like. In this embodiment, the cleaning liquid is supplied from the cleaning
Prior to the supply of the cleaning liquid, the
[0045]
Although the washing mixture can be directly drained, washing by the washing means 64 can also be performed. When performing such a cleaning step, a gas is supplied from below the cleaning mixture using the cleaning means 64. Specifically, gas is supplied into the processing unit 4 through a filter at the bottom of the processing unit 4. By supplying the gas, the solidified residue in the processing section 4, particularly in the vicinity of the bottom thereof, is loosened and mixed with the cleaning liquid to improve the cleaning effect. Corrects the unevenness of the surface of the residual solids formed by the drop impact of the cleaning liquid when supplying the cleaning liquid, improves the permeability of the residue and makes the suction effect uniform, thereby shortening the suction dehydration time. be able to. Further, by causing gas to flow in the opposite direction to that at the time of liquid removal, clogging of the filter can be eliminated, and the amount of residue adhering to the filter at the time of cake discharge can be reduced. The pressure of the supplied gas is preferably 0.05 MPa or more and 0.15 MPa or less. When the pressure is less than 0.05 MPa, the stirring is weak, and when the pressure exceeds 0.15 MPa, excess air causes overflow or air loss.
[0046]
After supplying the cleaning liquid or after stirring and cleaning, the cleaning mixture is drained. Dewatering can be performed in the same manner as in the dewatering step.
In the cleaning step, the cleaning liquid and / or the cleaning waste liquid generated in the subsequent cleaning step is supplied to the residue of the slurry processing section 4, and then the solid content can be cleaned by suction filtration. The suction and the movement of the filtrate are the same as in the liquid removing step. Furthermore, when it is desired to increase the cleanliness, the cleaning step may be repeatedly performed twice or more in one cleaning unit.
[0047]
In the slurry washing step, as described above, when a zeolite slurry is used as the slurry, the zeolite type conversion step can be performed by supplying a zeolite type conversion liquid instead of the cleaning liquid. Such a conversion step is preferably performed after the ordinary washing step. In addition, a gas can be supplied by the washing means 64 to stir a mixture of the liquid for mold conversion and the solid content of the slurry.
[0048]
(Solid content discharge process)
At a fixed position in the process execution area, the slurry processing section 4 that has completed the steps from slurry supply to washing is transported by the
[0049]
(Slurry processing section cleaning process)
Further, by driving the
Various conventionally known means can be adopted as the cleaning means 80 of the processing section. For example, as shown in FIG. 2, a cleaning liquid such as water can be supplied into the slurry processing section 4 by spraying or the like, and the residue can be removed at once with pressure and water flow. In particular, in the present embodiment, since the slurry processing section 4 is in an inverted state, cleaning is facilitated. In this embodiment, it is preferable that a plurality of cleaning means 80 are provided.
[0050]
In addition to this mode or in place of this mode, a
The slurry processing unit 4 moves inside the
Further, by storing and transporting the sediment and using it as part or all of the slurry supplied to the slurry processing unit 4 and again performing solid-liquid separation again, the solid content can be recovered without waste. .
[0051]
After the cleaning process of the slurry processing unit 4 is completed, the slurry processing unit 4 is sent out again to the process execution area, and the above-described steps are repeatedly performed.
[0052]
In the above description, the configuration in which the processing means
[0053]
As described above, by performing the solid-liquid separation process for the slurry processing section group synchronously and sequentially, automatic operation is easy, and the production efficiency can be dramatically improved. In addition, dehydration efficiency and recovery efficiency can be easily increased without increasing energy cost.
[0054]
Incidentally, those skilled in the art, according to the common general technical knowledge in this field, to drive the slurry processing unit group in which the slurry processing unit in the present invention is arranged, and to drive the means group in which each step performing means is arranged, In addition to the above description, various modified forms can be easily created, and the present invention includes such modified forms and modified forms.
According to the present invention, there is also provided a method and an apparatus for dewatering and cleaning a slurry having the following constitution.
That is, the slurry is supplied, drained, supplied with a cleaning liquid, and supplied with a gas through the filter section into the cleaning mixture in a container-shaped slurry processing section having a filter section and capable of containing the slurry. A method and an apparatus are provided for agitating and washing the mixture and draining the washing mixture.
[0055]
【Example】
Hereinafter, a specific example of the present invention will be described. Note that these specific examples are for better explanation of the present invention and do not limit the present invention.
[0056]
(Example 1)
A coal-ash zeolite slurry having a temperature of 72 ° C., a solid concentration of 25 wt%, and a NaOH concentration of 1.4 N produced by a coal ash zeolite reactor is converted into a pan-like slurry processing section 5 having a length of 640 mm, a width of 440 mm and a depth of 150 mm. Each was supplied with 19.2 L / 96 L in total.
After the slurry was supplied, a dewatering and washing step of the slurry processing section was performed. In the dewatering step, the dewatering steps in all the processing sections were completed in a suction time of 20 seconds, and the pressure during suction showed 0.06 MPa. By this draining step, a cake having an average thickness of 30 mm was obtained.
In the stirring and washing step, 15 L (75 L in total) of hot water at 65 ° C. was supplied to each slurry processing section. Next, compressed air at a pressure of 0.08 MPa was sent for 25 seconds to stir the washing mixture. Thereafter, the washing mixture was suctioned and drained, and the draining steps of all the processing units were completed in 45 seconds. The pressure during suction was 0.06 MPa, and a dehydrated cake having an average thickness of 30 mm was obtained.
This washing step was repeated four times in total (300 L of the washing solution was compatible). The obtained cake had a residual moisture of 50.0%, and the pH of a 5 wt% slurry after drying the cake was 11.45. Was.
[0057]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dewatering and washing apparatus and method of slurry which can implement | achieve high processing efficiency can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a slurry dewatering / cleaning step of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing an overall configuration of a slurry dewatering / cleaning apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a slurry processing unit in the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a structure when the slurry processing section of the present invention is viewed from above.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a quantitative supply unit directed to each slurry processing unit in the slurry supply unit (cleaning liquid supply unit) of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of an installation structure of a fixed amount supply unit shown in FIG.
FIG. 7 is a side view of the installation structure of the fixed amount supply unit shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a cross-sectional structure of an example of a slurry dewatering means (washing mixture dewatering means).
9 is a top view of the chamber shown in FIG. 8, showing a planar structure of a seal structure with a slurry processing unit. 1 Slurry dewatering and washing device
2 Slurry processing group
4 Slurry processing section
6 Filter
8 holes
10 Bottom plate
12 means group
14 Slurry supply means
16 Quantitative supply means
20 Slurry supply pipe
22 Supply pipe
24 float
28 valve
30 Buoyancy transmission mechanism
34 Slurry dewatering means
36 Reservoir
38 Suction chamber
40 sealing means
42 Sealing material
44 Cleaning liquid supply means
54 Washing mixture dewatering means
64 Cleaning means
70 discharging means
80 Slurry treatment section cleaning means
100 mount
110 Vertical mechanism
120 Support frame
200 conveyor
Claims (13)
相互に独立し、それぞれにスラリーを収容可能であるとともにフィルターを備える2以上のスラリー処理部が配列されたスラリー処理部群と、
このスラリー処理部群に関連して配列される以下の手段:
前記スラリー処理部内に収容されたスラリーを、前記フィルターを介して吸引ろ過するスラリー脱液手段、
脱液後の処理部に洗浄用液を供給する洗浄用液供給手段、及び
前記フィルターを介して処理部内の洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄混合物脱液手段、
を備える、装置。A slurry dewatering and washing device,
A slurry processing unit group in which two or more slurry processing units are arranged independently of each other, each of which is capable of containing a slurry and having a filter, and
The following means arranged in connection with this slurry processing unit group:
Slurry dewatering means for suction-filtering the slurry contained in the slurry processing section through the filter,
A cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid to the processing unit after the liquid removal, and a cleaning mixture dewatering unit that suction-filters the cleaning mixture in the processing unit via the filter.
An apparatus comprising:
相互に独立し、それぞれフィルターを備えるとともにスラリーを収容可能な2以上のスラリー処理部からなるスラリー処理部群の定位置に固定した各スラリー処理部に対して、以下の工程;
(a)スラリー処理部にスラリーを供給する工程と、
(b)前記フィルターを介してスラリーを吸引ろ過する脱液工程と、
(c)脱液後の残留物に洗浄用液を供給して残留物を洗浄し、前記フィルターを介して洗浄混合物を吸引ろ過する洗浄工程、
を順次同期的に実施する、方法。A method for washing and removing a slurry,
The following steps are performed for each slurry processing unit fixed at a fixed position in a slurry processing unit group including two or more slurry processing units each having a filter and being capable of storing a slurry, each of which is independent of each other;
(A) supplying a slurry to a slurry processing unit;
(B) a dewatering step of suction-filtering the slurry through the filter;
(C) a washing step of supplying a washing liquid to the residue after dewatering to wash the residue, and suction-filtering the washing mixture through the filter;
Are performed sequentially and synchronously.
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CN109351018A (en) * | 2018-12-12 | 2019-02-19 | 湖南万通科技股份有限公司 | A kind of filter device and drainage bin |
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