KR20030013670A - 압착 탈수방법 및 그 압착 탈수기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원액에 함유된 슬러지를 다수의 여과판 사이에서 압착탈수하는 압착 탈수기에 관한 것으로, 특히 압착탈수에 따른 케이크의 함수율을 최소화함과 아울러 필요한 경우에 따라서 케이크를 완전히 건조할 수 있도록 압착 탈수기를 이용하여 압착탈수하는 방법에 있어서, 상기 압착 탈수기의 여과실로 여과판 사이에 히팅판을 개재시켜 다수의 여과판과 히팅판을 밀착시킨 후 원액을 충지하는 압착탈수 준비단계와; 상기 압착탈수 준비단계 후 여과판으로 공기를 공급하여 여과판과 히팅판 사이의 원액을 압착하는 제1 탈수단계와; 상기 제1 탈수단계 후 여과실 내로 에어나 온풍을 공급하여 압착시 형성된 케이크를 재차 탈수하는 제2 탈수단계와; 상기 제2 탈수단계 후 여과실을 진공상태로 유지하는 진공 형성단계와; 상기 진공 형성단계 후 상기 히팅판을 가열하여 상기 케이크를 건조하는 건조단계와; 상기 건조단계 후 상기 케이크를 배출하는 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 탈수방법 및 그 압착 탈수기에 관한 것이다.

Description

압착 탈수방법 및 그 압착 탈수기{filter press and filter press method}

본 발명은 원액에 함유된 슬러지를 다수의 여과판 사이에서 압착탈수하는 압착 탈수기에 관한 것으로, 특히 압착탈수에 따른 케이크의 함수율을 최소화함과 아울러 필요에 따라 케이크를 완전히 건조할 수 있도록 한 압착 탈수방법 및 그 압착 탈수기에 관한 것이다.

일반적으로 압착 탈수기는 그 사용범위가 광범위게 사용되고 있으며, 그 중에서도 각종 하수처리시 슬러지를 처리하거나 특히, 염료, 안료 등의 생산공정시 분말제를 탈수시킬 때 필수적으로 사용되는 장치중의 하나이다.

상기와 같이 사용되는 압착 탈수기에서의 최대 과제는 압착탈수되는 케이크의 함수율을 최대한 경제적으로 낮출 수 있도록 하는 것이 최대의 관건이 었으며, 그에 따라 종래의 가장 일반적인 방식은 최초 여과판에 탈수 슬러지를 펌프의 높은 압력을 가하여 탈수효율을 높이는 원천적인 방식으로부터 탈수기의 여과실 속의 슬러지에 압을 가할 수 있도록 여과판에 가압 압착판을 부착하여 공기나 물을 가압하여 여과실 속의 탈수 슬러지의 함수율을 낮게 하는 방법이 제안되어 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 이도 기대 이하의 효율을 가지게 됨에 따라 최근에는 하우징 내의여과실로 현수되거나 또는 가이드레일 상에서 왕복운동하도록 중앙에 원액 유입공을 형성하고 내부로 공기유입로가 형성되는 플레이트의 외주면으로 가압 압착판과 여과망이 씌워지는 다수의 여과판을 일정간격으로 설치하여 그 여과판을 밀착시킨 후 그 여과실 내로 원액공급펌프를 사용하여 원액을 충진한다.

그런 다음 상기 여과판의 플레이트에 형성된 공기유입로를 통하여 공기를 주입함에 따라 그 외주면으로 씌워진 가압 압착판이 팽창되면서 여과판과 여과판 사이의 원액을 압착탈수시켜 그 탈수액은 여과망과 가압 압착판 사이로 배출되어 지고 그 압착탈수에 따른 여과판과 여과판 사이에는 케이크가 형성된다.

그리고, 압착과정에서 형성된 상기 케이크의 함수율을 보다 낮추고자 상기 여과실 내로 원액의 공급라인을 통하여 고압의 에어를 공급함에 따라 그 공급되는 에어가 압착탈수된 케이크를 통과하면서 케이크에 함유되어 있던 수분을 동반하면서 배출하도록 하여 함수율을 낮추는 방식을 채택하게 되었고, 이보다 더 낮은 함수율을 갖고자 상기 여과실 내를 진공상태로 유지하여 케이크 내의 함수율을 최소화하도록 하는 방법이 최종적으로 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 이 또한 케이크 내의 함수율을 낮추는 데는 한계가 있어, 보다 확실한 대책이 요구되는 시점에서 미국특허 제5,672,272호에 기재된 바와 같이 상기한 구성에서 플레이트와 가압 압착판 사이로 압력 1kg/cm²의 스팀(약 120℃)을 공급하는 방식이 안출된 바, 이는 각각의 여과판으로 압력 1kg/cm²의 스팀을 개별적으로 공급해야 하는 번거러움이 발생하였을 뿐만 아니라, 상기 여과판의 제작시 플레이트는 경질의 합성수지재를, 가압 압착판은 고무재로 제작됨에 따라 공급하는 압력 1kg/cm²의 스팀 온도가 약 120℃로 제한을 받을 뿐만 아니라 그 고무재의 특성상 열전도율이 금속보다 대략 100배나 낮으므로서 열의 공급 전달시간이 장시간 필요하므로 건조시간이 오래 소요되는 문제점이 발생하였다.

또한, 상기 공급되는 압력 1kg/cm²의 스팀으로 인해 상기 고무재로 제작된 가압 압착판이 단시간 내에 노화되어 자주 교체해야 하는 불편한 문제점 및 그로 인한 경제적인 손실도 큰 문제점도 초래되었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하고자 안출한 것으로, 그 목적은 기존의 압착 탈수기를 구조 변경없이도 압착탈수에 따른 케이크의 함수율을 최소화할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적으로는 압착탈수된 케이크를 건조까지 이루어질 수 있도록 하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압착 탈수기를 이용하여 압착탈수하는 방법에 있어서, 상기 압착 탈수기의 여과실로 여과판 사이에 히팅판을 개재시켜 다수의 여과판과 히팅판을 밀착시킨 후 원액을 충진하는 압착탈수 준비단계와; 상기 압착탈수 준비단계 후 여과판으로 공기를 공급하여 여과판과 히팅판 사이의 원액을 압착하는 제1 탈수단계와; 상기 제1 탈수단계 후 여과실 내로 에어나 온풍을 공급하여 압착시 형성된 케이크를 재차 탈수하는 제2 탈수단계와; 상기 제2탈수단계 후 여과실을 진공상태로 유지하는 진공 형성단계와; 상기 진공 형성단계 후 상기 히팅판을 가열하여 상기 케이크를 건조하는 건조단계와; 상기 건조단계 후 상기 케이크를 배출하는 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 방법을 이루기 위해 하우징 내의 여과실로 현수 또는 가이드레일 상에 공기유입공이 형성된 플레이트의 외측면으로 가압 압착판과 여과망이 씌워지고 중앙으로 유입공이, 외측으로 배수공이 형성된 다수의 여과판이 설치되는 압착 탈수기에 있어서, 상기 하우징의 상단과 하단으로 열공급관과 열배출관을 설치하고 그와 연결관으로 연결되도록 상기 여과판 사이에 그 여과판과 상응되도록 외측면으로 수개의 돌기 사이로 배출로가 형성되어 여과망이 씌워지고 중앙에는 인입공이, 외측으로 배출공을 형성하며 내부에는 열공급로가 형성된 히팅판이 개재되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 히팅판에는 히팅코일이 내장되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 압착 탈수방법을 나타낸 블럭도.

도 2는 본 발명이 설치된 상태의 압착 탈수기의 개략도.

도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 확대도.

도 4는 도 3에 따른 사용상태의 요부 확대 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

S1 : 압착탈수 준비단계 S2 : 제1 탈수단계

S3 : 제2 탈수단계 S4 : 진공 형성단계

S5 : 건조단계 S6 : 배출단계

10 : 열공급관

10a : 열배출관

12 : 연결관

20 : 히팅판

20a : 열공급로

22 : 배출로 24 : 여과망

26 : 인입공 28 : 배출공

50 : 여과판

100 : 하우징

110 : 여과실

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 압착 탈수방법을 나타낸 블럭도이다.

도시된 바와같이 압착 탈수기를 이용하여 압착탈수하는 방법에 있어,

본 발명은 상기 압착 탈수기의 여과실로 여과판 사이에 고온이 순환되는 열공급로가 형성되거나 히팅수단인 히팅코일이 내장되는 히팅판을 개재시켜 다수의 여과판과 히팅판을 밀착시킨 후 원액을 충진하는 압착탈수 준비단계(S1)와;

상기 압착탈수 준비단계 후 여과판으로 공기를 공급하여 여과판의 외측으로 형성된 가압 압착판과 여과망을 팽창시켜 여과판과 히팅판 사이의 원액을 압착력에 의해 탈수하는 제1 탈수단계(S2)와;

상기 제1 탈수단계 후 여과실 내로 에어나 온풍을 공급하여 압착시 탈수되어 형성된 케이크로 그 공급되는 에어나 온풍이 통과하면서 상기 케이크에 함유되어 있던 수분을 동반하여 배출되어져 함수율을 낮추도록 재차 탈수하는 제2 탈수단계(S3)와;

상기 제2 탈수단계 후 상기 여과실 내의 주입된 공기를 배기하여 상기 케이크의 함수율을 최소화하도록 진공상태로 유지하는 진공 형성단계(S4)와;

상기 진공 형성단계 후 상기 여과판 사이로 개재된 히팅판을 가열하여 그 가열된 열이 상기 케이크로 전달되면서 상기 케이크에 함유되어 있는 수분을 0%에 가깝도록 건조하는 건조단계(S5)와;

상기 건조단계 후 상기 여과판과 히팅판을 이격시켜 그 사이로 형성된 케이크를 배출하는 배출단계(S6)를 포함하는 것을 나타낸 것이다.

상기에서, 히팅판은 내열성 및 내식성이 강한 금속재로 형성하여 그 가열온도가 약 100~300℃의 높은 온도로도 가열할 수 있도록 함에 따라 높은 온도가 케이크로 전달되어 케이크의 함수율을 최소화함과 아울러 300℃의 고온의 열원을 공급하므로서 여과실의 가열 시간이 최대로 빠르게 단축되어 탈수 효율을 높이게 됨에 따라 건조까지 이루어질 수 있는 것이다.

따라서, 전술한 바와 같이 압착탈수에 의한 탈수 뿐만 아니라 필요한 경우에따라 압착탈수로 인해 형성된 케이크를 건조단계에서 건조시킨 후 배출할 수 있도록 함으로서, 후처리작업인 번거러운 건조작업 등을 별도로 행할 필요가 없는 조건을 가지게 되는 것이다.

도 2는 본 발명이 설치된 상태의 압착 탈수기의 개략도이고, 도 3은 도 2에 따른 개략적인 요부 확대도이다.

도시된 바와 같이 하우징(100) 내의 여과실(110)로 현수 또는 가이드레일 상에서 슬라이드되도록 공기유입공(52)이 형성된 플레이트(55)의 외측면으로 가압 압착판(56)과 여과망(58)이 씌워지고 중앙으로 원액이 유입되는 유입공(55a)이, 외측으로 압착시 탈수액이 배수되는 배수공(55b)이 형성된 다수의 여과판(50)이 설치되는 압착 탈수기(1)에 있어,

본 발명은 상기 하우징(100)의 상단과 하단으로 열공급관(10)과 열배출관(10a)을 설치하고 그와 연결관(12)으로 연결되도록 상기 여과판(50) 사이에 그 여과판(50)과 상응되도록 외측면으로 수개의 돌기 사이로 배출로(22)가 형성되어 여과망(24)이 씌워지고 중앙에는 상기 원액이 유입되는 유입공과 상응되는 인입공(26)이, 외측으로 상기 배수공과 대응되는 배출공(28)을 형성하며 내부에는 상기 열공급관 및 열배출관과 연결되는 열공급로(20a)가 형성된 금속재의 히팅판(20)이 개재되도록 설치되는 것을 나타낸 것이다.

상기에서, 히팅판은 약 100~300℃의 고온에서도 변형이 발생하지 않는 내열성이 크고 내식성이 강한 금속재로 형성함으로서, 상기 히팅판을 높은 온도로도 히팅할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히팅판(20)에는 상기 열공급로 대신에 전기적인 통전을 통하여 직접적으로 열을 발생하여 히팅판을 단시간 내에 가열할 수 있도록 일반적인 히팅코일을 내장하여 사용할 수도 있는 것이다.

그에 따라 상기 히팅판의 구조가 간단해지면서 직접적인 가열이 단시간 내에 이루어져 신속하게 가열할 수 있는 조건도 갖는 것이다.

도 4는 도 3에 따른 사용상태의 요부 확대 단면도이다.

도시된 바와 같이 상기한 구성에서 상기 여과실(110)의 여과판(50)과 히팅판(20)을 상호 밀착시킨 후 원액을 충진한 다음 상기 여과판 플레이트의 공기유입공을 통하여 공기를 공급함에 따라 그 외측면으로 씌워져 있는 가압 압착판과 여과망이 일점쇄선과 같이 팽창되면서 여과판과 히팅판 사이로 충진되어 있는 원액을 압착탈수하여 탈수액은 배출시키면서 케이크를 형성하게 되는 것이다.

상기와 같이 압착 후 케이크가 형성된 상태에서 원액이 유입되는 유입공을 통하여 에어나 열풍을 공급하여 상기 케이크에 함유되는 물을 동반하여 배출시킨 후 다시 상기 여과실을 진공상태로 형성하여 상기 케이크의 함수율을 최소화할 수 있도록 한다.

그런 다음 상기와 같이 진공상태에서 상기 여과판 사이로 개재되어 있는 히팅판으로 열공급관을 통하여 열공급로를 열을 공급하여 히팅판을 가열함에 따라 그 가열에 의해 발생된 열이 여과판과 히팅판 사이에 압착으로 인해 형성된 케이크로 전달되어 가열되어 짐으로서, 그 케이크의 함수율을 0%에 가깝도록 낮추어 건조시키게 되는 것이다.

따라서, 압착탈수로 인해 형성되는 케이크의 함수율을 최소화할 수 있는 것이고, 필요에 따라서는 그 케이크를 건조시키는 조건도 갖게 되는 것이다.

이렇게, 압착탈수 및 건조가 완료되어 지면 상기 여과판과 히팅판을 이격시켜 그 사이로 형성된 건조된 케이크를 외부로 배출시키면 일련의 압착탈수작업이 완료되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 압착 탈수기를 이용하여 원액을 압착탈수하는 과정에서 여과판 사이로 개재되는 히팅판으로 인해 압착탈수에 따른 케이크로 고온의 열을 가할 수 있도록 하므로서, 그 케이크의 함수율을 최소화할 수 있는 효과를 가지는 것이다.

또한, 압착탈수로 발생되는 케이크로 필요한 경우에 따라서 지속적으로 열을 가하여 탈수는 물론 건조까지도 이루어질 수 있도록 하므로서, 후처리작업인 별도의 건조공정을 생략할 수도 있는 작업의 간편성도 제공하는 효과를 갖는다.

그리고, 히팅판을 상기한 여과판과 상응되는 형태로 형성함에 따라 기존의 압착 탈수기의 구조변경 없이도 그대로 응용하여 사용할 수 있는 편리성 및 탈수기의 구조 또한 간단해 지는 효과도 갖는다.

Claims (3)

1. 압착 탈수기를 이용하여 압착탈수하는 방법에 있어서, 상기 압착 탈수기의 여과실로 여과판 사이에 히팅판을 개재시켜 다수의 여과판과 히팅판을 밀착시킨 후 원액을 충진하는 압착탈수 준비단계(S1)와; 상기 압착탈수 준비단계 후 여과판으로 공기를 공급하여 여과판과 히팅판 사이의 원액을 압착하는 제1 탈수단계(S2)와; 상기 제1 탈수단계 후 여과실 내로 에어나 온풍을 공급하여 압착시 형성된 케이크를 재차 탈수하는 제2 탈수단계(S3)와; 상기 제2 탈수단계 후 여과실을 진공상태로 유지하는 진공 형성단계(S4)와; 상기 진공 형성단계 후 상기 히팅판을 가열하여 상기 케이크를 건조하는 건조단계(S5)와; 상기 건조단계 후 상기 케이크를 배출하는 배출단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압착 탈수방법.
2. 하우징 내의 여과실로 현수 또는 가이드레일 상에 공기유입공이 형성된 플레이트의 외측면으로 가압 압착판과 여과망이 씌워지고 중앙으로 유입공이, 외측으로 배수공이 형성된 다수의 여과판이 설치되는 압착 탈수기에 있어서, 상기 하우징(100)의 상단과 하단으로 열공급관(10)과 열배출관(10a)을 설치하고 그와 연결관(12)으로 연결되도록 상기 여과판(50) 사이에 그 여과판(50)과 상응되도록 외측면으로 수개의 돌기 사이로 배출로(22)가 형성되어 여과망(24)이 씌워지고 중앙에는 인입공(26)이, 외측으로 배출공(28)을 형성하며 내부에는 열공급로(20a)가 형성된 히팅판(20)이 개재되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 압착 탈수기.
3. 제2항에 있어서, 상기 히팅판(20)에는 히팅코일이 내장되는 것을 특징으로 하는 압착 탈수기.