JP2000246012A - 固液分離装置 - Google Patents

固液分離装置

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JP2000246012A
JP2000246012A JP11053838A JP5383899A JP2000246012A JP 2000246012 A JP2000246012 A JP 2000246012A JP 11053838 A JP11053838 A JP 11053838A JP 5383899 A JP5383899 A JP 5383899A JP 2000246012 A JP2000246012 A JP 2000246012A
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敏雄 中西
Tsutomu Yoshimoto
力 吉本
Satoshi Kawasaki
聡 川崎
Keiichi Miwa
敬一 三輪
Kenji Suzuki
健次 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱水反応処理装置で析出した微粒子を処理液
から効率よく分離する。 【解決手段】 水熱反応処理装置で処理された処理液か
ら液中に懸濁する微粒子12を分離する固液分離装置で
あって、密閉円筒状のケーシング1と、ケーシング1内
壁に沿って設けられたらせん管2と、らせん管を囲繞し
てらせん管2とケーシング1との間に設けられ、外側に
向って斜め下向きのスリット3bが形成された円筒状の
捕集ルーバー3とからなり、上記らせん管の外側は微粒
子が通過可能な多孔板2aになっており、らせん管2の
上端に処理液流入口4が、下端に清澄液出口5が接続さ
れており、上記ケーシング1の下部は逆円錐状の底板を
有する沈降室8になっていて、沈降室8下端に微粒子排
出口1dが接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は水熱反応装置での処
理後または処理途中で、無機懸濁物が分離堆積して詰ま
りを起こすのを防止するための固液分離装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】パルプスラッジなどの有機廃棄物の減容
化のための装置として水熱反応装置が開発されている。
水熱反応装置は温度200℃以上、圧力20気圧以上の
温度圧力の条件下で有機廃棄物を熱水と反応処理するも
ので、有機廃棄物は分解して可溶化し、無機物または無
機物と有機物の混合の微粒子の残滓が残る。これらの微
粒子の懸濁物は、バルブ、配管、背圧弁等に沈積して閉
塞が発生するおそれがあるので、水熱反応装置での処理
後または処理途中で液中から除去する必要がある。
【0003】固液を分離する装置として沈降式や液体サ
イクロン式などの分離装置があるが、処理時間、必要な
スペース、分離能力などの点で液体サイクロン式の固液
分離装置が適している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
体サイクロン式の固液分離装置では、粒子径が数μm〜
100μmのものには適しているが、捕集した微小粒子
が分離器内で再飛散してしまうなどの問題があるため、
1μm以下のサブミクロン粒子や比重差の少ないものに
対してはかなり難しい。また、従来の液体サイクロンで
はサイクロン内全体の液体を旋回させているので余分な
エネルギを必要とし、また、処理流量が少ない場合に
は、十分な流速がえられず分離性能が低下する。なお、
水熱反応装置の温度および圧力条件は被処理物により異
なり、処理の困難なものについては、超臨界の温度・圧
力条件下で行うものがある。
【0005】本発明は従来技術の以上述べた問題点に鑑
み案出されたもので、液体サイクロンで必要とされるむ
だなエネルギを節約するとともに、サブミクロン粒子を
含む微粒子を処理液から分離することのできる固液分離
装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載発明の固液分離装置は、水熱反応処理
装置で処理された処理液から液中に懸濁する微粒子を分
離する固液分離装置であって、密閉円筒状のケーシング
と、ケーシング内壁に沿って設けられたらせん管と、ら
せん管を囲繞してらせん管とケーシングとの間に設けら
れ、外側に向って下向きのスリットが形成された円筒状
の捕集ルーバーとからなり、上記らせん管の外側は微粒
子が通過可能な多孔板になっており、らせん管の上端に
処理液流入口が、下端に清澄液流出口が接続されてお
り、上記ケーシングの下部は逆円錐状の底板を有する沈
降室となっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続さ
れている。
【0007】また、請求項3記載発明の固液分離装置
は、水熱反応処理装置で処理された処理液から液中に懸
濁する微粒子を分離する固液分離装置であって、密閉截
頭逆円錐状のケーシングと、ケーシング内壁に沿って設
けられたアルキメデスらせん管と、アルキメデスらせん
管を囲繞してアルキメデスらせん管とケーシングとの間
に設けられ、外側に向って下向きのスリットが形成され
た截頭逆円錐状の捕集ルーバーとからなり、上記アルキ
メデスらせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板にな
っており、アルキメデスらせん管の上端に処理液流入口
が、下端に清澄液流出口が接続されており、上記ケーシ
ングの下部は逆円錐状の底板を有する沈降室となってい
て、沈降室下端に微粒子排出口が接続されている。
【0008】上記2つの発明について、上記沈降室の上
部に水平円板状の遮蔽板が設けられていて、該遮蔽板の
外周に旋回防止板を兼ねる支持脚が取付けられているの
が好ましい。
【0009】次に本発明の作用を説明する。処理液は、
上部の処理液流入口からケーシング内のらせん管内に流
入し、らせん管内を流れて下部の清澄液流出口から排出
される。処理液がらせん管内を流下する間に遠心力によ
り、処理液中に懸濁した微粒子は外側に加速される。ら
せん管の外側は、微粒子が通過可能な多孔板になってい
るので、微粒子は貫通孔を通って外側に飛び出す。らせ
ん管を囲繞して、外側に向って斜め下向きのスリットが
形成された捕集ルーバーが設けられており、らせん管を
飛び出した微粒子は、ルーバーに当って斜め下向きに方
向を変え、ケーシング内壁に沿って下降し、下部の沈降
室に入り、その中心に集って微粒子排出口から排出され
る。ケーシング内はらせん管内の流れにつれまわりする
形でゆるやかな旋回流になっているが、沈降室の上部に
は水平円板状の遮蔽板が設けられており、遮蔽板を支持
する支持脚は、遮蔽板の外周に放射方向に斜め下方に向
って張り出して設けられた垂直板であって、旋回防止板
を兼ねているので沈降室内部には旋回流は存在せず静止
している。したがって、処理液から分離された微粒子は
飛散することがなく、外部に排出されて清澄液中に再混
入することがない。また、一般のサイクロンのようにケ
ーシング内の液全体を旋回させて自由渦流を作るのでは
なく、らせん管内の処理液のみ旋回させるので管内の流
速を大きくしてもエネルギの無駄が少ない。
【0010】請求項1の発明は、ケーシングおよびらせ
ん管が円筒状であるのに対し、請求項3の発明はケーシ
ングが截頭逆円錐状であり、らせん管がアルキメデスら
せん管である点が異る。請求項3の発明では、らせん管
がアルキメデスらせん管なので、下方に行くにしたがっ
て遠心力が大きくなり、上部では粗粒子が、下部では微
粒子がそれぞれ分離するので粒子の排出口を別に設けれ
ば微粒子の分級が可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の1実施形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図1(A)は請求項1
記載発明の固液分離装置の部分平面図であり、図1
(B)は断面図である。図2は図1(A)のA−A矢視
拡大断面図である。これらの図において、1は密閉円筒
状のケーシングである。ケーシング1は円筒部1aと、
円筒部1aの上部を密閉する天井板1bと、円筒部1a
の下部を密閉する逆円錐状の底板1cと底板1cの下端
に接続された微粒子排出口1dとからなる。逆円錐状の
底板1cにより沈降室8を形成している。2はケーシン
グ1の内壁に沿って設けられたらせん管であり、らせん
管2の外側の半分に微粒子が通過可能な多数の孔が穿設
された多孔板2aになっている。らせん管2のピッチ円
半径はrである。らせん管2の上端には処理液流入口4
が接続されており、下端には清澄液流出口5が接続され
ている。3は捕集ルーバーでらせん管2を囲繞してらせ
ん管2とケーシング1との間に設けられ、外側に向って
斜め下向きの多数のスリット3aを形成するように截頭
円錐状の多数の円環が上下方向に多数並んで設けられて
いる。なお、捕集ルーバー3はらせん状に形成されてい
てもよい。
【0012】6は水平円板状の遮蔽板であり、沈降室8
の上部に設けられており、その外周には放射方向に斜め
下方に向って張り出した4〜8板の垂直板からなる支持
脚7が設けられており、支持脚7の下端はケーシング1
の底板1cに固着されている。上記支持脚7は、旋回防
止板を兼ねている。9は微粒子排出口1dに設けられた
弁である。
【0013】次に、本実施形態の作用を説明する。処理
液10は上部の処理液流入口4からケーシング1内のら
せん管2内に流入し、らせん管2内を流れて下部の清澄
液流出口5から排出される。処理液10がらせん管2内
を流下する間に遠心力により、処理液10中に懸濁した
微粒子12は外側に加速される。らせん管2の外側の半
分は微粒子が通過可能な多孔板2aになっているので、
微粒子は貫通孔2bを通って外側に飛び出す。らせん管
2を囲繞して外側に向って斜め下向きのスリット3aが
形成された捕集ルーバー3が設けられており、らせん管
2を飛び出した微粒子12は、ルーバー3に当って斜め
下向きに方向を変え、ケーシング1内壁に沿って下降し
下部の沈降室8に入り、その中心に集って微粒子排出口
1dから弁9を間欠的に開くことにより排出される。ケ
ーシング1内はらせん管2内の流れにつれまわりする形
でゆるやかな旋回流になっているが、沈降室8の上部に
は水平円板状の遮蔽板6が設けられており、遮蔽板6を
支持する支持脚7は遮蔽板6の外周に放射方向に斜め下
方に向って張り出して設けられた垂直板であって、旋回
防止板を兼ねているので、ゆるやかな旋回流は防止さ
れ、沈降室8内部には旋回流は存在せず静止している。
したがって、処理液10から分離された微粒子は飛散す
ることがなく、外部に排出されて清澄液11中に再混入
することがない。なお、らせん管2内の流速をVとすれ
ば微粒子に作用する遠心力はV2 /rに比例する。この
ように、ケーシング1内の液全体を旋回させて自由渦流
を作るのではなく、らせん管2内の処理液のみ旋回させ
るので流速を大きくしてもエネルギの無駄が少ない。
【0014】図3(A)は請求項3記載発明の部分平面
図であり、図3(B)は断面図である。図1に示す請求
項1の発明は、ケーシング1、捕集ルーバー3およびら
せん管2が円筒状であるのに対し、図3に示す請求項3
の発明は、ケーシング21および捕集ルーバー23は截
頭逆円錐状であり、らせん管22はアルキメデスらせん
管である点が異る。請求項3の発明では、らせん管22
がアルキメデスらせん管(上端の半径がR、下端の半径
がr)なので、下方に行くにしたがって遠心力が大きく
なり、上部では粗粒子が、下部では微粒子がそれぞれ分
離するので、粒子の排出口を別に設ければ粒子の分級が
可能である。
【0015】本発明は以上述べた実施形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変
更が可能である。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明の固液分離装置
は、ケーシング内に外側に多孔板を有するらせん管を設
けて処理液をらせん管内で高速に流すことにより、微粒
子を遠心力により管外に飛び出させて捕集しているの
で、一般の液体サイクロンに比べて、余分な領域へのエ
ネルギの放出を抑えることができ、エネルギの節約にな
る。また、分離装置内で飛散した微粒子が清澄液中に再
混入することがなく、サブミクロンの微粒子まで高い分
離効率が得られるなど優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載発明の(A)は部分平面図、
(B)は断面図である。
【図2】図1のA−A矢視拡大断面図である。
【図3】請求項3記載発明の(A)は部分平面図、
(B)は断面図である。
【符号の説明】
1,21 ケーシング 2,22 らせん管 3,23 捕集ルーバー 4 処理液流入口 5 清澄液流出口 6 遮蔽板 7 旋回防止板 8 沈降室 10 処理液 11 清澄液 12 微粒子
フロントページの続き (72)発明者 川崎 聡 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 三輪 敬一 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 鈴木 健次 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4D062 BA29 CA05 FA01 FA11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水熱反応処理装置で処理された処理液か
    ら液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であっ
    て、密閉円筒状のケーシングと、ケーシング内壁に沿っ
    て設けられたらせん管と、らせん管を囲繞してらせん管
    とケーシングとの間に設けられ、外側に向って斜め下向
    きのスリットが形成された円筒状の捕集ルーバーとから
    なり、上記らせん管の外側は微粒子が通過可能な多孔板
    になっており、らせん管の上端に処理液流入口が、下端
    に清澄液流出口が接続されており、上記ケーシングの下
    部は逆円錐状の底板を有する沈降室になっていて、沈降
    室下端に微粒子排出口が接続されていることを特徴とす
    る固液分離装置。
  2. 【請求項2】 上記沈降室の上部に水平円板状の遮蔽板
    が設けられていて、該遮蔽板の外周に、旋回防止板を兼
    ねる支持脚が取付けられている請求項1記載の固液分離
    装置。
  3. 【請求項3】 水熱反応処理装置で処理された処理液か
    ら液中に懸濁する微粒子を分離する固液分離装置であっ
    て、密閉截頭逆円錐状のケーシングと、ケーシング内壁
    に沿って設けられたアルキメデスらせん管と、アルキメ
    デスらせん管を囲繞してアルキメデスらせん管とケーシ
    ングとの間に設けられ、外側に向って斜め下向きのスリ
    ットが形成された截頭逆円錐状の捕集ルーバーとからな
    り、上記アルキメデスらせん管の外側は微粒子が通過可
    能な多孔板になっており、アルキメデスらせん管の上端
    に処理液流入口が、下端に清澄液流出口が接続されてお
    り、上記ケーシングの下部は逆円錐状の底板を有する沈
    降室となっていて、沈降室下端に微粒子排出口が接続さ
    れていることを特徴とする固液分離装置。
  4. 【請求項4】 上記沈降室の上部に水平円板状の遮蔽板
    が設けられていて、該遮蔽板の外周に旋回防止板を兼ね
    る支持脚が取付けられている請求項3記載の固液分離装
    置。
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