JPS5823126B2 - 濾過ケ−クの除去方法およびこれに用いるキャンドル型濾過装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、沖過ケーク乾式排出方式のキャンド１ル型沢
過装置および生じた濾過ケークの除去方法に関する。

この種のキャンドル型ｐ過装置は例えばドイツ実用新案
第６６１０７６６号に開示されている。

濾過装置は固形分を含む液即ち原液を濾過するも１ので
あり、キャンドル型沢過装置においては、濾過ケークを
形成する濾過残滓をできるだけ乾燥した状態で装置基部
の排出口から取除く必要がある。

そのためには、先ず原液供給口を閉塞し、次いで加圧ガ
スを原液室に吹込んでその中に残存していンる原液のほ
とんどを、駆除している。

又、キャンドル状フィルターエレメント内の外液管中に
残存しているＰ液が還流して濾過ケーク中に浸透しこれ
を再び湿潤化するのを防止するには昇液管の下端に逆止
弁を設けている。

又、フィルターニレメン； トに付着した濾過ケークの
剥離は、フィルターエレメント内に圧縮空気を吹込んで
行っている。

しかしながら、上記従来のキャンドル型沢過装置には多
くの欠点がある。

即ち、加圧ガスによって駆除しうる残留原液はせいぜい
キャンドル状フシイルターエレメントの透過性部分の下
端の高さまでであり、それ以下に残存している相当量の
原液は、ケーシング基部の濾過ケーク排出口を開いたと
き流出してしまう。

又、泥液中に残存する固形分が逆止弁のボールとその座
部間に沈着して逆止；弁の封止作用を阻害するため、昇
液管から泥液が還流するのを十分防止し難いという欠点
がある。

又、高粘度原液の濾過においては、高温度で濾過した後
、沖過ケーク排出口を開く際にキャンドル状フィルター
エレメントを冷却しなければならな）いため逆止弁に粘
着を生じてその作用を阻害するという不都合も生ずる。

更に、圧縮空気を強く吹込んで吊設したキャンドル状フ
ィルターエレメントから濾過ケークを剥離せしめるとい
う手法は濾過ケークがフィルターエレメントにきわめて
弱く付着している場合にのみ可能である。

フィルターエレメントを囲繞する密な筒体を形成してフ
ィルターエレメントに強く付着している濾過ケークはか
かる手法では除去し難い。

本発明の目的は、従来のキャンドル型炉過装置の欠点を
克服することであり、且、構造がきわめて簡単で故障が
なく、作業条件が著しく変ってもきわめて高い信頼度で
以ってそれに順応することができ、例えばピッチ、液化
石炭、クールなどの高粘度原液を沢過して固形灰分を除
くという困難な作業をもなしうる濾過装置を提供するこ
とである。

上記の目的は、特許請求の範囲第１項に記載に特徴ある
構成によって達成しうる。

又、本発明によるキャンドル型濾過装置から濾過ケーク
を除去する際に加圧ガスを送り込んで原液室のきわめて
低い位置に設けた原液供給口から原液を駆除しうるので
、ケーシング内に残留する原液は著しく少量である。

従って濾過ケーク排出口を開いた際逸失する原液量は問
題にならないほど僅かである。

又、本発明における昇液管はｐ液流入口を有するのみの
簡単なパイプであり、従来の如く特殊な構造のものでは
ないので、これをキャンドル状フィルターエレメントの
着脱を容易になしうる取付杆として利用できる。

又、昇液管から逆流するＦ液の全量を受容してこれが次
工程で再びｐ液室に送り込まれるまでの間貯留可能のリ
ターンポットを設けることにより、Ｆ液がキャンドル状
フィルターエレメントから逆流するのを確実且簡単に防
止できるので従来の如く特殊な逆流遮断装置等を設ける
必要もない。

尚、ｐ液がきわめて粘性に富み、濾過ケーク排出中に冷
却されるとリターンポット内で硬化するようなものであ
っても、作業温度に加熱された原液が供給されると直ち
にリターンポットの周壁が加熱されるので硬化したろ液
は再び直ちに液化するので問題はない。

従来の逆止弁を用いる手法では、硬化した炉液が逆止弁
に粘着するのを防ぎきれなかったが、本発明によれば何
らの不都合もなく作業を遂行できる。

最後にキャンドル状フィルターエレメントに沢過ケーク
が凝塊状を呈して固く付着しても、フィルターエレメン
トに周期的振動乃至揺動を与えることによって容易にこ
れを剥離させることが可能である。

高粘度原液を沢過するため、本発明においては、内部に
加熱流体を有する加熱套でもって濾過装置のケーシング
を被覆している。

このように構成したことにより、本発明の濾過装置は例
えばピッチ、液化石炭、ビチューメン等の高粘度原液か
ら固形灰分を濾過して除去することができる。

この場合、加熱套内の加熱油によって濾過温度を約３０
０℃（５７３Ｋ）に維持して行なう。

濾過開始時に濾過助剤として板状珪藻土を加えると、こ
れが原液中の固形分を収集して共にフィルターエレメン
ト上に析出し、フィルターエレメントを包む筒状濾過ケ
ークを形成するが、この濾過ケークは脆いので除去し易
い。

キャンドル状フィルターエレメント上の沢過ケークが除
去すべき厚さに達したら、Ｐ液排出口孔を絞った後、加
圧ガスを原液室内に送り込み、原液面並びにフィルター
エレメントと昇液管の間に介在するろ液面の双方を加圧
する。

かくして原液は原液供給口を通って原液室外に強制的に
排出され、一方残留瀘液はフィルターエレメント内の外
液管中を強制的に上昇せしめられてＰ液室内に送り込ま
れる。

その際、泥液排出口の絞りを調節して、原液室中の原液
面とフィルターエレメント内のろ液面とが略等速度で下
降するようにし、炉液並びに加圧ガスがろ液排出口から
早まって排出されないようにする。

原液及び炉液がケーシング外に駆除された後、又、必要
に応じて濾過ケークを加圧ガスによって更に乾燥させた
後、濾過ケーク排出口のフラップ弁を開き、ノッキング
装置を作動させる。

而して濾過ケークはその振動によってフィルターエレメ
ントから剥離する。

その際、本発明においてはキャンドル状フィルターエレ
メントには下方にかけて縮径するようテーパを付しであ
るので、ケークの剥落を助長しうる。

あまり固くない濾過ケークは上記の振動によって破砕さ
れる。

しかしながらピッチやタール等から固形灰分を濾過する
場合に生ずる珪藻土及び濾過成分とより成る比較的固い
濾過ケークは、落下する際後述する破砕手段によって破
砕される。

以下、本発明の特徴並びに利点を図面に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。

この実施例は温度３００℃（５７３Ｋ）で高粘度原液か
ら固形成分を漣過するキャンドル型濾過装置の代表例で
ある。

しかしながら本発明に係るキャンドル型濾過装置は後述
するように他の濾過装置に応用しても効果を発揮するこ
とができる。

第１図及び第２図に示す如く、本発明のキャンドル型濾
過装置はケーシング１を有する。

このケーシング１は、水平の隔壁２によって炉液排出口
４を有するろ液室たる上部区画室３と、下部に原液供給
口６を設けた原液室たる下部区画室５とに区分される。

加圧ガス供給手段７は、隔壁２のやや下側において原液
室５内に開口している。

原液室５の基底部には濾過ケーク排出口９が設けである
。

この排出口９はフラップ弁１０によって開閉される。

ｐ過ケークを排出するには、回転駆動装置１１（第２図
）によってフラップ弁１０を回転軸１２まわりを回動さ
せて垂直に位置させることにより、排出口９を開いて行
なう。

キャンドル状フィルターエレメント１４は、フラップ弁
１０が開くのを妨げない位置に設け、濾過ケークの排出
を阻害しないようにするべきである。

フィルターエレメント１４の外表面には、濾過助剤及び
原液中の濾過成分が析出して濾過ケーク１３を形成する
。

フィルターエレメント１４は、内部に外液管１５を有し
、フィルターエレメント１４を通過して流入する固形分
を除去されたろ液は該外液管１５中を上昇してＰ液室３
中に流入する。

外液管１５の下端には少くとも１個の流入口１６を設け
てあり、本発明においては、この外液管下端部まわりに
リターンポット１γを取付けである。

後続するろ液による或は残留原液及びｐ液をケーシング
１外に強制排出する加圧ガスによる外液管１５下端部に
対する加圧作用が停止し、従って濾過作用が停止すると
、外液管内の炉液は下方に逆流するが、リターンポット
１７の容積は、この逆流する全戸液を収容しうるように
定めである。

外液管１５はろ液室３内に突出するが、該突出端の上方
にｐ液が残存しないように突出すしめることが肝要であ
る。

さもないと、リターンポット１７の容量を外液管１５の
上端より上位に残留する全戸液を収容しうる程度に相当
大きくしなければならなくなる。

本発明においては、外液管１５がキャンドル状フィルタ
ーエレメント１４を隔壁２から吊設するための取付杆の
形態をなしている。

これによってフィルターエレメントの取付は及び取外し
をきわめて簡単になしうる。

フィルターエレメント１４は外液管１５上を滑らせて取
付け、その下端を同じく外液管上を滑らせて取付けたリ
ターンポット１５内に着座せしめる。

このように組付けた後ナツト１８を外液管１５の下端ね
じ部に螺合させ、該ナツトによりリターンポット１７の
底部を支承せしめる。

外液管１５の下端はいうまでもなく閉塞されている。

ケーシング１のカバー１９上には、例えば油圧駆動ノッ
キング装置２０を設け、そのラム２１をシールした状態
でＰ液室３内を貫通せしめ、該ラムによって隔壁２に衝
撃を与えるようにしである。

隔壁２の一部はラム２１に接続されている。

又、隔壁２はガスケット２８に押圧せしめられている。

このようにしてフィルターエレメント１４は振動せしめ
られる。

而して原液室５内から原液を排出した後、フィルターエ
レメント１４を振動させて濾過ケーク１３をフィルター
エレメント上から剥落せしめることができる。

高粘度原液を濾過するため、濾過装置を必要な温度に保
つには、ケーシング１まわりに加熱套２２を設ける。

この加熱套２２は少くとも原液室５の大部分を被うよう
にする。

加熱套２２内には循環装置との接続手段２３を介して加
熱油等の加熱流体を循環させる。

フィルターエレメント１４の振動によってその表面に凝
集した濾過ケークが剥離し円筒状を呈したまま落下する
と排出しにくい等の不都合を生ずるので、フィルターエ
レメント１４の下端部に適当な濾過ケーク破砕手段を設
ける。

この破砕手段として、本発明におけるようにリターンポ
ット・１７の外周に円錐壁を設けるときわめて効果的で
ある。

即ち第１図に示すようにリターンポット１７に例えば上
方に向かい円錐角５度で縮径する円錐部８を設ける。

このように構成することにより、特に別途の手段を設け
なくても、フィルターエレメント１４から凝集して円筒
状を呈して剥離した濾過ケークが、落下する際円錐面に
当って拡径されて破砕され、排出し易くなる。

又、濾過ケークがこのような状態で剥落する場合、刃を
１個或は高さを変えて食違い状に複数個設けて成る破砕
手；段（図示略）を用いても効果がある。

キャンドル状フィルターエレメント１４の外径を下方に
かけて僅かにテーパ状に縮径せしめると沢過ケークの剥
離を一層容易になしうる。

この場合、エレメント１４の上端の外径と下端のそれと
の差をどの程度にするかは大して意味のある問題ではな
い。

きわめて僅かなテーパでも、ノッキング装置２０により
エレメント１４を振動させて濾過ケークを剥離させるに
は十分であり、大ていの場合最初の衝撃で剥離させるこ
とができる。

本発明のキャンドル状フィルターエレメント１４は瀘適
用ギャップを有する。

このギャップは、第４図に示す如く平行な垂直線材２４
間に形成される軸方向に直線状に延びるギャップ２５で
あっても、或は第５図に示す如く螺旋巻線２６間に形成
される略水平なギャップ２７であってもよい。

このようなギャップ式フィルターは、例えばＰ布等の他
の濾過材料のものに比して濾過ケークの剥離に対する抵
抗が小さい。

特に垂直方向に直線状に延びるギャップ２５を有するキ
ャンドル状フィルターエレメントにおいては濾過ケーク
はきわめて容易に剥離する。

又、略水平のギャップ２７を有するギャップ式フィルタ
ーにおいては、本発明における如く、衝撃により生ずる
キャンドル状フィルターエレメント１４の軸方向運動量
がギャップ２７の中心と中心との間の軸方向距離より犬
となるようにノッキング装置２０並びに隔壁２を弾力的
に支持する部材を配設すると有利である。

このようにすればノッキング装置２０によりフィルター
エレメント１４が振動中、濾過ケークのギャップ２７内
に突入している部分が標線巻線２６のエツジにより切断
されるので、フィルターエレメント１４から濾過ケーク
が剥離され易い。

尚、それには、フィルターエレメントの軸方向運動量が
ギャップ２７の中心と中心間の軸方向距離が約２乃至４
倍となるようにするのが好ましい。

この程度の衝撃運動量は、ギヤツブ巾が通常５０乃至６
０μｍの範囲内にあり且前記中心と中心間の軸方向距離
は１０００乃至２０００μｍの範囲内にあることに鑑み
、難なく達成できる。

フィルターエレメント１４を支持する隔壁２の運動は、
ノッキング装置２０の作動により、隔壁２自体の模型撓
曲作用或は隔壁２とケーシング１間をシールしているガ
スケット２８の変形作用によって得られる。

ノッキング装置２０の衝撃を隔壁２に伝達する構造上段
も簡単な方法は涙液室３内をシール状態で貫通して隔壁
２の中央部に取付くラム２１を設けることである。

このラム２１により隔壁２を下からガスケット２８に押
圧すると共にそのシール作用を常時効果的に行なわしめ
るのである。

隔壁２の振動は、該隔壁をケーシング１に取付けたガス
ケット２８に押圧することにより簡単に得られ、る。

ガスケットは弾力性に富み、ノッキング装置２０による
衝撃により容易に変形して隔壁２に所望の振巾を与える
。

、振動手段を隔壁２に対するノッキング装置２０の衝撃
方向が下から上へ作用するように構成すれば、少くとも
最初の衝撃により、濾過ケークはフィルターエレメント
に対して相対的に下方に動かされ剥落を促通されるので
好都合である。

第３図に示す如くキャンドル状フィルターエレメントを
より多数設けた大型濾過装置においては、ケーシング１
の底部を濾過ケーク排出口９にかけて漏斗状に形成する
。

このようにすれば、フィルターエレメント１４から剥落
後破砕された沖過ケークが漏斗状傾斜面を滑って排出口
９に達し、そこから外部に取出される。

該排出口９の口径は小さい方が作用中のシールを保ち易
い。

特に排出口９の口径が小さければ小さいほど、残留する
原液量も少なく、従来の濾過装置と比較すれば残留原液
量を最小に押えることができる。

しかしながら、成る程度の原液が残留するのは、構造上
止むを得ない。

原液は濾過ケークの排出前に加圧ガスにより原液供給口
６から押出されるのであるが、その際濾過ケーク排出口
閉鎖装置の上方にどうしても若干残留するからである。

本発明に係るキャンドル型沢過装置の実施例においては
、濾過ケークを例えば残留湿度５０％で十分乾燥させて
排出させることができ、しかも炉。

液が濾過ケーク中に還流することがなく且ケーシング基
底部の濾過ケーク排出口を開く前に多量の残留原液を収
集しなければならないという障害もない。

本発明の実施例は、高粘度原液を濾過するのに適する新
規な濾過装置といえるものである。

本発明のキャンドル型濾過装置は、濾過ケークの乾式排
出をなしうる従来公知のキャンドル型濾過装置を凌駕す
るいくつかの実質的利点を有する。

これらの利点は、公知の濾過装置についても一般的に応
用可能であり、従来の濾過装置の改良に役立つものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のキャンドル型濾過装置の−実施例の部
分断面正面図、第２図は第１図の一部切欠側面図、第３
図は本発明のキャンドル型炉過装置の大型化した実施例
の下部を示す部分断面図、第４図は直線状ギャップを有
するキャンドル状フィルターエレメントの路程横断面図
、第５図は螺旋状ギャップを有するキャンドル状フィル
ターエレメントの一部を切欠いて示した略本側面図であ
る。 １・・・・・・ケーシング、２・・・・・・隔壁、３・
・・・・・ｒ液室、４・・・・・・涙液排出口、５・・
・・・・原液室、６・・・・・・原液供給口、Ｉ・・・
・・・加圧ガス供給手段、８・・・・・・円錐部、９・
・・・・・濾過ケーク排出口、１０・・・・・・フラッ
プ弁、１１−・・・・フラップ弁回転駆動装置、１２・
・・・・・回転軸、１３・・・・・・濾過ケーク、１４
・・・・・・キャンドル状フィルターエレメント、１５
・・・・・・昇ｉｆ、１６・・・・・・流入口、１７・
・・・・・リターンポット、１８・・・・・・ナツト、
１９・・・・・・カバー、２０・・・・・・ノッキング
装置、２１・・・・・・ラム、２２・・・・・・加熱套
、２３・・・・・・加熱流体循環装置との接続手段、２
４・・・・・・直線状線材、２５・・・・・・直線状ギ
ャップ、２６・・・・・・螺旋巻線、２７・・・・・・
螺旋状ギャップ、２８・・・・・・ガスケット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＩＦ涙液室３涙液排出口４を絞り、次いで加圧ガスを加
   圧ガス供給手段７を介して送り込んでケーシング１内か
   ら原液並びに涙液を排出せしめ、その際前記ろ液排出口
   ４の絞り操作により昇液管１５の下端の流入口１６から
   昇液管１５内を上昇して涙液室３へ移動するろ液の量を
   調節して原液室５内の原液の水準面とキャンドル状フィ
   ルターエレメント１４と昇液管１５の間に介在する涙液
   の水準面とが略同速度で降下するようにし、加圧ガスに
   よって濾過ケークを十分乾燥せしめた後原液を原液室５
   から完全に１駆除し、次いで濾過ケーク排出用フラップ
   弁１０を開き、ノッキング手段２０．２１等の振動乃至
   揺動装置を作動させてキャンドル状フィルターエレメン
   ト１４に付着している濾過ケークを剥落せしめると共に
   必要に応じてこの剥落する濾過ケークをキャンドル状フ
   ィルターエレメント１４の下端部に設けた破砕手段によ
   って破砕しつつ排出することを特徴とする濾過ケークの
   除去方法。 １２ 水平の隔壁によってろ液排出口を有する涙液室た
   る上部区画室と原液供給口を有する原液室たる下部区画
   室とに区分されるケーシングと、原液を排出する加圧ガ
   ス供給手段と、ケーシング基底部に設けた開閉可能の濾
   過ケーク排出口とを有し、゛前記隔壁にキャンドル状フ
   ィルターエレメントを吊設し、該フィルターエレメント
   内にｐ液用昇液管を配設すると共にその下端に涙液が濾
   過ケーク中に逆流するのを防止する手段を設けた濾過ケ
   ーク乾式排出方式のキャンドル型濾過装置においてｌ
   ａ）昇液管１５はその下端に少くとも１個のＰ液流入口
   １６を有し、且該昇液管１５の下端部には昇液管の容量
   に見合う容量のリターンポット１Ｔを設け、加圧ガスに
   よる昇液管１５の下端部への加圧作用が停止する濾過作
   用停止時、昇・ 液管１５内から逆流する濾過をこのリ
   ターンポット１７に収容することによりア液が濾過ケー
   ク中に浸透するのを防止し、 ｂ）原液室たる下部区画室５の下部に原液供給口６を設
   け、 Ｉ Ｃ）支杆の形態をなす昇液管１５を用いてキャンド
   ル状フィルターエレメント１４を隔壁２に吊設固定し、 ｄ）隔壁２をガスケットを用いてケーシング１に対して
   シールすると共に該隔壁を弾力的に可動、 とすると
   共に、 ｅ）ノッキング手段２０．２１等の適宜の振動乃至揺動
   装置を隔壁２に作動可能に連結してキャンドル状フィル
   ターエレメント１４に周期的振動を与えることにより沢
   過ケークを剥離せしめるようにしたこと、 を特徴とするキャンドル型濾過装置。 ３ 高粘度原液を濾過するため、内部に可熱流体を含む
   可熱套２２等の可熱面によってケーシング１の少くとも
   原液室５まわりを被ったことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の濾過装置。 ４ キャンドル状フィルターエレメント１４を上端から
   下端にかけて若干縮径するようにテーパを付したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に記載の濾
   過装置。 ５ キャンドル状フィルターエレメント１４をギャップ
   型フィルターとした特許請求の範囲第２項、第３項、又
   は第４項に記載の濾過装置。 ６ 略水平状をなすギャップを有するキャンドル状フィ
   ルターエレメント１４を有し、ノッキング手段２０．２
   １等の振動乃至揺動装置並びに隔壁２を弾力的に支持す
   る部材を前記フィルターエレメント１４の軸方向運動量
   が前記ギャップの中心−と中心間の軸方向距離に比して
   犬なるように、好ましくは２倍乃至４倍となるように、
   配設したことを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   の濾過装置。 Ｔ 振動乃至揺動を隔壁２に伝達するラム２１をΣＦ液
   室３内をシール状態で貫通せしめて隔壁２の中央部に固
   着し、且該ラムによってＰ液室３に設けたガスケット２
   ８の底部に接する隔壁２をシール作用が連続的に営なま
   れうるようにガスケット２８に強制的に押圧せしめるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第２項、第３
   項、第４項、第５項、又は第６項に記載の濾過装置。 ８ ノッキング装置２０を用い、該ノッキング装置の衝
   撃が下方から上方に向けて作用するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項、第。 ３項、第４項、第５項、第６項、又は第７項に記載の濾
   過装置。 ９ ケージ、ング１を濾過ケーク排出口９にかけて漏斗
   状に傾斜せしめたことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項、第３項、第４項、第５項、第６項、・第７項、又は
   第８項に記載の濾過装置。 １０リターンポツト１７の外周に下方にかけて拡径する
   円錐部の形態をなす濾過ケーク破砕手段８を設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、
   第５項、第６項、第７項、第８項、又は第９項に記載の
   濾過装置。 １１リターンポツト１γの外周面に設けた１個乃至複数
   個の刃の形態をなす濾過ケーク破砕手段を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、第
   ５項、第６項、第７項、第８項、又は第９項に記載の濾
   過装置。