JPH0511000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スラリーから固状粒子を分離するた
めの方法に関する。特に、スクリーンボウルデカ
ンテイング型（screen bowl decanting type）
の遠心機を利用した分離方法に関する。

［従来の技術および解決すべき問題点］ スクリーンボウルデカンテイング型の遠心機を
利用して液体から固状粒子を分離する従来の方法
は、分離しうる固状粒子の最小寸法にかなりの限
界があつた。この最小粒子寸法は液体と固状物と
の比重差、遠心機の寸法および速度ならびに体積
処理量に従つて変化するけれども、実際上この最
小粒子寸法１〜15ミクロンの範囲にある。

分離の１次段階において、遠心機はスラリーか
ら前記最小粒子寸法より大きな粒子を分離する。
しかし、前記最小粒子寸法よりも小さな粒子（以
下、「微粒固状物」と呼ぶ）は、遠心機から放出
された液体（分離液）内に汚染物として残余す
る。次に分離の２次および３次段階が実行され
て、分離液から残余の微粒固状物が回復される。
２次段階は通常、沈降タンクを使用する。他方３
次段階は追加的な固状物ボウルデカンテイング遠
心機を使用する。この３次段階まで要すること
は、非常に煩雑であり、解決が望まれていた。

本発明の目的は、３次の分離段階を不要にし
た、スラリーからの固状物を分離するための方法
を提供することにある。

［問題点の解決手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る分離
方法は、以下のような構成をとつている。すなわ
ち、 広範囲の粒子寸法分布（粒子の等価直径が少な
くとも15ミクロンと150ミクロンと間にある）を
有する固状物を含むスラリーの液体組成から固状
粒子を分離するための、スクリーンボウル遠心機
を用いた分離方法であつて： (a) スラリー内の前記固状物の平均粒子等価直径
の15倍以上の最大の半径方向厚みを有する遠心
機のスクリーン部位上に固状物から成るベツド
を形成する段階； (b) ボウル速度の0.5〜10％の範囲内の速度で遠
心機のらせん運動を実行する段階；ならびに (c) 遠心機からの固状物汚染分離液の少なくとも
１部をボウルのスクリーン部位の内部へと戻
し、その分離液を最大固状物厚さの領域近傍に
おけるスクリーン部位通過固状物に付着させる
段階； の諸段階から成る方法としている。

さらに、本発明の実施態様として、 微粒固状物で汚染されている、遠心機からの分
離液少なくとも１部を、補助供給パイプによりボ
ウルのスクリーン部位内部へと戻し； 前記パイプは、前記一部の分離液をスクリーン
部位通過固状物に付着せしめるように配置され； 前記固状物が、遠心機の固状物ボウル部位内で
分離されて、固状物の前記ベツドが形成される； ことを特徴とする分離方法を提供する。

［実施例］ 以下に、第１，２図を参照しながら従来技術の
説明をし、次に第３〜５図を参照して本発明の実
施例について説明をする。

第１図には、従来のスクリーンボウルデイカン
テイング型遠心機１の縦断面図を示す。メイン供
給パイプ２および供給ポート３によつて、スラリ
ーを固状物ボール部位５へと供給する。液体より
も比重の大きいスラリー中の固状物が、ボウル部
位５内のスラリー回転により発生した遠心力によ
つて外側へ移動する。そしてその固状物は、ボウ
ルと異なる速度で回転するらせんコンベヤ７によ
つてらせん移動する。らせん移動動作中に、円筒
ボウル壁３上に厚められた固状物は内側に移動す
る。固状物は、遠心機の回転軸方向に向いた円錐
ボウル部位９を通過する間に、液体表面１１を通
つて円錐ビーチ部位１３に沿つて移動する。この
ようにして、沈澱によつてらせん固状物から液体
の一部が分離される。ひきつづいて固状物はスク
リーン部位１５上でらせん移動する。そこで、濾
過によつて固状粒子からさらに液体が除去され
る。液体はスクリーン部位１５内のスロツトを通
過するが、乾燥固状物は固状物出口１７から放出
される。補助供給パイプ１９を設けても良く、そ
れにより補助供給ポート２１を介してスクリーン
部位１５上の固状物を洗浄するための液体を供給
できる。この洗浄液体は、遠心機のケーシング２
３内に集められ、もし必要ならば分離液とは別々
に（第２図参照）ひきつづく処理のために放出さ
れる。

第２図は、１次、２次および３次の分離段階を
含んだ、液体から固状粒子を分離するための従来
の装置の代表的な配置を示したものである。１次
分離段階は、上述のようなスクリーンボウルデイ
カンテイング型遠心機の手段によつて実行され
る。２次分離段階中に、分離液２４は沈降タンク
２７へと送られ、そこで凝集剤２９を添加するこ
とができ、微粒固状物を固めて沈降を促進する。
澄んだ分離液３１が沈降タンク２７の上から流出
し、濃縮された汚染分離液３３は沈降タンクの底
から排出される。その分離液３３は３次分離段階
へと送られ、そこで微粒固状物３５が分離され
る。分離液３７が、もしまだ不純物を含んでいれ
ば、２次段階へと再循環される。

デイカンテイング遠心機のスクリーン部位１５
を通過した液体／微粒固状物の混合物３９は、要
求に応じて２次または３次の分離段階へと送出さ
れる。

３次分離段階は固状物ボウルデイカンテイング
遠心機３８、ベルトプレスフイルター、真空タイ
プフイルターその他の公知装置により実行され
る。これらの装置は、微粒固状物３５を放出し
て、スクリーンボウルデイカンテイング固状物出
口１７からの乾燥固状放出物４０に混合する。

次に、第３〜５図を参照して本発明の実施例を
説明する。本発明は、スクリーンボウルデカンテ
イング型遠心機のスクリーン部位１５の動作にお
ける設計・態様に関するものである。また本発明
は、スクリーン開口の寸法、スクリーンを通過す
る固状物の半径厚みおよびこれらの固状物の粒子
寸法分布の間の関係に関する。

以下のパラメター(a)〜(c)を用いてスクリーン性
能の分析を行なつた。

(a) 処理すべきスラリー内に含まれる固状物の平
均粒子寸法の10倍以上大きな半径方向厚みを有
するスクリーン部位１５上の固状物のベツドを
使用すること。

(b) ボウル速度とコンベヤ速度の差として決定さ
れ、ボウル速度の0.5〜10％の範囲内にある、
比較的に小さな差のらせん速度。

(c) 15ミクロンの粒子等直径と150ミクロンの粒
子等価直径との間の範囲よりも広範囲であると
決定した広範粒子寸法分布を有する固状物。

これらのパラメターを用いた分析の結果、スク
リーン動作の３つの重要な特徴(1)〜(3)が分かる。

(1) 液体表面１１が除かれ円錐ビーチ１３に沿つ
て固状物がらせん移動される際の液体からの固
状物の初期的分離に続いて、さらなる分離段階
が生ずる。そこでは、固状物がスクリーンに達
し、固状物の空隙内に捕獲されていた液体が遠
心力およびスクリーン開口を通るフイルターに
よつて除去される。これを第１濾過段階と呼
ぶ。これは、スクリーン軸長の最初の20〜40％
で生ずる。

(2) スクリーン軸長の残りの部分で最後の分離段
階が起こる。ここでは、スクリーンを通じた濾
過によりさらに液体が分離される。非常に微粒
な固状物（10〜15ミクロンより小さい）がいく
らか失われる。この第２濾過段階中に分離され
た液体は、表面張力によりこれらの微粒固状物
の大面積に付着され、スクリーン開口を通過し
たものである。

(3) 第２濾過段階中にスクリーンを通過する微粒
固状物（10〜15ミクロンより小さい）の量はご
くわずかである。200〜250ミクロンのスクリー
ンを用いて、200〜250ミクロン以下の約90〜95
％の固状粒子を、ゆつくり移動する固状物の半
径方向に厚いベツドとともにスクリーンを通過
させ、固状物放出出口１７から放出させる。た
だし上記パラメター内では、遠心機が動作して
いる。

このスクリーンの使用は、従来技術のスクリー
ニングとは根本的に異なる。従来のスクリーンは
固状物を分離するために用いられ、そこではスク
リーン開口寸法よりも小さな全ての固状物が大量
の液体とともに通過して、その寸法よりも大きな
固状物はスクリーン上に湿つた状態で保持され
る。一方、本発明は、上記パラメターとともにス
クリーンを使用し、２段階で液体を分離する。第
２段階はスクリーンを通過する小量の微粒固状物
の放出を通じて達成される。他方、スクリーン開
口より実質的に小さな寸法の微粒固状物の大部分
を、堆積段階から表われてくる大寸法固状粒子と
ともに、スクリーンを渡つて運搬する。

第３図は、３次分離段階を不要とする本発明に
従つた分離装置の概略図である。２次分離段階か
らの濃縮汚染分離液３３をデイカンテイング遠心
機のスクリーン部位１５へと戻し、全ての分離固
状物を単一の出口１７へと送出する。ここで汚染
された分離液（必要ならば、追加的凝集剤３０を
混合して、微粒子の凝集を増大させることができ
る）は、補助供給パイプ１９を介して、１次分離
段階内のスクリーンボウルデイカンターのスクリ
ーン部位１５へと供給される。

第４および第５図に示すように、汚染された分
離液３３は、多重ノズル４１を通じて、スクリー
ン１５上でらせん移動している固状物４２へと運
ばれる。その場所は、固状物ベツドの半径方向厚
さが最大であつて、スクリーン上の濾過位置の第
１位相と第２位相との接合点付近の場所である。
前述パラメター内での動作が実行されるときに、
汚染分離液３３内の凝集した微粒固状物はスクリ
ーンを通過し、ゆつくりと半径方向に移動する固
状物ベツド内に捕護され、そして固状物出口１７
から放出される。一方、濾過により分離された液
体は、半径方向に厚い固状物のベツドおよびスロ
ツト付きスクリーンを通過する。わずかな微粒固
状物を含む液体／微粒固状物の混合物３９は、再
循環の２次分離段階へと供給される。

スクリーン上でらせん移動をしている固状物の
最大厚さ部分へと汚染分離液３３を放出するよう
に、ノルズ４１が位置づけられる。汚染分離液３
３の分布を確実にするために、多数のノズル４１
の配列を用いる。第４図に示すように分配プレー
ト４３を設けて、第２の液体パイプ１９の軸方向
位置を調節することにより、汚染分離液３３をス
クリーン１５へと送出する軸方向位置を最適の性
能をもたらすようにすることが可能である。すな
わち、最適の位置とは、スクリーン上の濾過領域
の第１位相と第２位相との間である。

［発明の効果］ 前記のような装置により本発明の方法を実行す
ることによつて、３次分離段階を不要にすること
ができる。最初の固状物／液体分離段階の際に分
離液中に残つた微粒子固状物は、回収のために遠
心機スクリーン部位上の厚い固状物ベツドへと再
循環される。１次分離段階の遠心機出口から全て
の固状物が排出されるので、固状物に対してのひ
きつづく処理が非常に簡単になるとうい利益もも
たらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスクリーンボウルデカンテイン
グ型遠心機の縦断面図であり、第２図は、１次、
２および３次分離段階を含んだ、従来の分離装置
の概略図であり、第３図は、本発明に従つた分離
装置の概略図であり、第４図は、本発明の実施に
使用するためのスクリーンボウルデカンテイング
型遠心機の縦断面図であり、そして、第５図は、
第４図のＸ−Ｘ線に沿つてとつた横断面図であ
る。 １：遠心機、２：メイン供給パイプ、５：ボウ
ル部位、７：らせんコンベヤ、９：円錐ボウル部
位、１５：スクリーン部位、１７：出口、１９：
補助供給パイプ、２４：分離液、２９：凝集剤、
３０：追加的凝集剤、３１：澄んだ分離液、３
３：濃縮汚染分離液、３９：混合物、４０：乾燥
固状放出物、４１：多重ノルズ、４２：らせん移
動中の固状物、４３：分配プレート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 広範囲の粒子寸法分布（粒子の等価直径が少
   なくとも15ミクロンと150ミクロンとの間にある）
   を有する固状物を含むスラリーの液体組成から固
   状粒子を分離するための、スクリーンボウル遠心
   機を用いた分離方法であつて： (a) スラリー内の前記固状物の平均粒子等価直径
   の15倍以上の最大の半径方向厚みを有する遠心
   機のスクリーン部位上に固状物から成るベツド
   を形成する段階； (b) ボウル速度の0.5〜10％の範囲内の速度で遠
   心機のらせん運動を実行する段階；ならびに (c) 遠心機からの固状物汚染分離液の少なくとも
   １部をボウルのスクリーン部位の内部へと戻
   し、その分離液を最大固状物厚さの領域近傍に
   おけるスクリーン部位通過固状物に付着させる
   段階； の諸段階から成る方法。 ２ 請求の範囲第１項記載の分離方法であつて： 微粒固状物で汚染されている、遠心機からの分
   離液の少なくとも１部を、補助供給パイプ２１に
   よりボウルのスクリーン部位内部へと戻し； 前記パイプは、前記一部の分離液をスクリーン
   部位通過固状物に付着せしめるように配置され； 前記固状物が、遠心機の固状物ボウル部位５内
   で分離されて、固状物の前記ベツドが形成され
   る； ことを特徴とする分離方法。 ３ 請求の範囲第２項記載の分離方法であつて： 遠心機からの前記一部の分離液をスクリーン部
   位１５の内部へと戻す工程が、沈降タンク２７に
   より達せられる； ことを特徴とする分離方法。