KR20090062600A - Heated and pressurized filter plate of filter press - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 필터프레스에 장착되는 고온 압착식 여과판에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 산업분야의 생산공정 및 수처리공정에서 고액분리 및 탈수에 적용되는 필터프레스용 여과판에 고온고압의 작동유체 공급시 다이아프램의 팽창에 의하여 여실(chamber)내의 슬러지를 압착하며 동시에 여과판 내부의 작동유체에서 다이아프램을 통하여 열전달이 이루어져 슬러지 케이크의 점성저항을 크게 낮추며 탈수 효율을 증대시키고 여액의 원활한 배출이 가능하도록 여과판의 열전달 및 압착 작동부인 다이아프램을 금속제 또는 복합 소재로 구성시킨 고온 압착식 여과판에 관한 것이다.The present invention relates to a high-temperature pressurized filter plate mounted on a filter press, and more particularly, to supplying a working fluid of high temperature and high pressure to a filter press filter plate applied to solid-liquid separation and dehydration in various industrial processes and water treatment processes. The sludge in the chamber is compressed by the expansion of the fram, and at the same time, heat is transferred through the diaphragm from the working fluid inside the filter plate, which greatly reduces the viscosity resistance of the sludge cake, increases the dehydration efficiency, and enables the smooth discharge of the filtrate. The present invention relates to a high-temperature pressurized filter plate comprising a diaphragm, which is a heat transfer and compression operation part, made of metal or a composite material.
본 발명은 필터프레스에 설치된 각 여과판 사이로 공급된 슬러지에서 액체와 고체의 원활한 분리와 액체에서 분리된 고체 형태의 탈수케이크에 포함된 수분을 줄이기 위해 각 여과판의 메인프레임 양 측면에 다이아프램이 결합되어 있고, 상기 중 앙의 메인프레임 및 다이아프램을 감싸는 여과포가 결합되어 슬러지공급수단에서 일정한 압력으로 공급되는 슬러지가 각 여과판 사이의 여실에서 1차 여과(Pumping Filtration)된 후에 열매체공급수단에서 공급되는 열매체에 의해 상기 다이아프램이 팽창되어 고온고압의 열매체와 탈수케이크 사이에 열교환이 이루어짐으로써 슬러지케이크의 2차 탈수 및 건조가 이루어지도록 구성되었다. 그러나, 종래 대부분의 여과판은 폴리프로필렌이나 고무로 제공되어 슬러지 케이크의 2차 탈수 및 건조를 유도하는 열매체의 경우, 통상 70∼80℃ 정도의 열유동 매체를 사용하는 경우가 일반적이었다. 즉, 종래의 압착 여과판의 경우, 고온고압의 열매체 제공시 각 여과판 사이의 여실(chamber)에 채워진 슬러지케이크를 압착할 수 있도록 일정범위 이내에서 팽창 가능한 신축성있는 재료로 구성되어야 했기 때문에 통상 고무재나 폴리프로필렌계의 합성수지를 이용하였다. 그러나, 슬러지케이크의 2차 탈수 및 건조효율을 상승시키기 위한 직접적인 요인은 슬러지케이크의 점성을 낮추어 유로를 형성하는 것이어서, 이를 위해 열매체의 온도를 상승시켜 제공되는 쪽으로 기술개발이 이루어져 왔다.The present invention is the diaphragm is coupled to both sides of the mainframe of each filter plate in order to reduce the water contained in the sludge supplied between each filter plate installed in the filter press and the liquid contained in the dehydrated cake of the solid form separated from the liquid The heat medium supplied from the heat medium supply means after the sludge supplied at a constant pressure from the sludge supply means is combined with the filter cloth surrounding the main frame and the diaphragm of the center, and is first filtered in the chamber between each filter plates. The diaphragm is expanded by heat exchange between the high-temperature, high-pressure heating medium and the dehydrating cake, so that the second sludge cake is dehydrated and dried. However, in the past, most of the filter plates are generally made of polypropylene or rubber to induce secondary dehydration and drying of the sludge cake, and a heat flow medium of about 70 to 80 ° C. is generally used. That is, in the case of the conventional compressed filter plate, since the sludge cake filled in the chamber between each filter plate must be composed of a flexible material that can be expanded within a certain range when providing a high temperature and high pressure heating medium, rubber or poly Propylene-based synthetic resin was used. However, since a direct factor for increasing the secondary dewatering and drying efficiency of the sludge cake is to form a flow path by lowering the viscosity of the sludge cake, for this purpose, technology development has been made to increase the temperature of the heat medium.
하지만, 종래의 다이아프램 재질로 사용되는 재료가 고무나 폴리프로필렌계의 합성수지재를 이용하고 있었기 때문에 열매체의 온도를 70∼80℃ 정도까지만 유지시킬 수밖에 없었다. 통상 이 온도범위를 넘어가게 되면 고무나 폴리프로필렌으로 구성된 다이아프램이 물성변화가 초래되어 한계점에 도달하게 되고(고온 적용시), 저온에서는 고압압착 적용으로 오히려 압착 여과판의 수명이 단축되는 문제점이 있었기 때문에 고온의 열매체를 이용하는데 한계가 있어 슬러지케이크의 함수율을 낮추는 데 한계에 도달할 수밖에 없었다. 또한, 슬러지 케이크의 가열효과를 얻기 위한 다른 운용기술로써, 기존의 압착여과판 사이사이에 단순한 열판을 끼워 넣지만, 이것 역시 2차 가압이 불가능하여 2차 압착여과는 기존의 여과판에서 이루어지기 때문에 1개의 단면 압착으로 인하여 압착효과가 적을 뿐만 아니라 열적 피로현상 때문에 5bar정도의 가압력으로 가압수의 압착이 가능하여 장기 운전시 여과판의 수명이 절반수준으로 떨어지게 된다.However, since the material used for the conventional diaphragm material is made of rubber or polypropylene synthetic resin material, the temperature of the heat medium has to be maintained only at about 70 to 80 ° C. In general, if the temperature exceeds this temperature range, the diaphragm made of rubber or polypropylene causes a change in physical properties to reach a limit point (when using a high temperature). Therefore, there is a limit in using a high temperature heat medium, so the limit of water content of the sludge cake has to be reached. In addition, as another operation technology for obtaining the heating effect of the sludge cake, a simple hot plate is sandwiched between the existing compressed filtration plates, but this is also impossible because of the secondary pressure, the second compression filtration is made in the existing filter plate 1 Due to the crimping effect of the two sections, the crimping effect is not only small, but because of the thermal fatigue, the pressurized water can be crimped with a pressing force of about 5 bar.
또한, 탈수된 하수슬러지 케이크의 경우, 함수율이 65%정도 수준에 도달하게 되면, 압착여과판의 해제시 자중에 의해 압착여과판의 표면부로부터 케이크 박리가 동시에 이루어지게 되는데, 만약 케이크의 함수율이 불량할 경우에는 압착여과판으로부터 탈수 케이크의 분리가 원활하게 이루지지 않게 되어 압착여과판의 해쇄시에 압착여과판의 표면에 부착된 탈수케이크를 탈리시키기 위한 스크래파나 진동을 이용한 별도의 케이크 박리장치를 종래의 필터프레스에 추가하여야 하므로 기계장치의 구성이 복잡해지고, 장치가 고가로 제작되어 생산단가가 상승되는 요인으로 작용하는 단점이 있었다.In addition, in the case of the dewatered sewage sludge cake, when the moisture content reaches a level of about 65%, the peeling of the cake from the surface portion of the compression filtration plate is carried out at the same time by self-weight upon release of the compression filtration plate. In this case, the separation of the dewatering cake from the compression filtration plate is not performed smoothly, and a separate cake peeling device using a scraper or vibration for detaching the dewatering cake attached to the surface of the compression filtration plate during the disassembly of the compression filtration plate is used. Since the configuration of the mechanical device is complicated to be added to, and the device is manufactured at a high price, there was a disadvantage that acts as a factor that increases the production cost.
본 발명은 종래 고압 여과판의 단점을 해소하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 각종 슬러지를 압착시켜 탈수시키는 압착 여과판의 주요 구성부를 금속재 또는 복 합 소재로 구성하여 종래보다 훨씬 높은 고온(최고 200℃)의 열매체 제공이 가능하고 슬러지케이크의 함수율을 최소화시킬 수 있는 구조의 고온 압착식 여과판을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다. The present invention has been invented to solve the disadvantages of the conventional high pressure filter plate, the present invention is composed of a major component of the compressed filter plate for compressing and dewatering the various sludge made of a metal material or a composite material much higher than the conventional high temperature (up to 200 ℃) It is an object of the present invention to provide a high temperature pressurized filter plate having a structure capable of providing a thermal medium and minimizing the water content of sludge cake.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판은 중앙부에 일정크기의 슬러지공급구가 형성되고, 내측 각 모서리부에 여액배출구가 구비되며, 외측으로 여과포가 씌워져 복수개가 상호 밀착된 상태에서 각 여과판 사이의 여실로 일정 압력에 의하여 공급된 슬러지를 1차 탈수시킴과 동시에 고온고압의 열매체공급수단에서 공급되는 열매체에 의해 2차 탈수 및 건조시킬 수 있도록 구성된다. In order to achieve the above object, the high-temperature pressurized filter plate according to the present invention is formed with a sludge supply port of a predetermined size in the center, the filtrate discharge port is provided at each corner of the inner side, the filter cloth is covered with the outside of the plurality is closely adhered to each other It is configured to allow the primary dewatering of the sludge supplied by the constant pressure into the chamber between each filter plate in the state, and at the same time, the secondary dewatering and drying by the heat medium supplied from the heat medium supply means of high temperature and high pressure.
즉, 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판은 중앙부에 위치하면서 두께가 얇은 금속재로 이루어지며 고압의 열매체가 공급되는 메인프레임; 상기 메인프레임의 양측면으로부터 단차가 유지되도록 메인프레임의 테두리부에 설치되는 인너프레임; 여과판 중심 또는 측심에 설치되어 두 개의 여과판으로 형성되는 여과실 사이에 슬러지를 공급하는 슬러지공급구; 메인 프레임에 연결되어 열매체공급수단으로부터 열매체를 공급받거나 열교환된 열매체를 배출하는 열매체공급관 및 배출관; 상기 양측 인너프레임에 결합되는 가스켓과, 열매체가 공급 또는 배출될 때 압력을 받아 팽창 또는 수축 가능한 금속재 또는 복합 소재로 이루어져 상기 가스켓의 양측 상면에 설치되는 다이아프램; 다이아프램 상면에 위치하여 다이아프램의 팽창으로 압착시 다이아프램과 여과포가 접착되어 여과포로 탈수된 수분이 여액배출구로 이동되지 못하는 현상을 방지하기 위하여 탈수된 수분의 흐름을 원활하게 하는 금속사성층망 프레임; 상기 다이아프램의 외측으로 일정한 높이의 여실공간부(Chamber)가 형성되도록 각 다이아프램의 상부에서 메인프레임과 결합되고, 내측 모서리부에 여액배출구가 구비되며 금속사성층망 프레임과 결합되는 금속재의 아우터프레임으로 구성된다.That is, the high-temperature compression filter plate according to the present invention is located in the center portion made of a thin metal material and the main frame is supplied with a high-temperature heating medium; An inner frame installed at an edge of the main frame to maintain a step from both sides of the main frame; A sludge supply port installed at the center of the filter plate or at the side of the filter plate to supply sludge between the filter chambers formed of two filter plates; A heat medium supply pipe and a discharge pipe connected to the main frame for discharging the heat medium supplied or heat-exchanged from the heat medium supply means; A diaphragm coupled to both inner frames and a diaphragm installed on both upper surfaces of the gasket, which is made of a metallic material or a composite material that is expanded or contracted under pressure when a heat medium is supplied or discharged; Located in the upper diaphragm, the diaphragm and the filter cloth are adhered to each other when the diaphragm is expanded, so that the dehydrated water can not move to the filtrate outlet. ; The outer frame of the metal is coupled to the main frame at the upper portion of each diaphragm so as to form a chamber chamber (Chamber) of a constant height to the outside of the diaphragm, the filtrate discharge port is provided at the inner corner and coupled to the metal sand layer network frame. It consists of.
또한, 상기 필터프레스의 여과판을 형성함에 있어서, 고온·고압의 열매체를 공급 및 배출하여 팽창 또는 수축되는 다이아프램을 부식과 압력, 온도에 강한 금속재로 하는 경우 다이아프램의 팽창 및 수축으로 발생되는 응력을 원활하게 해소할 수 있도록 나선형 모양으로 중심의 슬러지공급구를 시작으로 밖으로 향하는 물결 무늬로 성형하며, 무성형하는 경우 열전달이 높으며 신축성에 의하여 다이아프램의 운동이 가능하고 고온·고압에 강한 복합 소재를 사용한다. Further, in forming the filter plate of the filter press, when the diaphragm expanded and contracted by supplying and discharging high-temperature and high-pressure heating medium to be a metal material resistant to corrosion, pressure, and temperature, stress generated by expansion and contraction of the diaphragm It is formed into a spiral pattern with a spiral shape so as to smoothly solve the problem, and it forms a wave pattern facing outward from the center, and when it is unmolded, the heat transfer is high, and the elasticity enables the movement of the diaphragm, and it is a composite material resistant to high temperature and high pressure. Use
또한, 여과판 중심 또는 측심에 설치되어 두 개의 여과판으로 형성되는 여실에 슬러지를 공급하는 슬러지공급구는 메인 프레임에 조인트블럭을 성형하여 열매체가 채워지는 공간을 확보하고 가스켓으로 밀폐하며 최상부에는 다이아프램을 고정하기 위하여 플랜지로 고정하는 방법을 채택한다. 조인트블럭에는 나선 가공을 하고 플랜지에서 렌치볼트로 조인트블럭까지 채결하며, 플랜지 위로 볼트의 머리가 올라오게 되면 두 개의 여과판이 접합하여 슬러지 공급 라인을 형성하게 될 때에 슬러지가 정체되고 여과포의 수명을 저하시키므로 플랜지 내부에서 채결이 가능하도록 가공이 필요하다. 기존 필터프레스의 여과판에 설치되는 여과포의 재질은 고온고압 운전 조건에서 늘어지고 빠른 마모가 일어나 여과불능상태에 이르게 되므로 내열성 이 강한 섬유와 금속사를 일정 비율로 혼합하여 직조하여 여과포의 내구성을 높이고 고온 열전달이 가능하며 전열율이 높아져 고온·고압으로 운전되는 필터프레스에서 활용되기 적절한 여과포를 제작한다. 고압의 열매체 공급으로 슬러지를 압착할 때 슬러지에서 탈수된 여액은 여과포를 통과하게 되나 배출구로 이동하지 못하고 고압으로 압착된 여과포와 다이아프램 사이에 정체되어 탈수 효과를 저하시키는 현상이 일어난다. 이러한 정체 현상을 방지하기 위하여 다이아프램과 여과포 사이에 금속 재질의 금속사성층망 또는 금속직물혼합사의 성층망를 설치한다. 성층망은 고리와 고리가 가로 또는 세로로 연결되도록 성형하거나 날실과 씨실을 직각으로 교차시켜 편성하는 방식으로 두 가닥의 철실이나 섬유를 이용하여 직조한 후 두 장 이상을 겹쳐 성형하여 원활한 여액의 이동 통로를 제공할 수 있으며 열에 약한 여과포에 고온의 다이아프램의 온도가 직접 전달되는 것을 방지하여 여과포의 수명을 연장시키는 역할을 한다. 금속사성층망은 다이아프램과 아우터프레임 사이에 위치하는 프래임에 고정되며 프레임과 고정블럭(A,B type)으로 연결하여 다이아프램의 운동에 영향을 받지 않으며 여과포와 다이아프램의 교착을 방지하고 슬러지의 탈착을 용이하게 한다. In addition, the sludge supply port is installed at the center or side of the filter plate to supply the sludge to the female chamber formed by two filter plates.The joint block is formed on the main frame to secure a space where the heat medium is filled, and it is sealed with a gasket. Adopt the flange fixing method to The joint block is spiraled, and the flange bolt is tightened from the flange to the joint block.When the head of the bolt rises over the flange, the sludge is stagnated when two filter plates are joined to form a sludge supply line. As a result, processing is necessary to make squeeze inside the flange. The material of the filter cloth installed on the filter plate of the existing filter press is stretched under high temperature and high pressure operating conditions and leads to the filtration incapacity state. Therefore, the fiber cloth with high heat resistance is mixed and woven in a ratio to increase the durability of the filter cloth and to increase the durability of the filter cloth. The heat transfer is possible and the heat transfer rate is high, making the filter cloth suitable for use in the filter press operated at high temperature and high pressure. When the sludge is compressed by high pressure heating medium supply, the filtrate dehydrated from the sludge passes through the filter cloth but does not move to the outlet, but is stagnated between the filter cloth and the diaphragm compressed at a high pressure, thereby reducing the dewatering effect. In order to prevent this stagnation phenomenon, between the diaphragm and the filter cloth, a metal mesh layered mesh or a metal fabric mixture layered mesh is installed. Lamination network is formed by connecting loops and loops horizontally or vertically, or by weaving them by crossing the warp and weft at right angles. It can provide a passage and prevent the direct transfer of the temperature of the hot diaphragm to the heat-sensitive filter cloth, and serves to extend the life of the filter cloth. The metal sand layer network is fixed to the frame located between the diaphragm and the outer frame, and is connected to the frame and the fixed blocks (A, B type) so that it is not affected by the movement of the diaphragm and prevents the deadlock between the filter cloth and the diaphragm. To facilitate removal.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판은 1차 펌프압력 여과후 형성된 탈수케이크에서 2차 압착여과시 고온의 열매체의 공급이 가능하고, 열전달 성능이 뛰어난 금속재 또는 고온고압의 수축팽창 운동이 가능한 복합 소재로 다이아 프램 등을 구성하여 1차 탈수된 슬러지케이크를 압착 탈수 및 건조시키게 되어 종래보다 낮은 압력으로 저함수율을 갖는 슬러지케이크를 만들 수 있다. As described above, the high temperature pressurized filter plate according to the present invention is capable of supplying a high temperature heat medium during the second compression filtration in a dehydrating cake formed after the first pump pressure filtration, and a metal material having excellent heat transfer performance or high temperature and high pressure shrinkage expansion motion. Compressive dewatering and drying of the first dewatered sludge cake by forming a diaphragm or the like with this possible composite material can produce a sludge cake having a low water content at a lower pressure than conventionally.
이와 같은 여과판은 다음과 같은 특성 구조를 가진다. 메인프레임에서 다이아프램으로 연결되는 슬러지공급구를 조인트블럭과 플랜지를 적용하여 기밀성을 높이고 고온고압의 열매체 적용시 여과 효율을 유지하며 내구성 및 내열성이 강한 섬유와 금속사 혼합직조된 여과포를 적용하며 여과포와 다이아프램의 압착으로 여액 배출이 불가능한 현상을 방지하기 위하여 금속사성층망 프레임을 적용하여 안정적인 고온고압의 열매체 운전이 가능하며 고효율의 슬러지 탈수가 가능하게 된다.Such a filter plate has the following characteristic structure. The sludge supply port connected to the diaphragm from the mainframe increases the airtightness by applying joint blocks and flanges, maintains the filtration efficiency when applying the high temperature and high pressure heating medium, and applies the filter cloth woven fabric mixed with durable and heat resistant fiber and metal yarn. In order to prevent the discharge of the filtrate due to the compression of the diaphragm and the application of the metal sand layer frame, stable high temperature and high pressure heating medium operation is possible and high efficiency sludge dewatering is possible.
첨부된 도면과 실시예를 참조하면서 본 발명을 보다 상세히 설명한다. The present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments.
그러나, 첨부된 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되지는 아니할 것이며, 이러한 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 당업자에 의해 실시 가능함은 당연하다 할 것이다.However, the accompanying drawings and embodiments are merely illustrative for easily describing the content and scope of the technical idea of the present invention, whereby the technical scope of the present invention will not be limited, within the scope of the technical idea of the present invention It will be appreciated that various modifications and changes can be made by those skilled in the art.
도 1a는 본 발명의 전체 공정이 진행되는 필터프레스로 본 고안은 이 필터프레스에 장착된 여과판(01)에 대한 것이다. 도 1b는 본 발명의 고온 압착식 여과판이 전체 결합된 것을 간단히 도시한 것으로 이러한 상태로 필터프레스에 장착되게 된다. 여과판 전체부(01)와 필터프레스의 고정 프레임에 장착부인 어깨판(02), 다이아프램과 금속사성층망 프레임으로 구성되어 열매체의 온도와 압력을 슬러지에 적용시키 는 여과부(03; Filtration Part), 두 개의 여과판으로 형성되는 여실에 슬러지를 공급하는 슬러지공급구(15), 여과판의 전체를 둘러싸며 슬러지와 접촉하여 고액분리를 담당하는 여과포(11)로 구성된다.Figure 1a is a filter press in which the whole process of the present invention is carried out, the present invention relates to a filter plate (01) mounted to this filter press. Figure 1b is a simplified illustration of the entire high-pressure pressing filter plate of the present invention is mounted to the filter press in this state. Filtration part (03; Filtration Part), which is composed of the
도 2는 본 발명의 고온 압착식 여과판의 주요부분 명시도로써 여과판의 중심에 위치하는 메인프레임(10), 메인프레임에 열매체 공급을 위한 단차를 형성하는 인터프레임(20), 열매체에 의하여 팽창 및 수축하며 슬러지를 탈수시키며 고온의 열매체에서 슬러지층으로 열전달에 의하여 탈수 효과를 증대시키는 다이아프램(30), 탈수된 여액의 흐름을 원활하도록 유도하는 금속사성층망 프레임(35), 여실공간을 형성하는 아우터프레임(40)으로 구성되며 도 3은 여과판의 구성을 더욱 알아보기 쉽도록 전체 구성을 분리한 측면 분해도이고 도 4는 중앙부에 위치하는 메인프레임(10)을 기준으로 메인프레임의 양측면에 결합되는 각 구성의 분리도이다.Figure 2 is the main part of the high-temperature compression filter plate of the present invention, the
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판은 사각평판형 구조로 이루어진 것으로, 복수개의 프레임과 각 프레임 사이에 기밀작용을 위한 가스켓(21,22,23,24), 고온고압의 열매체 공급시 수축 및 팽창되어 공급된 슬러지의 탈수 및 건조효율이 향상되도록 하는 다이아프램(30)이 구비된 구성으로 이루어지며, 각 구성은 중앙부에 일정 크기의 슬러지공급구(15)가 관통되고, 모서리부위에 여액배출구(45)가 각각 형성된 구조로 이루어진다.As shown in the figure, the high-temperature pressurized filter plate according to the present invention is composed of a rectangular flat plate structure, a plurality of frames and
도 3 및 도 4를 참조하면서 본 발명에 따른 여과판을 구성하는 각 부위를 더욱 상세하게 설명하면, 여과판의 중앙부에는 일정 두께의 금속재로 이루어지며 열매체공급관(13) 및 배출관(14)이 각각 설치되어 열매체를 공급배출하는 평판구조를 갖는 메인프레임(10)이 설치되며, 상기 메인프레임(10)을 기준으로 양측으로 동일한 구조의 구성이 각각 결합된다. 즉, 상기 메인프레임(10)을 기준으로 양측면 테두리부에 상기 메인프레임(10)보다 다소 두꺼운 인너프레임(20; Inner Frame)이 결합되어 상기 메인프레임(10)의 표면으로부터 인너프레임(20)의 두께만큼 일정한 단차가 형성될 수 있도록 한다. 또한, 상기 인너프레임(20)의 외측으로는 테두리부에 소정의 고정홀이 관통 형성된 가스켓(21,22)이 각각 결합되며, 상기 가스켓(22)의 외측으로는 열매체에 의하여 팽창 및 수축되는 다이아프램(30; Diaphragm)이 결합되며 최종적으로 메인프레임(10)과 결합되도록 테두리부에 가스켓과 동일한 형태의 고정볼트 구멍(47)이 관통 형성되어 있다.3 and 4 to describe in more detail each part constituting the filter plate according to the present invention, the central portion of the filter plate is made of a metal material of a predetermined thickness and the heat
상기 가스켓(18,21,22,23,24)은 내열성과 내마모성이 우수한 고무재나 금속재, 섬유재 등 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 다이아프램(30)은 열매체의 고온고압을 견디며 슬러지 층으로 열전달을 효율적으로 할 수 있는 금속재 또는 열매체의 수축팽창 운동이 원활한 복합 소재로 이루어진다. 금속재로 성형하는 경우 고온고압의 열매체 공급시 여과판의 설치방향에 대하여 수직좌우 수축 및 팽창이 가능하도록 그 표면에 나선형 또는 S자형 팽창부(32)를 표면가공하여 제작되고 복합 소재시 무성형한다.The gasket (18, 21, 22, 23, 24) may be made of any one of rubber, metal, fiber, etc. excellent in heat resistance and wear resistance, the
또한, 상기 메인프레임(10)의 양측, 즉 메인프레임(10)에서 다이아프램까지 중앙부 또는 측면부에 슬러지공급구(15)를 형성시키며 상기 다이아프램(30)의 외측으로는 상술한 가스켓(21,22)과 동일한 구조로 이루어진 가스켓(23)이 결합되며, 상기 가스켓(23)이 결합된 외측으로는 여과포(11)와 다이아프램(30)의 접착을 방지하여 탈 수된 여액의 원활한 배출을 유도하는 금속사성층망 프레임(35)이 결합된다. 상기 금속사성층망 프레임(35)의 외측에는 기밀성을 유지하기 위하여 가스켓(24)이 결합되며 최종적으로 일정 두께의 아우터프레임(40;Outer Frame)이 결합되어 다이아프램(30)이 좌우로 유동될 수 있는 여실공간을 제공하도록 하며, 아우터프레임(40)의 모서리에는 여액배출구(45)가 형성되고, 각 여액배출구(45)에는 아우터프레임의 내측부로부터 소정의 여액이 배출될 수 있는 복수개의 관통홀이 아우터프레임 내측을 향해 각각 관통 형성된 구조로 이루어진다. 상기 아우터프레임(40)이 다른 여과판의 아우터프레임과 결합되는 테두리와 슬러지 공급 장치 또는 다른 여과판의 슬러지공급구(15)와 결합되는 플랜지(17) 등에는 강화고무를 이용한 고무코팅층이 형성되어 전체 여과판의 기밀작용과 각 구성부품의 결합응력을 해소할 수 있도록 구성된다.In addition, a
또한, 도 5a는 본 발명의 고온 압착식 여과판을 금속 재질로 구비된 다이아프램 실시예를 나타낸 것이며, 도 5b는 복합 소재로 구비된 다이아프램의 예를 각각 도시하였다. 도 6a는 본 발명에 따른 여과판의 결합으로 형성된 여과실의 구성을 알아보기 쉽도록 종단면도로 도시하고 있으며, 도 6b는 본 발명에 따른 여과판에 열매체가 공급되어 여과판 사이에 위치하는 슬러지케이크를 압착하는 상태를 가상한 다이아프램의 팽창상태를 단면도로 도시하고 있다.In addition, Figure 5a shows an embodiment of the diaphragm provided with a high-temperature pressing filter plate of the present invention made of a metal material, Figure 5b shows an example of the diaphragm provided with a composite material. Figure 6a is shown in longitudinal section to facilitate the configuration of the filter chamber formed by the combination of the filter plate according to the present invention, Figure 6b is a heat medium is supplied to the filter plate according to the present invention to press the sludge cake located between the filter plate The expanded state of the diaphragm which simulated the state is shown by sectional drawing.
도 6a에 도시된 바와 같이, 여과판의 중앙부에 위치하는 메인프레임(10) 내부로 일정길이의 열매체공급관(13) 및 열매체배출관(14)이 각각 관통 설치되어 있으며, 양측 다이아프램(30) 사이는 소정의 공간부가 형성된 구조로 이루어지며, 양측 다이 아프램(30)을 모두 감싸도록 외측으로 여과포(11)가 씌워진다. 슬러지공급구(15)를 통하여 슬러지를 공급하게 되면, 각 여과판 사이의 여실로 슬러지가 채워지게 되고, 각 여실로 공급된 슬러지는 여과포(11)의 눈에 해당하는 크기, 통상 10∼30㎛ 이상인 입자는 여실 내에 포집되고, 상기 여과포의 눈을 빠져나간 여액은 아우터프레임의 모서리에 형성된 관통홀 및 여액배출구(45)를 통해 장치 외부로 빠져나오게 되면서 1차 탈수과정이 완료된다. 1차 탈수과정이 완료된 후에 상기 열매체공급관(13)을 통해 고온고압의 열매체가 공급되는 경우, 도 6b와 같이 금속재 또는 복합 소재의 다이아프램(30)은 외측으로 팽창되면서 각 여과판 사이에 위치하고 있는 슬러지케이크를 압착하게 되고 고온의 다이아프램(30)은 슬러지케이크 표면과 접촉하면서 순간적으로 열교환이 이루어진다. 다이아프램(30)의 압착을 통한 열교환에 사용된 열매체는 열매체배출관(14)을 통해 배출된다. As shown in FIG. 6A, a heat
도 7에 도시된 바와 같이, 메인프레임(10)에서 다이아프램(30)까지 형성되는 슬러지공급구(15)는 각 여과판의 중앙 또는 측실부에 설치되며 메인프레임(10)에 조인트블럭(16)을 장착하여 열매체가 공급될 내부 단차를 유지하며 가스켓(18)과 플랜지(17)를 적용하여 다이아프램(30)과 기밀하게 결합되게 된다.As shown in FIG. 7, the
또한, 도 8은 고온고압의 열매체 압착시 여과포(11)와 다이아프램(30)이 접착되어 슬러지에서 탈수된 여액이 여과포(11)를 통과하여 여액배출구(45)까지 이동하지 못하고 다이아프램(30) 표면에 정체되어 탈수 효율 및 슬러지 케이크의 박리 효율을 저하시키는 현상을 방지하기 위하여 금속사 또는 금속직물 혼합사에 의한 성층망을 프레임에 장착한 상태를 도시한 것이다. 금속사성층망은 다이아프램(30)의 팽창 및 수축 운동에 영향을 미치지 않도록 프레임에 장착하기 위하여 좌우 또는 상하 부분만을 고정한다. 프레임의 장착 방법으로는 개개의 연결블럭에 핀이나 스프링으로 성층망을 고정하여 프레임에 끼워맞춤하는 결합법을 도시한 것이 도 8a이며, 길이의 단일 연결블럭에 성층망을 고정하여 프레임에 볼트 고정하는 방법을 도시한 것이 도 8b이다.8 shows that the
종래의 고온 가압식 필터프레스에서는 1차 펌프압력여과시 5kg/cm2의 압력이 작용하게 되고, 2차 압착여과시에는 15kg/cm2, 온도 15℃, 여과소요시간 2hr이 소요되는 경우 평균함수율이 68±3%정도가 나오지만, In the conventional high pressure pressurized filter press, a pressure of 5 kg / cm 2 is applied at the time of the primary pump pressure filtration, and the average water content is 15 kg / cm 2 , the temperature is 15 ° C., and the filtration time is 2 hours at the time of the second compression filtration. About 68 ± 3% comes out,
본 발명에 따른 고온 압착식 여과판을 적용할 경우에는 슬러지 공급시 공급펌프 압력 5kg/cm2이 작용하여 1차 펌프압력 여과가 이루어지며, 2차 압착여과시에는 열매체 공급 압력 5kg/cm2, 최고 온도 200℃, 여과소요시간 2hr의 경우 평균함수율이 50±3%정도로 크게 개선되는 것임을 알 수 있다.In the case of applying the high-temperature pressurized filter plate according to the present invention, when the sludge is supplied, the supply pump pressure 5kg / cm 2 acts to perform the first pump pressure filtration, and during the second compression filtration, the heat medium supply pressure 5kg / cm 2 , the highest It can be seen that the average water content is greatly improved to 50 ± 3% at the temperature of 200 ° C. and the filtration time of 2hr.
즉, 고형물 농도 2%인 하수슬러지 1000kg을 종래의 여과판으로 처리할 경우 잔류수분은 42.5kg 정도, 총 무게는 62.5kg이지만, 본 발명에 따른 여과판을 이용할 경우 잔류수분은 20kg정도, 총 무게는 40kg으로 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판을 이용할 경우 수분이 현저하게 낮아지는 월등한 효과를 제공할 수 있게 되어, 그 후속공정의 열비용 및 수송비용을 크게 줄일 수 있어 경제적으로 큰 비용절감효과를 가져올 수 있음은 물론, 고온의 적용으로 작업시간을 단축시켜 생산성을 향상할 수 있도록 한다.That is, when the 1000kg of sewage sludge having a solid concentration of 2% is treated with a conventional filter plate, the residual moisture is about 42.5kg, the total weight is 62.5kg, but when the filter plate according to the present invention is used, the residual moisture is about 20kg, the total weight is 40kg By using the high-temperature pressurized filter plate according to the present invention can provide an excellent effect that the moisture is significantly lowered, it can significantly reduce the heat and transport costs of the subsequent process, bringing economic cost saving effect Of course, the application of high temperature to shorten the working time to improve the productivity.
또한, 본 발명에 따른 금속재의 다이아프램의 표면에는 그 중심부에서 외측이나 모서리측으로 향하는 나선모양이나 물결모양의 요철부로 형성된 팽창부가 각각 구비되어 있어 팽창 및 수축 운전시 연속적으로 수축 팽창되는 다이아프램의 표면 피로저항도를 약화시켜 내구성이 증대되도록 한다.In addition, the surface of the diaphragm of the metal material according to the present invention is provided with an inflated portion formed by spirals or wavy convex portions directed toward the outer side or the corner side from the center thereof, and thus the surface of the diaphragm continuously contracted and expanded during the expansion and contraction operation. The fatigue resistance is weakened to increase durability.
이와 같이, 본 발명에 따른 여과판은 메인프레임과 고온의 열매체 공급시 팽창하여 슬러지케이크와 열교환이 이루어지는 다이아프램이 열전도성이 우수하고 신축성 있는 금속제 또는 복합 소재로 구성되어 2차 압착 여과시 고온의 열매체 공급이 가능하여 슬러지케이크가 보유하는 함수율을 종래보다 현저히 낮출 수 있도록 하여 탈수 후 여과판의 해쇄시에 자중으로 슬러지케이크의 분리가 가능하도록 하며 슬러지케이크의 배출작업에 필요한 별도의 슬러지케이크 배출장치를 구비하지 않아도 되므로 장치의 간단화가 가능하여 여과판 및 필터프레스의 제작단가를 낮출 수 있도록 한다.As described above, the filter plate according to the present invention is expanded when the mainframe and the high temperature heat medium are supplied, and the diaphragm, which is heat exchanged with the sludge cake, has excellent thermal conductivity and is made of an elastic metal or a composite material. It is possible to supply, so that the water content of sludge cake can be significantly lower than before, so that the sludge cake can be separated by self weight when disassembling the filter plate after dehydration, and it is equipped with a separate sludge cake discharge device necessary for discharging the sludge cake. Since it is not necessary to simplify the apparatus, the manufacturing cost of the filter plate and the filter press can be reduced.
도 1a는 본 발명에 따른 여과판을 장착한 필터프레스이며,Figure 1a is a filter press equipped with a filter plate according to the present invention,
도 1b는 본 발명에 따른 필터프레스에 장착되는 고온 압착식 여과판의 전체도이고,Figure 1b is an overall view of the high-temperature compression filter plate mounted on the filter press according to the present invention,
도 2는 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판의 주요부분 명시도이며,Figure 2 is a schematic view of the main part of the high-pressure compression filter plate according to the present invention,
도 3은 본 발명에 따른 고온 압착식 여관판의 측면 분해도이고3 is a side exploded view of the high-temperature press-fit inn plate according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판에서 메인프레임을 기준으로 메인프레임 양측으로 결합되는 각 구성의 전체 구성도이며,4 is an overall configuration diagram of each configuration coupled to both sides of the main frame based on the main frame in the high-temperature compression filter plate according to the present invention,
도 5a는 본 발명에 따른 고온 압착식 여과판을 금속 재질로 구비된 다이아프램 실시예를 , 도 5b는 복합소재로 구비된 다이아프램의 실시예를 각각 도시하고 있으 며,Figure 5a shows an embodiment of the diaphragm provided with a high-temperature pressing filter plate according to the invention made of a metal material, Figure 5b shows an embodiment of the diaphragm provided with a composite material, respectively,
도 6a는 도 1b의 본 발명에 따른 여과판의 종단면도이며,6a is a longitudinal sectional view of the filter plate according to the invention of FIG. 1b,
도 6b는 본 발명에 따른 여과판에 열매체가 공급되어 여과판 사이에 위치하는 슬러지케이크를 압착하는 상태를 가상한 다이아프램의 팽창상태 단면도이며,6B is an exploded cross-sectional view of a diaphragm simulating a state in which a heat medium is supplied to a filter plate according to the present invention to compress a sludge cake located between the filter plates,
도 7은 슬러지공급구를 위한 메인프레임과 다이아프램의 접합 방법을 도시한 슬러지공급구 개략도이고,7 is a schematic view of a sludge supply port illustrating a method of bonding the main frame and the diaphragm for the sludge supply port,
도 8은 다이아프램과 여과포의 압착시 탈수된 수분의 흐름을 원활하게 하기 위하여 다이아프램 상단에 장착하는 금속사성층망 프레임이다.FIG. 8 is a metal sand layered frame mounted on top of a diaphragm to facilitate the flow of dehydrated water when the diaphragm and the filter cloth are compressed.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명※ Brief description of symbols for the main parts of the drawings
01 : 고온 압착식 01: high temperature crimping 여과판Filter plate
02 : 어깨판02: shoulder plate
03 : 여과부(Filtration Part)03: Filtration Part
10 : 메인프레임(10: mainframe ( MainMain FrameFrame ))
11 : 여과포 11: filter cloth
13 : 열매체공급관 13: heat medium supply pipe
14 : 열매체배출관14: heat medium discharge pipe
15 : 슬러지공급구15: sludge supply port
16 : 조인트블럭(Joint Block) 16: Joint Block
17 : 플랜지(Holding Flange)17: Holding Flange
18 : 가스켓(Gasket) 18: Gasket
20 : 20: 인너프레임Inner frame (( InnerInner FrameFrame ))
21, 22, 23, 24 : 가스켓(Gasket)21, 22, 23, 24: Gasket
30 : 30: 다이아프램Diaphragm (( DiaphragmDiaphragm ))
32 : 팽창부32: inflation
35 : 35: 금속사성층망Metal Sand Layer 프레임 ( frame ( MetalMetal MultilayeredMultilayered MeshMesh FrameFrame ))
36 : 고정블럭(Locking Block) A Type36: Locking Block A Type
37 : 고정블럭(Locking Block) B Type37: Locking Block B Type
40 : 아우터프레임(40: outer frame ( OuterOuter FrameFrame ))
45 : 여액배출구 45: filtrate outlet
47 : 고정볼트 구멍47: Fixing Bolt Hole
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---|---|---|---|
KR1020070129951A KR20090062600A (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Heated and pressurized filter plate of filter press |
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CN106552451A (en) * | 2015-09-25 | 2017-04-05 | 台湾卜力斯股份有限公司 | Filter press heating plate |
KR20220001586A (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 경규혁 | plate for plate and frame type filter press |
-
2007
- 2007-12-13 KR KR1020070129951A patent/KR20090062600A/en not_active Application Discontinuation
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