JPS6317502B2 - - Google Patents
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- JPS6317502B2 JPS6317502B2 JP60293191A JP29319185A JPS6317502B2 JP S6317502 B2 JPS6317502 B2 JP S6317502B2 JP 60293191 A JP60293191 A JP 60293191A JP 29319185 A JP29319185 A JP 29319185A JP S6317502 B2 JPS6317502 B2 JP S6317502B2
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- solids
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D43/00—Separating particles from liquids, or liquids from solids, otherwise than by sedimentation or filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は重液、軽液および固形物からなる流体
を重、軽液および固体れぞれに分離する装置に関
する。
を重、軽液および固体れぞれに分離する装置に関
する。
従来より、遠心分離機等を使用して、重・軽液
および重液より比重の大きい固形物の混合した流
体より、重液、軽液および固形物のそれぞれに3
相分離する手段は実施されている。従来より実施
されている3相分離手段においては、例えば、通
常従来より使用されている一般的な遠心分離機ま
たは過機等で固形物を液体から分離した後、デ
イスク型デカンタ等によつて液体を重液と軽液そ
れぞれに分離する手段が実施されている。
および重液より比重の大きい固形物の混合した流
体より、重液、軽液および固形物のそれぞれに3
相分離する手段は実施されている。従来より実施
されている3相分離手段においては、例えば、通
常従来より使用されている一般的な遠心分離機ま
たは過機等で固形物を液体から分離した後、デ
イスク型デカンタ等によつて液体を重液と軽液そ
れぞれに分離する手段が実施されている。
一方、従来より、例えば第3図に示すようなス
クリユー型デカンタも実施され、これによる3相
分離も試みられている。第3図において、スクリ
ユー型デカンタ20は円筒部21aと円錐部21
bとが連続したボウル21と、ボウル21内に同
軸にかつ周縁部がボウル内面に僅かな隙間を持つ
て装着されたスクリユー22よりなり、ボウル2
1が高速回転して矢印Aで示すようにデカンタ2
0に注入される固液混合流体は矢印Bで示す固体
と、矢印CおよびDで示す軽液および重液い分離
される。ここで円錐部のテーパー角Θは固型物を
効果的に排出するために小さくする必要がある。
一般にデカンタ20の全長は設備空間その他の関
係からあまり大きくできない。一方テーパー角Θ
は小さい方がよいが、全長L0が大きくできない
ので、円錐部21aの長さL1も、円筒部L2を確
保するために、あまり大きくできない。従つてボ
ウル21内の液の深さDも必然的に浅くなること
となる。
クリユー型デカンタも実施され、これによる3相
分離も試みられている。第3図において、スクリ
ユー型デカンタ20は円筒部21aと円錐部21
bとが連続したボウル21と、ボウル21内に同
軸にかつ周縁部がボウル内面に僅かな隙間を持つ
て装着されたスクリユー22よりなり、ボウル2
1が高速回転して矢印Aで示すようにデカンタ2
0に注入される固液混合流体は矢印Bで示す固体
と、矢印CおよびDで示す軽液および重液い分離
される。ここで円錐部のテーパー角Θは固型物を
効果的に排出するために小さくする必要がある。
一般にデカンタ20の全長は設備空間その他の関
係からあまり大きくできない。一方テーパー角Θ
は小さい方がよいが、全長L0が大きくできない
ので、円錐部21aの長さL1も、円筒部L2を確
保するために、あまり大きくできない。従つてボ
ウル21内の液の深さDも必然的に浅くなること
となる。
他方、本発明の発明者による特開50−54161号
に開示される発明は第3図で説明したスクリユー
型デカンタにおいて、第4図に示すように円錐部
21bテーパー角をΘ1とΘ2の2段階とし、円筒
物21aに隣接する部分のテーパー角Θ1を大き
くし、次のテーパー角Θ2を小さくしてある。こ
の形式によれば液の深さD(第3図)は比較的深
くなる。この形式のものでは液体と固体との2相
分離のみで、液体の軽重分離は実施されていな
い。
に開示される発明は第3図で説明したスクリユー
型デカンタにおいて、第4図に示すように円錐部
21bテーパー角をΘ1とΘ2の2段階とし、円筒
物21aに隣接する部分のテーパー角Θ1を大き
くし、次のテーパー角Θ2を小さくしてある。こ
の形式によれば液の深さD(第3図)は比較的深
くなる。この形式のものでは液体と固体との2相
分離のみで、液体の軽重分離は実施されていな
い。
上述した、遠心分離または過機等で固形物を
液体から分離後、デイスク型デカンタ等で液体を
重液と軽液とに分離する手段は遠心分離機等を2
台必要とし、動力的にも2回も液体を高エネルギ
にて処理する必要があるため、設備コスト、作業
コストいずれも高価となる。
液体から分離後、デイスク型デカンタ等で液体を
重液と軽液とに分離する手段は遠心分離機等を2
台必要とし、動力的にも2回も液体を高エネルギ
にて処理する必要があるため、設備コスト、作業
コストいずれも高価となる。
一方第3図で説明したスクリユー型デカンタは
ボウル21内の液の深さDが浅くなるため、液の
2相(重・軽液)分離が不充分で、実際には液の
再度デイスク型デカンタ等で再分離しているのが
実情である。
ボウル21内の液の深さDが浅くなるため、液の
2相(重・軽液)分離が不充分で、実際には液の
再度デイスク型デカンタ等で再分離しているのが
実情である。
上記3相分離デカンタとデイスク型デカンタ
(分離板型遠心機)とを使用して2段階で分離テ
ストをしたデーターの一例を第5図においてブロ
ツク図で示す。第5図のように、フイツシユミー
ルプラントでのテスト実績として軽液油分中に
2.5V%弱の水分を同伴し且つ固形分も2.0V%弱
もリークし后段に分離板型デカンタ(デイスクデ
カンター)でポリツシングを行なはねばならず一
度に3相に分離して機械台数減による建設費の節
減及一段処理による動力の節減の目的を達する迄
に至つていない。
(分離板型遠心機)とを使用して2段階で分離テ
ストをしたデーターの一例を第5図においてブロ
ツク図で示す。第5図のように、フイツシユミー
ルプラントでのテスト実績として軽液油分中に
2.5V%弱の水分を同伴し且つ固形分も2.0V%弱
もリークし后段に分離板型デカンタ(デイスクデ
カンター)でポリツシングを行なはねばならず一
度に3相に分離して機械台数減による建設費の節
減及一段処理による動力の節減の目的を達する迄
に至つていない。
その理由として、上述の第3図で説明したスク
リユー型デカンタはボウル21内の液の深さDが
必然的に浅くなるので、被処理懸濁液中の固体と
液体との比重差が小さい場合には固体の分離が十
分に行なわれないこととなる。
リユー型デカンタはボウル21内の液の深さDが
必然的に浅くなるので、被処理懸濁液中の固体と
液体との比重差が小さい場合には固体の分離が十
分に行なわれないこととなる。
その上にこれを3相分離用として使用する為に
はその不充分な浅い液の深さDの中に重液と軽液
の界面を持たせねばならず又浅い液の深さD故に
液流からの乱流で界面も乱されるし固形物も舞い
上がつて上述の様に充分な分離を行うことができ
ない。
はその不充分な浅い液の深さDの中に重液と軽液
の界面を持たせねばならず又浅い液の深さD故に
液流からの乱流で界面も乱されるし固形物も舞い
上がつて上述の様に充分な分離を行うことができ
ない。
他方第4図で説明した円錐部のテーパー角を2
段階に形成したスクリユー型デカンタは従来固液
の2相分離に使用され、重液、軽液および固形物
の分離ができるようには構成されていない。
段階に形成したスクリユー型デカンタは従来固液
の2相分離に使用され、重液、軽液および固形物
の分離ができるようには構成されていない。
本発明の目的は、従来不可能であつた一基の遠
心分離機による重液、軽液および固形物よりなる
流体の3相分離を、実用的精度で可能にしたスク
リユー型デカンタを提供することである。
心分離機による重液、軽液および固形物よりなる
流体の3相分離を、実用的精度で可能にしたスク
リユー型デカンタを提供することである。
上記問題点を解決する本発明の手段は、液体中
に重液と軽液を含み、且つ重液より重い固体が共
存する液体を円筒部とこれに連続する傾斜部より
なるボウル内面に僅かなスキマによつて装着され
たスクリユーとを高速回転させることによつて重
液・軽液および固形分と3相に分離するスクリユ
ー型固液分離装置において、固形分排出用のボウ
ルテーパー部の角度を大径側円筒部に接する部分
を最も急勾配とし、液面又は液面直下に角度変更
点を設けることによつてボウル小径側のボウルテ
ーパーをゆるやかにすることによつてケーキの排
出安定性とボウル有効容積の増加をはかり、ボウ
ルテーパー部の反対側の端部内面近くに重液排出
口および液面近くに軽液排出口を設け、固形物は
前記ボウルテーパー部の先端部より排出されるよ
うに構成されることを特徴とする固液分離装置で
ある。
に重液と軽液を含み、且つ重液より重い固体が共
存する液体を円筒部とこれに連続する傾斜部より
なるボウル内面に僅かなスキマによつて装着され
たスクリユーとを高速回転させることによつて重
液・軽液および固形分と3相に分離するスクリユ
ー型固液分離装置において、固形分排出用のボウ
ルテーパー部の角度を大径側円筒部に接する部分
を最も急勾配とし、液面又は液面直下に角度変更
点を設けることによつてボウル小径側のボウルテ
ーパーをゆるやかにすることによつてケーキの排
出安定性とボウル有効容積の増加をはかり、ボウ
ルテーパー部の反対側の端部内面近くに重液排出
口および液面近くに軽液排出口を設け、固形物は
前記ボウルテーパー部の先端部より排出されるよ
うに構成されることを特徴とする固液分離装置で
ある。
高速回転するボウル内に重・軽液と固形物とが
混合した流体を注入すると遠心力により、固形物
が液より分離されスクリユーにより傾斜部先端よ
り排出される。液は重液と軽液とに分離され、本
発明の装置ではボウル内の液の深さを大きくでき
るので、重・軽液の界面が安定して保持され、重
液は重液排出口より軽液は軽液排出口より各々に
略完全に分離されて取り出される。
混合した流体を注入すると遠心力により、固形物
が液より分離されスクリユーにより傾斜部先端よ
り排出される。液は重液と軽液とに分離され、本
発明の装置ではボウル内の液の深さを大きくでき
るので、重・軽液の界面が安定して保持され、重
液は重液排出口より軽液は軽液排出口より各々に
略完全に分離されて取り出される。
つぎに本発明を実施例により図面を参照して説
明する。第1図は本発明の一実施例の縦断面図で
ある。この図において、ボウル1は円筒部1aと
これに連続する円錐状の傾斜部1bとよりなに、
ボウル1内にはこれと同軸でかつ周縁部がボウル
1の内面に僅かな隙間を持つスクリユー2が装着
される。傾斜部1bはZを境としてそのテーパー
角が2段階に形成されており、円筒部1aに隣接
する部分のテーパー角Xは大きく、先端側のテー
パー角Yは比較的小さい。角Xは10゜〜80゜、角Y
は2゜〜15゜であるのが好ましい。なお3は液面を
示す。傾斜部1bは3段以上の多段または曲面と
してもよく、さらに液面3直下の傾斜部1bに液
面3上に搬送される沈降固体粒子が液中へ逆流す
るのを防止するための滞留部を設けてもよい。ボ
ウル1の傾斜部1bと反対側の円筒部1a端部1
cには、重液排出孔8および軽液排出孔9が配設
される。重液排出孔8はボウル1の内面近く、即
ち液の深い所に、重液排出孔9は液面3近く、即
ち液の浅い所に配置される。本発明では傾斜部1
bが2段階に形成されているため、傾斜部1bの
長さL1が短くても、ボウル全長L0を大きくせず
に円筒部1aの長さL2を確保でき、しかも液面
3よりの液の深さDを深くすることができる。
明する。第1図は本発明の一実施例の縦断面図で
ある。この図において、ボウル1は円筒部1aと
これに連続する円錐状の傾斜部1bとよりなに、
ボウル1内にはこれと同軸でかつ周縁部がボウル
1の内面に僅かな隙間を持つスクリユー2が装着
される。傾斜部1bはZを境としてそのテーパー
角が2段階に形成されており、円筒部1aに隣接
する部分のテーパー角Xは大きく、先端側のテー
パー角Yは比較的小さい。角Xは10゜〜80゜、角Y
は2゜〜15゜であるのが好ましい。なお3は液面を
示す。傾斜部1bは3段以上の多段または曲面と
してもよく、さらに液面3直下の傾斜部1bに液
面3上に搬送される沈降固体粒子が液中へ逆流す
るのを防止するための滞留部を設けてもよい。ボ
ウル1の傾斜部1bと反対側の円筒部1a端部1
cには、重液排出孔8および軽液排出孔9が配設
される。重液排出孔8はボウル1の内面近く、即
ち液の深い所に、重液排出孔9は液面3近く、即
ち液の浅い所に配置される。本発明では傾斜部1
bが2段階に形成されているため、傾斜部1bの
長さL1が短くても、ボウル全長L0を大きくせず
に円筒部1aの長さL2を確保でき、しかも液面
3よりの液の深さDを深くすることができる。
この装置により重・軽液および重液より比重の
大きい固形物が混合した流体より重液、軽液およ
び固形物それぞれ3相分離する場合について説明
する。まず、矢印Pで示すように混合流体をボウ
ル1内に注入する。この時ボウル1はスクリユー
2と共に高速回転している。遠心力により混合流
体から分離された固体7は液面3直下のところか
ら傾斜1bの緩かな傾斜面に沿つて液面3上に搬
送される。この装置により固液の分離を行なう場
合、沈降した固体粒子7は液面3下では液体と固
体粒子7との比重差により遠心力の作用を受け、
液面3上では固体粒子7の比重に比例して遠心力
の作用を受ける。したがつて液面下にある固体粒
子7排出用の傾斜部分の傾斜角を大きくとつて
も、液中での固体粒子の搬送は可能であるが、液
面上では固体粒子7の受ける遠心力効果が比較的
大きいので傾斜角を小さくして搬送を容易にでき
るようにしたのである。本装置によつて沈降固体
粒子7の排出能力を高く保持しながら装置の小型
化が可能となり、活性汚泥のように比重が1.02〜
1.04程度で水との比重差が小さく、微細な粒子で
ある上に、脱水されるとプリント状またはペース
ト状であつて極めて塑性変形を受けやすいケーキ
となる物質の懸濁液を固液に分離する場合にも満
足すべき結果を得ることができる。
大きい固形物が混合した流体より重液、軽液およ
び固形物それぞれ3相分離する場合について説明
する。まず、矢印Pで示すように混合流体をボウ
ル1内に注入する。この時ボウル1はスクリユー
2と共に高速回転している。遠心力により混合流
体から分離された固体7は液面3直下のところか
ら傾斜1bの緩かな傾斜面に沿つて液面3上に搬
送される。この装置により固液の分離を行なう場
合、沈降した固体粒子7は液面3下では液体と固
体粒子7との比重差により遠心力の作用を受け、
液面3上では固体粒子7の比重に比例して遠心力
の作用を受ける。したがつて液面下にある固体粒
子7排出用の傾斜部分の傾斜角を大きくとつて
も、液中での固体粒子の搬送は可能であるが、液
面上では固体粒子7の受ける遠心力効果が比較的
大きいので傾斜角を小さくして搬送を容易にでき
るようにしたのである。本装置によつて沈降固体
粒子7の排出能力を高く保持しながら装置の小型
化が可能となり、活性汚泥のように比重が1.02〜
1.04程度で水との比重差が小さく、微細な粒子で
ある上に、脱水されるとプリント状またはペース
ト状であつて極めて塑性変形を受けやすいケーキ
となる物質の懸濁液を固液に分離する場合にも満
足すべき結果を得ることができる。
この装置は、上記のような原理に基づいている
ので同じ大きさの機械で従来型と比較して遥に深
い液深と長い有効直胴長を持つことができ、有効
滞留時間に於て在来型の約2倍を持たせることが
可能である。
ので同じ大きさの機械で従来型と比較して遥に深
い液深と長い有効直胴長を持つことができ、有効
滞留時間に於て在来型の約2倍を持たせることが
可能である。
一方固体7を分離した液は遠心力により重液5
と軽液6とに分離される。深い位置にある重液5
はボウル1の内面近くの重液排出孔8から、軽液
6は液面3近くの軽液排出孔9から取り出され、
それぞれ矢印A,Bで示すように流出するか、又
はスキミングパイプによつて取り出される。この
ように液面3から深い所から重液5、液面3付近
から軽液6を別々に取り出すと、液内における重
液5・軽液6の界面4を安定して保持する事がで
き、永い有効滞留時間から優秀な成積で重液5と
軽液6の分離ができると同時に固形物7の分離に
於てもその優れた滞留時間性及び液深よりの乱流
度の低下によつて秀れた性能を発揮するので抜群
の3相分離が可能である。
と軽液6とに分離される。深い位置にある重液5
はボウル1の内面近くの重液排出孔8から、軽液
6は液面3近くの軽液排出孔9から取り出され、
それぞれ矢印A,Bで示すように流出するか、又
はスキミングパイプによつて取り出される。この
ように液面3から深い所から重液5、液面3付近
から軽液6を別々に取り出すと、液内における重
液5・軽液6の界面4を安定して保持する事がで
き、永い有効滞留時間から優秀な成積で重液5と
軽液6の分離ができると同時に固形物7の分離に
於てもその優れた滞留時間性及び液深よりの乱流
度の低下によつて秀れた性能を発揮するので抜群
の3相分離が可能である。
次に本発明によるフイツシユミールプラントに
おける実用化テストの結果を第2図に示すデータ
ブロツク図により第5図の従来のテスト結果と対
比して説明する。
おける実用化テストの結果を第2図に示すデータ
ブロツク図により第5図の従来のテスト結果と対
比して説明する。
第2図は本発明のスクリユー型デカンタによる
一回の分離のデータであり第5図は従来の3相分
離デカンタによる分離のデータである。
一回の分離のデータであり第5図は従来の3相分
離デカンタによる分離のデータである。
これらのデータを比較すると、第2図に示す本
発明によるデータは軽液、重液および固形物の分
離状況は、第5図に示す従来の手段によるデータ
より、全部門において飛躍的に優れた値を示して
いる。従来は軽液は再度分離板型遠心機により分
離が実施されるのに対して、本発明のものは分離
板型デカンタによるポリツシングが不要であり。
又重液側も従来型のデカンタによる方法は同伴油
分が多く商品価値の高い魚油の取得が減少し固形
物の同伴も多い為濃縮缶での詰りを発生し実用化
出来る迄に至つていない。それに対して本発明の
装置によれば在来型スクリユーデカンタ(又は
過機)で固形物を除去した液を更に分離板型デカ
ンタ等で重液と軽液に分離したものと仝等以上の
機能を1台で行う事ができる。
発明によるデータは軽液、重液および固形物の分
離状況は、第5図に示す従来の手段によるデータ
より、全部門において飛躍的に優れた値を示して
いる。従来は軽液は再度分離板型遠心機により分
離が実施されるのに対して、本発明のものは分離
板型デカンタによるポリツシングが不要であり。
又重液側も従来型のデカンタによる方法は同伴油
分が多く商品価値の高い魚油の取得が減少し固形
物の同伴も多い為濃縮缶での詰りを発生し実用化
出来る迄に至つていない。それに対して本発明の
装置によれば在来型スクリユーデカンタ(又は
過機)で固形物を除去した液を更に分離板型デカ
ンタ等で重液と軽液に分離したものと仝等以上の
機能を1台で行う事ができる。
以上説明したように、本発明では、スクリユー
型デカンタにおいてボウルの傾斜部の傾斜角を複
数段階に成形し、ボウル内の液深さを大きくし、
傾斜部と反対側のボウル端部に液の深い所と液面
近くにそれぞれ重・軽液排出孔を設置してあるの
で、重・軽液および重液より比重の大きい固形物
よりなる流体の重・軽液と固形物の3相分離が略
完全に実施可能となる。
型デカンタにおいてボウルの傾斜部の傾斜角を複
数段階に成形し、ボウル内の液深さを大きくし、
傾斜部と反対側のボウル端部に液の深い所と液面
近くにそれぞれ重・軽液排出孔を設置してあるの
で、重・軽液および重液より比重の大きい固形物
よりなる流体の重・軽液と固形物の3相分離が略
完全に実施可能となる。
従つて、
1 固液分離と重液と軽液の分離用と2台必要で
あつた遠心分離機が1台で済み、機械価格・電
気設備・建屋・メンテネンス等の費用を大巾に
節減できる、 2 固液分離と液・液分離と2段に使用していた
遠心分離機の動力が1段で済む、 という優れた効果を奏する。
あつた遠心分離機が1台で済み、機械価格・電
気設備・建屋・メンテネンス等の費用を大巾に
節減できる、 2 固液分離と液・液分離と2段に使用していた
遠心分離機の動力が1段で済む、 という優れた効果を奏する。
第1図は本発明の一実施例の縦断面図、第2図
は本発明による3相分離のデータブロツク図、第
3図は従来のスクリユー型デカンタの縦断面図、
第4図は本発明によるスクリユーデカンタの部分
断面図、第5図は従来の3相分離のデータブロツ
ク図である。 1……ボウル、1a……円筒部、1b……傾斜
部、3……液面、4……界面、5……重液、6…
軽液、7……固形物、8……重液排出口、9……
軽液排出口。
は本発明による3相分離のデータブロツク図、第
3図は従来のスクリユー型デカンタの縦断面図、
第4図は本発明によるスクリユーデカンタの部分
断面図、第5図は従来の3相分離のデータブロツ
ク図である。 1……ボウル、1a……円筒部、1b……傾斜
部、3……液面、4……界面、5……重液、6…
軽液、7……固形物、8……重液排出口、9……
軽液排出口。
Claims (1)
- 1 液体中に重液と軽液を含み、且つ重液より重
い固体が共存する液体を円筒部とこれに連続する
傾斜部よりなるボウル内面に僅かなスキマによつ
て装着されたスクリユーとを高速回転させること
によつて重液・軽液および固形分と3相に分離す
るスクリユー型固液分離装置において、固形分排
出用のボウルテーパー部の角度を大径側円筒部に
接する部分を最も急勾配とし、液面又は液面直下
に角度変更点を設けることによつてボウル小径側
のボウルテーパーをゆるやかにすることによつて
ケーキの排出安定性とボウル有効容積の増加をは
かり、ボウルテーパー部の反対側の端部内面近く
に重液排出口および液面近くに軽液排出口を設
け、固形物は前記ボウルテーパー部の先端部より
排出されるように構成されることを特徴とする固
液分離装置。
Priority Applications (8)
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---|---|---|---|
JP60293191A JPS62152556A (ja) | 1985-12-27 | 1985-12-27 | ダブルカントデカンタによる3相分離装置 |
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