JPS60227806A - 圧力フイルター装置 - Google Patents

圧力フイルター装置

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JPS60227806A
JPS60227806A JP60070750A JP7075085A JPS60227806A JP S60227806 A JPS60227806 A JP S60227806A JP 60070750 A JP60070750 A JP 60070750A JP 7075085 A JP7075085 A JP 7075085A JP S60227806 A JPS60227806 A JP S60227806A
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filter
tank
slurry
pressure
filter element
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JP60070750A
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English (en)
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ゴードン スピルキン
ジヤツク ハロルド エイクラー
ピーター コス
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Dorr Oliver Inc
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Dorr Oliver Inc
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Publication date
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、圧力フィルター装置に関(7、特に、液体・
固形分含有スラリー溶液から液体を分離し、固形分を濃
縮されたアンダーフロー排出物として濃縮するのに使用
するための圧力フィルターに関する。
圧力濾過においては、供給スラリーを圧力容器内へポン
プ送りし、液体から分離された固形分をフィルターケー
クとして炉材上に収集し、一方、炉材を透過したF液は
圧力容器内のF液室に集める。十分に微細な気孔の炉材
を選択することによってF液中の固形分を極めて低いレ
ベルにまで減少させることができる。固形分は、周期的
にp液室からろ液を逆IN、すせることによって炉材か
ら除去し、容器の底部に沈降させて、底部から固形分溜
め排出口を通して除去する。
上記型式の圧力フィルター装置は、例えば、白液清澄化
および石灰マッド洗浄濃縮化のためにクラフトバルブ工
場の再苛性化装置のフィルター装置として使用される。
そのようなフィルター装置においては、白液などのスラ
リー(バルブの製造に用いられる白液などのスラリーを
ここでは「リカー」とも称する)を円筒形フィルタータ
ンク内へ圧力下で供給し、スラリー即ちリカーを懸吊さ
れた筒形フィルター素子を通して圧送する。筒形フィル
ター素子は、有孔管と、その有孔管の外周面に覆設した
筒形炉材とから成っており、リカー中の石灰マツには炉
材上にフィルターケークとして保持される。炉材を透過
し、清澄化されたりカー即ちP液は、フィルタータンク
内の、フィルター素子の上方にある部分に画定されたP
液室に入り、そこからオーバーフロー樋へ排出されるが
、あるいはタンクの上方の水頭箱へ導かれて水頭箱かも
適当な貯留タンクへ送られる。
このようなフィルター装置のある棟のものにおいては、
溜め排出口弁の開いてフィルタータンクの底部内の圧力
を急激に降下させることによって開始されるケーク排出
操作を助成するためにタンクのドーム型カバーの下側の
P液室内に高圧空気クッションを設定する。この戸液室
内で空気クッションが膨張するど、p液が商い流速でフ
ィルター素子を通して逆流せしめられ、フィルター素子
からケークを除去してタンクの底部へ落ドさせ、溜め排
出口を通して排出させる。あるいは葦だ、他の型式のフ
ィルター装置においては、フィルター素子からのフィル
ターケークの逆洗は、フィルタータンク内の圧力を放逐
してP液室を大気に通気させ、リカーを静水圧によりフ
ィルター素子を通して逆流させフィルターケークをフィ
ルター素子の表面から剥離させることによって行われる
。これらの既知のフィルター装置においては、そのE過
作動は自動であって、通常4〜6分間のサイクルとして
実施すれ、フィルタータンクの容量に応じて毎分310
〜925ガロン(1173〜3501t)のりカーを処
理する。
このような従来のフィルター装置の代表的なものは、米
国特許第1,452,151号、2,035,592号
、2,391,534号、3.35/1,215号およ
び4、243.533号に開示されている。これらの特
許には、例えば、クラフトパルプ製造工程における白液
の済過・清澄化および濃縮された石灰マッドの固形分に
排出に使用するための圧力フィルター装置が開示されて
いる。これらの特許のうちの幾つかの特許のフィルター
装置においては、リカーがフィルター素子から複数個の
画室より成るP液室内へ圧送されるようになされており
、逆洗は、特定のp液画室に対応する所定数のフィルタ
ー素子を周期的に順次に逆洗するように回転弁を操作す
ることによって制御されるようになされている。また、
上記特許めうちの他の特許においては、フィルター素子
の逆洗力、フィルタータンク内の圧力を放出し、その結
果中じる静水圧によりフィルター画室またはフィルター
室から逆流するF液によって行われるようになされてい
る。
本発明の目的は、p液の明溌度を調いレベルに維持した
首まで濾過速度を増大することができる圧力フィルター
装置全提供することである。
本発明の他の目的は、フィルター室−りをフィルター素
子から除去し、フィルタータンクから排出する操作を易
成するだめのケーク洗浄除去手段金偏えた圧力フィルタ
ー装置を提供することである。
本発明の他の目的は、フィルター装置の生産性を高め、
全体の設備コストを低減するためにフィルター素子の内
外間の圧力差を大きくしてフィルター装置を操作する方
法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、高速作動金可能にし、固形分
アンダーフロー沈降領域内における固形分の所要滞留時
間を短縮し、フィルター装置のサイクル作動中フイルタ
ーケ−りを除去するための順流洗浄手段を可能にする圧
力フィルター装置およびその操作方法を提供することで
ある。
発明の概要 本発明は、液体・固形分含有スラリー清液から液体を分
離し、フイルターケ−りをフィルタータンクから排出す
るために濃縮スラリーとして濃縮するための圧力フィル
ター装置およびその操作方法を提供する。このフィルタ
ー装置は、細長い円筒形タンクと、該タンクの上方部分
から懸吊された複数のフィルター素子を備えている。ス
ラリー供給装置は、懸吊フィルター素子の円形配列体の
中央に配置された拡径中央供給管部材から成り、スラリ
ーはこの中央供給管部材の頂部から半径方向外方へ排出
され、圧力下で谷フィルター素子の間を流下し、それに
よってフィルターケークがフィルター素子の外周面に付
着し、r液はフィルター素子の上方のF液室へ排出され
る。石灰マッドのケークを排出するためのP液の逆流に
よる逆洗は、自動的に、周期的に開始される。逆洗中、
スラリーの供給流量は、フィルター素子からのフィルタ
ーケークの洗い落しを助成するために増大されるか、そ
のままに維持される。フィルター素子の下端と、タンク
の下方領域内に配設された大気脚への人口との間の領域
は、逆洗中はフィルター素子から洗い落されたケークを
供給スラリーに代って受入れる押のけ帯域の役割を果し
、この逆洗工程中は供給スラリーはフィルター素子をバ
イパスし、濾過操作を受けずに大気脚を通してスラリー
供給タンダヘ戻される。大気脚は、濾過サイクルの逆洗
工程を助成する圧力差を設定する。
実施例の説明 第1図を参照すると、本発明の一実施例による圧力フィ
ルター装置10が示されている。フィルター装置10は
、ステンレス製の円筒形タンク11から成っている。タ
ンク11は、通常の寸法範囲のものであり、直径5 f
t (9,1m)、高さ約21ft(S34m)である
。タンク11は、例えば、再苛性化装置を備えたクラフ
トパルプ工場のような工場建物の床14に設置されるよ
うになされている。再苛性化装置においては、フィルタ
ー装置は、白液をFil’[とじて分離し、石灰マッド
のフィルターケークを排出物として濃縮するのに使用さ
れる。
複数個のフィルター素子15を円形に配列した円形配列
体が、床14より上方のタンク11の上方部分内に配置
された円筒形支持プレート16から懸吊されている。各
フィルター素子15は、周知の構造であり、有孔金属管
18と、その外周に覆設された、例えばニードルフェル
ト材のような適当な材料で形成された透過性筒形F材1
9(第2図)とから成っている。タンク11内の、フィ
ルター素子支持プレート16の上方にはF液室20が画
定されている。タンク11の頂部にはドーム型カバー2
1が蝶番22によって取付けられ、解放自在のクランプ
部材(図示せず)のような任意の適当な錠止手段によっ
て錠止されるようになされている。錠止手段を外せば、
カバー21を蝶番22の周りに第1図に示さ九る開放位
置へ枢動させることができ、必要に応じてフィルター素
子15の取出し、またけ点検のためにp液室20に作業
者が出入りすることができる。
先に述べたように、本発明の特徴は、供給スラリーをポ
ンプ25によりスラリ、−供給タンク24から供給管2
3を通して高い流量で導入するための新規な供給手段を
提供することである。
この目的のために、タンク11の壁を貫通してスラリー
供給口27に接続するエルボ管を有する中央供給管部材
26がタンク11内に設けられている。供給管部材26
は、切頭円錐形または漏斗形下方部分28と、それから
上方へ延長してフィルター素子支持プレート16の僅か
に下のところに終端する、直径約2ft(6,1=)の
拡径円筒管部分29とから成っている。
−瑞32をスラリー供給タンク24内に配置され、そこ
からタンク211の下方部分に丑で延長して漏斗形の端
部分33に終端する大気脚31が設けられる。この大気
脚31には後述するマりに自動的に作動する洗浄弁64
が配設さnている。更に、タンク11の下端には、アン
ダーフロー弁36によって制御される固形分溜め排出口
65が設けられる。
第1図に示されるように、ろ液排出管67がP液室2G
の側壁に設けられた出口に接続さn、水頭箱58に捷で
上方へ延長している。p液室20かも圧力下でr液排出
管37を通して水頭箱38へ送給されたPMは、水頭箱
68内に設けられたオーバーフロー堰板39を越えて後
述するようにPM貯留タンク(図示せず)へ送られる。
F液室20には、更に、常閉弁42にょつ℃制御される
管41が接続されており、この管を通して、酸供給物が
、フィルター索子15を通常の態様で周期的に逆洗する
ために必要に応じて供給される。管41には、弁44に
よって制御される管43が接続されており、Fa室20
を点検のために空にしたい場合にrat管46を6して
スラリー供給タンク24へ排出することができるように
なされている。
例えば製紙工場において白液の清澄化および石灰マッド
の洗浄および濃縮を行うために白液(スラリー)を圧力
濾過するためにフィルター装置10を操作する場合、弁
46を開放し供給リッカー(白液)をポンプ24によっ
て管23を通してタンク11へ圧送する。リカー即ちス
ラリーは、供給管部材26を通って上昇し、管部分29
の上縁を越えて挾−バーフローする。
涙過すイクル中弁34,56,42.44は閉じたまま
とし、フィルターケークはフィルター素子150F材1
9の外面に付着する。リカーは、素子15のp材19を
透過し、管18の側壁の孔を通ってP液としてE液室2
0へ圧送さnlろ液室から排出管57を通して水頭箱6
8へ押上げられ、該p液は、オーバーフロー堰板59を
越えてオーバーフローし、水頭箱38からF液貯留タン
ク(図示せず)へ排出される。
p過すイクル中、室20内のp液の上面と、カバー21
の下面との間に加圧空気クッションが維持される。この
空気クッションの圧力は、周知の暢様で水頭箱38の高
さによって決定される。
フィルター素子15のP材19からのケ−りの除去は、
洗浄弁34とアンターフロー弁66を開放することによ
って開始される。即ち、弁64および66が開放される
と、タンク11内に負圧が生じ、F液がF液室20から
フィルターX子15を通って逆流し、フィルター素子か
らケークを剥離するのを助成し、ケークを溜め排出口3
5全通して排出させる。これと併行して、供給ポンプ2
5は、スラリーI濾過サイクルのときと同じ、または増
大された流量でタンク11へ供給し続け、供給管部材2
6から流出する供給スラリーが、遊離した固形分即ちケ
ークを管部分290周りの領域からフィルター素子15
の下方の領域内へ押しのける作用をする。
従って、この供給スラリーは、順流洗浄を行う。
通常、濾過サイクルは、20〜30秒間のp過時間から
成り、逆流および順流洗浄時間は4〜8秒であり、従っ
て、両者を合わせた濾過濃縮および逆洗サイクルi24
〜38秒間である。これらはすべて適当な調時回路によ
って自動的に制御される。
p過すイクル中は、供給スラリーは、帯域A(第1図)
内に維持さfLる。固形分がフィルター素子15から押
のげられると、押のけ帯域A内の供給スラリーは、大気
脚31全遡して供給タンク24へ戻される。大気脚61
は、逆洗サイクル中は減圧助成手段として機能する。フ
ィルター素子15の下端と、大気脚61への入口である
漏斗部分66の下端との間の距離は、5秒間の逆洗工程
中、濾過サイクルが再開されるまでは、フィルター素子
15からのケークが漏斗部分33を越えて下降せず、従
って剥離されたケーク即ち固形分が大気脚31内へ流入
せず、タンク底部の溜めにまで落下するように、予め定
められている。
第4図は、本発明の別の実施例による圧力フィルター装
置を示す。この実施例は、F液室49が上下方向に拡大
されたことと、水頭箱が省除された点を除いては、第1
〜3図の装置のものと同じ内部構成部品を有している。
濾過サイクルは、第1〜3図のものと同じであるが、フ
ィルター素子15の逆洗は、F液排出管51に設けられ
た弁50を開放する二とによってF液室49を大気へ通
気して静水圧により、そして大気脚31と、溜め排出口
35のための溜めポンプの助力により室49内のr液を
フィルター素子15を通して逆流させる。更に、第4図
には酸貯留タンク52が示37’しており、適当な弁お
よび管によりタンク52をPi室49に接続し、必要に
応じて周期的にフィルター素子15を酸で洗浄すること
ができるようになされている。
上述の型式の本発明のフィルター装置のパイロットテス
トにおいては、長さ4ft (12,2271)、内径
6 in (15,24cm)の円筒殻体をタンク11
として使用した。フィルター素子の長さは18in(4
s、72cm)、内径1d2.5in(6゜35crn
)とした。スラリー(リカー)をタンク内へポンプ送り
した結果、リカーの所要の清澄化を達成し、完全なケー
クの排出を達成した。このパイロットテストのために諸
パラメータの研究結果に基いて下記の値を定めた。
P液流ii : 11.5 gatAn(415t/m
 )逆流洗浄容量“0.75〜1. Ogat (2,
83〜3.783t)濾過時間 :22〜24秒 逆洗流時間 :6秒 順次光時間 ニア秒 最大圧力 : 50 psi (3,65Kg/’u+
! )ケークの厚さ:12.5〜16.5筋 テストは、逆洗流を含む苛性化リカーの流れに基いて平
均30秒の連続サイクルで10日連続して実施さtCた
。テストされた本発明のフィルター装置は、従来の圧力
フィルター装置の1,38gat/m/ f t” (
5617m/m” )の濾過速度ニ対シテ、約16 g
at/m/ rim (652t/m7m5 )の濾過
速度を達成した。これは、従来の装置の12倍の速度で
ある。このテスト装置から得られたりカーのp液の明澄
度を分析したところ、その明澄度は16〜18 ppm
の範囲内に許容しうる値であった。
これらのテスト結果を、先に述べた寸法を有するフィル
ター装置10にあてはめて外挿すると、供給スラリーが
下記の密度を有すると仮定して、濾過サイクル時間を2
5秒間とし、逆洗排出サイクルを5秒間とした場合下記
の処理能力および成績が得らnる。
比重1.17 供給スラリー、固形分10% 9.76
4=/gal、0.102ga774比重1,10 白
液、固形分0チ 9A74/gat、[1,109ga
νす比重2.70 CaCO3,固形分100% 22
.!4/ga7. 0.044ga)比重1.45 ア
ンターフロー、固形分40係 12.5+/gat、0
.083ga4/蔓平均生産量 白液 550 gat/m(2082L/m )濾過:
25秒/サイクル 白液、固形分0% 330gat(1249,1t)固
形物、固形分100% 11gat(41,6t)供給
流、固形分10% 341ga4(12914)818
gat/m(5096に頒) 排出: 逆洗流、固形分O% 55gat(20a2t)順次光
、固形分10% 99 gat(374,7t)118
8gatAn(4496,9/:7m)押のけ洗浄流合
計 154ga7(582,94)1848 gal/
m(、6945,2t/m)アンダーフロー゛ 供給流、固形分10% 575ga7(217,7t)
バイパス流(大気脚を通して): バイパス流、固形分10% 96 gat(565,4
t)1157gat/m(4579,6々頒)アンダー
フローバランス 白液 固形物 供給流5715gat(21633t) 5054 5
64固形物12.3gat(46,6t) 2774合
 計 505+ ’5354(固形分40チ)以上の説
明から理解されるように、本発明の新規な圧力フィルタ
ー装置およびその作動方法は、多くの利点を有している
。七nらの利点の1つは、F液の明澄度を犠牲にするこ
となく高能率の濾過操作が達成されることである。更に
フィルター素子から固形物即ちフィルターケークを除去
する逆洗操作に当って、大気脚が圧力差をall生し又
、F液の逆流全助成するのと併行して、中央供給管から
の順方向供給液流九による押のけ作用がケークの除去を
助成する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の圧力フィルター装置の、一部切欠した
概略立面図、第2図は第1図の線2−2に沿ってみた断
面図、第3図は第1図の線3−6に治ってみた断面図、
第4図は本発明の別の実施例による圧力フィルター装置
の、第1図と同様の図である。 10・・・圧力フィルター装置、11・・・円筒形フィ
ルタータンク、15・・・フィルター素子、16・・・
支持プレート、18・・・有孔管、19・・・筒形戸材
、20・・・F液室、24・・・スラリー供給タンク、
26・・・中央供給部材、27・・・スラリー供給口、
28・・・漏斗形下方部分、29・・・円筒管部分、6
1・・・大気脚、34.36・・弁、35・・・溜め排
出口。 特許出願人 トルーオリバー インコーホレイテッド図
面の浄書(内容に変更なし) 手続補正書(自発) 昭和60年9月 7日 1 事件の表示 特願昭60−70750号 2 発明の名称 圧力フィルター装置 3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 トルーオリバー インコーポレイテット4代理人 住所 〒100東京都千代田区丸の内2丁目4番1号丸
ノ内ビルヂング 752区

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)液体・固形分含有スラリー溶液から液体を分離し、
    固形分をアンダーフローとして排出するために濃縮する
    ための圧力フィルター装置であって、 fa) 垂直円筒形フィルタータンクと、(b) 該フ
    ィルタータンクの上方部分内に配設された円形支持プレ
    ートの一方の側の而から懸吊され、互いに間隔全おいて
    平行に垂直に配置された複数の筒形フィルター素子と、 (C) 該フィルター素子からのF液を受容するために
    前記支持プレートの反対側に配置さnたP液室と、 (d) 前記フィルター素子から除去3nた前記濃縮固
    形分スラリーを排出するために前記タンクの底部に設け
    られた溜め排出口と、 (e)前記フィルタータンクへのスラリー供給口と、 (f) 前記フィルタータンク内に配設されており、前
    記スラリー供給口に接続され、前記支持プレートの下面
    から離隔したところで前記フィルター素子の上端近くに
    位置する出口端を有する供給管を含む供給分配手段とか
    ら成る圧力フィルター装置。 2)前記フィルター素子は前記支持プレートの下面の円
    周の周りに円形に配列されており、前記供給管は、該フ
    ィルター素子の円形配列体の中心に配置されている特許
    請求の範囲第1項記載の圧力フィルター装置。 6)前記供給管は、前記フィルタータンクの半径にほぼ
    等しい直径を有し、前記フィルター素子のほぼ全高に亘
    って垂直に延長した円筒形管部分を含むものである特許
    請求の範囲第2項記載の圧力フィルター装置。 リ 前記各フィルター素子は、前記F液室に開口した一
    端を有し、外周面に覆設された筒形F材を有する有孔管
    部材から成り、該有孔管部材は、前記フィルタータンク
    の内周壁と前記供給管の外周壁との間に配置されている
    特許請求の範囲第3項記載の圧力フィルター装置。 5)前記フィルター素子からフィルターケークを押のけ
    るために前記炉液室内のP液を逆流さるための手段が設
    けられ、フィルター素子からのフィルターケークの前記
    押のけ操作中供給スラリーをスラリー供給タンクへ戻す
    ための供給スラリー戻し手段が前記タンク内に設けられ
    ている特許請求の範囲第1項記載゛の圧力フィルター装
    置。 6)前記供給スラリー戻し手段は、前記供給口の下方に
    配置された洗浄管を含むものである特許請求の範囲第5
    項記載の圧力フィルター装置。 7)前記フィルタータンク内に前記フィルター素子の端
    部と前記洗浄管との間に該フィルター素子から除去され
    たフィルターケークを受容するための押のけ帯域が設け
    られており、該押のけ帯域は、フィルターケークを前記
    洗浄管内に流入させることなく前フィルター素子から排
    出させるように所定の距離だけ延長している特許請求の
    範囲第6項記載の圧力フィルター装置。 8)前記洗浄管は、フィルター素子の逆洗操作中減圧助
    成を提供するだめの大気脚から成るものである特許請求
    の範囲第7項記載の圧力フィルター装置。 9)前記大気脚は、一端を前記スラリー供給タンク内に
    浸漬され、他端を前記フィルタータンク内に配置されて
    いる特許請求の範囲第8項記載の圧力フィルター装置。 10)前記大気脚の他端は、漏斗形端部分を備えている
    特許請求の範囲第9項記載の圧力フィルター装置。 11)前記洗浄管および溜め排出口には、常態では閉鎖
    きれており、前記フィルター−素子の逆洗操作時に開放
    位置へ作動される弁が設けられている特許請求の範囲第
    7項記載の圧力フィルター装置。 12)圧力濾過によつ、て懸濁固形分を連続的に濃縮し
    てp液と濃縮されたスラッジアンダーフローを送給する
    とともに、F材を周期的に逆洗する方法において、 フィルタータンク内に上端を支持プレートに取付けられ
    て懸吊された複数の細長フィルター素子によって画定さ
    れる圧力濾過帯域を設定して該フィルター素子からのろ
    液が該濾過帯域からP液室内へ上昇させるようにし、前
    記フィルタータンク内の、前記フィルター素子の下端と
    大気脚との間の区域にフィルターケーク押のけ帯域を設
    定し、E過工程中供給スラリーが前記押のけ帯域を占め
    るように前記フィルタータンクへ高い流量で所定時間ス
    ラリー溶液を供給り2、前記フィルター素子からフィル
    ターケークを押のけるために前記濾過帯域へ逆洗用ろ液
    を逆流させるとともに、該フィルターケークの押のけを
    助成するために前記スラリー溶液の供給を維持し続け、
    該逆洗工程中前記押のけ帯域内の供給スラリーを排出し
    、該逆洗工程が完了したとき濃縮スラリーを排出溜めへ
    送ることがら成る方法。 16)大気脚によって前記逆洗工程を助成する減圧を創
    生じ、前記押のけ帯域内の供給スラリーの前記排出を該
    大気を通して行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
    2項記載の方法。 14)前記濾過・濃縮および逆洗・押のけサイクルは約
    60秒間である特許請求の範囲第12項記載の方法。 15)前記サイクルの逆洗・押のけ区間は約5秒間であ
    る特許請求の範囲第14項記載の方法。 16)前記フィルタータンクへの供給スラリーの供給流
    量を前記逆洗・押のけ区間中増大させることを特徴とす
    る特許請求の範囲第15項記載の方法。
JP60070750A 1984-04-06 1985-04-03 圧力フイルター装置 Pending JPS60227806A (ja)

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