JPS6094109A - フイルタプレスによる脱水方法 - 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】 この発明は、石炭−水スラリ等の固形分粒子と水とが混
合したスラリを脱水し、それによって形成されるケーキ
の固形分銭度をさらに向上させるためのフィルタプレス
による脱水方法に関するっ フィルタプレスにより固形分粒子と水とが混合したス２
りに加圧、１過操作を加えてゆ（と、スラリ中の余剰水
はフィルタプレスの１室内においてｅ過初期は瀝布によ
り、その後はｄ″′過の進行に伴ってＰ布面に形成され
たケーキ層により濾過されて分離、排出される。そして
最終的にはｆ室内にケーキが充満し、このケーキがスラ
リ供給圧に相応した圧力で圧密されることにより濾過抵
抗が増大してスラリの供給が不能となり、したがって余
剰水ＣＰｔ＆）の排出が止まり、濾過、脱水操作は終了
する。

このような操作により形成された脱水ケーキの基本構造
を模型的に示すと第１図示のようになり、脱水ケーキは
固形分粒子ｌにより骨組構造が形成され、かつ固形分粒
子１間の間隙に水２か飽和して保留さ」ｔだ状態にあり
、それ以上時間をかり−てスラリを送液して加圧しても
ケーキ水分の低下を図ることができない。

すなわち贋１形分核子も水も非圧縮性を示すから、例え
はしｊ形分粒子が透水性のよ（ない粘土質である場合は
、［：Ａらに１過抵抗の増大によりスラリの給Ｖｔ＋か
不能となり、また固形分粒子がカー水性のよい砂質であ
る場合は、沢室内に充満したケーキか１１過１７．・と
じて１功き、水は通過してゆ（がケーキは一定の比率以
上に圧密・脱水さ」することなくただ１丁＋が」７１太
し、このためスラリの供給圧がｉｎ＋接〃・かる谷Ｐ室
の供給孔にケーキが詰り、ついにはフィルタプレスへの
スラリ供給配管中にまでり一−キが形成し、管路閉塞に
よるか１過抵抗のｊ・Ｎ大によりスラリの給赦が不能と
なる。

以上のようにフィルタプレスによる従来公知の脱水方法
の場合５ケーキ中の１形分粒子間の間隙水を光分に除去
づ゛ることかできす、このためケーキの間隙率が太き（
なるスラリの場合、すなわち固形分粒子が粗粒であるか
、または固形分粒子が微細粒子であってもその粒度分布
が狭い範囲で揃っているスラリの場合には、ケーキ中の
間隙水が多く全体として残留水分が多くなり、結果とし
て脱水率が低下する。この理由から、従来汁過機の選定
に際しては、前記のような粗粒スラリや、粒径の揃った
スラリに対してはフィルタプレスは不適機種とされてい
た。

この発明の発明者は、固形分粒子の骨組構造と間隙水と
からなる脱水ケーキの物性について考察したところ以下
のような知見を得ることができた。

１、外部から加えた外力に対する応力は、全て固形分粒
子の骨組構造がうけており、間隙水はこの外力に対して
応力分担を受持っていないこと。

２、　間隙水は固形分粒子と物理的付着力によりついて
いるだけであるから、この間隙水に選択的に力を加える
ことにより、透水性のよいものであれば容易に分熱可能
であること。

３　この粒子間の間隙は形成されたケーキ全体に均等に
分布しており、ケーキそのものは固形分粒子のポーラス
な集合体であること、かつこの間隙は個々に独立閉鎖し
たものでなく相互に、連通していること。このため圧縮
空気等を局部的な知絡をし７よい方法でケーキ中にその
１面から供給１−れば、今間隙水によって充填さＪｔて
いる通過抵抗の小さいこの通路を通って大気圧下にある
他方の面を経て大気中に放散し１４Ｉること。

４、　このＪ＋Ｑ　’Ｍのものに更に外力（高圧フィー
ド圧又は圧搾力）を加えると、粒子間に隙間が充分あり
、間隙水中に固形分粒子が浮遊していく）状Ｊ＾−ｊ　
、　−３”　７：Ｃわちゆる（軟弱に形成されたケーキ
に対しては、この外力の強さに応じて体積が后Ｉ少して
圧密固化されると共に、その収’１１６４ｉ；二と（へ
−シい体４γ（の余剰間隙水が分離Φ排出されてｊ抗水
は促Ａトされること。しかしその収＃ｉ４　ｉｉｉは加
圧力１０ＫＰ／ｃｄ以上で著しく低減すること、間隙水
はケーキ中に残留するから大巾な脱水率の向上は留めな
いこと。

５、　ケーキの体積が縮少・変化の際、粘土質の様に透
水性のよ（ないものでは、間隙水が即時にはこの体積変
化に追随できず、そのため体積変化を妨げる方向に働き
、一時的に間隙水圧が発生し、相当の時間を要して潮時
この間隙水が分離・抄・出することにより解消する。

このため透水性のよ（ないものをケーキを圧密すること
によってのみ水分を低下せしめる方式の場合は、７濾過
時間が可成り長くなること。

６、　如何に強大な外力を加えてもその粒子間の間隙は
ゼロにならない。固形分粒子の粒度分布により偶々粗粒
子の間隙に細粒子が、又細粒子の間隙に更に微細粒子が
、量的にもサイズ的にもバランスした形ではいり込む様
な理想的粒度構成のときのみ単純加圧によっても最低水
分のケーキを得ることが可能であること。

この発明は上記のような知見に基すいてなされたもので
＆ｒす、脱水ケーキ中の間隙水を分離除去することによ
り、脱水率を上昇させることができる方法を提供するこ
とを目的とする。

すなわちこの強明の脱水方法は、互いに重なり合う複数
の１４壇板を有し、各１過板間にＪ田室か形成され、名
・沢室壁にｆ布か添設され、前記ｊ−１，Ｉａ＆および
１布を貫通して各υコ室を遅効ずる貫通孔が形成された
フィルタプレスを使用し、ＭｆＪ記ｆ過板を加圧した状
態で前記負通孔を経て各１室に固形分粒子と水とが乳合
したスラリを供給してＩＢｚ水ケーキを形成し、その後
この脱水ケーキ円にを気執給伽から圧薗全気を供給して
固形分粒子間を：ｉｊ！ｌ逸させ、この粒子間に滞留す
る間隙水を８４室外に排出し、その後前記貝通孔に前記
生気供給好から圧縮を気を供給してこの貫通孔内の脱水
されなし・スラリなｌ＋：′室外にａ出することを特似
とする。

この発明を第２図以降の図面に示す実施例を診只（べし
て０兄ゆ」１−る。

第２図はこの発明方法が一工程として組込まれたスラリ
の処理系統を示し、シラフナ３により沈降、鋲んされた
スラリは、ポンプ４によりタンク５に送られて攪拌され
、さらに供給ポンプ６によりフィルタプレス７に送られ
、このフィルタプレス７において脱水処理される。

フィルタプレス７は第３〜第５図に示すように、１対の
受台８，９に固定されたトラパーザ１０に懸吊された複
数の濾過板１１を有し、ｆ過板１１はそれらと同様にト
ラバーサｌＯに懸吊された可動板１２と受台８との間に
挾まれ。

’ｏＪ動叛１２にピストン１３が取付けられたシリンタ
１４の作動により、互いに重なり合って加圧される位置
と互いに離隔した位置との間を移動する。１過板１１の
両側（両端に位置するものについては一側）には凹所が
設けられ、互いに基なり合った濾過板１１間にはこの凹
所の協働によりｆ室１５が形成されろ。各ｒ室１５には
袋状の沢布１６が添設され、このＰイ１テ１６およびｌ
ｊ過板１１にはそれらを貫通して谷′１ｊ”ｗを連通ず
る貫通孔１７（第４図にｆ過板１１のそれのみ示す。）
が設けられている。貫通孔１７はその一端が受台８に設
けた供給口】８に連通し、この供給口１８は弁１９．２
０を具えた配管２１を介して供給ポンゾロに接続されて
いる。

貫通孔１８の他Ｄｉｆ６は弁２２を具えた配管２３を介
してエアコンゾレッサ２４に接続されている。

濾過＆１１にはその両側のｊｊ室１５内とｆ室１５外と
を連須１し、Ｐ液を排出する排液孔２５および１ｌＪｆ
ｉ４−１５内に空気を供給する給気孔２６が設けられて
いる。１１１り孔２５．２６はｉｌ′Ｊ過板１１の内部
にお（・て分岐してそれぞれ分岐孔２５′。

２５′および２６’、２６’となり、これらの分岐孔２
５’、　２５’および２６’、２６′はｉｔＪ室１５０
両側壁に設けた連通１−る多数の縦横の蓚２７ａ　、２
７ｂにおいて開口している。排赦孔２５は弁２８を具え
た配管２９に接続され、排敢孔２５は給気孔２６からｔ
１室１５内に供給した空気の排気孔を鑞ねている。給気
孔２６は弁３ｏを具えた配管３１を介してエアチャツバ
３２に接続され、このエアチャンバ３２はエアコンブレ
ラ”！ＩＩ”２４に接続された配管２３からの弁３３を
具えた分岐管３４に接続されている。第５図中３５は水
切ネットである。

次に上記装置Ｅ７．を使用しての脱水方法を説明する。

シリンダ１４を作動させてｌ−′Ｉ過板１１を加圧する
とともに、弁１９．２８を開状態、他の弁２０．２２，
３０，３３を閉状態とし、この状態で供給ポンゾロによ
り配管２１、供給口１８および貫通孔１７を経て所定圧
力のスラリを沢室１５Ｐ」の１布１６内に連続的に供給
する。スラリは針布１６内に充満し、ｔ１過初期はＰ布
１６により比較的濾過抵抗が少ない沢布Ｊ２過が行なわ
れ、その後と（短時間のうちｒイ布面にケーキ３６の層
が形成されると、一般にｐ過抵抗が増えるためわト出ｆ
液が減少するとともに、ｆ過圧が上昇してくる。

Ｐ敢はケーキ３６０層および１布工６を通過してＦ布１
６外に出た後、水切ネット３５を通過して貸２７　ａ　
、　２７　ｂ内に入り、分岐孔２５′。

２５′を経て排液孔２５に至り、この排液孔２５を通過
してｌＡ室１５外に４ノド出される。このようにしてｌ
」過工程を続けてゆ（と、遂次ＰＭの排出量が漸減して
ついには点滴状になり、濾過圧も所定の値に達してきた
ら供給ポンプの作動を停止し、１過工程を終了′１−る
。この時点でｒ室１５内に形成されたケーキは相応に圧
密されてはいるが、１耐形分粒子間の間隙に間隙水が滞
留しており、また貫通孔１７にはスラリか脱水されない
で滞留している。従来、この未脱水のスラリはａ４過工
程後］亦去していたが、この発明でばその前に粒子間の
間隙水を除去する。

まず弁２　Ｂを互いに隣りあうものどうしがそれぞれ開
状態および閉状態となるようにするとともに、濾過板１
１に関連して対応づ−る弁３０を弁２８の状態と逆の状
態、すなわち升２８が開状態であれば弁３０を閉状態、
弁２８か閉状態であれば弁３０を開状態とする。また弁
３３を開状態とし、他の弁１９，２０．２２を閉状態と
する。

ニアコンプレッサ２４を作動させて配管３４を経て圧ｍ
窒気をいったんエアチャンバ３２に送り、このエアチャ
ンバ３２から所要圧力（供給ポンプ６からのスラリの供
給圧と同程度以上）の圧縮空気を弁３０が開状態となっ
ている配管３１を経てｒ過板１１の両側の１室１５に供
給する。その際いま矢印を付しである配管３１の弁３０
が開いているとすると圧縮空気は給気孔２６およびその
分岐孔２６’、　２６’を経ていったんｆ室１５の一方
側の溝２７　ａに供給され、圧縮空気はこの溝２７ａに
沿って流れてｌ’Ｆ＋ｉ：　２７　ａに均等に配分され
る。

圧縮空気はその供給初期にはＰ布１６を介してケーキ３
６に圧搾作用を加えるが、その後はＰ／ｆｔ］１６に目
詰りしている固形分粒子を除去して１布１６の逆洗を行
ない、Ｐ布１６を通過してその内部に入る。ケーキ３６
を形成している固形分粒子の骨組構造は、すでに圧密さ
れているため圧縮を気に対する応力を発生するが、間隙
水は固形分粒子に物理的に付着しているのみのため圧酩
空気により分離される。圧縮を気はケーキ内の通過抵抗
が小さい連通した間隙を選択してそこにｒｉｉｒ　’ｒ
Ｍしている間隙水を吹き飛ばして通過し、ｌＪ呈１５の
他方側の溝２７ｂに出る。

圧縮空気はこの病２７ｂから分岐孔２５’、２５’、４
７＋気孔を」；シねた排７１ｉＪＬｚｓを経て配管２９
かも排出される。

上記のようにして一方側の溝２７ａに圧縮空気を供給す
ることによりこの圧縮空気を脱水ケーキ３６内に供給し
これを適宜時間行なうが、次工程においては弁２８．３
０を切換えてその開開状態を前記とは逆の状態とする。

これにより圧縮空気ばＩｊ盆１５の他方側の溝２７ｂに
供給され、前記とほぼ同じ経過をたどって一方側の７ｊ
＋７２７　ａに出、１ｊｌ、ｎｘ孔２５を経て配置２９
から１−１出される。以下工程毎にこれを適宜繰り返し
、すなわちｌ’Ｒ１１５０両側のに２７ｇ、２７ｂに交
互に圧動空気を供給し、それぞれ反対側の溝２７ｂ　、
２７ａを経てυ）出することにより、圧縮空気は短絡す
ることなく、ｆ室１５内に間隙水の除去に充分な時間滞
留して排出される。なお、この繰返しは数工程を単位と
して行なってもよい。

次に弁２０．２２を開状態、他の弁１９，２８゜３０．
３３を閉状態とし、コンプレッサ２４から配管２３を経
て貫通孔１８に圧縮空気を送り、貫通孔１８内の未脱水
のスラリを弁２０から排出づ−る。

その後沢過板１１の加圧を解放し、ケーキ３６を取出す
ことになるが、上記方法により固形分粒子が微粉炭から
なるスラリを脱水濾過した実施例を示せば次のとおりで
ある。

（以下余日） 上記の実施結果から脱水ケーキの水分が大幅に裁少し、
また供給ポンプの押込圧が小さくてよく、脱水時間も少
なくてよいことがわかる。

この発Ｅ！ＪＪによれはつぎのよ５な効果が得られる。

１、機械的手法により到達し得る最低の水分となし得る
。

２、　脱水機としてのフィルタプレスの適用分野を拡げ
ることができる。

３　従来の圧搾型フィルタプレスの如（ゴム板等の隔膜
を介して力ＩＪ圧する方式ではな（、在米の単純加圧型
機＋ｎに大巾な変更を加えることなく　４９４７１７単
縄で安価である。

４、　石灰その他の１過助剤を添加する方法でなく、濾
過対象単味のスラリとすることができる。

５　ケーキ中の間隙水を空気によって置換する方式のた
め、ケーキの物性も変り従来の圧密ケーキの如く強固な
ものと異なり、フワフワした状態となるので解砕し易く
一次Ｔ程の処理が容゛易となる。

６　エア通気により、Ｐ布はエアにより逆吹されたと同
じ効果をもつため、ｄ１布目詰りが防止され、Ｐ布洗浄
の頻度も友り又Ｐ布洗浄が容易となることにより洗浄水
量も少なくてすむ。

７、　ケーキを圧密することによってのみ残留水分を低
下せしめる方式ではないから、ケーキに過剰な圧密を加
えろ必要がないから、スラリ供給ポンプも低圧でよ（、
又１サイクル当りの濾過時間も短縮されろ。その上要求
されろ振械強度も小さくなるので設備費ランニングコス
ト共に安価となり経済的となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は脱水ケーキの基本構造を模型的に示す図、第２
図ばスラリの処理系統図、第３図はフィルタプレスの一
実施例を示す概略的な全体図、第４図はフィルタプレス
の縦断面図、第５図は第４図の線■−■に沿って得られ
る拡大断面図。 ７・・・フィルタラレス　１１・・・１　過　板１４・
・・シリング　１５・・・−日　室１６・・・１　布　
１７・・・貫　通　孔１９．２０，２２．２＋＋、３０
．３３・・・弁　２４・・・ニアコンプレッサ２５・・
・排液孔　２６・・・給気孔 ２７ａ、２７ｂ・・・痛　３６・・・ケーキ篤１図 死４図 死５図 ２゜ 第１頁の続き ０発　明　者　伊　藤　正　澄　田無市谷戸町無製造所
内 ［相］発　明　者　青　木　薫　田無市谷戸町無製造所
内 ０発　明　者　伊藤　勇一部　東京都中央区１会社内 ０発　明　者　條　川　輝　雄　東京都中央区１会社内 ２丁目１番１号　住友重機械工業株式会社田２丁目１番
１号　住友重機械工業株式会社田１本橋茅場町２丁目９
番４号　ラサ商事株式１本橋茅場町２丁目９番４号　ラ
サ商事株式手続補正書 昭和５９年３月２７日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願第１９９７６３号事件との関係
　特許出願人 東京都千代田区丸の内１丁目８番２号 電源開発株式会社　（外２名） 総　裁　門　１）　正　三 ４、代理　人 ５、補正の対象 （１）　明細書の「％許請求の範囲」および「発明の詳
細な説明」の各欄 （１１特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２１明細書第２頁第１９行の「第１図示の」を１第１
図に示す」と補正する。 （３）第７頁第１０行の１濾過板」を「炉室内」と補正
する。 （４）同頁第１３行の「圧縮空気」を「濾過板に設けら
れた給気孔を介して圧縮空気」と補正する。 （５）同頁第１５行の「間隙水を」を「間隙水および空
気を前記濾過板とは相隣シで、かつ対向側の濾過板に設
けられた排液孔を介して」と補正する。 （６）第９頁第６行の「貫通孔１８Ｊを「貫通孔１７」
と補正する。 （７）第１０頁第７行の「ν過板１１Ｊを「Ｐ室１５内
」と補正する。 ＋８Ｊ　第１３頁第６行の「圧縮空気」を「圧縮空気お
よび間隙水」と補正する。 （９１第１７頁第６行の「む。」を次のように補正する
。 ［む。 ７、濾過板に設けられた給気孔を介して圧縮空気を脱水
ケーキ内に供給し、前記濾過板とは相隣りで、かつ対向
側の濾過板に設けられた排液孔を介して間隙水および空
気を炉室外に排出するので、圧縮空気は短絡することな
く、炉室内に間隙水の除去に充分な時間滞留して排出さ
れる。」ｆＩｌｌ　同頁第７行の「７」を「８」と補正
する。 ７、添付書類の目録 別　紙　１通 則　紙 特許請求の範囲 １、互いに重なシ合う複数の濾過板を有し、各濾過板間
に炉室が形成され、各Ｐ室壁にＦ布が添設され、前記濾
過板および瀘布を貫通して各炉室を連通ずる貫通孔が形
成されたフィルタプレスを使用し、前記炉室内を加圧し
た状態で前記貫通孔を経て各炉室に固形分粒子と水とが
混合したスラリを供給して脱水ケーキを形成し、その後
この脱水ケーキ内に空気供給源から濾過板に設けられた
給気孔を介して圧縮空気を供給して固形分粒子間を通過
させ、この粒子間に滞留する間隙水および空気を前記濾
過板とは相隣シで、かつ対向側の濾過板に設けられた排
液孔を介して炉室外に排出し、その後前記貫通孔に前記
空気供給源から圧縮空気を供給してこの貫通孔内の脱水
されないスラリを炉室外に排出することを特徴とするフ
ィルタプレスによる脱水方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　互いに那なり合う複数の沢過板を有し、各Ｐ遇級
   間に１室が形成され、各ｆ室壁に１布が開設され、１４
   ’ＩＪ　５己１過板および１布を負通して各Ｖ室を連通
   ずる負通孔が形成されたフィルタプレスを使用し、庁Ｊ
   記沢過板を加圧した状態で前記貫通孔を経て各ｅ室に固
   形分粒子と水とがｄ６合したスラリを供給して脱水ケー
   キを形成し、その後この脱水ケーキ内に空気供給源から
   圧編揺気を供給して固形分粒子間を通過させ、この粒子
   間に市留する間隙水を８５室外にす１出し、その後前記
   貫通孔に前記空気供給源から圧縮を気を供給し又この貫
   通孔内の脱水されないスラリをｔ室外に排出することを
   特徴と１−るフィルタプレスによる脱水方法。