JP5767284B2 - 物質混合物及び懸濁液の固液分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、物質混合物及び懸濁液の固液（固体／液体）分離装置に関するものである。

この種類の汎用装置は既知であり、特許文献１に記載されている。特許文献１には、フィードとフィード側縦型濾過チャンバとを具える物質混合物及び懸濁液の固液分離装置が開示されており、縦型濾過チャンバの出口には、濃密化された残留物をこの濾過チャンバから除去してポンプ圧を発生させるための少なくとも１つのポンプ装置が連結されており、このポンプ装置は連結ラインにより１つ以上の密閉された圧縮用圧力チャンバに連結されている。

上述した汎用装置は実際に、実質的には、疑似的な連続動作を実行しうるようになっている。その理由は、濾過チャンバが、分離すべき物質混合物を殆ど永久的に対処するようになっている為である。それにもかかわらず、従来の技術では、濾過チャンバを空にして定期的に洗浄する必要があるため、供給を中断するか、又は、一時的に蓄積しておく必要がある。

独国特許出願公開 10 2008 047 427.4号

これに基づき、本発明の目的は、分離すべき物質混合物又は懸濁液の完全に連続的に対処しうるようにした物質混合物の固液分離用の汎用装置を開発することにある。

この目的は、本発明によれば、２つの濾過チャンバを平行に備えるとともに、これらの濾過チャンバを独立して、入口側に配置したフィーダにバルブ手段を用いて連結し、且つ、出口側に配置した１つ以上の圧縮用圧力チャンバにポンプ装置を用いて連結した、物質混合物及び懸濁液の固液分離用の汎用装置により達成される。

このように、本発明は、上述した物質混合物及び懸濁液の固液分離用の装置を、完全に連続的に、すなわち、中断無しに、動作させることを始めて可能にしたものである。

本発明による物質混合物及び懸濁液の固液分離用装置を、圧縮用圧力チャンバの１つを開放した状態で示す正面図である。 図１の物質混合物及び懸濁液の固液分離装置を反対側から示す図である。

図１は、本発明による、物質混合物及び懸濁液の固液分離用の装置を示す正面図である。２つの濾過チャンバ２，３と、偏心スクリューポンプ６と、圧縮用圧力チャンバ８とが、左側から右側に確認することができる。

本発明による高圧フィルタープレスは、２つの縦型濾過チャンバ２及び３と、１〜８個の横型圧縮用圧力チャンバ８とを具えている。動作時間全体を通して、懸濁液は、中断なく常に濾過チャンバ２及び３内に交互に送給され、濾過ケーキが３〜１２分の間隔で圧縮用圧力チャンバ８から放出される。

排液処理は、濾過チャンバ２及び３内にフィードが送給されることで始まり、圧縮用圧力チャンバ８内の圧力を高めつつ中断なく続けられる。濾過チャンバ及び圧縮用圧力チャンバ内の排液処理時間及び圧力は、懸濁液の排液処理特性に応じて適応されるとともに修正される。濾過チャンバ内の排液処理時間は６０分とし、静力学的な排液処理圧力は、液体の充填量に応じて０．４バール（１バール＝１０⁵ パスカル）となる。排液処理は、ストリッパ及び接触ブラシを用いて行う。濾過チャンバ内での排液処理時間が６０分経過した後、制御可能な偏心スクリューポンプ６が濃密化された懸濁液を圧縮用圧力チャンバ８内にパルス状に送給する。ポンプ圧は１〜２バールであり、保圧時間は１〜２分である。濾過チャンバ２及び３内への送給は６０分毎に切換える。排液処理が行われていないチャンバの濾布は、そのどちらの側もブラスト洗浄接続部を用いて洗浄される。

各圧縮用圧力チャンバ８は、完全なモジュールである。モジュールは８個まで水平方向に一列に配置され、共通のフィルタストリップを有する。濾過ケーキを放出するためのチャンバの同時の開閉運動は１００mmだけとし２０秒の間続ける。フィルタストリップは、濾過ケーキを水平方向に放出させ且つその両側で同時に洗浄される。圧縮用圧力チャンバ８のあらゆる運動、すなわち、開放、閉鎖、締め付け及び排液処理圧縮用圧力は、液圧シリンダにより行われる。

高圧フィルタープレスの動作時間、すなわち、
‐中断のない連続的な送給時間
‐３〜１２分毎の濾過ケーキの放出時間
には制限がない。

排液処理シーケンスの仕様
‐濾過チャンバを０．４バールまでの静水圧に６０分間保つ処理と、
‐圧縮用圧力チャンバを１〜２バールのポンプ圧に１〜２分間保つ処理と、
‐圧縮用圧力チャンバを４０バールまでの鋼板圧縮用圧力に５〜１０分間保つ処理と
を有しており、合計の排液処理時間は６６〜７２分とする。

固液分離は圧力及び時間に依存する。原理的には、本発明の目的は、懸濁液から開始してこれを液相と固相とに分離することである。

固液濾過は、多くの工業的なプロセスにおいて重大な意味のある方法である。各プロセスの目的は、濾過方法の最適な選択と、プラント設計配置の最適な選択との双方を決定することにある。正確には、生成物及び価値ある物質の回収分野において、選択性及び処理能力に関連する条件がこれまで以上に厳しいものとなっており、これと同時に操作上の信頼性がより高いものとなっている。

懸濁液の固液含有量は、大きく変化するものであり、また、固液分離用の機器の手順を決定するものである。

フィルタープレスは、固液分離のためのシステムである。懸濁液を、液体のみを透過させる織布（濾布）に対して流すと、固体がこの織布で止められる。時間が経過するにつれて、濾過済みの固体から濾過ケーキが濾布上に形成される。懸濁液の液体内容物は濾布を透過して、固体の無い濾液として回収される。濾布と濾過ケーキとは懸濁液の流れに対する障害物を形成する。濾過ケーキが積み重なるにつれ、この障害物に打ち勝つためにはより大きな圧力が必要となる。

１０時間の動作時間の経過に亘って、例えば中断無しに、懸濁液が交互に送給される２つの濾過チャンバより成る、本発明による構成によれば、濾過チャンバ及び圧縮用圧力チャンバ内で排液処理を同時に行うことが可能になる。

懸濁液の固液含有量は大きく変化し、固体含有量は殆ど１０％よりも少なく、固体内容は無機物もしくは有機物、または、これらの混合物であり、これらの粒径はさまざまである。従って、圧縮率はさまざまである。懸濁液の固体濃度は、圧力を増大させることによりできるだけ迅速に高める必要がある。圧縮固体層のみは高圧縮用圧力の下で更に処理することができる。

今日知られている、あらゆるチャンバ及びメンブレンフィルタープレスでは、上述した工程（濾過及びその後の圧力の圧縮）は、１つのチャンバ内で行われていた。

本発明によるフィルタープレスは、別々のチャンバ、すなわち特定の濾過チャンバ及び特定の圧縮用圧力チャンバを用いて処理を行うものである。濾過チャンバは、長期間、低圧で動作する。それから、ポンプ圧増加の下、圧縮用圧力チャンバ内では変化がある。圧縮用圧力チャンバは、高圧且つ短期間に動作する。

本発明によるフィルタープレスは、最初に、以下の操作手順を実行するものである。すなわち、操作の開始に当って最初に、濾過チャンバ２には連続的な送給が行われる。６０分間の送給後、濾過チャンバ３への切換えを行う。濾過チャンバ３内への連続送給の過程では、濾過チャンバ２からのパルス状の除去とともに圧縮用圧力チャンバ内へのポンプ圧送給がある。或いは、一方の濾過チャンバ内には常に送給を行なうとともに、他方の濾過チャンバからのパルス状の除去を行い、圧縮用圧力チャンバ内では、ポンプ圧の下、不連続な送給が行われる。

従って、本発明により始めて可能となった操作手順は、以下の表に、時系列的に記載する。

Claims (1)

1. 送給装置と、少なくとも１つの前記送給装置側の縦型濾過チャンバ（２、３）とを具え、前記縦型濾過チャンバの出口には、濃密化された残留物を前記縦型濾過チャンバ（２）から除去してポンプ圧を発生させるための少なくとも１つのポンプ（６）が連結されており、このポンプ（６）が連結ラインにより１つ以上の密閉された圧縮用圧力チャンバ（８）に連結されている、物質混合物及び懸濁液の固液分離装置であって、２つの前記縦型濾過チャンバ（２、３）を平行に備えるとともに、それぞれの前記縦型濾過チャンバを独立して、入口側に配置した前記送給装置にバルブ手段を用いて連結し、且つ、出口側に配置した１つ以上の圧縮用圧力チャンバ（８）に前記ポンプ（６）を用いて連結されていることを特徴とする固液分離装置。