KR840000541Y1 - 고액(固液) 분리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고액(固液) 분리장치

제1도 및 제2도는 종래의 경사판 탈수설비의 종단면도 및 사시도.

제3도는 본 발명의 1실시예의 설명도.

제4도, 제5도는 본 발명의 다른 2실시예의 설명도이다.

본 고안은 고액분리장치에 관한 것으로서 특히 경사여과동(濾過胴)에 원심분리작용을 가미한 신형식을 제공하는 것이다.

그 개략은 다수의 세공(細孔)이 있는 도추형(到錐形) 여과등을 원심분리기에 의하여 저속으로 회전시켜서, 그 내주상방에서 균등하게 원료를 유아시켜서, 유하(流下)중에 액분(液分)을 여과동 외주측으로 분리하는 고액 분리장치이다.

재래의 경사판 탈수설비(통칭, 웨지필터, 또, 나이야가라필터)는 제1도, 제2도에 표시하는 바와 같은 것으로서, 원료를 공급관에(1)서 분산헤드 복스(2)에 넣어서 폭방향으로 넓혀서 여과판 (망(網), 슬리트판, 펀치플레이트 등) (3)위에 유하시킨다. 여과판(3)은 평면 또는 만곡(彎曲)면으로, 수평면에 대하여 상당한 각 α의 경사를 이루고 있다. 여과판(3)의 그물코(綱目), 투과공은 분산되는 고형분(固形分)의 크기에 따라 적당히 선택된다.

여과판(3)위에 낙하되는 원료의 액문은 중력에 의하여 투과공을 통해서 뒷면으로 빠져서, 여과판(3)의 이면 아래쪽에 부설한 탈수판(4)를 따라 여과수(濾過水)복스(6)속에 적하하여 저부취출구(8)로부터 배출된다. 한편 여과판(3)의 상면을 강하하는 도중에 액분이 감소된 고형분(5)(농축액)는 받이통(7)에 들어가서 밖으로 취출된다.

이 종래의 경사판 탈수설비는 다음과 같은 문제점이 있다.

가, 원료의 이동도, 여과도, 다같이 종력에만 의지하기 때문에, 여과판의 경사각이 작으면 유속부족, 크면 여과부족이라는 문제가 발생한다. 통상, 30°-60°의 경사각으로 고정제작하고 있으나, 최적 경사각은 상황에 따라 변화한다. 그리고, 최적경사각이 얻어져도 고액분리 능률은 나쁘다.

나. 탈수가 중력만으로 이루어지기 때문에, 여과능력을 높이기 위해서는, 큰 연과면적을 필요로한다. 또한, 여과판이 평판이기 때문에 설치를 위한 바닥면적이 커진다.

다. 원료유하중에, 여과판을 진동시켜서 망의 구멍이 막히는 것을 방지할 수도 있으나 그래도 장시간 사용하게 되면 점차 구멍이 막히는 것은 피할 수 없고, 운전을 중지시켜서 여과면을 청소해야만 된다.

라. 경사한 여과판의 상부에서는, 원료는 수분이 많기 때문에 원활하게 강하하지만, 하부로 진행함에 따라 농축되어, 강저항이 증가된다. 그러므로 여과판 하부에서는 농축원료가 각 장소에서 일시적인 정류가 발생하여, 후속하는 원료는 그 저류물의 사이를 누비다시피 유하하는 일이 많다. 이것은 전체적 탈수량의 감소, 배출고형농도의 별동이라는 좋지못한 결과를 초래한다.

본 고안은 종래의 경사판 탈수설비의 원리를 살려서, 그 문제점의 해소, 또는 경감, 소공간에서 큰 여과면적과 큰 여과효율을 지니는 추형경사판 방식의 개발, 원료유하에 의한 농축에 따라 여과세극(細隙), 세공이 감소하는 경사판 여과방삭, 경사판 여과방식에 원심분리작용을 가미한 새로운 방식의 개발, 원심력제어의 의한 최적조건으로 조절할 수 있는 경사판 여과방식의 개발등을 목적으로 한다.

본 고안의 용도는 고액분리장치로서 널리 이용할 수 있으나, 주요용도를 다음에 열거한다.

(1) 용수, 배수처리에 있어서 고형물(쓰레기, 오이(汚泥), 이물)의 탈수분리.

(2) 제지공장에서 배수로 부터의 섬유분회수나, 샤우 어용수의 회수(미세여과망으로 샤우어의 구멍을 막히게하는 이물제거)에 있어서, 유입하는 현탁(懸濁) 고형물농도 0. 01-0. 5%를 1-4%정도로 농축할 수 있다. 또, 장시간 숙성(熟成)등에 의하여 탈잉크 처리된 고지(古紙) 재생원료로부터 잉크분을 수분과 함께 분리하는 데에도 사용할 수 있다.

(3) 탈수 농축장치로서, 특히 유입고형분 농도가 낮은 경우에 효과적이다.

(4) 일반적인 희석(稀釋) 농축에 의한 모든 세척방식에 사용가능, 제지용 펄프원료의 경우, 유입고형분 0. 3-1. 5%에서, 농축후의 고형분은 2-7%정도가 된다.

그런데 상기의 목적을 달성한 본 고안의 고형분리 장치의 주된 특징을 우선들면, 액분분리용 세극 또는 세공이 전면에 있고, 상단의 내경이 하단 내경보다 큰 도추형(到錐形)여과등이 있어야 할 것, 이 여과등의 내부상부에 원료를 부어넣는 급액장치가 상부에 설치되어 있어야할 것. 상기 여과등을 그 수직축의 주위에 회전시키는 구동장치가 있고, 그 회전의 속도는 여과동 내주를 유하하는 원료의 유하가 원심력에 의해 방해받지 아니하는 정도라야 할 것, 여과동 하단에 고형분 취출구가 있고, 회전하는 여과동의 외측, 1개소 내지 수개소에 분수 세척장치가 되어있다는 것 등이다.

다음에 도면을 사용하여 본 고안의 사상과 실시양태를 설명한다. 도시한 실시예에서, 본 고안의 특징을 이루는 부재로서는, 액분분리용 세극(11)이 전면에 있고, 상단내경이 하단 내경보다 큰 도추형, 여기에서는 도원추형(到圓錐形) 여과동(10), 고형분을 포함하는 원료를 여과동(10)의 내주상부에 부어넣는 급액장치(20), 여과동(10)내주를 유하하는 원료 L의 유하를 방해 아니하는 속도로 여과동(10)을, 그 수직축(12)의 주위에 회전시키는 구동장치(30), 여과동(10) 하단의 고형(농축)분 취출구(40), 그리고, 회전하는 여과동(10)의 외축, 1개소 내지 수개소에 분수세척장치(50)등이다.

여과동(10)은 원료성상(性狀), 분리하는 고형분, 여수(濾水)등의 성상요구에 따라서 여러가지의 형상의 것을 선택할 수 있으나, 일반적으로는 메시. 와이어 또는 펀치구멍이나, 슬릿구멍이 있는 판이 바람직하다. 메시는 350-10메시로, 고형분의 필요 최소경에 의하여 결정한다.

여과동(10)은 도추형통을 이루고, 이 실시예에서는 그 상하연 수개소를 수직축(12)에서 나온 아암(13), (14)가 받치고 있다. 여과동의 외주여는 도시와 같이 환상(環狀)의 탈수판(16)을상하방향으로 다단(多段)으로 설치하거나, 또는 나선상(螺旋狀)으로 탈수판을 설치하여, 세극(11)을 통하여 외주에 투과된 수분을 탈수판으로 탈수한다. 여과동을 지지하는 수지축(12)를 회전시키는 구동장치(30)은 전동 또는 유압장치로 풀리(31), (32), 벨트(33)을 개재하여 구동하고 있다. 수직축(12)는 상부가 외주탱크 상부비임(34) 아래의 축지재(軸支材)(35)에 의해 지지되고, 하부는 외주탱크 바닥의 고형분 취출구(40)을 내부에 가지는 지지대(35)로 받쳐지고 있다. 외주형탱크(60)은 여과동(10)이나 분수세척치치(50)을 모두 감싼원통형의 탱크로서, 원료에서 분리한 액분과 세척수를 받아 배출구(61)에 내보낸다.

급액장치(20)은 상기 축지제(35)의 외주에, 수평으로 부착한 얇은 원통형의 탱크로서, 그 주벽(22)가 여과동(10)상연부의 상방이나, 약간 내측에 위치하고 있다. 따라서, 공급관(21)에서는 원료 L가 급액장치(20)의 주벽(22)를 넘어서 익출(謚出)하면, 여과동(10)상부내주에 균일하게 낙하하여, 원료 L을 막류(膜流)를 유하시키는 가장 간소한 효과적인 장치이다.

여과동(10)내주를 막상으로 유하하는 원료 L는, 그 자신에 걸리는 중력과, 회전하는 여과동(10)에 부착되어 같이 돌기때문에 생기는 원심력을 받는다.

여과동(10)이 경사하고 있기 때문에, 중력은 원료 L를 유하시키지만, 원심력은 반대로 판의 면을 따라 상승시키고져 한다. 따라서 여과동(10)의 회전을 가속하여 원심력을 증가하면 원료는 유하하지 않고, 여과동(10)의 상연에서 밖으로 비산한다. 그래서는 여과동(10)이 전혀 기능을 발휘하지 않기때문에, 여과동(10)의 회전속도를 전술과 동일하게, 원료가 여과동(10)내주를 유하할 수 있는 정도로 억제하는 것이다. 그 때문에 도면에서는 생략했으나, 구동장치(30)은 가변감속장치가 달린 것으로하고, 실시조건에 맞추어서 속도조절이 가능하도록 하는 것이 바람직하다. 또, 여과동(10)의 경사각 α도 중요한 설계요건으로서, 특히, 이것은 조절할 수 없기 때문에, 원료의 종류, 고형분형상, 농도등으로 구분해야 한다. 본 발명자의 실험에 의하면, 고형분 농도가 낫은경우, α=30°-60°, 높을 경우, α=45°-90°로 하면지장이 없다.

물론, 이 α의 값은 상기 여과를 회전속도에 관련되는 것이나, 여과동(10)상연에 있어서의 최대원심력 0. 5-3. 0G정도가 되는 회전속도가 적당하다.

여과동(10) 하단에 집합된 고형(농축)분은 지지대(35)위를 덮으며 회전하는 하단원통부(15)내를 지나서, 취출구(40)에 낙하하여 수평관을 지나서 고형분 배출구(41)로부터 취출된다.

이 배출구(41)로부터 취출되는 고형분을 아직 상당한 액분을 함유하고 있으므로 제4도의 실시예와 같이 다중식으로해서 다시 함유액분을 감소할 수가 있다. 제4도의 것은 여과동(10)의 아래쪽에 하단여 과동(10a)를 설치하여, 같은 수직축(12)로 회전시키고 있다.

여과동(10)을 유하하는 동안에 이면으로 빠져나온 원료중의 액분은, 외주탱크(60)의 중간 간막이판(62)원에 괴여, 배출구(61)로부터 밖으로 나간다. 고형분은 여과동(10)하단에서, 수직축(12)에 부착딘 삿갓형 하단 급액장치(20a)에 의해, 하단여과동(10a)주연부에 균등하게 분배된다. 하단여과동(10a)의 이면에 나간액분은 상단의 액분보다 고형분을 함유하는 율이 많기 때문에, 이것을 외주탱크(60)의 저부에 괴게하여 펌프(70)으로 상단의 여과동(10)에 원료와 함께 공급한다. 고형분은 배출구(41)로 부터 취출한다. 또, 하단여과동(10a)에의 원료로서 본 예에서는 상단에서 온 고형분에, 새로운 원료 L도 옆에서 보급하고 있다.

제5도의 실시예는, 상단의 여과(10)을 빠져나온 액분을 즉시로 버리지 않고, 이것을 또한번 하단여과동(10b)에 통과 시켜서 다시 고형분을 분리한다. 이 경우도, 원료 L을 옆으로부터 하단여과동(10b)에 추가하고 있다. 상단 여과동(10)으로 부터의 고형분은 즉시 배출구(41)로부터 밖으로 꺼내고, 하단여과동(10b)에 추가(10b)로부터의 고형분은 펌프(70)에 의해 재차 상단여과동(10)으로 공급하여 순환시키고 있다. 하단여과동(10b)로 부터의 액분은 도면에 없는 배출구로부터 밖으로 내보내고 있다.

다음에 종래 경사여과판의 불가피한 결점이었던 구멍이 막히는 것을 현저하게 경감시킬 수 있는 분수세척장치(50)을 부설할 수 있는 것도 본 발명의 특징이다. 정지(靜止)하는 경사판의이면으로부터 물을 끼얹으면 여과작용을 저해하지만, 본 발명의 여과동은 회전하고 있기 때문에 그 1개소나 수개소에서 바깥쪽으로부터 분수를 끼얹어서 세척해도 딴부분의 여과작용을 저해하지 아니한다. 그리고 주기적으로 세척되어서, 여과를 계속할 수 있기 때문에 운전을 정지시켜서 소재하는 필요가 없어진다. 적어도, 그와 같은 정지회수를 현저하게 감소할 수 있다.

세척장치(50) 그 자체는 주지의 것을 주지의 수단으로 외주탱크(60)내에 부착하면 되는 것이고, 도면의 실시예는 수관의 각 분수구(51)을 각각 여과동의 세극(11)로 향하게한 것 뿐이다.

본 고안의 조작은, 제3도의 실시예의 경우, 원료를 공급관(21)에서 급액장치(20)에 떨어뜨릴때, 과부족이 없도록 손짐작이나 검출장치에 의해서 제어할 밖에는 특히 주의할 것은 없다. 세척장치(50)은 연속적으로 분수를 계속해도 된다. 그렇게하면 원료의 액분은 배출구(61)로, 농축된 고형분은 배출구(41)로 나오게 되는 것이다.

본 고안의 고액분리장치는, 종래 중력에만 의존하고 있던 경사 여과판을, 도추형통으로해서 이것을 적당한 속도로 회전시키기 때문에, 중력에 의한 유하, 여과라는 이 방식의 원리를 변경함이 없이 원심분리 작용을 가미할 수 있었다. 그 회전속도를 변경해서 원심분리 작용을 조절할 수 있으므로 종래와 같이 경사각 α를 크게하면 여과효율이 떨어지는 문제가 해소되고, 충분히 각 α를 크게해도 중력에 의한 유하를 촉진할 수 있게 되었다. 각 α를 크게하면 원심력에 의한 원료의 역행(상승)경향도 감소되고 안성맞춤이다.

또, 본 고안의 도추형여과동에 의하면, 그 상부에서는 원료에 다량으로 함유된 액분의 분리에 적합한 넓은 여과면적을 지니고, 여과동 하부에서는 원료가 적어진 액분에 적합한 좁은 여과면적을 지니고 있다.

또한 원심력은 회전반경의 2승(乘)에 비례하기 때문에, 여과동 상부에는 여과촉진 작용이 강하고, 하부에서는 그것이 약화되어 중력에 의한 유하가 빨라지는, 좋은 효과가 나오게 된다. 과도한 탈액으로 여과면에 고착(固着)하는 것도 방지되고, 극히 원활하게 배출된다. 배출농도도 안정되고, 상승한 종래기술의 문제점이 해결된다. 특히 화학적으로 탈 잉크처리한 고지생원료를 공급하면 섬유에 유리(遊離) 상태로 부착하고 있는 잉크성분은 수분과 같이 여과동의 세극으로 부터 여별(濾別)되어, 고지생원료 속에서 수분, 잉크성분을 극히 효과적으로 분리할 수가 있다.

이라하여, 본 고안의 고액분리장치는 종래의 경사판여과방식에서는 생각하지 못하는 성능을 얻을 수 있고, 또, 그 여과동은 도추형이기 때문에 설비면적도 축감(縮減)이 가능하다. 또, 여과에 있어서 중요한, 구멍이 막히는 문제도, 본 발명에 의하면 여과동의 외축에 분수장치를 해서, 운전중 그곳으로 돌아온 세극, 세공의 막힌 망구멍을 이면으로붙 강제적으로 세척제거할 수 있고, 그밖의 부분의 여과작용에는 영향을 주지 않니한다. 이것에 의해 막힌구멍의 청소를 위해서 운전을 정지하는 시간을 격감(激減)할 수가 있다.

즉, 본 고안은 원심분리를 가미한 신형식의 경사판여과식 고액분리장치를 제공한 것으로 그 간결함과, 고성능에 의해, 이 방면의 기술, 생산의 향상에 공헌함을 다대하다고 할 수 있다.

이상 본 고안은 도면을 참조하면서 설명했으나, 본 고안은 도시의 실시예에 한정됨이 없이 실시할 수 있다. 예를들면 여과동은 도원추형이 아니고 도각추형이라도 좋고, 경우에 따라서는 경사각 내지 추각(錐角)은 고정되지 아니하며 나팔형으로 해도된다. 또, 수직축을 도시의 실시예와 같이 관통시키는 것도 필요없고, 예를들면 수직축의 상단부에 설치한 아암로 여과동의 하단부 내주를 지지하고, 수직축의 하단부에 구동장치(30)으로부터 회전력을 전달해도 된다.

또한, 실험기로서 제3도에 표시한 것을 여과동을 상단의 직경이 2m, 하단의 직경이 50cm의 도원추형으로 구성하여, 이것을 50RPM로 회전시켜 좋은 결과를 얻었다.

상술의 설명중의 탈수율은 이 실험기에 의한 테스트에 따른 것이다.

Claims (1)

1. 액분분리용 세극 또는 세공이 전면에 있고, 외주에는 상기 세극 또는 세공으로 분리되어 외면을 유하하는 액분을 탁수하는 환상 또는 나선상의 탈수편(片)이 설치된 도추형 여과동과, 고형분을 함유하는 원료를 상기 여과동의 내주상부에 균일하게 유사시키는 급액장치와, 상기 여과동 내주를 유하하는 원료중의 고형분의 유하를 저해 아니하는 속도로 상기 여과동을 그 수직축심의 주위에 회전시키는 구동장치와, 상기여과 동하단의 고형분 취출구와, 상기 회전하는 여과동의 외측, 1개소 내지 수개소에 세운 분수 세척장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 고액분리장치.