JPH02265608A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、固液分離装置に関し、詳細には、液体と、該
液体に対する溶解性を有する固相分とを含む固液混合体
についての固液分離に適用する固液分離装置であって、
特に、分離後の固相分中の含液率の低下或いは分離後の
液体量の増大が要求される場合の固液分離に好適な固液
分離装置に関する。

（従来の技術） 固液分離とは、固液混合体から固相分を液体と分離゛す
るこ°とをいう。ごの分離で得る目的物質は、固相分又
は液体或いは両者である。

かかる固液分離の対象となる固液混合体には、該混合体
の温度や固相分濃度の変化により、同相分が溶解又は析
出するもの（以降、溶解性固液混合体という）と、固相
分が溶解及び析出しないもの（以降、不溶性固液混合体
という）とがある。

例えば、冷却晶析法により得られる固液混合体が前者に
相当し、陶器材粒子を含有するスラリーや汚泥水が後者
に相当する。

これらの固液混合体の中、本発明は前者の溶解性固液混
合体を対象とするものであるも従来、この溶解性固液混
合体についての固液分離は、真空濾過機や遠心分離機を
用いて行われている。

（発明が解決しようとする課題） 上記真空濾過機や遠心分離機を用い、溶解性固液混合体
の固液分離を行うと、固液混合体中の固相分はケーキ状
固形物（以降、ケーキという）となり、液体と分離され
て得られる。ところが、固液分離の際に液体が同相粒子
間に閉じ込められ易く、そのためケーキ中には比較的多
量の液体が残留している。この液体は固相分以外の成分
を多量に含むものである。故に、得られるケーキの純度
が低いという欠点がある。

そこで、かかるケーキ純度の向上を図るため、溶解性固
液混合体についての固液分隔を種々検討したところ、管
状加圧濾過機を用いて固液分離を行うと、液体が固相粒
子間に閉じ込められ難（、ケーキ中の液体の含有率（以
降、含液率という）を確実に小さくし得、そのためケー
キ純度を高め得る事が判った。

即ち、使用した前記管状加圧濾過機は、汚泥水などの不
溶性固液混合体の固液分離に従来使用されているもので
ある。その構成は、周壁を貫通する多数の小孔を設けた
直立の内側管状体と、該内側管状体の外周面を覆って配
置した濾過材と、該内側管状体のまわりに配置して該内
側管状体との間に環状の密閉空間を形成する外側管状体
と、これら内外の管状体の間に設けて前記環状密閉空間
を二つの室に分けている弾性の不透過膜と、該不透過膜
と前記外側管状体との間の外室に加圧流体を導入して該
不透過膜を内側管状体に向かって変位させる加圧手段と
、該不透過膜と前記内側管状体との間の内室に固液混合
体を供給する手段と、前記内外の管状体間に軸線方向の
相対変位を生じさせる駆動機構とを有するものである。

かかる管状加圧濾過機の内室に溶解性固液混合体を供給
し、次いで外室に加圧流体を導入して固液混合体を加圧
し、濾過材を介して小孔から固液混合体中の液体を排出
し、濾過材上に同相分のケーキを形成した後、外室から
加圧流体を抜出し、内室からケーキを取出した。該ケー
キ取出し後、上述の溶解性固液混合体供給からケーキ取
出しに至る工程を繰り返した。その結果、ケーキの含液
率が極めて小さく、ケーキ純度を高め得る事が確認され
た。従って、管状加圧濾過機は、含液率の低下或いは排
出液体量の増大が要求される場合、中でもケーキ純度向
上のため含液率の極低下が要求される場合の固液分離に
好適な固液分離装置である。

しかしながら、上記工程の繰り返し数が多くなると、上
記含液率の低下の度合いが小さくなり、遂には真空濾過
機や遠心分離機による場合とほぼ同水準の含液率にまで
上昇するという問題点があることも判った。

以上説明したように、真空濾過機や遠心分離機は、得ら
れるケーキの合液率が高く、純度が低いという欠点があ
る。管状加圧濾過機は、工程繰り返し数が少ないときは
得られるケーキの含液率が低く、純度が高いが、工程繰
り返し数が多（なったときはケーキ含液率が太き（なる
という問題点がある。

本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、その目的は上記の如き管状加圧濾過機での問題点を解
決し、真空濾過機や遠心分離機による場合に比較して、
常に得られるケーキの含液率を低く、純度を高くし得る
固液分離装置を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明に係る固液分離装
置は次のような構成としている。

即ち、本発明に係る固液分離装置は、周壁を貫通する多
数の小孔を設けた内側管状体と、該内側管状体の外周面
を覆って配置した濾過材と、該内側管状体のまわりに配
置して該内側管状体との間に環状の密閉空間を形成する
外側管状体と、これら内外の管状体の間に設けて前記環
状密閉空間を二つの室に分けている弾性の不透過膜と、
該・不透過膜と前記外側管状体との間の外室に加圧流体
を導入して該不透過膜を内側管状体に向かって変位させ
る加圧手段と、該不透過膜と前記内側管状体との間の内
室に固液混合体を供給する手段と、前記内外の管状体間
に軸線方向の相対変位を生じさせる駆動機構とを有し、
さらに前記濾過材を加熱する手段を有することを特徴と
する固液分離装置である。換言すると、従来の管状加圧
濾過機に、その濾過材を加熱する手段を付設したことを
特徴とする固液分離装置である。

（作　用） 前記の如く管伏加圧ｉｌｌ過機は、工程（溶解性固液混
合体供給〜ケーキ取出し）の繰り返し数が多くなると、
得られるケーキの含液率が太き（なるという問題点があ
る。この原因を調べたところ、上記工程縁り返し数が多
くなると、固相粒子により濾過材の目詰まりが生じて濾
過機能が低下し、その結果残留する液体の量が増大して
くるためである事が確認された。

従って、上記濾過機能の低下時点あるいは低下前に濾過
材の目に詰まっている固相粒子を随時除去するか、又は
、上記濾過材の目詰まり自体の発生を防止するようにで
きれば、上記工程縁り返し数に関係なく、常に得られる
ケーキの含液率を低くし得るようになる。

そこで、種々検討し、本発明では、前者の固相粒子除去
を可能にしたものである。

即ち、本発明に係る装置は、前述の如く管状加圧濾過機
の濾過材を加熱する手段を有するものにした。換言する
と、従来の管状加圧濾過機に、その濾過材を加熱する手
段を付設するようにした。

この加熱手段を、上記濾過機能の低下時点あるいは低下
前において作動させると、濾過材が加熱され、その濾過
材からの熱伝導により濾過材の目に詰まっている固相粒
子も加熱される。加熱されると該固相粒子は融解して液
体状の加熱融解物に化する。

かかる加熱融解物は、同相粒子に比して極めて流動性に
冨むものであるので、これを濾過材の目から容易に除去
し得る。例えば、加熱融解後に放置しておくだけでも、
上記加熱融解物は、重力方向に濾過材を伝わって移動し
、遂には内室の下部に溜まる。これに加えて、内室内を
減圧する等の方法によって濾過材の表面と背面との間に
差圧を設けると、さらに上記加熱融解物の除去を♀め得
る。

故に、濾過材の目に詰まっている固相粒子を容易に除去
し得ることになる。

このように濾過付加熱手段により、濾過材の目に詰まっ
ている固相粒子を流動性に冨む加熱融解物に化して随時
除去し得るので、上記工程縁り返し数に関係なく、常に
得られるケーキの含液率を低くし得るようになる。従っ
て、本発明に係る装置によれば、従来の管状加圧濾過機
での問題点を解決し、真空濾過機や遠心分離機による場
合に比較して、常に得られるケーキの含液率を低（、純
度を高くし得るようになる。

前記濾過付加熱手段に関しては、濾過材の直接加熱型と
間接加熱酸とに大別される。

直接加熱型としては、例えば濾過材へ熱風を送給する装
置がよい、該装置としては、内室に熱風送給機を管接続
したもの、又は、内側管状体の周壁貫通孔に熱風送給機
を管接続したもの等が使用できる。前者の場合は、内室
に導入された熱風が、ｉｔ！過材を通過して内側管状体
の周壁貫通孔から出るものでもよいし、内室から出るも
のでもよい、後者の場合は、周壁貫通孔に導入された熱
風が、濾過材を通過して内室から出るものでもよいし濾
過材に触れて周壁貫通孔から出るものでもよい。

間接加熱型としては、例えばヒータや熱媒体で内側管状
体を加熱する装置がよい。該装置としては、内側管状体
の周壁内にヒータ加熱部或いは熱媒体流路を設けたもの
、又は、内側管状体の内面近傍或いは中央部にヒータ加
熱部を設けたものが使用できる。これらは、いづれの場
合も内側管状体を加熱し、その管状体からの熱伝導によ
り濾過材を加熱するものである。尚、熱媒体流路を使用
する場合は、該流路の出入口と、ポンプ及び熱媒体の加
熱装置を管接続し、該流路内に熱媒体を循環させればよ
い。

前記内室下部に溜まった加熱融解物は、内室から除去し
てもよいし、除去せずに次の操作、即ち内室への固液混
合体の供給を行ってもよい、又、上記加熱融解物が下部
に溜まる前に、次操作を行ってもよい、或いは、加熱融
解されれば、その直後に次操作を行ってもよい。

（実施例） 災隻■土 第１図に、実施例１に係る固液分離装置の概要図（側断
面図）を示す０本装置は、管状加圧濾過ＪＲ（６）に、
濾過相加熱手段（］）が付設されたものである。

管状加圧濾過１ｍ　（６）は、内側管状体（７）と、濾
過材（８）と、外側管状体（９）と、弾性の不透過膜０
０と、加圧手段０３１と、固液混合体の供給手段側と、
内側管状体（７）を軸方向に駆動させる手段（図示され
ていない）とを有し、不透過膜Ｇωと外側管状体（９）
との間に外室ＯＤが形成され、不透過１！Ｊ（１（Ｄと
濾過材（８）との間に内室０′ＩＪが形成されている。

上記濾過相加熱手段（１）は、直接加熱型であり、内室
０２１に熱風送給１１１（２）が管接続されている。内
室に熱風を導入すると、熱風が濾過材を通過して内側管
状体の周壁貫通孔から出る。

Ｐ−クレゾールの成分を６１χ、トクレゾールの成分を
３９χ含む原料液を、１５℃に加熱して全てを液体とし
た後、２．５℃まで徐冷してＰ−クレゾール結晶のみの
析出を目的とする冷却晶析を行い、固液混合体を得た。

尚、室温は、２℃であり、室温では原料液は結晶が存在
している。

次いで、上記固液混合体を２．５℃に保持した状態で内
室０のに供給した。その直後、外室００に加圧流体を導
入して内室０２１内の固液混合体を加圧し、液体を排出
してケーキを形成した。ケーキ形成後、外室（ＩＩ）か
ら加圧流体を抜出し、続いて内側管状体（７）を下降さ
せ、内側管状体（７）の小孔から空気を噴出させて内室
０２１からケーキを取出した。

該ケーキ取出し後、上述の溶解性固液混合体供給からケ
ーキ取出しに至る工程を２０回繰り返した、但し、この
工程を５回繰り返す毎に、濾過相加熱手段（１）により
濾過材の加熱を行った。この加熱は、ケーキ取出し後内
側管状体（７）を上昇させて内室θのを形成し、続いて
熱風送給機（２）により内室０２１に熱風を導入し、濾
過材を介してこの熱風を内側管状体（７）の周壁貫通孔
から放出せしめて行った。

その結果、工程繰り返し数が多くなった時点でも、工程
繰り返し数が少ない時と同様、濾過機能が高く維持され
、排出される液体匿が多く、ケーキの含液率は低水準で
あり、純度は高水準であった。即ち、ケーキ中のＰ−ク
レゾールの割合（ケーキ純度）は、工程繰り返し数に関
係な（、常に、９２．０％であった。

１ＬＬＬ 第２図に、実施例２に係る固液分離装置の概要図（側断
面１ｉｉ２１）を示す、実施例１と異なる点は、濾過相
加熱手段（１）が間接加熱型であり、内側管状体の周壁
内にヒータ加熱部（図示していない）を設けた点である
。このヒータ加熱部の端子Ｅは、絶ｔ！被覆されたリー
ド線（４）及び（５）により、加熱用電源（３）に接続
されている。

実施例１の場合と同様の固液混合体について、実施例１
の場合と同様の工程を２０回操り返した。

尚、該工程を５回繰り返す毎に、上記濾過相加熱手段（
１）により濾過材の加熱を行った。室温は２°Ｃであっ
た。

その結果、工程繰り返し数に関係なく常に、濾過機能が
高く維持され、ケーキ含液率は低水準であり、ケーキ純
度は９２．０％であった。

止較■上 第３図に、比較例１に係る固液分難装置の概要図（側断
面ｒｊ４）を示す、実施例１と異なる点は、濾過相加熱
手段（１）が付設されていない点である。

即ち、従来型の管状加圧濾過機を使用した。

実施例１の場合と同様の固液混合体について、実施例１
の場合と同様の工程を繰り返した。但し、濾過材の加熱
は行わなかった。室温は２℃であった。

その結果、工程繰り返し数ニア回の時点で、濾過機能が
著しく低下し、排出液体量が少なくなり、ケーキの含液
率は後述の真空濾過機による場合と同等の水準にまで上
昇し、そのときのケーキ純度はｇｏ、ｏ％であった。尚
、これ以降は益々ケーキ純度低下の程度が大きくなった
。

五較［１ 実施例工の場合と同様の同液混合体について、これを真
空濾過機に供給し、固液分離した。ケーキ純度は８０．
０％であった。室温は２℃であった。

以上のことは、本発明に係る装置によれば、置真空濾過
機や遠心分離機等の従来装置による場合に比較して、常
に得られるケーキの含液率を低（、純度を高くし得るこ
とを裏付けている。

（発明の効果） 本発明に係る装置によれば、溶解性固液混合体の固液分
離に際し、真空濾過機や遠心分離機等の従来装置による
場合に比較して、常に得られるケーキの含液率を低く、
純度を高くシ得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例Ｉに係る固液分離装置の概要を示す側断
面図、第２図は実施例２に係る固液分離装置の概要を示
す側断面図、第３図は比較例１に係る固液分離装置の概
要図である。 （１）−ｉｆ！過材加熱手段　（２）−熱風送給機（３
）−加熱用ｉｔ源　　　（４）（５）　−リード線（６
）−管状加圧濾過機　（７）−内側管状体（８）−濾過
材　　　　　（９）〜外側管状体００−弾性の不透過膜
　θ１１−外室 ０２１−内室　　　　　　０■−加圧手段０４−同液混
合体の供給手段 Ｅ−ヒータ加熱部の端子 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代　理　人　　弁理士　金丸　章− 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周壁を貫通する多数の小孔を設けた内側管状体と
   、該内側管状体の外周面を覆って配置した濾過材と、該
   内側管状体のまわりに配置して該内側管状体との間に環
   状の密閉空間を形成する外側管状体と、これら内外の管
   状体の間に設けて前記環状密閉空間を二つの室に分けて
   いる弾性の不透過膜と、該不透過膜と前記外側管状体と
   の間の外室に加圧流体を導入して該不透過膜を内側管状
   体に向かって変位させる加圧手段と、該不透過膜と前記
   内側管状体との間の内室に固液混合体を供給する手段と
   、前記内外の管状体間に軸線方向の相対変位を生じさせ
   る駆動機構とを有し、さらに前記濾過材を加熱する手段
   を有することを特徴とする固液分離装置。