JP3773130B2 - Solid-liquid separation method and rotary cylindrical vacuum filter using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、低含水率のケーキが得られるとともに、装置コスト、装置のランニングコスト、および装置の設置スペースを低減せしめた固液分離方法およびこれを用いた回転円筒型真空濾過機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、石膏、ビスフェノール、テレフタル酸などの製造方法においては、製造物が反応溶媒等に分散したスラリーとして得られるために、このスラリーから製造物を分離するのに種々の濾過機が用いられている。特に、かかる濾過機の中でも、回転円筒型真空濾過機は比較的に安価であり、かつ装置の設置面積当たりの濾過処理能力が高いとの理由から広く用いられている。
【0003】
回転円筒型真空濾過機の概要を図7により説明すると、上部が開放されかつ下部にスラリー供給口21を有するスラリー貯留槽20と、外周面に濾過室31,31…を構成するための区画部材32,32…を介して濾布33が張設された円筒形のドラム30とを備えており、ドラム30は、その一部がスラリー貯留槽20に浸漬するように横向き配置に支持され、図中時計回りに回転される。34は、区画部材32,32…間に充填された充填材である。
【0004】
また、濾過室31a,31a…、31b、および31,31…は、それぞれ濾液パイプ40a,40a…、40b、および40,40…を介して図示しない自動弁に連通している。この自動弁によって、後述のスクレーパー50によりケーキの掻き取りがなされる部位を除く濾過室31,31…、および31a,31a…は、常時吸引されて真空圧が作用するよう構成されている。
【0005】
さらに、スラリー貯留槽20から回転し移動してくる濾布33面に臨んで洗浄液スプレーパイプ60,60が設けられる。また、ドラム30の回転方向でスラリー貯留槽20の後ろ側から上方に離間した位置に、ケーキCを掻き取るためのスクレーパー50が配設される。
【0006】
スラリー貯留槽20内のスラリーSの固液分離は、ドラム30の図中時計周りの回転に伴って行われる。
【0007】
まず、ドラム30の回転に伴い、スラリー貯留槽20内のスラリーSは、スラリー貯留槽20に位置する濾過室31a,31aが濾液パイプ40a,40aおよび図示しない自動弁を介して真空ポンプ(図示せず)によって吸引されて真空圧状態とされる結果、濾布33面上にケーキCとなってピックアップされる。濾布33面に付着したケーキCはそのままドラム30の時計方向の回転に伴って移動する。 次いで、スラリー貯留槽20から移送される濾布33上のケーキCに対して、洗浄液スプレーパイプ60,60から洗浄液が投射されて洗浄が行われるとともに、濾過室31,31…内に真空圧が作用している関係から、洗浄液は吸引・濾過されて濾液パイプ40,40…を通じて排出される。
【0008】
さらにドラム30が回転し、洗浄・濾過後のケーキCがスクレーパー50の部位に到達すると、当該位置の濾過室31b内に濾液パイプ40bを通して圧空が供給され、この圧空が濾布33を通過してケーキCを剥離する(ブローバック)とともに、当該圧空によって膨らんだ濾布33にスクレーパー50の刃先50aが当接してケーキC5が掻き取られ、排出される。
【0009】
以降は、前述のケーキのピックアップ工程に戻り、同様の工程が繰り返される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回転円筒型真空濾過機においては、ケーキ排出の際に濾過室内を大気圧または加圧下とすることに起因し、十分に含水率の低いケーキが得られない。
【0011】
すなわち、ケーキ排出の際に濾過室内を大気圧下とすると、濾布に付着した液分が毛細管現象によりケーキに再度吸収され、排出ケーキの含水率が高くなってしまう。
【0012】
また、濾液パイプは、濾過室内を吸引して真空圧下とするとともに濾液の排出を行う際の通路としての機能と、ケーキを排出させるために濾過室内に圧空を供給する際の通路としての機能とを併せもつために、ケーキ排出の際には、濾液パイプ内に供給される圧空に伴って、当該濾液パイプ内に付着した濾液が濾布を通してケーキにまで吹き戻され、結果的に排出ケーキの含水率は高くなってしまう。
【0013】
他方、含水率の低いケーキを得ることができるものとして、水平ベルト型真空濾過機および竪型遠心分離機が知られている。
【0014】
しかしながら、上記水平ベルト型真空濾過機は、単位濾過面積当たりの装置床面積が大きく、回転円筒型真空濾過機に比べて広い設置スペースを確保する必要がある。さらに、水平ベルト型真空濾過機は、機械構造上、ケーキ含水率を低下させるためには、濾液吸引用のポンプを大きくする必要があり、装置コストおよび装置のランニングコストが嵩む。
【0015】
竪型遠心分離機においては、一台当たりの濾過処理能力が低いことが問題となる。特に、前述の回転円筒型真空濾過機および水平ベルト型真空濾過機と同様の濾過処理能力が要求される場合には、竪型遠心分離機は複数台設置する必要があり、装置コストおよび装置のランニングコストが嵩むとともに、設置面積も大きくなってしまう。
【0016】
そこで、本発明の主たる課題は、低含水率のケーキが得られるとともに、装置コスト、装置のランニングコスト、および装置の設置スペースを低減せしめることにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のうち、請求項1に記載の発明は、上部開放のスラリー貯留槽と、円筒形ドラムの外周面に濾過室を介して濾布が張設されたドラム濾材と、このドラム濾材の濾過室内に真空圧および加圧を作用させる手段とを備え、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留槽のスラリー中に浸漬した状態で回転するように配設された回転円筒型真空濾過機を使用し、
前記ドラム濾材の回転に伴って、一回転毎に、次記(a)〜(c)の工程が行われることを特徴とする固液分離方法である。
(a) 前記スラリー貯留槽に位置する前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させてドラム濾材上にケーキを形成するケーキ形成工程。
(b) ドラム濾材上のケーキに対して前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させたままで、当該ケーキの一部が前記ドラム濾材上に残留するように、ケーキ表面から所定厚さ分のケーキを掻き取る工程。
(c) 前記ドラム濾材上の残留ケーキが前記スラリー貯留槽のスラリーに浸漬し、且つ残留ケーキが位置する濾過室の一室全体がスラリー内に浸漬した後に、この全体がスラリー内に浸漬した濾過室内を加圧してドラム濾材上の残留ケーキを前記スラリー貯留槽のスラリー中にブローバックさせる工程。
【0018】
請求項2に記載の発明は、前記(b)の工程にてケーキの掻き取りが行われた後、かつ前記(c)の工程にて残留ケーキがスラリー貯留槽のスラリーに浸漬する前に、当該残留ケーキが付着しているドラム濾材内側を大気圧とするとともに、ドラム濾材上の残留ケーキに前記スラリー貯留槽のスラリーと実質的に同一のスラリーを投射する請求項1記載の固液分離方法である。
【0019】
請求項3に記載の発明は、前記(a)の工程にてドラム濾材上にケーキが形成された後、かつ前記(b)の工程にてケーキの掻き取りが行われる前に、前記ドラム濾材上のケーキに対して蒸気を供給する請求項1または2記載の固液分離方法である。
【0020】
請求項4に記載の発明は、前記(a)の工程にてドラム濾材上にケーキが形成された後、かつ前記(b)の工程にてケーキの掻き取りがなされる前に、ドラム濾材上のケーキに対して温水を供給してケーキの温水洗浄を行う請求項1〜3のいずれか1項に記載の固液分離方法である。
【0021】
請求項5に記載の発明は、前記(b)の工程にて掻き取られたケーキの含液率が、このケーキ中の固形物に対して8〜10wt%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の固液分離方法である。
【0022】
請求項6に記載の発明は、上部開放のスラリー貯留槽と、円筒形ドラムの外周面に濾過室を介して濾布が張設されたドラム濾材と、このドラム濾材の濾過室内に真空圧および加圧を作用させる手段とを備え、前記ドラム濾材は、その一部が前記スラリー貯留槽のスラリーに浸漬した状態で回転するように配設された回転円筒型真空濾過機において、
前記ドラム濾材の回転に伴って、
前記スラリー貯留槽に位置する前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させてドラム濾材上にケーキを形成する手段と、
ドラム濾材上のケーキに対して前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させたままで、当該ケーキの一部が前記ドラム濾材上に残留するように、ケーキ表面から所定厚さ分のケーキを掻き取る手段と、
前記ドラム濾材上の残留ケーキが前記スラリー貯留槽のスラリーに浸漬し、且つ残留ケーキが位置する濾過室の一室全体がスラリー内に浸漬した後に、この全体がスラリー内に浸漬した濾過室内を加圧してドラム濾材上の残留ケーキを前記スラリー貯留槽のスラリー中にブローバックさせる手段とを備えた回転円筒型真空濾過機。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明についてさらに詳述する。
【0024】
<第1の態様>
図1および図2は、請求項1に記載の固液分離方法を適用した回転円筒型真空濾過機(以下、第1の態様という)を示している。その装置構成は、従来型の回転円筒型真空濾過機(図7参照)を基本としており、特にスクレーパー11はその刃先11aが濾布2b表面から所定距離だけ離間するように配設されるとともに、自動弁部材8によって、スラリー貯留槽1のスラリーSに浸漬している濾過室のうち回転方向に後ろ側の濾過室3b,3bには圧空が送りこまれ、それ以外の位置の濾過室3a,3aおよび3,3…は常時吸引されて真空圧が作用するようになっている。
【0025】
すなわち、本第1の態様は、上部が開放されかつ下部にスラリー供給口1aを有するスラリー貯留槽1と、外周面に濾過室3,3…を構成するための区画部材2a,2a…を介して濾布2bが張設された円筒形のドラム2とを備えており、ドラム2は、その一部がスラリー貯留槽1に浸漬するように、横向き配置に、軸体4a,4bおよび軸受け5a,5bによって回転自在にスラリー貯留槽1上に支持される。2c,2cは、濾布2bを区画部材2aを介してドラム2の外周面に固定するためのステンレスバンドであり、2d,2dは、区画部材2a間に充填された充填材である。
【0026】
一方側の軸体4aにはスプロケット6aが設けられ無端チェーン6bを介してメイン回転駆動手段6に連結されており、これによってドラム2は図中時計回りに回転される。他方側の軸体4bには、回転軸方向にパイププレート7を介して自動弁部材8が密接されるとともに、前記濾過室3a,3a、3b,3bおよび3,3…と自動弁部材8とは、ドラム2、軸体4bおよびパイププレート7を通して配設されるそれぞれの濾液パイプ9a,9a、9b,9bおよび9,9…によって連通するよう構成されている。ここに自動弁部材8は、ドラム2の回転に伴って、パイププレート7および濾液パイプ9a,9a、9b,9bおよび9,9…を介して、スラリー貯留槽1のスラリーSに浸漬している濾過室のうち回転方向に後ろ側の濾過室3b,3bには圧空を送り込み、それ以外の位置の濾過室3a,3aおよび3,3…は常時吸引されて真空圧が作用するよう構成されている。
【0027】
さらに、ドラム2の回転方向でスラリー貯留槽1の後ろ側から上方に離間した位置に、ケーキCを掻き取るためのスクレーパー11がその刃先11aが濾布2b表面から所定の離間距離をもつように配設される。
【0028】
スラリー貯留槽1内には、略水平配置の軸体12aにこの軸心に沿って外周面の四方に羽根板12bが固設されたスラリー攪拌手段12が設けられている。スラリー攪拌手段12は、その一端側がスラリー貯留槽1外に配されたサブ回転駆動手段12cに連結されており、このサブ回転駆動手段12cにより回転される。
【0029】
また、かかる回転円筒型真空濾過機にスラリーを供給するためのスラリー供給系として、スラリー供給タンク13が備えられ、このスラリー供給タンク13のスラリーは、常時、ポンプPによってフィードパイプF1を通してスラリー導入口1aからスラリー貯留槽1に供給され、一方で、スラリー貯留槽1にオーバーフロー部1bが設けられ、オーバーフローしたスラリーはスラリー供給タンク13に返送路13aを通して返送されるよう構成されている。よって、スラリー貯留槽1内の液面レベルは常に一定に保持される仕組みとなっている。
【0030】
スラリー貯留槽1内のスラリーSの固液分離は、メイン回転駆動手段6を作動させてドラム2を図中時計周りに回転させることにより開始される。
(a) ドラム2の回転に伴い、スラリー貯留槽1内のスラリーSは、スラリー貯留槽1に位置する濾過室のうち回転方向に前側の濾過室3a,3a内が濾液パイプ9a,9a、および自動弁部材8を介して図示しない真空ポンプによって吸引されて真空圧状態とされる結果、濾布2b面上にケーキCとなってピックアップされる。濾布面に付着したケーキCはそのままドラム2の時計方向の回転に伴って移動しつつ、濾過室3,3…が真空圧状態に維持されるために、さらなる吸引濾過がなされる。
【0031】
(b) さらにドラム2が回転すると、ドラム濾材上のケーキに対して濾過室3,3…内に真空圧が作用した状態を維持しつつ、濾布2b表面から所定距離だけ離間して配置されたスクレーパー11によって、当該ケーキCの表面側C1が前記離間距離に相当する厚さ分のケーキC2を濾布2b面上に残留させつつ掻き取られ排出される。
【0032】
(c) さらなるドラム2の回転によって、濾布上の残留ケーキC2はスラリー貯留槽1のスラリーSに浸漬される。この際に、残留ケーキC2が位置する濾過室3bの一室全体がスラリーS内に浸漬すると、前記自動弁部材8によって濾液パイプ9b,9bを通して当該濾過室3b,3bに圧空が送り込まれる。この圧空により残留ケーキC2はスラリー貯留槽1のスラリーS中にブローバックされる。ブローバックされた残留ケーキC3はスラリー攪拌手段12により攪拌されスラリーSに再び分散される。
以降、(a)に戻って、同様の動作が繰り返される。
【0033】
かくして、本第1の態様では、ケーキ排出時においても濾布内側に真空圧が作用している関係から、濾布2bに付着した濾液には濾過室3,3…内に向かって吸引力が作用するために、当該濾液は毛細管現象によりケーキCに再吸収されることがないとともに、濾液パイプ9内に付着した濾液がケーキCに吹き戻されることもなく、したがって、排出ケーキの含水率が従来の方法に比べて2〜3%低減される。
【0034】
なお、スクレーパー11の離間距離としては、ケーキ厚の1〜2割程度とするのが好ましい。
【0035】
また本第1の態様では、ドラム2の一回転毎に、前記(c)の工程で、残留ケーキC2がスラリーSに浸漬した状態で、濾布2b内からの圧空により当該残留ケーキC2をスラリー貯留槽1のスラリー中にブローバックさせるため、濾布2bの目詰まりが抑制される。よって、長期にわたる連続運転が可能となる。
【0036】
<第2の態様>
図3は、請求項2に記載の発明を適用した回転円筒型真空濾過機(以下、第2の態様という)を示している。その装置構成は、前記第1の態様を基本とし、さらに、ドラム2の回転方向でスクレーパー11とスラリー貯留槽1の液面S1との間に濾布面2bに臨んでスラリーを投射するスラリースプレーパイプ14が設けられている。このスラリースプレーパイプ14には、第1フィードパイプF1から分岐した第2フィードパイプF2が連結されている。したがって、スラリー供給タンク13からスラリー貯留槽1に供給されるスラリーの一部が第2フィードパイプF2を通してスラリースプレーパイプ14に供給される。また、特に、上記第1の態様においては、ケーキ排出後かつスラリー貯留槽1内のスラリーSに浸漬される前の濾過室に対しては、真空圧状態を維持するように自動弁部材を構成していたが、本第2の態様においては、当該濾過室3cに大気を導入して大気圧状態となるよう自動弁部材(図示せず)が構成される。
【0037】
次に、その動作構成について説明する。本第2の態様では、基本的に前記第1の態様と同様にして、ドラムの回転に伴って(a)濾布上へのケーキ形成、(b)ケーキの掻き取り、(c)スラリー中での残留ケーキのブローバックがなされ、これに加えて、前記(b)の工程において濾布2b上に残留したケーキC2は、(c)の工程においてスラリー貯留槽1のスラリーSに浸漬するまでの移動過程において、自動弁部材(図示せず)および濾液パイプ9cを介して図示しない真空ポンプによって当該残留ケーキC2の位置する濾過室3c内が大気圧下とされた上で、スラリースプレーパイプ14より当該残留ケーキC2に対してスラリーが投射され、濾布2b上から洗い落とされる。この後は、前記(c)の工程が行われ、スラリーの投射によっても濾布2b上から洗い落とされない残留ケーキC4が、スラリー貯留槽1のスラリーS中にブローバックされる。
【0038】
かかるとおり、本第2の態様は、前記第1の態様の(c)工程におけるスラリー中での残留ケーキのブローバックに加えて、(b)工程におけるケーキ掻き取り後に、スラリーにより残留ケーキC2の洗い落とし、および濾布洗浄がなされるため、より目詰まり防止効果に優れる。よって、本第2の態様に係る装置は長期間の連続運転が可能となる。具体的には、従来装置の連続運転期間は2〜3ヵ月であるのに対して、本第2の態様に係る装置の連続運転期間は約6ヵ月程度である。
【0039】
以上に説明した第1および第2の態様によっても、結晶が細かいまたはその他の原因によってケーキの含水率が高くなる場合には、次記第3の態様に従うのが好ましい。
【0040】
<第3の態様>
図4は、請求項3記載の固液分離方法を適用した回転円筒型真空濾過機(以下、第3の態様という)を示している。その装置構造は、前述の第1の態様を基本とし、さらに、ドラム2の上方に離間し、ドラム回転方向にスラリー貯留槽1の前側からスクレーパー11手前の位置までの濾布2b面を囲み、上部に蒸気供給口15aを有する蒸気擁壁15が設けられる。
【0041】
本第3の態様においては、前記第1の態様と同様にして、ドラム2の回転に伴い(a)濾布上へのケーキ形成、(b)ケーキの掻き取り、(c)スラリー中での残留ケーキのブローバックがなされる一方で、図示しない蒸気供給源からの蒸気が蒸気供給口15aを通して蒸気擁壁15内に供給される。擁壁15内に供給された蒸気Vにより、濾布2b上のケーキCに含有されているスラリー溶媒は温められて粘度が低下(具体的には3〜6%低下する)し、より効果的に吸引濾過が行われる。この結果、排出ケーキC1の含水率が低下する。 図4に示す蒸気擁壁15は、ドラム回転方向にスラリー貯留槽1の前側からスクレーパー11手前の位置までの濾布2b面をほぼ囲むように設けられているが、これに限定する必要はなく、適宜の位置に設けることができる。
【0042】
<その他の態様>
上記第1〜3の態様で説明した回転円筒型真空濾過機には、図6に示すように、必要に応じてスラリー貯留槽1から回転移動してくる濾布2b外面に臨んで洗浄水スプレーパイプ10,10を設けても良い。この場合、前記(a)の工程にてドラム濾材上にケーキが形成された後、かつ前記(b)の工程にてケーキの掻き取りがなされる前に、ドラム濾材上のケーキに対して洗浄水スプレーパイプ10から洗浄水が投射されて洗浄が行われるとともに、濾過室3,3…内に真空圧が作用している関係から、洗浄水は吸引・濾過されて濾液パイプ9,9…を通じて排出される。
【0043】
また、かかるとおり洗浄液スプレーパイプ10を設けた場合、洗浄水として温水を供給するのは好ましい。温水の温度は、35〜80℃が好ましく、この温度範囲においては、ケーキに浸透した洗浄水およびケーキ中のスラリー溶媒が容易に吸引・濾過される。
【0044】
他方、以上に説明したとおり、本発明は、基本的に目詰まりが生じにくい構成となっている。しかし、定期的にもしくは目詰まりが生じた場合には、濾布面の洗浄を行う必要がある。
【0045】
この場合、図6に示すように、ドラム回転方向で洗浄水スプレーパイプ10とスラリー貯留槽1の間に濾布2b面に臨んで高圧洗浄水スプレーパイプ16を設けて、目詰まりが生じた場合もしくは定期的に、濾布2b面を洗浄するのが好ましい。
【0046】
高圧洗浄を行う場合には、まず、スラリーの固液分離を中断するとともに、全ての濾過室3,3…は大気圧または加圧下とされる。しかるのちに、ドラム2を回転させながら、高圧洗浄スプレーパイプ16から濾布2b面に高圧洗浄水を投射することによって、濾布2bに目詰まったケーキが洗浄・除去される。
【0047】
なお、図6は第1の態様を基本とした例を示しているが、第2および第3の態様を基本として用いても良いことはいうまでもない。
【0048】
以下、実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
<実施例>
本発明に係る回転円筒型真空濾過機の試験機、および従来の回転円筒型真空濾過機、水平ベルト型真空濾過機、および竪型遠心分離機を使用して、排煙脱硫スラリーからの石膏の分離設備を設計し、その性能比較実験をおこなった。設備の設計条件を以下に示す。
設計条件 処理量:20トン/hr(水分0%規準)
スラリー濃度:20wt%
分離結晶の平均粒径:50〜100μm
スラリー温度:常温〜常温+20℃
ケーキの含水率:10wt%以下
塩素含有率:100ppm 以下
なお、従来の回転円筒型真空濾過機だけは、排出ケーキの含水率を10wt%とすることはできないため、この条件を除外して設計した。
上記設計条件における性能比較実験の結果を表1に示す。
【0049】
【表1】
【0050】
表1からも明らかなとおり、従来型の回転円筒型真空濾過機ではケーキ含水率を10%以下にすることは不可能であるが、本発明の回転円筒型真空濾過機では可能であった。さらに、本発明の回転円筒形真空濾過機を使用した設備の設置面積は、水平ベルト型真空濾過機および竪型遠心分離機を使用した設備の42.4〜35.0%で済み、設備の省スペース化を図れる。また、本発明の回転円筒型真空濾過機は、その動作電力量は、従来の回転円筒型真空濾過機に比べて弱冠増加するものの、水平ベルト型真空濾過機の約74%、竪型遠心分離機の約35%で済み、ランニングコストを抑えることが可能である。
【0051】
本実施例では、排煙脱硫スラリーから石膏を分離する場合を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ビスフェノール、テレフタル酸等の製造に使用しても同様の結果となることは、実施例を示すまでもなく、当業者が容易に理解できるものである。
【0052】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、低含水率のケーキが得られるとともに、装置コスト、装置のランニングコスト、および装置の設置スペースを低減するなどの利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の態様を示す縦断面図である。
【図2】 その横断面図である。
【図3】 本発明の第2の態様を示す縦断面図である。
【図4】 本発明の第3の態様を示す縦断面図である。
【図5】 その類似例を示す縦断面図である。
【図6】 本発明のその他の態様を示す縦断面図である。
【図7】 従来の回転円筒型真空濾過機の概要を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1…スラリー貯留槽、2…ドラム、3…濾過室、12…スラリー攪拌手段、13スラリー供給タンク、S…スラリー、C…ケーキ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In particular, the present invention relates to a solid-liquid separation method in which a cake having a low water content is obtained and the apparatus cost, the running cost of the apparatus, and the installation space of the apparatus are reduced, and a rotary cylindrical vacuum filter using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a method for producing gypsum, bisphenol, terephthalic acid, etc., since the product is obtained as a slurry dispersed in a reaction solvent or the like, various filters are used to separate the product from this slurry. Yes. Among these filters, the rotary cylindrical vacuum filter is particularly widely used because it is relatively inexpensive and has a high filtering capacity per unit installation area.
[0003]
An outline of the rotary cylindrical vacuum filter will be described with reference to FIG. 7. A partition member for forming a slurry storage tank 20 having an upper part opened and having a
[0004]
Further, the
[0005]
Further, cleaning
[0006]
Solid-liquid separation of the slurry S in the slurry reservoir 20 is performed as the
[0007]
First, as the
[0008]
When the
[0009]
Thereafter, the process returns to the cake pick-up process described above, and the same process is repeated.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional rotary cylindrical vacuum filter, a cake having a sufficiently low water content cannot be obtained due to the atmospheric pressure or pressurization of the filtration chamber when the cake is discharged.
[0011]
That is, when the pressure in the filtration chamber is reduced to the atmospheric pressure when the cake is discharged, the liquid component adhering to the filter cloth is absorbed again into the cake by capillary action, and the moisture content of the discharged cake increases.
[0012]
The filtrate pipe sucks the filtration chamber to reduce the vacuum pressure and functions as a passage when discharging the filtrate, and functions as a passage when supplying compressed air into the filtration chamber to discharge the cake. Therefore, when the cake is discharged, the filtrate adhering to the filtrate pipe is blown back to the cake through the filter cloth along with the pressurized air supplied into the filtrate pipe, and as a result, The moisture content will be high.
[0013]
On the other hand, a horizontal belt type vacuum filter and a vertical centrifuge are known as those capable of obtaining a cake having a low water content.
[0014]
However, the horizontal belt type vacuum filter has a large apparatus floor area per unit filtration area, and it is necessary to secure a larger installation space than the rotary cylindrical vacuum filter. Furthermore, in the horizontal belt type vacuum filter, in order to reduce the moisture content of the cake, it is necessary to enlarge the filtrate suction pump, which increases the apparatus cost and the running cost of the apparatus.
[0015]
In the vertical centrifuge, there is a problem that the filtration capacity per unit is low. In particular, when the same filtration capacity as the rotary cylindrical vacuum filter and the horizontal belt vacuum filter is required, it is necessary to install a plurality of vertical centrifuges. The running cost increases and the installation area also increases.
[0016]
Therefore, a main problem of the present invention is to obtain a cake having a low water content and to reduce the apparatus cost, the running cost of the apparatus, and the installation space of the apparatus.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
Among the present inventions that have solved the above problems, the invention according to
In accordance with the rotation of the drum filter medium, the following steps (a) to (c) are performed for each rotation.
(a) A cake forming step of forming a cake on the drum filter medium by applying a vacuum pressure to the inside of the drum filter medium located in the slurry storage tank.
(b) While a vacuum pressure is applied to the cake on the drum filter medium, a cake having a predetermined thickness is removed from the cake surface so that a part of the cake remains on the drum filter medium. Scraping process.
(c) After the residual cake on the drum filter medium is immersed in the slurry of the slurry storage tank , and the entire filtration chamber where the residual cake is located is immersed in the slurry, the entire cake is immersed in the slurry. A step of pressurizing the inside of the filtration chamber to blow back the residual cake on the drum filter medium into the slurry of the slurry storage tank .
[0018]
In the invention according to
[0019]
The invention according to
[0020]
In the invention according to claim 4, after the cake is formed on the drum filter medium in the step (a) and before the cake is scraped off in the process (b) , The solid-liquid separation method according to
[0021]
The invention according to claim 5 is characterized in that the liquid content of the cake scraped in the step (b) is 8 to 10 wt% with respect to the solids in the cake. The solid-liquid separation method according to
[0022]
The invention described in
As the drum filter medium rotates,
Means for applying a vacuum pressure to the inside of the drum filter medium located in the slurry storage tank to form a cake on the drum filter medium;
Means for scraping a cake of a predetermined thickness from the cake surface so that a part of the cake remains on the drum filter medium while a vacuum pressure is applied to the cake on the drum filter medium inside the drum filter medium When,
After the residual cake on the drum filter medium is immersed in the slurry of the slurry storage tank , and the entire filtration chamber in which the residual cake is located is immersed in the slurry, the entire filtration chamber is immersed in the slurry. A rotary cylindrical vacuum filter provided with means for pressurizing and blowing back the residual cake on the drum filter medium into the slurry of the slurry storage tank .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
<First aspect>
1 and 2 show a rotary cylindrical vacuum filter (hereinafter referred to as a first embodiment) to which the solid-liquid separation method according to
[0025]
That is, the first mode is provided with a
[0026]
A
[0027]
Further, the
[0028]
In the
[0029]
In addition, a
[0030]
Solid-liquid separation of the slurry S in the
(a) Along with the rotation of the
[0031]
(b) When the
[0032]
(c) By further rotation of the
Thereafter, returning to (a) , the same operation is repeated.
[0033]
Thus, in the first aspect, the vacuum pressure acts on the inside of the filter cloth even when the cake is discharged, so that the filtrate adhering to the
[0034]
In addition, as a separation distance of the
[0035]
Further, in the first mode, each time the
[0036]
<Second aspect>
FIG. 3 shows a rotary cylindrical vacuum filter (hereinafter, referred to as a second embodiment) to which the invention according to
[0037]
Next, the operation configuration will be described. In the second aspect, basically in the same manner as in the first aspect, (a) cake formation on the filter cloth, (b) cake scraping, (c) in the slurry as the drum rotates. In addition to this, the cake C2 remaining on the
[0038]
As described above, in the second aspect, in addition to the blowback of the residual cake in the slurry in the step (c) of the first aspect, the cake of the residual cake C2 is removed by the slurry after the cake is scraped in the step (b) . Since washing off and filter cloth washing are performed, the effect of preventing clogging is further improved. Therefore, the apparatus according to the second aspect can be continuously operated for a long time. Specifically, the continuous operation period of the conventional apparatus is 2 to 3 months, whereas the continuous operation period of the apparatus according to the second aspect is about 6 months.
[0039]
According to the first and second aspects described above, it is preferable to follow the third aspect described below when the moisture content of the cake is high due to fine crystals or other causes.
[0040]
<Third Aspect>
FIG. 4 shows a rotary cylindrical vacuum filter (hereinafter referred to as a third aspect) to which the solid-liquid separation method according to
[0041]
In the third embodiment, as in the first embodiment, (a) cake formation on the filter cloth, (b) cake scraping, (c) in the slurry as the
[0042]
<Other aspects>
In the rotary cylindrical vacuum filter described in the first to third embodiments, as shown in FIG. 6, a washing water spray faces the outer surface of the
[0043]
Further, when the cleaning
[0044]
On the other hand, as described above, the present invention basically has a configuration in which clogging hardly occurs. However, it is necessary to clean the filter cloth surface periodically or when clogging occurs.
[0045]
In this case, as shown in FIG. 6, when the clogging occurs when the high pressure washing
[0046]
When performing high-pressure washing, first, the solid-liquid separation of the slurry is interrupted, and all the
[0047]
Although FIG. 6 shows an example based on the first aspect, it goes without saying that the second and third aspects may be used as a basis.
[0048]
Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by showing examples.
<Example>
Using a rotary cylindrical vacuum filter testing machine according to the present invention, and a conventional rotary cylindrical vacuum filter, horizontal belt vacuum filter, and vertical centrifuge, gypsum from flue gas desulfurization slurry is obtained. The separation equipment was designed and its performance comparison experiment was conducted. The equipment design conditions are shown below.
Design conditions Processing volume: 20 tons / hr (water 0% standard)
Slurry concentration: 20 wt%
Average particle size of separated crystals: 50 to 100 μm
Slurry temperature: normal temperature to normal temperature + 20 ° C
Moisture content of cake: 10wt% or less
Chlorine content: 100 ppm or less Note that only the conventional rotary cylindrical vacuum filter cannot be designed so that the moisture content of the discharged cake cannot be 10 wt%.
Table 1 shows the results of performance comparison experiments under the above design conditions.
[0049]
[Table 1]
[0050]
As is apparent from Table 1, it is impossible for the conventional rotary cylindrical vacuum filter to reduce the moisture content of the cake to 10% or less, but this is possible with the rotary cylindrical vacuum filter of the present invention. Furthermore, the installation area of the equipment using the rotary cylindrical vacuum filter of the present invention may be 42.4-35.0% of the equipment using the horizontal belt type vacuum filter and the vertical centrifuge. Space saving can be achieved. The rotary cylindrical vacuum filter of the present invention has an operating power amount that is slightly higher than that of the conventional rotary cylindrical vacuum filter, but is approximately 74% that of the horizontal belt vacuum filter. About 35% of the machine can be used, and running costs can be reduced.
[0051]
In this example, the case where gypsum was separated from the flue gas desulfurization slurry was shown, but the present invention is not limited to this, and for example, the same results can be obtained even when used for the production of bisphenol, terephthalic acid and the like. This is easily understood by those skilled in the art without needing to show examples.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a cake having a low water content can be obtained, and there are advantages such as reduction in apparatus cost, apparatus running cost, and apparatus installation space.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view thereof.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a third aspect of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a similar example.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another aspect of the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an outline of a conventional rotary cylindrical vacuum filter.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ドラム濾材の回転に伴って、一回転毎に、次記(a)〜(c)の工程が行われることを特徴とする固液分離方法。
(a) 前記スラリー貯留槽に位置する前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させてドラム濾材上にケーキを形成するケーキ形成工程。
(b) ドラム濾材上のケーキに対して前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させたままで、当該ケーキの一部が前記ドラム濾材上に残留するように、ケーキ表面から所定厚さ分のケーキを掻き取る工程。
(c) 前記ドラム濾材上の残留ケーキが前記スラリー貯留槽のスラリーに浸漬し、且つ残留ケーキが位置する濾過室の一室全体がスラリー内に浸漬した後に、この全体がスラリー内に浸漬した濾過室内を加圧してドラム濾材上の残留ケーキを前記スラリー貯留槽のスラリー中にブローバックさせる工程。A slurry storage tank with an open top, a drum filter medium in which a filter cloth is stretched on the outer peripheral surface of a cylindrical drum via a filter chamber , and means for applying vacuum pressure and pressure to the filter chamber of the drum filter medium The drum filter medium uses a rotating cylindrical vacuum filter disposed so as to rotate in a state where a part of the drum filter medium is immersed in the slurry in the slurry storage tank.
In accordance with the rotation of the drum filter medium, the following steps (a) to (c) are performed every rotation.
(a) A cake forming step of forming a cake on the drum filter medium by applying a vacuum pressure to the inside of the drum filter medium located in the slurry storage tank.
(b) While a vacuum pressure is applied to the cake on the drum filter medium, a cake having a predetermined thickness is removed from the cake surface so that a part of the cake remains on the drum filter medium. Scraping process.
(c) After the residual cake on the drum filter medium is immersed in the slurry in the slurry storage tank , and the entire filtration chamber where the residual cake is located is immersed in the slurry, the entire cake is immersed in the slurry. A step of pressurizing the inside of the filtration chamber and blowing back the residual cake on the drum filter medium into the slurry of the slurry storage tank .
前記ドラム濾材の回転に伴って、
前記スラリー貯留槽に位置する前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させてドラム濾材上にケーキを形成する手段と、
ドラム濾材上のケーキに対して前記ドラム濾材内側に真空圧を作用させたままで、当該ケーキの一部が前記ドラム濾材上に残留するように、ケーキ表面から所定厚さ分のケーキを掻き取る手段と、
前記ドラム濾材上の残留ケーキが前記スラリー貯留槽のスラリーに浸漬し、且つ残留ケーキが位置する濾過室の一室全体がスラリー内に浸漬した後に、この全体がスラリー内に浸漬した濾過室内を加圧してドラム濾材上の残留ケーキを前記スラリー貯留槽のスラリー中にブローバックさせる手段とを備えた回転円筒型真空濾過機。A slurry storage tank with an open top, a drum filter medium in which a filter cloth is stretched on the outer peripheral surface of a cylindrical drum via a filter chamber , and means for applying vacuum pressure and pressure to the filter chamber of the drum filter medium The drum filter medium is a rotary cylindrical vacuum filter arranged so as to rotate in a state where a part of the drum filter medium is immersed in the slurry of the slurry storage tank.
As the drum filter medium rotates,
Means for forming a cake on the drum filter medium by applying a vacuum pressure to the inside of the drum filter medium located in the slurry storage tank;
Means for scraping a cake of a predetermined thickness from the cake surface so that a part of the cake remains on the drum filter medium while a vacuum pressure is applied to the cake on the drum filter medium inside the drum filter medium When,
After the residual cake on the drum filter medium is immersed in the slurry of the slurry storage tank , and the entire filtration chamber in which the residual cake is located is immersed in the slurry, the entire filtration chamber is immersed in the slurry. A rotary cylindrical vacuum filter provided with means for pressurizing and blowing back the residual cake on the drum filter medium into the slurry of the slurry storage tank .
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