KR20020066369A - Pressure filtration device and method employing a depressurizing chamber and material transport - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고상재료를 용기 및 필터미디어를 포함하는 가압여과장치를 구성하는 슬러리에서 분리하는 장치에 관한 것이다. 상기 슬러리(5)는 여과장치(10)로 제공되는 것으로, 고상재료 및 액상재료로 분리된다. 상기 여과장치(10)는 고상재료를 재료 이동수단(15)으로 배출하는 고체출구(12)를 포함한다. 상기 재료 이동수단(15)은 고상재료를 여과장치(10)보다 낮은 압력을 갖춘 감압챔버(20)로 이동시킨다. 상기 고상재료가 감압챔버(20)에 접촉됨으로써, 감압챔버의 보다 낮은 압력에 노출된다. 상기 재료 이동수단(15)은 여과장치(10)와 감압챔버(20) 사이의 압력차를 유지한다. 그 다음, 감압된 고상재료는 건조공정 또는 그외 다른 공정용의 다른 장치로 전달될 수 있다.The present invention relates to an apparatus for separating solid material from a slurry constituting a pressure filtration device comprising a container and a filter media. The slurry 5 is provided to the filtering device 10, and is separated into a solid material and a liquid material. The filtering device 10 includes a solid outlet 12 for discharging the solid material to the material moving means 15. The material moving means 15 moves the solid material to the decompression chamber 20 having a pressure lower than that of the filtration device 10. The solid material is in contact with the decompression chamber 20, thereby exposing the lower pressure of the decompression chamber. The material moving means 15 maintains the pressure difference between the filtration device 10 and the decompression chamber 20. The reduced pressure solid material may then be transferred to another apparatus for drying or other processes.
Description
화학적 공정에 있어서, 고체재료를 슬러리에서 분리하는 과정이 종종 필요하다. 예를 들어, 슬러리는 화학반응기 및 촉진장치에 의해 생성된다. 일반적으로 고체재료는 여과기 또는 원심분리기를 통해 슬러리에서 분리된다. 바람직한 여과방법으로는 중력, 진공, 압력 여과가 있다. 예를 들어, 정화된 테레프탈산, 테레프탈산 결정체는 통상적으로 회전 진공여과장치를 통해 슬러리로부터 분리된다. 상기 여과장치는 하우징이 내부에 회전가능하도록 장착된 원통형 필터드럼을 포함한다. 상기 슬러리가 여과장치 하우징내로 공급되면, 압력차가 필터내부에 생성되는데 이는 슬러리의 액체부분을 필터 미디어(media)를 통해 이동시킨다. 상기 결정체는 드럼의 외부 원통형 표면상의 층(layer)에 점착된다.In chemical processes, the process of separating the solid material from the slurry is often necessary. For example, the slurry is produced by chemical reactors and accelerators. Generally, the solid material is separated from the slurry through a filter or centrifuge. Preferred filtration methods are gravity, vacuum and pressure filtration. For example, clarified terephthalic acid, terephthalic acid crystals are typically separated from the slurry via a rotary vacuum filter. The filtration device includes a cylindrical filter drum with a housing rotatably mounted therein. When the slurry is fed into the filter housing, a pressure difference is created inside the filter, which moves the liquid portion of the slurry through the filter media. The crystals adhere to a layer on the outer cylindrical surface of the drum.
슬러리로부터 고체재료를 분리한 후에는, 일반적으로 고상재료의케이크(cake)에 따라, 다음 공정 또는 처리전에 고체재료를 필터 미디어에서 제거한다. 일부 응용에서, 가압기체의 분사는 고체재료를 필터미디어에서 제거하고 고체재료를 배출구에 주입한다. 가압여과기를 이용하는 공정에서는 후속처리를 위해 고체재료가 보다 낮은 저압으로(대기조건과 같은) 배출되는 것이 필요하다. 연속공정 기능에 있어서, 여과장치에서의 압력차가 현저하게 차이나지않는 것이 요구된다.After separating the solid material from the slurry, the solid material is removed from the filter media, usually before the next process or treatment, depending on the cake of the solid material. In some applications, injection of pressurized gas removes the solid material from the filter media and injects the solid material into the outlet. Processes using pressurized filters require that the solid material be discharged at lower pressures (such as atmospheric conditions) for subsequent processing. In the continuous process function, it is required that the pressure difference in the filtration device is not significantly different.
미국특허 5,093,001는 재료 배출용으로 출력부에 한 쌍의 밸브(valve)를 갖춘 가압여과장치에 관한 것이다. 상기 특허는 여기서의 참조에 의해 본 발명의 개시에 포함된다. 그러나, 상기 구조는 압력 제어 문제점을 해소하고 여과장치를 통해 재료의 처리량을 높은 수준으로 유지하기에는 부족하다. 미국특허 5,589,079 및 5,470,473는 가압여과장치에서 고체재료를 일괄처리하는 한 쌍의 밸브장치 및 호퍼(hopper)에 관한 것이다. 상기 특허는 여기서의 참조에 의해 본 발명의 개시에 포함된다. 각 밸브장치는 돔(dome)형 밸브부재를 포함한다. 고체재료는 여과장치에서 제 1호퍼로 배출되는 기능이 있다. 제 1호퍼에 첨부된 밸브장치는 상기 호퍼를 밀봉하면서 제 1호퍼와 제 2호퍼 사이의 압력을 균등하게 한다. 상기 압력은 초기압력과 보다 낮은 후기압력의 중간이다. 상기 압력이 상기 호퍼들 사이에서 같아진 후, 고체재료는 제 2호퍼로 이동된다. 제 2호퍼는 보다 낮은 후기압력으로 감압되며, 그 다음 상기 고체재료는 저장용기 또는 컨베이어로 배출된다. 상기 장치 및 방법은 종래 장치 및 방법보다 월등하지만, 상기 장치 및 방법은 고체재료의 일괄처리에 한해 제한된다. 멀티-저장, 일괄성 공정은 병목현상을 일으켜 고속처리, 재료 생산량의 연속처리를 불가능하게한다. 또한 상기 밸브장치 및 압력균형장치는 장치를 효율적으로 작동하도록 유지하는 보통의 지속기능이 필요하다. 이에 따라, 고체재료를 연속공정하는 가압여과장치가 필요하다. 특히, 슬러리에서 분리된 고상재료를 고속으로 감압함으로써 슬러리를 연속처리하면서 상기 여과장치와 후속장치 사이의 압력차를 유지하는 가압여과장치가 필요하다.U. S. Patent 5,093, 001 relates to a pressure filtration device having a pair of valves at the output for material discharge. Such patents are incorporated in the present disclosure by reference herein. However, the structure is insufficient to solve the pressure control problem and to maintain a high level of material throughput through the filtration device. U.S. Patents 5,589,079 and 5,470,473 relate to a pair of valve devices and hoppers for batch processing solid materials in a pressure filtration device. Such patents are incorporated in the present disclosure by reference herein. Each valve device includes a dome type valve member. The solid material has a function of being discharged from the filtration apparatus to the first hopper. The valve device attached to the first hopper equalizes the pressure between the first and second hoppers while sealing the hopper. The pressure is halfway between the initial pressure and the lower late pressure. After the pressure is equalized between the hoppers, the solid material is transferred to the second hopper. The second hopper is depressurized to a lower late pressure, and then the solid material is discharged to a reservoir or conveyor. The apparatus and method are superior to conventional apparatus and methods, but the apparatus and method are limited to batch processing of solid materials. Multi-storage, batch processes can become a bottleneck, making high-speed, continuous processing of material yields impossible. In addition, the valve device and the pressure balancer require a normal sustaining function to keep the device operating efficiently. Accordingly, there is a need for a pressure filtration device for continuously processing solid materials. In particular, there is a need for a pressure filtration device that maintains the pressure difference between the filtration device and the subsequent device while continuously treating the slurry by depressurizing the solid material separated from the slurry at high speed.
본 발명은 여과장치 및 슬러리(slurry)를 고상 및 액상으로 분리하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 가압여과장치 및 고상재료를 슬러리에서 연속분리하고 고상재료를 고속감압하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a filtering device and a method for separating a slurry into a solid phase and a liquid phase. More specifically, the present invention relates to a pressure filtration apparatus and a method for continuously separating solid materials from a slurry and decompressing solid materials at high speed.
도 1은 용기벽 절단부분을 갖춘 감압 여과장치의 측면을 나타내는 도면,1 shows a side view of a pressure reducing filtration device having a vessel wall cutout,
도 2는 가압여과시스템의 실시예에 대한 순서도이다.2 is a flow chart of an embodiment of a pressure filtration system.
본 발명에 따른 감압 여과장치인, 고상재료를 슬러리로부터 연속적으로 복구하는 장치는, 슬러리로부터의 고상재료 분리용 필터 미디어를 갖춘 용기를 포함한다. 상기 여과장치는 슬러리 입력부를 가지며, 임의적으로는 불활성기체의 공급원을 구비한다. 액체출구는 액상재료를 여과장치로부터 배출시킨다. 또한 기체는 여과장치의 디자인에 따라 액체출구를 통해 배출될 수도 있다. 액체출구는 고상재료를 여과장치에서 배출한다. 상기 여과장치는 세척 유동체 또는 용액을 필터미디어상에 점착된 재료의 케이크상에 분배하는 세척장치를 임의적으로 포함할 수 있다. 상기 세척 유동체는 케이크에서 불순물 및/또는 그외 액체를 제거한다.An apparatus for continuously recovering solid material from a slurry, which is a vacuum filtering apparatus according to the present invention, includes a container provided with a filter medium for separating solid material from a slurry. The filtration device has a slurry input and optionally has a source of inert gas. The liquid outlet discharges the liquid material from the filtering device. Gas may also be vented through the liquid outlet, depending on the design of the filtration device. The liquid outlet discharges the solid material from the filtering device. The filtration device may optionally include a washing device for dispensing the washing fluid or solution onto a cake of material adhered to the filter media. The wash fluid removes impurities and / or other liquids from the cake.
재료 이동수단은 고상재료를 여과장치의 고체출구에서 감압챔버로 연속적으로 이동시킨다. 상기 감압챔버는 고상재료의 다음 공정을 용이하게 처리하기 위해 여과장치보다 낮은 압력을 갖는다. 고상재료가 감압챔버내로 이동됨으로써, 고상재료는 챔버의 보다 낮은 압력으로 직접적으로 또한 고속으로 감압된다.The material moving means continuously moves the solid material from the solid outlet of the filtering device to the pressure reducing chamber. The decompression chamber has a lower pressure than the filtration device to facilitate the subsequent processing of the solid phase material. By moving the solid material into the decompression chamber, the solid material is decompressed directly and at high speed to the lower pressure of the chamber.
또한, 상기 고속 감압화는 고상재료의 "플래싱(flashing)"을 일으킬 수 있는 잇점이 있는 것으로, 잔류액, 기체, 휘발성 요소를 제거한다. 상기 감압챔버는 증기, 기체 및/또는 휘발성 요소를 상기 챔버에서 방사하기 위한 하나 이상의 출구를 추가로 포함한다. 상기 감압챔버는 반응적이거나 또는 그외의 불안정한 고상재료를 안정화시키기 위해 불활성기체를 함유한다. 모든 적절한 전달수단은 다음 공정인 건조과정을 통해 고상재료를 챔버에서 제거할 수 있다.In addition, the high-speed decompression has the advantage of causing "flashing" of the solid material and removes residual liquid, gas and volatile components. The decompression chamber further comprises one or more outlets for spinning vapor, gas and / or volatile elements in the chamber. The decompression chamber contains an inert gas to stabilize reactive or other unstable solid materials. Any suitable delivery means can remove the solids from the chamber through the drying process.
상기 재료 이동수단은 일반적으로 고상재료를 여과장치의 고체출구로부터 수취하는 입구를 포함한다. 상기 고상재료는 압력을 받은 상태로 재료 이동수단 입구로 배출된다. 본 발명의 특징은 재료 이동수단이 여과장치와 감압용기 사이의 압력차를 유지한다는 것이다. 고상재료는 출구로 이동하여 감압챔버로 배출된다. 상기 재료는 감압챔버의 저압에 노출됨으로써 고속으로 감압된다.The material moving means generally includes an inlet for receiving solid material from the solid outlet of the filtering device. The solid material is discharged to the material moving means inlet under pressure. It is a feature of the present invention that the material transport means maintains a pressure difference between the filtering device and the pressure reducing vessel. The solid material moves to the outlet and is discharged into the decompression chamber. The material is decompressed at high speed by exposure to low pressure in the decompression chamber.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 하나 이상의 여과장치 시스템에 있어서, 감압장치 및 재료 이동수단이 제공된다. 상기 시스템은 슬러리의 공급원을 여과장치에 제공하는 하나 이상의 화학반응기 또는 촉진기를 추가로 포함한다. 상기 컨베이어로는 나선형 컨베이어 또는 그외 형태의 전달수단이 있다.According to another aspect of the present invention, in at least one filter system, a pressure reducing device and a means for moving the material are provided. The system further includes one or more chemical reactors or promoters to provide a source of slurry to the filtration device. The conveyor may be a spiral conveyor or other form of delivery means.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 그외 측면에 따른, 고상재료를 슬러리에서 분리하는 과정은 (a) 제 1압력상태로 유지된 용기와 필터미디어를 포함하는 여과장치를 제공하는 단계와, (b) 슬러리를 상기 용기에 주입하는 단계와, (c) 슬러리를 고상재료 및 액상재료로 분리하는 단계와, (d) 고상재료를 감압챔버에 연속적으로 이동시키면서 여과장치와 챔버 사이의 압력차를 유지하는 단계와, (e) 감압챔버에 노출시킴으로써 고상재료를 고속으로 감압하는 단계를 포함한다. 상기 고상재료는 감압챔버에 노출될때까지 실질적으로 제 1압력상태로 유지되는 것으로, 고상재료가이동되는 동안 소량의 제어된 압력이 누출된다해도 이러한 상태가 유지된다. 추가단계로는 (f) 슬러리를 화학반응기로부터 제공하는 단계와, (g) 감압 고상재료를 건조기에 전달하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the invention, according to another aspect, the step of separating the solid material from the slurry comprises the steps of (a) providing a filtration device comprising a vessel and a filter media maintained at a first pressure, (b) Injecting a slurry into the vessel, (c) separating the slurry into a solid material and a liquid material, and (d) continuously moving the solid material to the decompression chamber while maintaining a pressure difference between the filtration device and the chamber. And (e) depressurizing the solid phase material at high speed by exposing it to a decompression chamber. The solid phase material is substantially maintained at a first pressure state until it is exposed to the decompression chamber, and this state is maintained even if a small amount of controlled pressure leaks while the solid phase material is moved. Additional steps further include (f) providing the slurry from the chemical reactor and (g) delivering the reduced pressure solids material to the dryer.
도 1을 참조하면, 고상재료를 슬러리(5)에서 분리하기 위한 장치가 개략적으로 도시되어 있다. 상기 장치는 고체출구(12)를 갖춘 여과장치(10)를 포함하는 것으로 이는 여과장치(10)에 의해 슬러리로부터 분리된 고상재료를 배출하기 위함이다. 액체출구(11)는 액상재료를, 혹은 선택적으로 기체재료를 배출하기 위한 것이다. 재료 이동수단(15)은 고체출구(12)에서 여과장치(10)와 연결되어 있다. 선택적으로, 여과장치(10) 및 재료 이동수단(15)은 어댑터(adapter)(14)에 의해 상호 연결될 수 있다. 상기 어댑터(14)는 여과장치의 개선용으로 특히 실용적이다. 재료 이동수단(15)은 그 하류측에서 감압챔버(20)와 연결된다. 챔버(20)는 챔버(20)로부터 증기, 기체 및/또는 휘발성 요소(일반적으로 "증기")를 배출하는 하나 이상의 출구(25)를 포함하는 것이 바람직하다. 챔버(20)는 고상재료의 추가공정을 위해 컨베이어 및/또는 건조기(도시하지않음)와 추가 연결될 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus for separating solid material from slurry 5 is schematically illustrated. The apparatus comprises a filtration device 10 with a solid outlet 12 for discharging solid material separated from the slurry by the filtration device 10. The liquid outlet 11 is for discharging the liquid material or, optionally, the gaseous material. The material movement means 15 is connected to the filtration device 10 at the solid outlet 12. Optionally, the filtration device 10 and the material transporter 15 may be interconnected by an adapter 14. The adapter 14 is particularly practical for improving the filtering device. The material moving means 15 is connected with the decompression chamber 20 on its downstream side. Chamber 20 preferably includes one or more outlets 25 that exhaust vapor, gas, and / or volatile elements (generally "vapor") from chamber 20. The chamber 20 may be further connected with a conveyor and / or dryer (not shown) for further processing of the solid material.
여과장치(10)는 슬러리(5) 및 필터미디어(8)를 함유하는 용기(13)를 포함한다. 상기 여과장치(10)는 슬러리(5)를 고상 및 액상재료로 분리하기 위한 임의의장치일 수 있다. 여과장치(10)가 가압되기 때문에, 다른 형태가 가능하다해도 원통형 또는 구형이 바람직하다. 예를 들어, 회전드럼 여과장치에 관한 미국특허 5,589,079, 5,470,473, 및 2,352,303에 기술된 바와 같이, 여과장치(10)는 가압될 수 있는 것으로, 상기 특허는 참조에 의해 본 발명의 개시에 포함된다. 슬러리(5)는 예를 들어 화학반응기 또는 촉진장치(도시하지않음)와 같은 적절한 공급원에서 여과장치(10)로 제공된다. 상기 슬러리(5)는 입구(3)를 통해 여과장치(10)내로 공급된다. 상기 입구(3)는 특정 여과장치의 디자인 및 기능에 따라 슬러리(5)를 여과장치(10)내에 주입하도록 구성 및 위치될 수 있는 것으로, 이는 공지된 바와 같다. 또한 가압 디스크 필터장치와 같은 그외 가압여과장치가 본 발명의 용도로 적절하다.Filtration device 10 includes a vessel 13 containing slurry 5 and filter media 8. The filtration device 10 may be any device for separating the slurry 5 into solid and liquid materials. Since the filtration device 10 is pressurized, a cylindrical or spherical shape is preferred, although other forms are possible. For example, as described in US Pat. Nos. 5,589,079, 5,470,473, and 2,352,303 for rotating drum filtration devices, the filtration device 10 may be pressurized, which patent is incorporated by reference in the present disclosure. Slurry 5 is provided to filtration device 10 from a suitable source such as, for example, a chemical reactor or accelerator (not shown). The slurry 5 is fed into the filtration device 10 through the inlet 3. The inlet 3 can be configured and positioned to inject the slurry 5 into the filter device 10 according to the design and function of the particular filter device, as is known. Other pressure filtration devices, such as pressure disk filter devices, are also suitable for use in the present invention.
여과장치(10)는 슬러리(5)를 고상재료 및 액상재료로 필터미디어(8)를 통하여 용이하게 분리하도록 가압된다. 상기 장치의 디자인에 따라 여과장치(10)가 가압된다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 여과장치(10)는 불활성기체와 같은 가압기체의 공급원(30)으로부터 가압된다. 여과장치(10)를 가압하는 다른 방법으로는 가압된 슬러리를 여과장치(10)내에 주입하는 방법이 있다.The filtration device 10 is pressurized to easily separate the slurry 5 through the filter media 8 into a solid material and a liquid material. The filtration device 10 is pressurized according to the design of the device. For example, referring to FIG. 1, the filtration device 10 is pressurized from a source 30 of pressurized gas, such as an inert gas. Another method of pressurizing the filtration device 10 is to inject the pressurized slurry into the filtration device 10.
상기 필터미디어(8)는 슬러리를 액상 및 고상재료로 분리한다. 필터미디어(8)는 분리된 슬러리에 따라 선택된다. 예를 들어, 필터미디어(8)는 천섬유 또는 스테인리스 스틸의 레이어(layer)가 될 수 있는 것으로 스틸 드럼의 외부표면을 둘러싸도록 제공된다. 일부 응용에서는, 필터미디어가 상승된 압력은 물론 상승된 온도에도 견딜 수 있는 것이 바람직하다. 상기에 기술된 "액상재료"는슬러리에서 분리된 액체를 말하는 것으로, 액체가 일부 떠있는 고체재료를 함유한다해도 마찬가지이다. 상기 "고상재료"는 필터미디어(8)에 의해 슬러리로부터 분리된 재료를 말하는 것으로, 예를 들면 필터미디어상에 점착된 케이크가 있다. 상기 고상재료는 예컨데 고상재료에서 분리되지않은 액체 및/또는 세척 유동액과 같은 실제 액체도 포함한다. 고상재료의 온도는 고상재료에 함유된 액체의 대기 비등점보다 높은 것이 가능하다. 뜨거운 재료가 고속으로 감압되거나, 또는 플래시된 경우, 상기 액체는 압력, 또는 압력과 온도가 낮아짐으로써 고속으로 기화한다. 예를 들어, 물을 함유하며 온도가 212°F보다 높은 가압된 고상재료가 대기압력으로 고속 감압되는 경우, 고상재료의 물은 증기를 형성하며 고속으로 기화한다. 다른 가압된, 가열된, 액체-함유 고상재료는 상기 장치를 이용하여 처리가능하다.The filter media 8 separates the slurry into liquid and solid materials. The filter media 8 is selected according to the separated slurry. For example, the filter media 8 may be a layer of cloth fibers or stainless steel provided to surround the outer surface of the steel drum. In some applications, it is desirable that the filter media be able to withstand elevated pressure as well as elevated pressure. The "liquid material" described above refers to the liquid separated from the slurry, even if the liquid contains some floating solid material. The " solid material " refers to a material separated from the slurry by the filter media 8, for example, a cake adhered to the filter media. The solid phase material also includes actual liquids such as liquids and / or wash fluids that are not separated from the solid material. The temperature of the solid material can be higher than the atmospheric boiling point of the liquid contained in the solid material. When the hot material is decompressed or flashed at high speed, the liquid vaporizes at high speed by lowering the pressure, or the pressure and temperature. For example, when a pressurized solid material containing water and having a temperature higher than 212 ° F. is rapidly depressurized to atmospheric pressure, the water of the solid material forms vapor and vaporizes at high speed. Other pressurized, heated, liquid-containing solid materials can be processed using the device.
여과장치(10)는 여과공정동안 필터미디어(8)상에 점착된 케이크상에 세척 유동액 또는 용액을 분배하는 세척장치(7)를 임의적으로 포함한다. 상기 세척 유동액은 압력을 받아 상기 케이크 또는 고상재료를 통해 필터에까지 분사될 수 있다. 상기 세척 유동액은 케이크의 잔여 수분과, 케이크의 불순물을 제거하며 및/또는 케이크에서 세척 유동액으로 액체를 제거한다. 세척 유동액은, 예를 들면, 재료가 고체출구(12)로부터 배출되기전에 아세트산을 테레프탈산 결정체에서 제거하는 데에 사용되는 물일 수 있다. 바람직한 세척장치의 예로는, 세척액을 케이크로 내보내는 헤더 스패닝(header spanning) 용기(13)가 있다. 그외 세척 유동액 및 장치가 가능하다.The filtration device 10 optionally includes a washing device 7 for dispensing the washing fluid or solution onto the cake adhered on the filter media 8 during the filtration process. The washing fluid may be injected under pressure to the filter through the cake or solid material. The wash fluid removes residual moisture in the cake, impurities in the cake and / or removes liquid from the cake with the wash fluid. The wash fluid may be, for example, water used to remove acetic acid from the terephthalic acid crystals before the material exits the solid outlet 12. An example of a preferred washing apparatus is a header spanning vessel 13 which dispenses the washing liquid into the cake. Other washing fluids and devices are possible.
상기 고상재료는 적절한 기구에 의해 필터미디어로부터 배출가능한 것으로,공지되어 있는 바와 같다. 예를 들어, 회전 원통형 필터내부에서 가압된 기체의 분사는 점착된 케이크를 필터미디어의 외부표면 및 고체출구(12)에서 밀어낼 수 있다. 이와 유사하게, 상기 케이크는 필터미디어(8)에서 스크래퍼(scraper) 또는 유사장치(도시하지 않음)를 통해 기계적으로 제거될 수 있다. 고상재료를 여과장치에서 배출하는 다른 장치가 본 발명의 범위 안에서 사용가능하다.The solid material is known to be discharged from the filter media by a suitable mechanism. For example, the injection of pressurized gas inside the rotating cylindrical filter may push the adhered cake out of the outer surface of the filter media and the solid outlet 12. Similarly, the cake may be mechanically removed from the filter media 8 via a scraper or similar device (not shown). Other devices for discharging solid material from the filtering device are usable within the scope of the present invention.
재료 이동수단(15)은 고상재료를 여과장치(10)의 고체출구(12)로부터 수취하는 입구(16)를 포함한다. 입구(16)가 여과장치(10)과 연통하기 때문에, 입구는 가압된다. 재료 이동수단(15)는 고상재료를 출구(18)로 이동시킨다. 상기 고상재료의 이동은 바람직하게는 연속적인 것으로 고상재료가 여과장치(10)와 감압챔버(20) 사이에서 단계적인 감압화 또는 압력의 균일화 하는 현상없이 입구에서 출구로 이동한다. 재료 이동수단(15)은 여과장치(10)와 감압챔버(20) 사이의 압력차를 유지하면서 고상재료가 이를 통해 연속적으로 이동되도록 한다. 도 1을 참조하면, 재료 이동수단(15)의 예를 들면 회전 밸브가 있다. 상기 회전 밸브는 복수개의 회전가능하게 장착된 베인(vane)(19)을 갖는다. 고상재료가 상기 베인들 사이에 점착되므로, 출구(18)로 이동된다. 베인(19)은 여과장치(10)과 감압챔버(20) 사이의 압력차를 유지하도록 회전 밸브의 내부표면(17)과 밀봉적으로 접촉하는 것이 바람직하다. 또한 베인(19)은 베인을 통과한 압력의 제어된 누출량을 소량 수용하므로, 필터미디어(8)상의 케이크가 변하지않으며 여과장치(10)와 감압챔버(20) 사이의 압력차가 유지된다. 그외 다른 재료 이동수단(15)이 가능하다.The material moving means 15 includes an inlet 16 for receiving solid material from the solid outlet 12 of the filtering device 10. Since the inlet 16 communicates with the filtration device 10, the inlet is pressurized. The material moving means 15 moves the solid material to the outlet 18. The movement of the solid phase material is preferably continuous and the solid phase material moves from the inlet to the outlet without the phenomenon of stepwise pressure reduction or pressure equalization between the filtration device 10 and the pressure reduction chamber 20. The material moving means 15 allows the solid material to be continuously moved through it while maintaining the pressure difference between the filtration device 10 and the pressure reduction chamber 20. Referring to FIG. 1, there is a rotating valve as an example of the material moving means 15. The rotary valve has a plurality of rotatably mounted vanes 19. The solid material sticks between the vanes and is thus moved to the outlet 18. The vanes 19 are preferably in sealing contact with the inner surface 17 of the rotary valve so as to maintain a pressure differential between the filtration device 10 and the pressure reducing chamber 20. The vanes 19 also receive a small amount of controlled leakage of the pressure through the vanes, so that the cake on the filter media 8 does not change and the pressure difference between the filtration device 10 and the decompression chamber 20 is maintained. Other material transfer means 15 are possible.
재료 이동수단(15)은 적절한 수단에 의해 작동한다. 예를 들어 도 1을 참조하면, 재료 이동수단(15)은 드라이브(40)와 베어링 장치와 구동축(41)에 의해 작동된다. 드라이브(40)의 예로는 전기모터, 연소엔진과 같이 기계적 힘을 재료 이동수단(15)에 제공하는 임의의 장치가 될 수 있다.The material moving means 15 is operated by suitable means. For example, referring to FIG. 1, the material moving means 15 is operated by the drive 40, the bearing device and the drive shaft 41. An example of drive 40 may be any device that provides mechanical force to material moving means 15, such as an electric motor, a combustion engine.
감압챔버(20)는 여과장치(10)에서 전송된 고상재료를 수취하는 고체입구(22)를 포함한다. 측면벽(24)은 고상재료가 유입 혹은 노출될 때 감압챔버(20)의 저압상태에 있게한다. 상기 챔버(20)의 낮은 압력은 거의 대기압력인 것이 바람직하나, 챔버(20)에 사용된 압력이 대기압보다 높거나 낮아도 동일하다. 감압챔버(20)는 고상재료를 챔버의 저압에 노출시킴으로써 형성된 증기를 배출하는 적어도 하나의 출구(25)를 가진다. 출구(25)는 대기에 노출되거나 또는 저장부 및/또는 재생시스템(도시하지않음)과 연결될 수 있다. 이러한 시스템들은 감압탱크(tank)(20)에서 배출되는 기체 또는 증기 액체의 재생 및 청정화를 조성한다.The decompression chamber 20 includes a solid inlet 22 for receiving solid material transferred from the filtration device 10. The side wall 24 is in a low pressure state of the decompression chamber 20 when solid material is introduced or exposed. The low pressure of the chamber 20 is preferably approximately atmospheric pressure, although the pressure used in the chamber 20 is higher or lower than atmospheric pressure. The decompression chamber 20 has at least one outlet 25 through which the vapor formed by exposing the solid material to the low pressure of the chamber. The outlet 25 may be exposed to the atmosphere or connected to a reservoir and / or a regeneration system (not shown). These systems facilitate the regeneration and purification of the gas or vapor liquid exiting the reduced pressure tank 20.
감압챔버(20)는, 임의적으로, 고상재료의 반응성을 제한하기 위해 및/또는 상기 공정을 차단하여 점화를 방지하기 위해 불활성기체와 같은 기체를 함유한다. 도 1을 참조하여 예를 들면, 감압챔버(20)는 니트로겐, 아르곤, 헬륨 또는 이산화탄소와 같은 불활성기체의 공급원(30)과 연결된다. 공지되어 있는 바와 같이, 상기 기체는 고상재료의 반응성에 따라 선택된다.Decompression chamber 20 optionally contains a gas, such as an inert gas, to limit the reactivity of the solid material and / or to block the process to prevent ignition. For example, referring to FIG. 1, the reduced pressure chamber 20 is connected to a source 30 of inert gas such as nitrogen, argon, helium or carbon dioxide. As is known, the gas is selected according to the reactivity of the solid material.
또 다른 측면에 있어서, 슬러리 여과시스템이 제공된다. 하나 이상의 여과장치(10)는 하나 이상의 재료 이동수단(15) 및 하나 이상의 감압챔버(20)와 연결된다. 도 2를 참조하여, 상기 시스템의 예를 도시한다. 공급원(1)은 슬러리(5)를 여과장치(10)에 제공한다. 공급원(1)은 화학반응기, 촉진장치, 추출장치,처리기(waste processor), 또는 고상 및 액상재료를 함유하는 슬러리를 공급하는 그외 적절한 장치를 포함한다. 각 여과장치(10)는 재료 이동수단(15)과 연결된다. 재료 이동수단(15)은 고상재료를 공통 감압챔버(20)로 이동시키는 것으로, 다수의 감압챔버(20)를 사용하는 것도 가능하다. 고상재료는 컨베이어(50)(예컨데 나선형 컨베이어 또는 고상재료를 이동시키는 그외 기계)를 매개로 감압챔버(20)에서 건조기 또는 그외 고상재료 처리장치(60)로 전달된다. 컨베이어(50) 및 장치(60)는 연속이동 및 연속공정 처리를 하는 것이 바람직하다. 컨베이어(50)의 동작비율은 동작시 고상재료의 출력률 및 슬러리 공급률에 따라 조정된다. 시스템의 그외 다른 구성이 가능하다.In another aspect, a slurry filtration system is provided. One or more filtration devices 10 are connected with one or more material moving means 15 and one or more pressure reducing chambers 20. 2, an example of such a system is shown. Source 1 provides slurry 5 to filtration apparatus 10. Source 1 includes a chemical reactor, accelerator, extraction device, waste processor, or other suitable device for supplying a slurry containing solid and liquid materials. Each filtration device 10 is connected to a material moving means 15. The material moving means 15 moves the solid material to the common pressure reducing chamber 20, and it is also possible to use a plurality of pressure reducing chambers 20. The solid material is transferred from the decompression chamber 20 to a dryer or other solid material processing device 60 via a conveyor 50 (eg, a spiral conveyor or other machine for moving the solid material). The conveyor 50 and the device 60 are preferably subjected to continuous movement and continuous process processing. The operation ratio of the conveyor 50 is adjusted according to the output rate of the solid material and the slurry supply rate during operation. Other configurations of the system are possible.
또 다른 측면에 있어서, 슬러리로부터 고상재료를 분리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 용기(13)를 갖춘 여과장치(10)를 제공하는 과정을 포함한다. 상기 용기(13)는 제 1압력상태로 유지된다. 슬러리(5)는 입구(3)를 통하여 용기(13)로 주입된다. 상기 슬러리(5)는 화학반응기, 촉진장치, 추출장치, 처리기, 또는 고상 및 액상재료를 함유하는 슬러리를 공급하는 그외 적절한 장치와 같은 적절한 공급원(1)에서 제공된다. 슬러리(5)는 필터미디어(8)를 이용하여 고상재료 및 액상재료로 분리된다. 선택적으로, 상기 고상재료가 세척될 수 있다. 그 다음 상기 고상재료는 감압챔버로 이동되면서 여과장치와 감압챔버 사이의 압력차를 유지한다. 상기 고상재료는 여과장치(10)에서 감압챔버(20)로 연속이동 또는 연속전송되는 것이 바람직한데, 이는 고상재료의 연속적인 여과 및 가공을 위함이다. 상기 고상재료는, 다른 방법이 필요한 압력균형장치없이, 감압챔버에 노출됨으로써 직접적으로 또한고속으로 감압된다. 상기 고상재료는 감압챔버에 노출될때까지 제 1압력상태로 실질적으로 유지되는 것이 바람직하다. 추가로, 고상재료는 부분적으로 감압되면서 여과장치에서 챔버로 이동된다. 상기 감압된 고상재료는 적절한 전달장치에 의해 감압챔버로부터 전달된다. 그 다음 단계로는 고상재료를 건조하는 단계 및/또는 고상재료를 추가 공정 혹은 처리되기 위한 그외 장치에 제공하는 단계가 있다.In yet another aspect, a method of separating a solid material from a slurry is provided. The method includes providing a filtration device 10 with a container 13. The vessel 13 is maintained at a first pressure state. The slurry 5 is injected into the vessel 13 through the inlet 3. The slurry 5 is provided from a suitable source 1 such as a chemical reactor, accelerator, extraction device, processor, or other suitable device for supplying a slurry containing solid and liquid materials. The slurry 5 is separated into a solid material and a liquid material using the filter media 8. Optionally, the solid material may be washed. The solid material is then moved to the decompression chamber to maintain the pressure difference between the filtering device and the decompression chamber. The solid material is preferably continuously moved or continuously transferred from the filtering device 10 to the pressure reducing chamber 20, for continuous filtration and processing of the solid material. The solid material is decompressed directly and at high speed by being exposed to a decompression chamber, without a pressure balancer requiring another method. Preferably, the solid material is substantially maintained in the first pressure state until it is exposed to the decompression chamber. In addition, the solid phase material is transferred from the filtration apparatus to the chamber with partial pressure reduction. The decompressed solid material is transferred from the decompression chamber by a suitable delivery device. The next step is to dry the solid material and / or to provide the solid material to other devices for further processing or processing.
본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것으로서, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다. 따라서 첨부된 도면 및 상기에 기술된 바는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Preferred embodiments of the present invention are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, and the like within the spirit and scope of the present invention. something to do. Accordingly, the accompanying drawings and the above description are intended to explain the present invention in detail and are not intended to limit the scope of the present invention.
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