特許 7554666 脱水機および水洗処理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】脱水機および水洗処理システム

(51)【国際特許分類】

   B01D 33/04 20060101AFI20240912BHJP

   B01D 33/048 20060101ALI20240912BHJP

   B01D 36/04 20060101ALI20240912BHJP

   C02F 11/123 20190101ALI20240912BHJP

   B05B 1/02 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

B01D33/04 A

B01D33/14

B01D36/04

C02F11/123

B05B1/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020216851

(22)【出願日】2020-12-25

(65)【公開番号】P2022102233

(43)【公開日】2022-07-07

【審査請求日】2023-11-21

(73)【特許権者】

【識別番号】521297587

【氏名又は名称】ＵＢＥ三菱セメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】中村 政登

(72)【発明者】

【氏名】中河 久典

(72)【発明者】

【氏名】上野 修

【審査官】中村 泰三

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０５５２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０５２５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０２３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１３５７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５８－１１９９９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭６０－１３０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５３０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１６１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｄ ３３／００００－８２

Ｂ０１Ｄ ３６／００－０４

Ｃ０２Ｆ １１／１２３

Ｃ０４Ｂ ７／３６－６０

Ｂ０５Ｂ １／０２－１０

Ｂ０８Ｂ ３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

濾布上に供給される対象物に係る脱水を行う脱水機であって、
走行経路上の前記濾布に対して、前記濾布上の異物を除去するための洗浄液を供給する洗浄液供給部を有し、
前記洗浄液供給部は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルを含み、前記濾布に対して全体的に前記洗浄液を散布し、
前記走行経路は、上下に重なるように設けられており、
上方の前記走行経路は、前記濾布が斜め上方に進む第１区画と、前記濾布が斜め下方に進む第２区画と、を含み、
前記１以上のノズルは、前記濾布のうち前記対象物が供給される第１面に対して前記洗浄液を散布する第１ノズルと、前記第１面に対して裏面である第２面に対して前記洗浄液を散布する第２ノズルと、を含み、
前記第１ノズルが、前記第１区画及び前記第２区画の一方の区画において、前記第１面に対して前記洗浄液を散布するように配置されており、且つ、前記第２ノズルが、前記第１区画及び前記第２区画の他方の区画において、前記第２面に対して前記洗浄液を散布するように配置されている、脱水機。

【請求項2】

前記第１ノズルが、前記第１区画において前記第１面に対して前記洗浄液を散布するように配置されており、且つ、前記第２ノズルが、前記第２区画において前記第２面に対して前記洗浄液を散布するように配置されている、請求項１に記載の脱水機。

【請求項3】

前記１以上のノズルは、前記濾布の幅方向に沿って並ぶ複数のノズルを含み、
前記複数のノズルのそれぞれが有するスプレーパターンは、円形状又は円環状であり、
前記複数のノズルは、隣り合うノズル同士の間で前記洗浄液の散布領域の一部が重なるように配置されている、請求項１または２に記載の脱水機。

【請求項4】

前記洗浄液供給部から供給された前記洗浄液を回収する洗浄液回収部と、
前記洗浄液回収部で回収した液体を固液分離する固液分離部と、
をさらに有し、
前記固液分離部において分離された液体部分の少なくとも一部を前記洗浄液として利用する、請求項１～３のいずれか一項に記載の脱水機。

【請求項5】

クリンカーダストを含む粉体と水とを配合してスラリーを調製する水洗槽と、
前記水洗槽からの前記スラリーと凝集剤とを配合する混和槽と、
前記混和槽からの前記スラリー中の分散体を沈降させて、上澄み液と濃縮物とを形成する沈殿槽と、
前記沈殿槽において形成された前記濃縮物を濾布上に供給することで、前記濃縮物に係る脱水を行う脱水機と、
を有し、
前記脱水機は、走行経路上の前記濾布に対して、前記濾布上の異物を除去するための洗浄液を供給する洗浄液供給部を有し、
前記洗浄液供給部は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルを含んで、前記濾布に対して全体的に前記洗浄液を散布し、
前記洗浄液供給部から供給されて前記濾布の洗浄に使用された後の前記洗浄液を、前記水洗槽に返送する返送ラインをさらに有する、水洗処理システムであって、
前記走行経路は、上下に重なるように設けられており、
上方の前記走行経路は、前記濾布が斜め上方に進む第１区画と、前記濾布が斜め下方に進む第２区画と、を含み、
前記１以上のノズルは、前記濾布のうち前記濃縮物が供給される第１面に対して前記洗浄液を散布する第１ノズルと、前記第１面に対して裏面である第２面に対して前記洗浄液を散布する第２ノズルと、を含み、
前記第１ノズルが、前記第１区画及び前記第２区画の一方の区画において、前記第１面に対して前記洗浄液を散布するように配置されており、且つ、前記第２ノズルが、前記第１区画及び前記第２区画の他方の区画において、前記第２面に対して前記洗浄液を散布するように配置されている、水洗処理システム。

【請求項6】

前記洗浄液は塩酸である、請求項５に記載の水洗処理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、脱水機および水洗処理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、汚泥を含む処理水から汚泥を分離除去するために、濾布を用いた脱水機が用いられている。汚泥の脱水に用いられる濾布は汚泥等の付着による目詰まりが懸念される。この点について、特許文献１では、濾布を用いて汚泥を加圧濾過することによって濾過水とスラッジとを分離するフィルタープレスにおいて、洗浄液を用いて濾布を洗浄する構成が開示されている。具体的には、特許文献１には、洗浄液流路を廃液流路に対して連結した状態で洗浄液を供給することで、濾布を洗浄することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１００６１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、濾布において発生する目詰まりを十分に解消できない可能性があり、改善の余地があった。例えば、直進ノズルなどのノズルで洗浄液を散布した場合、散布する流体の中心部に圧力がかかり、圧力の高いノズル直下の部分だけが洗浄され、濾布の当該部分だけを洗浄液が貫通、通過することで、当該箇所以外の部分の洗浄が不十分となる場合があった。

【0005】

本開示は上記を鑑みてなされたものであり、濾布の目詰まりをより効果的に防ぐことが可能な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の一形態に係る脱水機は、濾布上に供給される対象物に係る脱水を行う脱水機であって、走行経路上の前記濾布に対して、前記濾布上の異物を除去するための洗浄液を供給する洗浄液供給部を有し、前記洗浄液供給部は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルを含み、前記濾布に対して全体的に前記洗浄液を散布する。

【0007】

上記の脱水機によれば、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルによって、濾布に対して全体的に洗浄液が散布される。そのため、洗浄液によって濾布全体からの異物の除去を行うことができるため、濾布の目詰まりを効果的に防ぐことができる。

【0008】

前記１以上のノズルは、前記濾布のうち前記対象物が供給される第１面に対して前記洗浄液を散布するノズルと、前記第１面に対して裏面である第２面に対して前記洗浄液を散布するノズルと、を含む態様としてもよい。

【0009】

上記のように、濾布の第１面と第２面との両方に対して洗浄液を散布することで、例えば、濾布の内部に入り込んだ異物についても洗浄液によって除去しやすくなる。そのため、異物による濾布の目詰まりがより効果的に防がれる。

【0010】

少なくとも一部の前記ノズルを上下から挟むように前記走行経路が設けられ、前記濾布の前記走行経路に挟まれたノズルは、上方の前記走行経路に位置する濾布に対して前記洗浄液を散布する態様としてもよい。

【0011】

上記のように、ノズルを上下から挟むように濾布の走行経路が設定されている場合、ノズルが上方の走行経路に位置する濾布に対して洗浄液を散布することで、上方の濾布に対して散布した洗浄液が落下する際に下方の濾布にも散布され得る。そのため、濾布と洗浄液とが接触する機会を増やすことができ、洗浄液による濾布の洗浄効果をさらに高めることができる。

【0012】

少なくとも一部の前記ノズルよりも下方に、上下に複数の走行経路が重なるように設けられ、上方の前記走行経路に位置する濾布の上面に対して前記洗浄液を散布する態様としてもよい。

【0013】

上記のように、ノズルよりも下方に、上下に複数の走行経路が重なるように、濾布の走行経路が設定されている場合、ノズルが上方の走行経路に位置する濾布の上面に対して洗浄液を散布することで、上方の濾布に対して散布した洗浄液が落下する際に下方の濾布にも散布され得る。そのため、濾布と洗浄液とが接触する機会を増やすことができ、洗浄液による濾布の洗浄効果をさらに高めることができる。

【0014】

前記洗浄液供給部から供給された前記洗浄液を回収する洗浄液回収部と、前記洗浄液回収部で回収した液体を固液分離する固液分離部と、をさらに有し、前記固液分離部において分離された液体部分の少なくとも一部を前記洗浄液として利用する態様としてもよい。

【0015】

洗浄液回収部において回収された洗浄液を固液分離部において固液分離し、液体成分の少なくとも一部を洗浄液として利用する構成とすることで、洗浄液を再利用することが可能となり、濾布の洗浄に係るコストを抑制しながら洗浄を効率よく行うことができる。

【0016】

本開示の一形態に係る水洗処理システムは、クリンカーダストを含む粉体と水とを配合してスラリーを調製する水洗槽と、前記水洗槽からの前記スラリーと凝集剤とを配合する混和槽と、前記混和槽からの前記スラリー中の分散体を沈降させて、上澄み液と濃縮物とを形成する沈殿槽と、前記沈殿槽において形成された前記濃縮物を濾布上に供給することで、前記濃縮物に係る脱水を行う脱水機と、を有し、前記脱水機は、走行経路上の前記濾布に対して、前記濾布上の異物を除去するための洗浄液を供給する洗浄液供給部を有し、前記洗浄液供給部は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルを含んで、前記濾布に対して全体的に前記洗浄液を散布し、前記洗浄液供給部から供給されて前記濾布の洗浄に使用された後の前記洗浄液を、前記水洗槽に返送する返送ラインをさらに有する。

【0017】

上記の水洗処理システムによれば、脱水機において、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルによって、濾布に対して全体的に洗浄液が散布される。そのため、洗浄液によって濾布全体からの異物の除去を行うことができるため、濾布の目詰まりを効果的に防ぐことができる。また、脱水機における濾布の洗浄に使用された洗浄液を水洗槽に返送するための返送ラインが設けられる。このような構成とすることで、濾布の洗浄に使用した洗浄液を水洗槽においてスラリーの調製に使用することが可能である。そのため、洗浄液を濾布の洗浄以外にも活用できるため、濾布の洗浄を行いつつシステムとしての運転コストを抑制することができる。

【0018】

前記洗浄液は塩酸である態様としてもよい。上記のように、クリンカーダストを含む粉体を処理する場合、濾布に付着する異物は塩酸によって除去することが可能である。そのため、洗浄液として塩酸を用いることで、濾布の洗浄を適切に行うことができる。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、濾布の目詰まりをより効果的に防ぐことが可能な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、一実施形態に係る水洗処理システムの一例を示す構成図である。

【図2】図２は、脱水機の概略構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、脱水機の平面図の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、添付図面を参照して、本開示を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0022】

［水洗処理システム］
図１は、一実施形態に係る脱水機を含む水洗処理システム１の一例を示す構成図である。図１において、水洗処理システム１は、貯蔵部１０、水洗槽２０、混和槽３０、沈殿槽４０、脱水機７０がこの順で接続した構成を備える。

【0023】

水洗処理システム１は、粉体を処理して脱水物を回収するシステムである。処理の対象物の粉体としては、例えば、セメントキルンの排ガスから抽出されたダスト（クリンカーダスト）、または、ゴミ焼却灰が挙げられる。これらの対象物は、水溶性塩素含有化合物を含む粉体である。なお、対象物は水溶性塩素含有化合物を含む粉体に限定されず、種々の粉体を対象とすることができる。

【0024】

貯蔵部１０は、対象物の粉体を貯留する機能を有する。貯留される粉体の一部が、ラインＬ１によって水洗槽２０へ供給される。

【0025】

水洗槽２０は、貯蔵部１０から供給された粉体に対して水を加えてスラリーを調製する機能を有する。水洗槽２０は、水供給手段２１を有する。水供給手段２１による水の供給によって、スラリーの懸濁状態が調製される。水洗槽２０は、さらにｐＨ調整剤添加手段２２を有していてもよい。ｐＨ調整剤を添加することによってスラリーの溶媒である水中に溶解している成分を不溶化させ沈殿が発生させたり、分散体の凝集が促進させたりすることができる。ｐＨ調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリ、並びに、硫酸及び塩酸等の酸などであってよい。水洗槽２０によって調製されたスラリーがラインＬ２を介して混和槽３０へ送られる。

【0026】

混和槽３０は、水洗槽２０からのスラリーに対して凝集剤等を添加する機能を有する。混和槽３０は、凝集剤添加手段３１を有してもよい。凝集剤は、例えば、無機凝集剤、無機高分子凝集剤及び有機高分子凝集剤等を用いることができる。凝集剤添加手段３１によって凝集剤を添加することで、スラリーにおける沈殿および凝集体の状態を調整することができる。混和槽３０によって調製されたスラリーがラインＬ３を介して沈殿槽４０へ送られる。なお、水洗槽２０において調製されるスラリーにおける沈殿及び凝集体の状況によっては、混和槽３０は必ずしも介す必要はなく、水洗槽２０で調製されたスラリーを直接沈殿槽４０に導入してもよい。

【0027】

沈殿槽４０は、スラリーにおける沈殿物を沈降分離によって分離し回収する機能を有する。沈殿槽４０は、例えば、有底円筒状の外壁部を有する。沈殿槽４０の内側には、外壁部と同心となるように設けられた有底円筒状の内壁を有し、その底部は、中心に向かって深くなるような円錐状の形状の底面を有する。沈殿槽４０の内部には、底面に沿った形状を有するレーキ４１が配置されていてもよい。

【0028】

沈殿槽４０においてスラリー中の分散体を沈降させることで、スラリーが上澄み液と濃縮物とに分離される。スラリーの凝集状態は、例えば、沈殿槽４０に供給されるスラリーの性状（例えば、ｐＨ及び凝集剤の添加量）などによって制御することができる。沈殿槽４０がレーキ４１を有する場合、沈殿槽４０の底部付近で、レーキ４１をゆっくりと回転させることによって、スラリー中の沈殿体の濃縮を促進し、濃縮物をより均一な状態とすることができる。

【0029】

沈殿槽４０の底部に形成された濃縮物は、沈殿槽４０の底部に接続されたラインＬ４から抜き出される。ラインＬ４は、切替部６０に接続されている。また、沈殿槽４０の上部には上澄み液を排出するラインＬ５が設けられていて、上澄み液を後段の排水処理設備（図示せず）へ供給する。

【0030】

切替部６０には、ラインＬ４のほかに、脱水機７０へ接続するラインＬ６と、沈殿槽４０に接続するラインＬ７と、が設けられる。

【0031】

ラインＬ４上には測定部５０が設けられ、ラインＬ４中を流れる濃縮物における懸濁物質濃度（ＳＳ濃度）が測定部５０によって測定される。測定部５０による測定の結果、ラインＬ４中を流れる濃縮物の懸濁物質濃度が所定値（管理者が任意に設定する値）よりも高く、充分な濃縮状態にある場合には、当該濃縮物は、切替部６０からラインＬ６へ流入し、脱水機７０へ供給される。一方、ラインＬ４中を流れる濃縮物の懸濁物質濃度が所定値よりも低い場合には、切替部６０からラインＬ７へ濃縮物が供給され、ラインＬ７を経て沈殿槽４０へ返送される。なお、沈殿槽４０よりも上流においてスラリーの性状の調製を適切に行うことが可能である場合、ラインＬ７および切替部６０を省略してもよい。

【0032】

切替部６０は、ラインＬ４中を流れる濃縮物の流路をラインＬ６（脱水機７０へ供給するライン）およびラインＬ７（沈殿槽４０へ返送するライン）のいずれかに切り替えられるものであればよい。切替部６０としては、例えば、ストップバルブ、三方弁等を用いることができる。

【0033】

脱水機７０は、濾布を用いた加圧脱水によってスラリーの脱水処理を行う機能を有する。脱水機７０についての詳細は後述する。脱水機７０における加圧脱水の結果得られる脱水物（脱水ケーキという場合もある）は、ラインＬ８によって脱水機７０から排出される。一方、加圧脱水によって脱水物と分離された液体は、ラインＬ９によって脱水機７０から排出される。ラインＬ９は、固液分離部８０へ接続する。

【0034】

固液分離部８０は、脱水機７０においてスラリーの脱水処理を行った結果得られた液体中から固体（スラリーの凝集物に相当するもの）を除去する機能を有する。固液分離部８０では、例えば、フィルターを用いた濾過を行うことによって、固体と液体とを分離する。このうち液体部分の少なくとも一部は、ラインＬ１０によって、水洗槽２０へ返送してもよい。固液分離部８０によって分離された液体は、ｐＨ調整後の液体であるため、水洗槽２０内のスラリーと比べてｐＨが調整された液体である。このような液体を水洗槽２０へ返送することで、ｐＨ調整剤の添加量を減らすことができる。

【0035】

また、液体部分の少なくとも一部は、ラインＬ１０から分岐して示されているラインＬ１１を経て脱水機７０へ返送されてもよい。このとき、返送される液体部分は、後述の脱水機７０の濾布７１の洗浄における洗浄液として用いられる。

【0036】

また、固液分離部８０で分離された固体部分は、例えば、ラインＬ１２を経て脱水機７０へ返送する構成としてもよい。

【0037】

なお、固液分離部８０は、脱水機７０における濾布の洗浄処理時のみ使用する構成としてもよい。濃縮物を加圧脱水する場合、脱水機７０からラインＬ９へ排出される液体には固体成分が含まれないと想定される。このような場合には、ラインＬ９から排出された液体をそのまま水洗槽２０へ返送する構成としてもよい。詳細については後述するが、脱水機７０における濾布の洗浄処理時には、ラインＬ９から排出される液体に固体成分が含まれる可能性がある。このような場合に、固液分離部８０にお いて固液分離を行う構成とすることで、水洗槽２０への固体成分の返送を防ぐことができる。

【0038】

［脱水機］
図２および図３を参照しながら、脱水機７０について説明する。図２に示すように脱水機は濾布７１と、濾布７１を支持するプーリ７２ａ～７２ｈと、加圧ローラ７３ａ，７３ｂと、被処理物供給部７４と、脱水物回収部７５と、液体回収部７６（洗浄液回収部）と、を有する。さらに、脱水機７０は、洗浄時に使用する洗浄液供給源８１と、洗浄液を供給する洗浄液供給部８２，８３を有する。洗浄液供給部８２，８３はそれぞれ複数のノズルを含んで構成される。

【0039】

濾布７１は、表面にスラリーの濃縮物を供給した際に、固定成分が表面に残存可能であり且つ液体成分が通過可能な程度の厚さおよび通気性を有する。加圧脱水の対象となるスラリーの特性に応じて、濾布７１の材料の種類、厚さ、通気性等が選択され得る。

【0040】

プーリ７２ａ～７２ｈは、濾布７１を支持するとともに、濾布７１を回転させる機能を有する。プーリ７２ａ～７２ｈの一部（例えば、プーリ７２ｆ）は、濾布７１を移動させるドライブプーリであり、そのほかのプーリは、ドライブプーリによって移動する濾布７１を支持するプーリとして機能する。プーリの配置は、脱水機７０の構成等によって適宜変更され得る。なお、図２に示す脱水機７０では、ドライブプーリによって、濾布７１が矢印Ａ方向に移動するとする。

【0041】

プーリ７２ａ～７２ｈの配置によって濾布７１の環状の走行経路が規定されている。脱水機７０の場合、濾布７１の走行経路は、側面から脱水機７０を見た際に環状の走行経路が形成されている状態であるといえる。すなわち、上方の走行経路では、矢印Ａ方向に濾布が移動すると規定をした場合、下方の走行経路では、矢印Ａに対して逆方向に濾布が移動する。平面視において、上方における濾布７１の走行経路と下方における濾布７１の走行経路とが重なるように設定されている。また、濾布７１の幅方向（移動方向に対して直交する方向）主面が水平となるようにプーリ７２ａ～７２ｈが配置されている。なお、プーリ７２ａ～７２ｈは、濾布７１が進行方向に沿って傾斜し得るように配置されている場合もある。

【0042】

加圧ローラ７３ａ，７３ｂは、濾布７１を挟んだ状態でプーリの一部と対向配置し、濾布７１を加圧する機能を有する。図２に示す例では、加圧ローラ７３ａはプーリ７２ａと対向し、加圧ローラ７３ｂはプーリ７２ｄと対向している。この状態で、加圧ローラ７３ａ，７３ｂは、それぞれプーリ７２ａ，７２ｄへ向かう方向に加圧されるため、間に挟まれる濾布７１が圧力を受けることになる。

【0043】

被処理物供給部７４は、脱水の対象となる被処理物を濾布７１上に供給する機能を有する。脱水機７０では、プーリ７２ａ，７２ｂ間に被処理物供給部７４が設けられ、濾布７１の上方から、濾布７１表面へ向けて被処理物であるスラリーの濃縮物が供給される。なお、濾布７１において、被処理物供給部７４から被処理物が供給される主面を第１面とし、その裏面側であり、プーリ７２ａ～７２ｈと接触する面を第２面という場合がある。

【0044】

脱水物回収部７５は、濾布７１表面に供給された被処理物の脱水物を回収する機能を有する。濾布７１の回転によって、脱水物は脱水物回収部７５へ落下する。脱水物回収部７５は、中央が凹んでいるため、落下した脱水物はより凹んでいるほうへ移動する。このように、脱水物回収部７５に落下して回収された脱水物は、ラインＬ８によって脱水機７０から排出される。

【0045】

液体回収部７６は、濾布７１表面に供給された被処理物から分離された液体を回収する機能を有する。濾布７１上にスラリーの濃縮物が供給されると、重力によって濃縮物中の液体が落下する。また、加圧脱水によっても濃縮物から液体が分離され落下する。落下した液体は液体回収部７６において回収される。液体回収部７６は、中央に形成される凹部に向けて壁面が傾斜した形状とされるため、落下した液体は壁面を伝って凹部へ移動する。液体回収部７６において回収された液体は、ラインＬ９によって脱水機７０から排出される。

【0046】

上記の脱水機７０では、濾布７１は、矢印Ａ方向へ回転する。このとき、被処理物供給部７４から濾布７１の表面へ供給された濃縮物は、濾布７１の移動に伴って矢印Ａ方向へ移動する。このとき、プーリ７２ａ～７２ｂ間は、進行方向に移動するにつれて濾布７１が上方へ向かう所謂上り坂の傾斜となっている。また、プーリ７２ｂ～７２ｄ間は、進行方向に移動するにつれて濾布７１が下方へ向かう所謂下り坂の傾斜となっている。このプーリ７２ａ～７２ｄを移動する間は、重力による濾過が行われることで、濾布７１上の濃縮物中の水分が一部落下する。プーリ７２ａ～７２ｄを移動する間に濾布７１から落下した液体は、液体回収部７６において回収される。また、濾布７１は、プーリ７２ｄと加圧ローラ７３ｂによって加圧される。このとき、濾布７１上の濃縮物が加圧ローラ７３ｂによる押圧を受けて加圧脱水される。この結果、プーリ７２ｄと加圧ローラ７３ｂとの間を通過した後は、濃縮物が加圧脱水された脱水物が濾布７１表面に残存する。濾布７１表面の脱水物は、プーリ７２ｄに沿って濾布７１が回転する際に、濾布７１から分離して落下し、脱水物回収部７５に回収される。なお、濾布７１と脱水物とを分離するためのスクレイパー等が設けられていてもよい。

【0047】

脱水物が落下した後の濾布７１は、スラリーの濃縮物が供給される面が下面になった状態で、プーリ７２ｄ，７２ｅ，７２ｆ，７２ｇ，７２ｈ，７２ａの順にプーリを辿って移動し、プーリ７２ａと加圧ローラ７３ａとによって挟まれる領域を通った後に、被処理物供給部７４の下方に戻る。

【0048】

なお、プーリ７２ａ～７２ｈによって形成される濾布７１の移動経路（循環経路）は、プーリ７２ａ，７２ｄに対して上方になる領域と、プーリ７２ａ，７２ｄに対して下方になる領域とを含んでいてもよい。また、平面視において、プーリ７２ａ，７２ｄに対して上方における濾布７１の移動経路と、プーリ７２ａ，７２ｄに対して下方における濾布７１の移動経路と、は互いに重なるように形成されていてもよい。

【0049】

［脱水機における濾布の洗浄について］
次に、脱水機７０における濾布７１の洗浄に使用する洗浄液供給源８１および洗浄液を供給する洗浄液供給部８２，８３について説明する。

【0050】

濾布７１を洗浄するための構成として、スラリーの濃縮物の加圧脱水を行っていない時間帯に濾布７１に対して洗浄液を吐出することで、濾布７１に付着したまたは入り込んだ異物（スラリーに由来する固体）を除去する。そのために、洗浄液供給源８１から供給される洗浄液が洗浄液供給部８２，８３から濾布７１に対して吐出される。

【0051】

洗浄液供給源８１は、洗浄液を貯留する機能を有する。洗浄液としては、酸性の液体を用いることができる。ただし、スラリーの種類等によっても洗浄液として選択すべき液体の種類が異なり得る。例えば、スラリーがセメントキルンの排ガスから抽出されたダストを含んでいる場合には、ダスト由来の異物が濾布７１に付着することが想定される。ダストにはカルシウムが多く含まれているため、洗浄液として塩酸を含む液体を用いることによって、カルシウム成分を水溶性の塩化カルシウムとして除去することが可能となる。逆にダスト由来の異物の場合には、洗浄液として硫酸を用いると、硫酸カルシウムが生成され、濾布７１およびその他の配管を目詰まりさせる可能性がある。このように付着する異物の種類を考慮して洗浄液を選択することで、洗浄液による洗浄効果を高めることができる。

【0052】

洗浄液供給源８１に貯留される洗浄液は配管８５を介して洗浄液供給部８２，８３へ供給される。配管８５には、開閉状態を切り替えるバルブ８６，８７等が設けられてもよい。また、配管８５には、固液分離部８０からの液体部分を返送するラインＬ１１（図１参照）が接続されていてもおい。また、ラインＬ１１には、配管８５との接続位置よりも前段にバルブ８８が設けられていてもよい。

【0053】

図３に示すように、洗浄液供給部８２は、洗浄液供給管８２１と、洗浄液供給管８２１に対して取り付けられた複数のノズル８２２とを含んで構成される。洗浄液供給管８２１は、濾布７１の上方であって且つ、加圧ローラ７３ａとプーリ７２ｂとの間に設けられる。また、洗浄液供給管８２１は、濾布７１の移動方向（矢印Ａ方向）に対して交差する方向（例えば、直交する方向）に延びている。また、洗浄液供給管８２１には、所定の間隔で複数のノズル８２２が設けられている。ノズル８２２は、洗浄液供給管８２１の下方に取り付けられ得る。ノズル８２２は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する。そのため、図３に示すように、複数のノズル８２２のそれぞれから散布される洗浄液の散布領域Ｗは、ノズル８２２よりも大きくなる。また、隣接するノズル８２２から散布される洗浄液の散布領域Ｗ同士が互いに重なるようにノズル８２２が配置されていてもよい。複数のノズル８２２によって、濾布７１の幅方向（矢印Ａ方向に対して直交する方向）の全体にわたって洗浄液が散布される構成としておくと、濾布７１が矢印Ａ方向に移動することで、濾布７１全体について洗浄液を散布することができる。

【0054】

ノズル８２２の開き角度は、ノズル８２２の先端形状等によって設定され得る。つまり、ノズル８２２として開き角度が６０度以上のものを採用することによって、ノズル８２２から洗浄液を広範囲に散布することができる。また、ノズル８２２は開き角度が６０度以上のスプレーパターンであり、且つ、流量分布が均等分布または環状分布である構成を選択することができる。流量分布は、ノズル８２２からの洗浄液の噴霧高さおよび噴霧圧力によって調整し得る。したがって、濾布７１の表面（散布面）に対する流量分布が均等となるように、ノズル８２２の選択・配置を調整してもよい。一例として、図３に示す散布領域Ｗは、ノズル８２２によるノズルパターンが円形状である状態を示しているが、ノズルパターンが円環状となっていてもよいし、円形とは異なる形状とされていてもよい。複数のノズル８２２によって、濾布７１に対して全体的に（特に、濾布７１の進行方向に対して直交する幅方向に沿って全体的に）洗浄液が散布され得る。なお、ノズル８２２の開き角度は７０度以上であってもよく、１２０度以下であってもよい。開き角度が大きい場合、より洗浄液を広範囲に散布することができるが、開き角度を１２０度以下とすることで、濾布７１に対して洗浄液が疎らに付着することを防ぐことができる。

【0055】

さらに、洗浄液供給管８２１は、洗浄液供給管８２１の中心を軸心として回動可能である。その結果、洗浄液供給管８２１に取り付けられたノズル８２２についても軸心を中心として回動（回転）可能とすることができ、洗浄液供給管８２１を回動（回転）させることで、ノズル８２２による洗浄液の散布方向を変更することもできる。

【0056】

洗浄液供給部８３は、濾布７１の裏面側（下面側）に配置される。洗浄液供給部８３は、洗浄液供給管８３１と、洗浄液供給管８３１に対して取り付けられた複数のノズル８３２，８３３とを含んで構成される。

【0057】

洗浄液供給管８３１は、濾布７１の下方であって、且つ、プーリ７２ｂとプーリ７２ｃとの間に設けられる。洗浄液供給管８３１は、濾布７１の下方において、濾布７１の移動方向（矢印Ａ方向）に対して交差する方向（例えば、直交する方向）に延びている。また、洗浄液供給管８３１には、所定の間隔で複数のノズル８３２が設けられている。ノズル８３２は、ノズル８２２と同様に開き角度が６０度以上とされ、且つ、ノズルパターンも同様とされる。

【0058】

また、洗浄液供給管８３１には、所定の間隔で複数のノズル８３３が設けられている。ノズル８３３は、ノズル８３２とは別の方向に延びる。ノズル８３３についても、ノズル８３２と同様に開き角度が６０度以上とされ、且つ、ノズルパターンも同様とされる。そのため、ノズル８３２，８３３についても、ノズル８２２と同様にノズルの口径と比べて広範囲に洗浄液を散布することができる。

【0059】

ノズル８３２，８３３は、それぞれ洗浄液供給管８３１の延在方向に沿って複数設けられ、洗浄液供給管８３１の中心を軸心として互いに異なる方向に設けられている。また、洗浄液供給管８３１は、洗浄液供給管８３１の中心を軸心として回動可能である。その結果、洗浄液供給管８３１に取り付けられたノズル８３２，８３３についても、軸心を中心として回動（回転）可能とすることができる。洗浄液供給管８３１を回動（回転）させることで、ノズル８３２，８３３による洗浄液の散布方向を変更することもできる。そのため、ノズル８３２，８３３によって、洗浄液供給管８３１よりも上方の濾布７１および下方の濾布７１の両方に対して洗浄液を散布することができる。

【0060】

なお、ノズル８２２は、図２に示すように、その下方に、上下に複数の走行経路が重なるように設けられている。また、ノズル８３２，８３３については、これらを上下から挟むように濾布の走行経路が設けられている。

【0061】

洗浄液供給部８２は、濾布７１の上方に設けられるため、開き角度６０度以上のノズル８２２から吐出された洗浄液は、ある程度分散した状態で濾布７１上に落下し得る。一例として濾布７１の幅が２．７ｍである場合に、洗浄液供給管８２１が濾布７１から３００ｍｍ上方に配置され、ノズル８２２間の間隔を２０ｍｍとすることができる。なお、洗浄液供給管８２１と濾布７１との距離は適宜変更可能であってもよい。例えば、洗浄液供給管８２１は、洗浄液供給管８２１と濾布７１との距離が変更可能となるように駆動可能な支持部材によって支持されていてもよい。また、濾布７１に対して洗浄液が十分に散布されるように、ノズル８２２から吐出される洗浄液の吐出速度等も調整可能であってもよい。さらに、ノズル８２２による洗浄液の出射方向（中心軸方向）と、濾布７１とのなす角も調整可能であってもよい。例えば、図２に示す例では、傾斜しながら移動する濾布７１に対してノズル８２２の中心軸が垂直に交差するように、ノズル８２２の先端が傾いた状態を示している。このように、ノズル８２２からの洗浄液の出射方向を濾布７１の表面に対して変更可能としてもよい。

【0062】

一方、洗浄液供給部８３は、濾布７１の下方に設けられるため、開き角度６０度以上のノズル８３２，８３３から吐出された洗浄液が濾布７１に対して十分分散した状態で、散布されるように、ノズル８３２，８３３の位置および傾きが調節されていてもよい。また、濾布７１に対して洗浄液が十分に散布されるように、ノズル８３２，８３３から吐出される洗浄液の吐出速度等も調整され得る。一例として濾布７１の幅が２．７ｍである場合に、洗浄液供給管８３１は、それぞれ濾布７１から４００ｍｍ下方に配置され、ノズル８３２間およびノズル８３３間の間隔をそれぞれ２００ｍｍとすることができる。なお、洗浄液供給管８３１と濾布７１との距離についても適宜変更可能であってもよい。また、ノズル８３２，８３３による洗浄液の出射方向（中心軸方向）と、濾布７１とのなす角も調整可能であってもよい。

【0063】

なお、各ノズル８２２，８３２，８３３までの配管構成は図２，３に示す構成に限定されない。例えば、洗浄液供給源８１から洗浄液供給部８２，８３のそれぞれにむけてそれぞれ独立した配管を設けてもよい。この場合、各ノズル８２２，８３２，８３３と濾布７１との距離または位置関係に応じて、各ノズル８２２，８３２，８３３からの洗浄液の吐出速度を個別に調整することができる。

【0064】

また、図３では、洗浄液供給管８２１，８３１は、それぞれ一方側のみ配管８５と接続された状態を示しているが、例えば、洗浄液供給管それぞれの他方の端部から余剰の洗浄液を洗浄液供給源８１へ返送可能な循環経路を形成していてもよい。

【0065】

脱水機７０では、洗浄液供給源８１および洗浄液供給部８２，８３を有していることで、加圧脱水後の濾布７１を洗浄することが可能である。具体的には、濾布７１を矢印Ａ方向に移動させながら、洗浄液供給管８２１，８３１のノズル８２２，８３２，８３３を用いて濾布７１に対して洗浄液を散布することで、濾布７１に付着している異物が除去される。上述のように、異物に対応した洗浄液を選択した場合、例えば洗浄液と異物との化学反応によって異物が溶解しやすい状態となる。また、溶解しない条件であっても、洗浄液が濾布７１に散布されることで、洗浄液と共に異物が濾布７１から落下しやすい状態となる。濾布７１から落下した液体および異物は、液体回収部７６において回収される。洗浄液供給管８２１，８３１のノズル８２２，８３２，８３３が設けられる位置は、加圧脱水前の濾布７１が移動する領域であり、濾布７１からの液体が重力により落下する区間と同じである。したがって、この領域で洗浄液と共に落下した異物についても、液体回収部７６において回収される。

【0066】

洗浄液供給管８２１，８３１のノズル８２２，８３２，８３３から吐出された洗浄液は、プーリ７２ａ～７２ｄ間の濾布７１に対して散布された後に、下方へ落下する。すなわち、洗浄液供給管８２１，８３１のノズル８２２，８３２，８３３から吐出された洗浄液は、プーリ７２ａ～７２ｈによって形成された循環経路のうち、図示上方の経路を移動する濾布７１に対して散布される。その後、洗浄液は重力によって下方に落下する。この際に、洗浄液は、例えば、プーリ７２ａ～７２ｈによって形成された循環経路のうち、図示下方の経路を移動する濾布７１上に落下し得る。上述のように、平面視において、プーリ７２ａ，７２ｄに対して上方における濾布７１の移動経路と、プーリ７２ａ，７２ｄに対して下方における濾布７１の移動経路と、は互いに重なるように形成されている場合、上方の濾布７１に対して散布された洗浄液が下方へ落下すると、濾布７１に対しても散布されることになる。このため、ノズルから吐出された洗浄液は、濾布７１に対して互いに異なる位置で２度散布されることになる。

【0067】

なお、液体回収部７６において回収された洗浄液をラインＬ９によって脱水機７０から排出し、固液分離部８０において分離する構成とすることで、洗浄液と触れた際に固体状態のまま落下した異物についても、洗浄液中から除去することができる。また、洗浄液が塩酸等の酸性液体である場合、固液分離部８０において固液分離した後の液体部分について、ラインＬ１０を経て水洗槽２０へ返送することで、ｐＨ調整剤として利用することができる。水洗槽２０において投入すべきｐＨ調整剤の分量に応じて、ラインＬ１０によって返送する洗浄液の分量は調整される。また、固液分離部８０において固液分離した後の液体部分は、ラインＬ１１を経て洗浄液の配管８５に供給することで、洗浄液として再利用する構成としてもよい。このような構成とした場合、固液分離後の液体部分のみが洗浄液として利用されるため、洗浄液に異物が含まれることによる配管・ノズル等の閉塞のリスクも低減される。なお、水洗槽２０または配管８５に返送しない洗浄液は、ラインＬ１０とは別のラインを用いて系外に排出する構成としてもよい。

【0068】

［作用］
本実施形態に係る脱水機７０によれば、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズル（例えば、ノズル８２２，８３２，８３３）によって、濾布７１に対して全体的に洗浄液が散布される。そのため、洗浄液によって濾布７１全体からの異物の除去を行うことができるため、濾布の目詰まりを効果的に防ぐことができる。

【0069】

従来から濾布を用いた脱水機では、脱水処理を行った後の濾布の目詰まりを防ぐための検討が行われている。一例としては、濾布へ対象物（スラリー等）を供給する経路を利用いして洗浄液を供給することが検討されている。しかしながら、濾布の一部に対してのみ洗浄液を供給した場合、洗浄状態が濾布上でバラつく可能性がある。濾布はスラリー等を保持できる程度に頑強であり且つ液体透過性が調整されているため、例えば、濾布の一部領域において洗浄によって異物が除去されてしまうと液体透過性が高くなった当該領域のみを液体が通過するようになり、十分な洗浄ができず目詰まりが解消されない可能性がある。また、液体の移動に偏りが生じることで濾布による脱水性能についても偏りが生じる可能性があった。これに対して上記の脱水機７０では、濾布７１に対して全体的に洗浄液が散布される構成を有するため、上記のような濾布７１の洗浄に関する偏り等を抑制することができるため、濾布７１の目詰まりを防ぐことができ、濾布７１をより長期間利用することが可能となる。

【0070】

また、脱水機７０では、ノズル８２２から濾布７１の第１面（濃縮物が供給される面）に対して洗浄液が散布され、ノズル８３２，８３３から第２面（第１面に対する裏面）に対して洗浄液が散布される。すなわち、濾布７１の両方の主面に対して洗浄液が散布される。このような構成とすることで、例えば、濾布の内部に入り込んだ異物についても洗浄液によって除去しやすくなる。そのため、異物による濾布の目詰まりがより効果的に防がれる。

【0071】

また、脱水機７０では、ノズル８３２，８３３を上下から挟むように濾布７１の走行経路が設けられている。また、濾布７１の走行経路に挟まれたノズル８３２，８３３は、上方の走行経路に位置する濾布に対して洗浄液を散布している。このような構成とすることで、上方の濾布７１に対して散布した洗浄液が落下する際に下方の濾布７１にも散布され得る。そのため、濾布７１と洗浄液とが接触する機会を増やすことができ、洗浄液による濾布７１の洗浄効果をさらに高めることができる。

【0072】

一方、ノズル８２２は、その下方に、濾布７１に係る複数の走行経路が上下に重なるように設けられている。また、ノズル８２２は、上方の走行経路に位置する濾布７１の上面に対して洗浄液を散布する。このような構成とすることで、上方の濾布７１に対して散布した洗浄液が落下する際に下方の洗浄液にも散布され得る。そのため、濾布７１と洗浄液とが接触する機会を増やすことができ、洗浄液による濾布７１の洗浄効果をさらに高めることができる。

【0073】

また、上記の水洗処理システム１では、脱水機７０の洗浄液供給部８２から供給された洗浄液を回収する洗浄液回収部としての液体回収部７６と、液体回収部７６で回収した液体を固液分離する固液分離部８０と、がさらに設けられる。また、固液分離部８０において分離された液体部分の少なくとも一部を洗浄液として利用してもよい。このような構成とすることで、洗浄液を再利用することが可能となり、濾布の洗浄に係るコストを抑制しながら洗浄を効率よく行うことができる。なお、固液分離部８０は、脱水機７０内に設けられていてもよい。この場合、脱水機７０が固液分離部８０としての機能を有していることになる。

【0074】

また、上記の水洗処理システム１は、クリンカーダストを含む粉体と水とを配合してスラリーを調製する水洗槽２０と、水洗槽２０からのスラリーと凝集剤とを配合する混和槽３０と、混和槽３０からのスラリー中の分散体を沈降させて、上澄み液と濃縮物とを形成する沈殿槽４０と、沈殿槽４０において形成された濃縮物を濾布７１上に供給することで、濃縮物に係る脱水を行う脱水機７０と、を有する。ここで、脱水機７０は、走行経路上の濾布７１に対して、濾布７１上の異物を除去するための洗浄液を供給する洗浄液供給部８２を有し、洗浄液供給部８２は、開き角度が６０度以上のスプレーパターンによって濾布７１に対して全体的に洗浄液を散布する１以上のノズルを含む。また、洗浄液供給部８２から供給されて濾布７１の洗浄に使用された後の洗浄液を、水洗槽２０に返送する返送ラインとしてもラインＬ１０をさらに有してもよい。上記の水洗処理システム１によれば、脱水機７０において、開き角度が６０度以上のスプレーパターンを有する１以上のノズルによって、濾布７１に対して全体的に洗浄液が散布される。そのため、濾布７１の目詰まりを効果的に防ぐことができる。また、脱水機７０における濾布の洗浄に使用された洗浄液を水洗槽２０に返送するための返送ラインが設けられる。このような構成とすることで、濾布７１の洗浄に使用した洗浄液を水洗槽２０においてスラリーの調製に使用することが可能である。そのため、洗浄液を濾布の洗浄以外にも活用できるため、濾布の洗浄を行いつつシステムとしての運転コストを抑制することができる。

【0075】

なお、洗浄液は塩酸である態様としてもよい。クリンカーダストを含む粉体を処理する場合、濾布７１に付着する異物は塩酸によって除去することが可能である。そのため、洗浄液として塩酸を用いることで、濾布７１の洗浄を適切に行うことができる。

【0076】

［変形例］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。

【0077】

例えば、水洗処理システム１における各部の構成は適宜変更することができる。例えば、水洗槽２０、混和槽３０および沈殿槽４０の構成は、処理対象の粉体の種類等に応じて適宜変更することができる。

【0078】

また、脱水機７０の構成についても適宜変更することができる。例えば、脱水機７０における濾布７１の走行経路の設計は適宜変更され得る。また、被処理物供給部７４、および、洗浄液供給部８２，８３の配置についても適宜変更される。また、脱水機７０は、所謂一枚濾布型の脱水機に限定されない。上記実施形態で説明した構成は、例えば、フィルタープレス型またはベルトプレス型の脱水機にも適用ができる。

【0079】

洗浄液供給部８２，８３のノズルの数は、ノズルの特性に応じて適宜変更することができる。また、ノズルの開き角度、ノズルパターンは、複数のノズルそれぞれについて互いに異なっていてもよい。

【0080】

また、ノズル８３２，８３３は、それぞれ、濾布７１の幅方向（矢印Ａ方向に対して直交する方向）の全体にわたって洗浄液が散布されるように配置されているが（図３参照）、ノズル８３２，８３３のように、同一面に対して洗浄液を散布するノズルが配置される洗浄液供給部が濾布７１の移動方向に沿って複数設けられる場合、複数の洗浄液供給部（ノズル）からの洗浄液の散布の結果、濾布７１の幅方向（矢印Ａ方向に対して直交する方向）の全体にわたって洗浄液が散布される構成であってもよい。

【符号の説明】

【0081】

１…水洗処理システム、１０…貯蔵部、２０…水洗槽、２１…水供給手段、２２…ｐＨ調整剤添加手段、３０…混和槽、３１…凝集剤添加手段、４０…沈殿槽、４１…レーキ、５０…測定部、６０…切替部、７０…脱水機、７１…濾布、７２ａ～７２ｈ…プーリ、７３ａ，７３ｂ…加圧ローラ、７４…被処理物供給部、７５…脱水物回収部、７６…液体回収部、８０…固液分離部、８１…洗浄液供給源、８２，８３…洗浄液供給部、８５…配管、８２２，８３２，８３３…ノズル。

【図1】

【図2】

【図3】