JP3956370B2 - スラリーの脱水方法およびフィルタープレス装置 - Google Patents
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Description
圧搾工程における脱水性能を向上しようとすると、圧搾圧を高めることになるが、過度の圧力で圧搾を行うと、圧搾ケーキが圧密化し、水分がケーキ内部から外部へ逃げ出す通路が少なくなる或いは細くなるため、後の真空加熱乾燥において蒸気がケーキ外部へ逃げ出すことができなくなり、脱水性能が低下していた。
この問題は、圧搾ケーキが圧密化しないように低い圧力で圧搾を行えば回避できるが、その場合、圧搾に長時間を要することになり、圧搾効率が低下する。
<請求項1>
濾板間の濾室内に濾布を設け、前記濾布外面とこれに対向する濾板との間にダイアフラムを配し、スラリーを前記濾布内面側に供給するスラリー供給手段を設け、前記ダイアフラムとこれに対向する濾板との間に流体室を形成し、この流体室内に流体を供給する流体供給手段を設け、かつ前記濾室内を負圧化する負圧化手段を設けてなるフィルタープレスを用い、濾過工程、圧搾工程及び真空加熱乾燥工程を行うスラリーの脱水方法であって;
前記濾過工程で、前記スラリー供給手段によってスラリーを濾布内面側に加圧供給して、濾布を介してスラリーを濾過し、濾過ケーキを形成し、
前記圧搾工程で、流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この流体の供給圧により前記ダイアフラムが前記濾布を介して前記濾室内の濾過ケーキを圧搾し、この圧力で所定の脱水レベルまで圧搾を行った後、圧搾終了にかけて圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減させて、圧搾ケーキを形成し、
前記真空加熱乾燥工程で、加温した流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この加温流体の供給圧により前記ダイアフラムが0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力で前記濾布を圧搾ケーキに密着させた状態とし、これにより加温流体の熱量を圧搾ケーキに伝えるとともに、この圧搾ケーキの加温を行いつつ前記負圧化手段により前記濾室内を負圧下に保持し乾燥する、
ことを特徴とする、スラリーの脱水方法。
このように、圧搾圧を圧搾終了にかけて漸減することにより、より水分が多く圧密化し難い状況では高圧で圧搾を行い、水分が少なくなり圧密化が進行し易い状況では低圧で圧搾を行うことができ、圧搾効率を犠牲にせずに十分な圧搾性能を発揮させることができ、しかも、圧密化が進行し難いため、後の真空加熱乾燥工程における脱水性能を向上させることができる。なお、本発明における濾過工程、圧搾工程及び真空加熱乾燥工程は、その2つ以上を同時に実行することができ、したがって、本発明には濾過工程の途中で圧搾工程を開始する、圧搾工程の途中から真空加熱乾燥工程を開始するといったことも可能である。
また、前述のとおり、従来は、真空加熱乾燥工程で圧搾を併用していたが、その場合、圧密化の進行により蒸気の逃げ道が少なくなる或いは細くなる事態が発生していた。この問題点に対して、当初、単に圧搾を行わないようにすれば足りると考えられたが、その場合、濾布と圧搾ケーキとの密着性が低下する結果、伝熱性能が低下し、加温効率が低下するという新たな問題点が発生することが判明した。そこで、本発明は、圧搾ケーキの圧密化が実質的に起こらない程度の弱い圧力で濾布と圧搾ケーキとの密着を確保することによって、加温効率を低下させずに真空加熱乾燥工程における圧密化の進行をも防止したものである。
前記濾室内にスラリーを供給するスラリー供給路と、このスラリー供給路を介して前記濾室内にスラリーを加圧供給するスラリー供給ポンプとを備え、前記スラリー供給路における前記スラリー供給ポンプの出側にスラリー供給弁を設け、このスラリー供給弁と前記濾室との間に、前記濾室内の圧力を計測するための濾室内圧力センサを設け、
前記流体を前記流体室内に供給するための外部流体供給路および内部流体供給路と、これら外部流体供給路および内部流体供給路を介して前記流体を前記流体室内に加圧供給する流体供給ポンプとを設け、
前記外部流体供給路に流体供給弁を配設するとともに、この流体供給弁の流体室側に流体供給圧センサを設け、
前記流体室内に内部流体排出路を連通させ、この内部流体排出路を流体返送路を介して流体貯留槽に連通させ、
前記流体返送路に返送流量調整弁を設けるとともに、その流体室側に流量センサを設け、
前記スラリー供給ポンプを停止させ、スラリー供給弁を閉じて前記濾過工程を終了した後に前記圧搾工程を開始し、
前記圧搾工程で前記圧搾終了にかけて、前記濾室内圧力を前記濾室内圧力センサにより、及び前記圧搾の圧力を前記流体供給圧センサによりそれぞれ検出し、これら検出圧力に基づき、前記濾室内圧力と圧搾の圧力とが同等となるように、前記流体供給弁の開度を調整するとともに、前記流体返送路の流量センサにより流体排出流量を検出し、この検出流量に応じて前記返送流量調整弁の開度を調整することによって、前記圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減する、請求項1記載のスラリーの脱水方法。
前記圧搾工程で、流体を加温せずに前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この非加温流体の供給圧により前記圧搾を行う、請求項1または2記載のスラリーの脱水方法。
従来のフィルタープレスでは、圧搾に用いる流体および真空加熱乾燥に用いる流体ともに加温流体を用いていたが、圧搾工程で加温を行う場合、その熱量は圧搾により多量に排出される濾液とともに系外へ排出されてしまうため、継続的な加温が必要となり、エネルギー消費が嵩むという問題点があった。また、圧搾圧及び温度の双方を高く設定すると、ゴム製または樹脂製のダイアフラムや樹脂製濾板を用いる場合には、それらの寿命が短くなるという問題点も有していた。
前記流体供給手段は、流体供給ポンプを用いて前記流体室内に流体を供給するものであり、前記真空加熱乾燥工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとして、前記圧搾工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとは別個で且つより消費エネルギーの少ないポンプを用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスラリーの脱水方法。
従来は、圧搾工程および真空加熱乾燥工程ともに、加温流体を用いて圧搾を行っていたため、加温流体の供給ポンプの消費エネルギーが嵩んでいた。
濾板間の濾室内に濾布を設け、前記濾布外面とこれに対向する濾板との間にダイアフラムを配し、スラリーを前記濾布内面側に供給するスラリー供給手段を設け、前記ダイアフラムとこれに対向する濾板との間に流体室を形成し、この流体室内に流体を供給する流体供給手段を設け、かつ前記濾室内を負圧化する負圧化手段を設け、濾過工程、圧搾工程及び真空加熱乾燥工程を行うように構成したフィルタープレス装置であって;
前記濾過工程では、前記スラリー供給手段によってスラリーを濾布内面側に加圧供給して、濾布を介してスラリーを濾過し、濾過ケーキを形成し、
前記圧搾工程では、流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この流体の供給圧により前記ダイアフラムが前記濾布を介して前記濾室内の濾過ケーキを圧搾し、この圧力で所定の脱水レベルまで圧搾を行った後、圧搾終了にかけて圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減させて、圧搾ケーキを形成し、
前記真空加熱乾燥工程では、加温した流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この加温流体の供給圧により前記ダイアフラムが0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力で前記濾布を圧搾ケーキに密着させた状態とし、これにより加温流体の熱量を圧搾ケーキに伝えるとともに、この圧搾ケーキの加温を行いつつ前記負圧化手段により前記濾室内を負圧下に保持し乾燥する、
ように構成したことを特徴とする、フィルタープレス装置。
請求項1記載の発明と同様の作用効果を奏する。
前記濾室内にスラリーを供給するスラリー供給路と、このスラリー供給路を介して前記濾室内にスラリーを加圧供給するスラリー供給ポンプとを備え、前記スラリー供給路における前記スラリー供給ポンプの出側にスラリー供給弁を設け、このスラリー供給弁と前記濾室との間に、前記濾室内の圧力を計測するための濾室内圧力センサを設け、
前記流体を前記流体室内に供給するための外部流体供給路および内部流体供給路と、これら外部流体供給路および内部流体供給路を介して前記流体を前記流体室内に加圧供給する流体供給ポンプとを設け、
前記外部流体供給路に流体供給弁を配設するとともに、この流体供給弁の流体室側に流体供給圧センサを設け、
前記流体室内に内部流体排出路を連通させ、この内部流体排出路を流体返送路を介して流体貯留槽に連通させ、
前記流体返送路に返送流量調整弁を設けるとともに、その流体室側に流量センサを設け、
前記スラリー供給ポンプを停止させ、スラリー供給弁を閉じて前記濾過工程を終了した後に前記圧搾工程を開始し、
前記圧搾工程で前記圧搾終了にかけて、前記濾室内圧力を前記濾室内圧力センサにより、及び前記圧搾の圧力を前記流体供給圧センサによりそれぞれ検出し、これら検出圧力に基づき、前記濾室内圧力と圧搾の圧力とが同等となるように、前記流体供給弁の開度を調整するとともに、前記流体返送路の流量センサにより流体排出流量を検出し、この検出流量に応じて前記返送流量調整弁の開度を調整することによって、前記圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減するように構成した、請求項5記載のフィルタープレス装置。
前記圧搾工程で、流体を加温せずに前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この非加温流体の供給圧により前記圧搾を行うように構成した、請求項5または6記載のフィルタープレス装置。
請求項3記載の発明と同様の作用効果を奏する。
前記流体供給手段は、流体供給ポンプを用いて前記流体室内に流体を供給するものであり、前記真空加熱乾燥工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプと、前記圧搾工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとを個別に備え、前記真空加熱乾燥工程で用いる流体供給ポンプは、前記圧搾工程で用いる流体供給ポンプより消費エネルギーの少ないポンプとなした、請求項5〜7のいずれか1項に記載のフィルタープレス装置。
請求項4記載の発明と同様の作用効果を奏する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係るフィルタープレス装置例1のフロー図を示しており、この装置1は圧搾型フィルタープレス2によりスラリーの脱水を行うものである。図2は圧搾型フィルタープレス2の概略的正面図を示している。
前述したように、従来のフィルタープレスでは、圧搾に用いる流体および真空加熱乾燥に用いる流体ともに加温流体を用いていたが、圧搾工程で加温を行う場合、その熱量は圧搾により多量に排出される濾液とともに系外へ排出されてしまうため、継続的な加温が必要となり、エネルギー消費が嵩む。また、圧搾圧及び温度の双方を高く設定すると、ゴム製のダイアフラムや樹脂製濾板を用いる場合には、それらの寿命が短くなるという問題点もある。
他方、前述のとおり、本発明では真空加熱乾燥において必要となる加温流体の供給圧は低くて足り、かつ真空加熱乾燥では濾液排出による熱量の排出も著しく少ないため、新たな加温流体を継続的に供給する必要もない。
(イ)濾室内圧力や流体排出流量を検出し、この検出結果に応じて流体供給圧力や流体排出流量を変化させているが、予め定めたスケジュールに従って経時的に流体供給圧力や流体排出流量を変化させることもできる。さらに、これらを組み合わせて、濾室内圧力や流体排出流量を検出し、この検出結果に応じて予め定めた経時的スケジュールの範囲内で流体供給圧力や流体排出流量を変化させるようにすることもできる。
Claims (8)
- 濾板間の濾室内に濾布を設け、前記濾布外面とこれに対向する濾板との間にダイアフラムを配し、スラリーを前記濾布内面側に供給するスラリー供給手段を設け、前記ダイアフラムとこれに対向する濾板との間に流体室を形成し、この流体室内に流体を供給する流体供給手段を設け、かつ前記濾室内を負圧化する負圧化手段を設けてなるフィルタープレスを用い、濾過工程、圧搾工程及び真空加熱乾燥工程を行うスラリーの脱水方法であって;
前記濾過工程で、前記スラリー供給手段によってスラリーを濾布内面側に加圧供給して、濾布を介してスラリーを濾過し、濾過ケーキを形成し、
前記圧搾工程で、流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この流体の供給圧により前記ダイアフラムが前記濾布を介して前記濾室内の濾過ケーキを圧搾し、この圧力で所定の脱水レベルまで圧搾を行った後、圧搾終了にかけて圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減させて、圧搾ケーキを形成し、
前記真空加熱乾燥工程で、加温した流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この加温流体の供給圧により前記ダイアフラムが0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力で前記濾布を圧搾ケーキに密着させた状態とし、これにより加温流体の熱量を圧搾ケーキに伝えるとともに、この圧搾ケーキの加温を行いつつ前記負圧化手段により前記濾室内を負圧下に保持し乾燥する、
ことを特徴とする、スラリーの脱水方法。 - 前記濾室内にスラリーを供給するスラリー供給路と、このスラリー供給路を介して前記濾室内にスラリーを加圧供給するスラリー供給ポンプとを備え、前記スラリー供給路における前記スラリー供給ポンプの出側にスラリー供給弁を設け、このスラリー供給弁と前記濾室との間に、前記濾室内の圧力を計測するための濾室内圧力センサを設け、
前記流体を前記流体室内に供給するための外部流体供給路および内部流体供給路と、これら外部流体供給路および内部流体供給路を介して前記流体を前記流体室内に加圧供給する流体供給ポンプとを設け、
前記外部流体供給路に流体供給弁を配設するとともに、この流体供給弁の流体室側に流体供給圧センサを設け、
前記流体室内に内部流体排出路を連通させ、この内部流体排出路を流体返送路を介して流体貯留槽に連通させ、
前記流体返送路に返送流量調整弁を設けるとともに、その流体室側に流量センサを設け、
前記スラリー供給ポンプを停止させ、スラリー供給弁を閉じて前記濾過工程を終了した後に前記圧搾工程を開始し、
前記圧搾工程で前記圧搾終了にかけて、前記濾室内圧力を前記濾室内圧力センサにより、及び前記圧搾の圧力を前記流体供給圧センサによりそれぞれ検出し、これら検出圧力に基づき、前記濾室内圧力と圧搾の圧力とが同等となるように、前記流体供給弁の開度を調整するとともに、前記流体返送路の流量センサにより流体排出流量を検出し、この検出流量に応じて前記返送流量調整弁の開度を調整することによって、前記圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減する、請求項1記載のスラリーの脱水方法。 - 前記圧搾工程で、流体を加温せずに前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この非加温流体の供給圧により前記圧搾を行う、請求項1または2記載のスラリーの脱水方法。
- 前記流体供給手段は、流体供給ポンプを用いて前記流体室内に流体を供給するものであり、前記真空加熱乾燥工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとして、前記圧搾工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとは別個で且つより消費エネルギーの少ないポンプを用いる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスラリーの脱水方法。
- 濾板間の濾室内に濾布を設け、前記濾布外面とこれに対向する濾板との間にダイアフラムを配し、スラリーを前記濾布内面側に供給するスラリー供給手段を設け、前記ダイアフラムとこれに対向する濾板との間に流体室を形成し、この流体室内に流体を供給する流体供給手段を設け、かつ前記濾室内を負圧化する負圧化手段を設け、濾過工程、圧搾工程及び真空加熱乾燥工程を行うように構成したフィルタープレス装置であって;
前記濾過工程では、前記スラリー供給手段によってスラリーを濾布内面側に加圧供給して、濾布を介してスラリーを濾過し、濾過ケーキを形成し、
前記圧搾工程では、流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この流体の供給圧により前記ダイアフラムが前記濾布を介して前記濾室内の濾過ケーキを圧搾し、この圧力で所定の脱水レベルまで圧搾を行った後、圧搾終了にかけて圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減させて、圧搾ケーキを形成し、
前記真空加熱乾燥工程では、加温した流体を前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この加温流体の供給圧により前記ダイアフラムが0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力で前記濾布を圧搾ケーキに密着させた状態とし、これにより加温流体の熱量を圧搾ケーキに伝えるとともに、この圧搾ケーキの加温を行いつつ前記負圧化手段により前記濾室内を負圧下に保持し乾燥する、
ように構成したことを特徴とする、フィルタープレス装置。 - 前記濾室内にスラリーを供給するスラリー供給路と、このスラリー供給路を介して前記濾室内にスラリーを加圧供給するスラリー供給ポンプとを備え、前記スラリー供給路における前記スラリー供給ポンプの出側にスラリー供給弁を設け、このスラリー供給弁と前記濾室との間に、前記濾室内の圧力を計測するための濾室内圧力センサを設け、
前記流体を前記流体室内に供給するための外部流体供給路および内部流体供給路と、これら外部流体供給路および内部流体供給路を介して前記流体を前記流体室内に加圧供給する流体供給ポンプとを設け、
前記外部流体供給路に流体供給弁を配設するとともに、この流体供給弁の流体室側に流体供給圧センサを設け、
前記流体室内に内部流体排出路を連通させ、この内部流体排出路を流体返送路を介して流体貯留槽に連通させ、
前記流体返送路に返送流量調整弁を設けるとともに、その流体室側に流量センサを設け、
前記スラリー供給ポンプを停止させ、スラリー供給弁を閉じて前記濾過工程を終了した後に前記圧搾工程を開始し、
前記圧搾工程で前記圧搾終了にかけて、前記濾室内圧力を前記濾室内圧力センサにより、及び前記圧搾の圧力を前記流体供給圧センサによりそれぞれ検出し、これら検出圧力に基づき、前記濾室内圧力と圧搾の圧力とが同等となるように、前記流体供給弁の開度を調整するとともに、前記流体返送路の流量センサにより流体排出流量を検出し、この検出流量に応じて前記返送流量調整弁の開度を調整することによって、前記圧搾の圧力を0.1〜0.7MPaの非圧搾圧力まで漸減するように構成した、請求項5記載のフィルタープレス装置。 - 前記圧搾工程で、流体を加温せずに前記流体供給手段により前記流体室内へ供給し、この非加温流体の供給圧により前記圧搾を行うように構成した、請求項5または6記載のフィルタープレス装置。
- 前記流体供給手段は、流体供給ポンプを用いて前記流体室内に流体を供給するものであり、前記真空加熱乾燥工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプと、前記圧搾工程で用いる前記流体供給手段の流体供給ポンプとを個別に備え、前記真空加熱乾燥工程で用いる流体供給ポンプは、前記圧搾工程で用いる流体供給ポンプより消費エネルギーの少ないポンプとなした、請求項5〜7のいずれか1項に記載のフィルタープレス装置。
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