JPS589685B2 - 粒状「ろ」過媒体から成る「ろ」過床を用いて流体から粒子を「ろ」過する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 転換床即ち半流動床はそれ自体知られている。

発明者は以前に、床を形成している流体と固体粒子との
間の相互作用に関する化学的反応と物理的な流体一固体
接触過程を含むこのような床の作動方法の特許を得た（
１９６８年３月１９日発行、ろａｎ及びＷｅｎ による
米国特許第３３７４０５２号参照）。

一般に、流動体化され得る固体粒子から成る如何なる床
も、発明者による上記特許第３３７４０５２号に記載の
方法で転換床即ち半流動床として使用し得る。

発明者による上記先行特許には、転換床を作動するため
の装置システムも又記載されている。

この装置は、円筒状床部を形成する垂直方向に伸延する
カラムを有しており、前記円筒状床部はデイストリビュ
ータプレート又は流体（気体又は液体）を床の底部に導
入するための他の手段の上方に支持されている。

床の頂部は、上方移動し得る有孔プレートにより制止さ
れており、この有孔プレートは典型的にはふるい板であ
る。

床において生じる流動体化量は流動体化が零の場合（固
定床）からふるい板を上昇又は下降させることによる全
流動体化までの範囲に及び、この場合、流体は床の最小
流動体化速度よりも大きい流速で導入される。

最大流動体化速度よりも小さい一定の流動体化速度にお
いて、ふるい板は、床全体が実質的に固定される点まで
下降され得る。

次にふるい板を徐々に上昇させることにより、床の最下
端部が先ず流動体化され、ふるい板の上昇が持続するに
つれて、床の流動体化される部分が次第に増加する。

同時に、ふるい板の下側に近い床の固定部は、逐にふる
い板が拘束力を作用させず床全体が流動体化される状態
に達する迄、徐々に小さくなって行く。

ふるい板が流動床の上方に上昇してふるい板と流動床と
の間にフリーボード空間を形成すると、標準流動床の作
動の場合と同様に、床全体が流動体化される。

この状態における唯一の制限は、最大流動化速度即ち床
がもはや床として維持され得す、上表面に近い床の粒子
が流体化作用をする流体と共に運び去られる点まで床が
膨脹するような速度を、流体速度が越えてはならないこ
とである。

これらのパラメータとそれを算定及び／又は実験的に測
定する方法とは、流動床の作動技術分野において良く知
られている。

これまで、転換床を、気体又は液体中に浮遊している細
かい粒子の除去の如き、ろ過処理に利用することは提案
されていない。

粒状ろ過媒体の多孔床は一般にろ過処理に用いられてい
るが、徐々に寸法が小さくなる固定床はこのようなろ過
処理に対し何らかの価値を有することは認識されていな
かった。

何故ならば、床の寸法が小さくなるにつれて、ろ過力も
又小さくなると考えられていたからである。

しかしながら、転換床即ち半流動床の場合に可能な如く
、ろ過床の固定部をこの床の流動部と関連させて用いる
と、独得の利点が得られる。

ろ過サイクル中に、渥過された粒子の大部分は、寸法が
増大する流動床部内に保持されるが、床全体が流動体化
されると、前記粒子は床から放出される気体又は液体と
共に運び去られる。

ろ過された粒子の「ケーキ」が固定床部の底部に集積さ
れるにつれて、この「ケーキ」は流動床部の上方への成
長により砕解され、これによってろ過された粒子は床の
流動媒体と共に循環する。

更に、固定床部を横断する圧力底下は比較的均一に維持
され得る。

この新規なろ過方法は、ろ過が困難な場合に特に適用し
得る。

例えば本発明方法は、石炭及び／又はオイル転換リアク
タ（気化装置、燃焼装置等）の発生気体即ち気体生成物
から０．５〜５０ミクロンの範囲の粒子を除去する場合
の如き、ホットガスクリーニングに使用され得る。

不溶性の灰分と鉱物分とは石炭の水素添加と溶解とから
得られ、これは今や上記のような工程における、大いに
費用を節約する処理方法を提供する。

この方法は都市水道水のろ過の如き、より一般的な用途
に適用しても有利であり、この場合には、例えば連続フ
ィルタからのろ液の最終処理又は第１又は第２沈澱タン
クよりのオーバーフローから細菌や懸濁ＢＯＤを除去す
る際に、固定床フィルタが今や使用されている。

本発明方法により、ろ過床を横断する圧力低下が小であ
ることと液体速度が比較的大であることとの結合が可能
となり、従って転換床は、従来の固定床フィルタの場合
よりもより効果的で且つ効率の高い、廃水から微細懸濁
物質を除去するための手段となり得る。

現在使用されているろ過方法よりも優れた重要な利点を
示す本発明方法の他の利点に関しても考察されている。

そのような用途には、空気ろ過、煙突ガスの浄化、ポリ
マ溶融物のろ過、下水ろ過及び他の困難なろ過が含まれ
る。

次に本発明を添付図面を参照して説明する。

本発明を実施するための好ましい装置は知られており、
発明者の先行特許である米国特許第３３７４０５２号に
詳述されている。

この特許の開示は、参考として本明細書に含まれる。

本出願の図面に線図で示した装置は、米国特許第３３７
４０５２号に示された装置と類似している。

装置は垂直方向に伸延する円筒状カラム１０を有してお
り、このカラム１０が円柱状の内部空間１１を形成して
いる（第１図参照）。

空間１１の下部内には、粒状ろ過媒体の床１２が設けら
れており、この床は、複数個の流体供給口１４を有する
デイストリビュータプレート１３上に支持されている。

供給口１４は好ましくはデイストリビュータプレートを
横断する全ゆる方向に均一なバタンで分布している。

供給口１４は流動体化用気体又は液体をろ過媒体床１２
に導入する。

流動体化用気体又は液体を導入するために、他の流動体
化用物質供給手段を用いてもよい。

デイストリビュータプレート１３の下方に包囲チャンバ
１５が設けられている。

チャンバ１５の壁１６は円錐形状を有してもよく、従っ
て円錐状フローレギュレータとして作用する。

チャンバ１５の下端は流体供給導管１７に連結されてい
る。

床１２の上方には、床の上表面を押圧するふるい板１８
又は他の有孔版手段が設けられている。

ふるい板１８には多数個の孔１９が設けられており、こ
れらの孔はふるい板１８の全表面にわたって分布してい
るのが好ましい。

ふるい板１８を選択的に昇降させるための手段が設けら
れている。

図示されている如く、且つ米国特許第３３７４０５２号
により詳細に記載されている如く、垂直方向に伸延して
いるラックパー２０の下端は、スリーブ２１を介して板
１８の中央に連結されていてもよい。

バー２０とスリーブ２１内の開口部とは正方形又は長方
形の断面を有し、且つバー２０の少なくとも上部の一方
側に歯２２が設けられていると便利である。

カラム１０の上端はカバープレート２３により閉鎖され
ており、ラックパー２０はカバープレート２３内の中央
開口部を介してこのカバープレートの上方に突出してい
る。

駆動機構がバー２０の突出部に連結されており、この機
構は、ラックパー２０の歯と係合する歯を有するピニオ
ン２４を含んでいる。

このピニオン２４は、電気モータ２６に接続されたシャ
フト２５により駆動される。

モータ２６を手動的又は自動的に作動させるための適当
な制御装置（図示せず）を設けてもよい。

図の如く、排出用導管２７がカバー２３内の開口部に迄
伸延している。

又は、カラム１０の上部の側壁に排出用導管を設けても
よい。

床１２の内部及び床１２を横断する圧力状態を検査し得
るべく、一連の圧力ゲージ２８が設けられており、これ
らのゲージ２８はカラム１０の側壁を通って伸延する適
当な圧カタツプに接続されている。

図の圧力ゲージは手動操作用に設計されているが、装置
の自動的変形例においては、これよりも複雑な圧力感知
記録装置が用いられる。

第１図はろ過の開始時に用いられ得る状態を示している
。

床１２は完全に沈澱即ちパックされており、板１８は床
の上表面と緊密に接触すべく下降されている。

従って、ろ過されるべき粒子を含有する流体がプレート
１３を介して床に導入される際、床全体は固定状態且つ
非流動状態である。

涙過すべき気体又は液体を圧力下で導管１７に供給し円
錐状フローレギュレータ１６内に送り且つデイストリビ
ュータプレートの供給口１４を通過させるために、この
流体用の適当なポンプを使用することは理解されるであ
ろう。

理解されるように、ろ過媒体をデイストリビュータプレ
ートとふるい板との間に保つために、ふるい板の孔１９
と同様にデイストリビュータプレートの供給口１９も又
、床１２を形成するろ過媒体の粒径よりも小さい寸法（
横断面）であるべきである。

本発明方法の実施のために、流入する流体の速度は、使
用されているろ過媒体の最小流動体化速度よりも犬であ
るべきである。

一般に、流体は、制止されていない場合の床の最小流動
体化速度の少なくとも２倍の上昇速度を有すべきである
。

通常、最も適当に処理するために、流体（気体又は液体
）の上昇速度は制止されていない場合の床の最小流動体
化速度の少なくとも３倍であるべきである。

例えば、最小流動体化速度の約３〜１０倍の範囲の流動
体化速度が有利であろう。

流動体化速度が制止されていない場合の床の最大流動化
速度の近く迄増大するにつれて、床の一部分はもはや非
流動状態を保ち得なくなる。

何故ならば、床の粒子はふるい板に対し上方に押圧され
、非抑圧状態の床に関する最大流動化速度に達するか又
はこれを越えると、床全体はほぼ固定された非流動状態
に変わり得るからである。

しかしながら、大抵のろ過媒体材料に関して、最大流動
化速度と最小流動化速度との間の範囲は比較的広く、従
って、ふるい板を揚上することにより、床の下方の流動
化された部分の寸法を徐々に増大させながら、床を固定
状態から半流動床へ変化させ得る適当な速度は容易に選
択し得る。

本発明方法は添付図面の第１図〜第４図に示された処理
シーケンスと関連させるとより明確に理解され得る。

第１図に示した如く、好ましい処理方法のろ過開始時に
おいて、床１２全体が固定床さして保たれている。

ろ過すべき粒子を含有する流体は、もしふるい板１８が
床を抑圧していなければ床全体が流動体化するような速
度で導入される。

更に、ふるい板１８の最初の位置は床の実質的な流動体
化を妨げるような位置である。

床のろ過媒体は、流体から粒状物質を戸別する能力に鑑
みて選択されるため、粒状体は床の粒子により停止させ
られる前にそれほど床内に侵入し得ない。

短時間の後、第２図に示した如く、粒子の「ケーキ」が
デイストリビュータ１３に近い床の下部において形成さ
れ始める。

ケーキの形成により、床を横断して圧力低下が増大する
が、これはデイストリビュータと床の頂部とにある圧カ
タツプにより監視され得る。

この圧力上昇が生じると、モータ２６が手動により又は
自動的にモータ２６が始動し、ふるい板１８を徐々に上
昇させる。

流体流が加える力と関連してふるい板が機械的移動する
と、形成された粒子のケーキが小片に分断される。

床の下部も又流動体化し始め、従ってケーキの分断は、
床のケーキ含有部分における粒子の流動体化により促進
される。

又、存在するケーキの砕解作用により、ケーキによって
包囲された粒子の多くが流動体化される。

第３図はろ過工程の中間段階を示しており、この段階に
おいて床は半流動床として作動し、この床の下部は流動
状態にあるが上部は実質的に固定床である。

作動の半流動状態において、床の下部におけるろ過媒体
の粒子は２つの力を受ける。

、即ち一方の力は下向きの重力による引力で、この力は
粒子を床から自重により流体流内に落下させがちである
。

次に、粒子は流体流の力を受ける。

最下層の粒子を撃打する流体流は、粒子がパック状態に
あるため真直ぐに床を通過して流れ得ない。

従って、流体の一部分は床の底部に沿って方向転換しこ
れらの粒子に方向の異なる力を加える。

デイストリビュータの口即ち孔１４は流体流を分断して
床に入る多数の噴流を形成し、従って、個々の方向を変
えた流れの衝突により生じたかなりの撹流状態が床の底
部に沿って存在する。

このような撹流は、固定床から床を形成する粒子のある
部分を引抜き即ち裂取って流体流内に送る。

その結果、粒子は流動体化される。

この力の相互作用により、床の下部の小部分が先ず流動
体化され、一方充分な上方圧力が流体流により作用する
ため床の大部分は固定床状態に維持される。

ふるい板が更に上昇すると、流体流が固定床部分に直接
に作用させる上向きの力が減少するため、より多くの粒
子が流動体化される。

即ち上向きの圧力は作用し続け固定床部分を維持し続け
るが、流体流は床への直接の通路においてより多くの流
動体化された粒子と遭遇するために、圧力は小さくなる
。

その結果、粒子の重さのためにふるい板がデイストリビ
ュータから遠くなるにつれて床のだんだん多くの部分が
流動体化され、これに対応して床の固定部分が小さくな
る。

これまでの記載は、流体流の流速はほぼ一定に保たれて
いることを前提としている。

しかしながら、ふるい板１８のいずれかの位置における
流動体化の度合も又流体流の流速を変えることにより制
御され得る。

一般に、流速が、粒子を流動体化するのに不充分であれ
ば、例えプレート１１が床の上表面に接触していない場
合でさえ固定床が存在する。

流速が増すにつれて、２つの事柄が同時に起る。

パッキングを行なう高さよりも上方に位置するふるい板
の固定位置において、上向きの圧力が床に加わるため、
床の容積は増大し、流体流は充分な力を加えてデイスト
リビュータ付近の粒子を流動体化させると同時にふるい
板の下に固定床を形成する。

流体流の流速が増大するにつれて、床のより多くの部分
が固定床となり、前記流速が増加し続けると、逐に、デ
イストリビュータ付近には粒子を残さずに床全体が固定
床となる。

即ち床の底表面とデイストリビュータとの間に自由空間
が形成されて、床は上方に押上げられ且つふるい板に対
し押圧されて固定床となっている。

この操作方法は可能であるが、この方法は通常、本発明
のろ過方法と関連させて使用されない。

これより簡便にするために、上記に指摘した如く、粒子
を含有する流体を最小流動体化速度の数倍であるほぼ一
定速度で導入し得、この速度はろ過工程全体にわたって
維持され得る。

しかしながら、工程を更に制御する必要がある場合には
、流体流速を増大又は低下させ得、これによって流動床
部に対する固定床部の容積を選択的に変える。

床は転換床として作動されており、これはろ過工程の大
部分における作動状態であるが、この状態の間に予め形
成されたフィルタケーキから成る粒状物質又はケーキ片
は床の下部において流動床粒子と共に循環する。

同時に、第３図に示した如く１ケーキ」が固定床部の底
部において形成され続ける。

ふるい板が上昇を続けるにつれて、上記の如く流動床部
分は拡大し、流動床部に保たれるろ過粒子の量が増加し
、これらの粒子は流動体化された粒子と共に循環する。

この工程は、固定床部分が床全体の５〜１０優に減少す
る迄持続され得、たまった「ケーキ」はふるい板１８の
直ぐ傍に存在する。

ろ過工程は如伺なる点でも終らせ得るが、ろ過された粒
子が気体又は液体と共にふるい板１８を通って運び去ら
れる迄ろ過を継続することにより、床の最大容量が利用
され得る。

この際、残存粒子は容積の大きい流動床部に存在する。

ふるい板１８が上方移動するにつれて床が膨脹するため
、床中の流動粒子は一層隔離すると共に循環するろ過用
粒子を含有する粒状体間には空間が存在する。

ろ過サイクルにおいて床が最大容量にまで作動すると、
枦過された粒子は作動サイクルの終端における床の容積
の８０〜９０チを充填する。

特定の粒状ろ過媒体の選択は、実施されるろ過処理に依
存する。

一般に、媒体は、床が固定状態で気体又は液体が粒状体
を通過する場合にこれらの粒状体を保持し得るような媒
体の一つである。

換言すれば、粒状ろ過媒体が特定の流体とそこに含まれ
る粒子との重力的ろ過に適している場合には、この媒体
を本発明のために使用し得る。

しかしながら、よく知られている流動体化の原理によれ
ば、ろ過媒体の粒状体は比較的均一な寸法を有すること
が好ましい。

ろ過目的のためには、床の粒状体はろ過される流体とろ
過された固状物との両方に対し不活性である。

パックされた状態の粒状体は有孔フィルタとして作用す
る。

床は、砂、ガラスビーズ又は多種類の他の粒状ろ過媒体
の粒子又は粒状体から形成され得る。

粒状媒体の密度と寸法とはろ過されるべき一定の系に応
じて調整される。

粒子の寸法、形状と共に粒子の寸法は、床のろ過特性を
調節すべく変更され得る。

沢過サイクルの終りには、ろ過されるべき流体の導入が
中止され、ふるい板１８は、カラム１０の上部の如き、
床の頂部の上方の位置に揚上される。

次に浄化用流体が、床１２全体を流動体化して流動床に
するのに充分な速度で導管１７を介して導入される。

ふるい板１８が揚上され且つ床が完全に流動体化される
と、ろ過の終わりに床の上部に存在したケーキは砕解さ
れる。

浄化流体が導入され続けると、床の粒状体よりも寸法が
小さく且つ好ましくは密度が小である粒子は浄化流体と
共に運び去られる。

かくの如く、戸過された粒子をほぼ完全に除去すること
により、床はクリーニングされ得る。

通常床を気体から粒子を瀘過するために使用する場合に
は浄化流体は気体であり、又、床を液体から粒子をろ過
するために使用する場合には浄化流体は液体である。

しかしながら、浄化流体に関しては広範囲の選択が可能
であり、唯一の要件は、浄化流体は、床の粒状体を残し
たままでろ過により分離された粒子を運び去るというこ
とである。

しかしながら、粒状物質のいくらかがフリーボード空間
内に送入されるならば、これはふるい板１８により保持
される。

何故ならば、ふるい板の孔は床の粒状体よりも小径であ
り且つ戸過された粒子が貫通するのに充分な大きさを有
しているからである。

これによってろ過された粒子を運搬する浄化流体は出口
２７を介して除去され且つ何らかの適当な方法で処理さ
れ得る。

ろ過工程の実施において、ふるい板１８の上昇は間欠的
でもよく又連続的であってもよい。

ろ過処理が比較的標準的に実施される場合には、最初の
ろ過ケーキの形成後にふるい板１８は遅に連続的速度で
揚上され得る。

ケーキが固定床部の底部に維持されることを示すには、
床を横断する充分な圧力低下を維持することが重要であ
る。

装置を手動制御と入力による観察により作動させる場合
には、オペレータはふるい板が上昇する際の圧力ゲージ
２８を読取ることにより圧力勾配を観察し得る。

大規模な商業的処理においては、当然、自動制御装置が
設けられ、ふるい板１８が上昇する速度は予めセットさ
れた圧力差に関連して自動的に制御され得る。

しかしながらこれらの制御特徴は好まレいが、広義にお
ける本発明の部分を構成しない。

要約すれば、本発明方法は、流体を通過させ得るが流体
中に含まれる細かい粒子を保持し得るべく構成された粒
状ろ過媒体から成る床を用いて流体から細かい粒子をろ
別する方法を提供する。

この方法の実施において、粒状床は、包囲された上方に
伸延するゾーン内の流動体化用デイストリビュータの上
方に支持されている。

床の上表面は、ゾーン内に装着されておりゾーン内の選
択された高さに位置調節し得る有孔プレート手段により
制止されている。

プレート手段の孔の寸法はろ過媒体の粒状体の寸法より
も小さい。

ろ過すべき細かい粒子を含有する流体がデイストリビュ
ータと制止された床とを通過して上方に送られる。

この流体は、制止されていない床の最小流動体化速度の
少なくとも２倍の上昇速度を有すべきである。

粒子のケーキは床の下部に集められ、このケーキが集ま
るレベルより上の床は非流動的な固定床として維持され
る。

プレート手段は徐々に揚上されて、床の上部の下方に次
第に大きくなる流動床部が形成されるが、この間にも流
体は床を通過し続ける。

集められた粒子は固定床部においてはケーキとして保持
され且つ流動床部においては循環する固状体として保持
される。

プレート手段を通過した流体は実質的に固状体を含んで
いない。

洲過の終了時には、流体供給が停止され、プレート手段
は床の上方に揚上されてフリーボード空間を形成する。

次に浄化流体が、床全体を流動体化させ且つ床からろ過
粒子を除去し得る速度でデイストリビュータを介して床
内に送られる。

即ちろ過粒子は浄化流体と共に除去される。

好ましくは、制止プレート手段の孔の大きさは粒子の大
きさよりも大であり、従って、粒子を含有する浄化流体
は制止プレートを通って除去される。

しかしながら、この代りに、デイストリビュータプレー
トの下方に浄化流体用の出口を設けてもよく、この出口
には通常スクリーン又はふるい板が取付けられており、
このスクリーン又はふるい板の孔の大きさは浄化流体と
共に除去される粒子よりも大きいが、ろ過媒体の小粒よ
りも小さい。

好ましい作動方法において、ろ過開始時に、デイストリ
ビュータプレートに近い床の最下部を含めて床全体が実
質的に固定状態にある。

最初に形成されたケーキは床の最下部に集まる。

しかしながら、所望ならば、プレート手段を幾分上昇さ
せた状態でろ過処理を開始してもよく、これによって小
さい流動床部がデイストリビュータプレートの直上に形
成され得る。

床の小部分が固定床の下方において流動状態にあるとし
ても、床の大部分は固定状態にあり、最初のケーキは固
定床部の底部に形成される。

床全体を固定状態としてろ過を開始し、ケーキがふるい
板近くに来る迄ろ過を継続する理由は、床の利用容量を
最大にするためである。

しかしながら、所望ならば、床を半流動状態にして全戸
過工程を実施することも可能であり、この場合、固定状
態にある床の割合に徐々に減少する。

次に本発明方法を以下の実施例により更に説明する。

実施例 １ 気化器、燃焼器等の石炭及び／又は油変換リアクタから
発生及び生成した気体は粒状物質を含有している。

約０．５〜５０ミクロンの範囲の大きさの小さい粒子は
、サイクロン、湿式コレクタ、又は静電沈殿装置の如き
従来の装置では容易に除去され得ない。

これらの粒状物質が小さいため、このような物質を含有
する気体の効果的な浄化は、工業工程から得た高温ガス
を効率よくガスタービンに適用するという進んだ動力循
環技術の発展にとっての主な障害となっている。

本発明方法はこの問題を有効に処理する。

３００〜１０００ミクロンの大きさの砂又は石炭石粒子
を用いて、０．５〜５０ミクロンの粒子の除去が達成さ
れ得る。

第１〜３図を参照して記載した方法での連続的流動体化
に必要な気体の表面速度は最小流動体化速度の３〜１０
倍、即ち１．０〜５．０フィート／秒であり得る。

デイストリビュータプレートとふるい板との孔は床を構
成している小粒よりも実質的に寸法が小さく、床材料の
大きさに応じて約１００〜８００ミクロンの範囲であっ
てよい。

処理の開始時に、粒子を含有する気体流は固定床に入り
、粒子は捕捉され、ケーキ形成工程が始まる。

ケーキが増すにつれて、デイストリビュータと床の頂部
とにおける圧カタツプにより検出される如く、圧力低下
が増すことが明らかになる。

圧力低下が最小の値から５〜１５ろｅｉ／フィートだけ
増すと、上部のふるい板の駆動システムが始動し、ふる
い板は次第に上昇して床マトリックスの下部に流動床を
形成し且つ上部に固定床を形成する。

上部のふるい板の上昇速度は例えば２５ろｓｉの如く、
圧力低下を適当な値に維持することにより調整される。

ふるい板が上昇し続けると流動ゾーンは拡大し続け、一
方固定床ゾーンは縮小し続ける。

ろ過の最終段階に達すると（第４図）、気体の供給流は
第２の床に方向転換されてろ過工程が再び開始される。

連続的にろ過を行なえるように、２個又はそれ以上の床
を連結してもよい。

一方の床を浄化している間に他方の床をろ過サイクルに
用いる。

単にライン制御弁を切換えることにより床はろ過と浄化
とに交互に使用し得、前記のライン制御弁の切換は自動
的に行ない得る。

次に使用済の床は、作動中に床中に集められた粒状物質
を除去して浄化される。

この浄化は単にふるい板を上昇させて、床を完全に流動
体化し粒状物質を気体で吹飛ばすことにより実施される
。

浄化媒質として空気が便利であるが、他の気体を用いて
もよい。

実施例 ２ 石炭の水素添加及び溶解により得られる石炭油は多量の
不溶灰分と鉱物質とを含有している。

これらの粒子の除去はこの工程における主な出費のかか
る処理である。

加熱条件下での転換床の作動に関する実験的データの分
析の結果は、本発明方法は現在使用されている分離方法
の代りとして極めて成功的であることを示している。

このシステムにおいて使用された床マトリックスは、０
．０１〜０． ５ ｃｍの範囲の粒径を有するシリカヌ
とアルミナとの混合物（密度は２．７ｇ／ｃｃ）から成
り得る。

床は床の側部に設けられた電気ヒータにより加熱されて
約２００℃〜３００℃に維持される。

理解される如く、流動床は、この床内をより容易に流れ
得るように流体密度及び粘度を調整する状態にまで加熱
及び加圧され得る。

このシステムを有効に作動するには、液体石炭油の速度
は最小値約０．００３フィート／秒から約２フィート／
秒に至る範囲内であってよい。

この速度は、床の最小流動体化速度の少なくとも２〜３
倍であるべきである。

デイストリビュータプレートとふるい板との孔の大きさ
は、０．００８〜０．３ｃｍの範囲であってよい。

ろ過の開始と進行とに伴ない、圧力降下は最初の値の約
２〜３０Ｐｓｉ／フィートから約１０〜４５Ｐｅｉ／フ
ィートに迄増加し、この際上方ふるい板駆動機構は始動
して流動体化を誘導する。

この時点から後の作動方法は上記の方法と類似している
。

上部のふるい板が、床がほとんど流動体化される高さに
まで揚上されると、石炭油の流れはバイパスされる。

ふるい板を完全に揚上して床を完全に流動体化すること
により、床はベンゼン又はトルエンの如き溶剤で浄化さ
れ、粒子は除去される。

実施例 ３ 現在商業的な都市下水処理プラントは砂、ケイソウ士、
コークス、木炭及び他のろ過に適した安価な充填材料か
ら成る細流フィルタを用い、希釈した廃水の小規模処理
を行なっている。

このようなフィルタの最良の適用例は、連続フィルタか
らの涙液又は第１又は第２沈殿タンクからのオーバーフ
ローの最終的処理に見られる。

このようなフィルタは正常な条件下では細菌と懸濁ＢＯ
Ｄとを効果的に除去し得る。

都市下水処理プラントの従来のフィルタ床は固定床によ
る処理を示している。

通常０．３〜０． ７ ｍｍの大きさの砂粒子から成る
深さ２フィートのこのフィルタ床においては、床を横断
する圧力低下は２〜２０Ｐｓｉの範囲であり且つ床を通
過する流速は約０．００７フィート／秒である。

上記と同じ大きさの粒子を含む２フィート高さの流動床
の圧力低下は約１．２Ｐｓｉである。

この流動床も又０．０３〜０．２フィート／秒の床を通
過する流速を扱い得る。

このような圧力低下が小であることと、液体の流速が比
較的大であることとの結合により、従来の方法に比べて
転換（半流動）床は廃水から微細懸濁物質を除去するた
めのより有効で且つより効率のよい手段となる。

ふるい板を上昇させるための駆動手段は、圧力低下が約
５〜２ ０ Ｐｓ ｉ に達した際に始動し、このサイ
クルは上記の如く完了する。

他の全ての作動方法は、高温ガスろ過及び石炭油ろ過に
ついて前記した方法に類似している。

前記実施例に示した如く本発明のろ過方法とは異なり、
ろ過を従来の固定床において実施するならば、粒子のケ
ーキは集積し且つ床内には極めて僅かに侵入するだけで
固定床の底部に残存する。

ケーキがいったん形成されると、このケーキはＦ液から
細かい粒子を除去する。

何故ならば密度の高いケーキは実際ろ過媒体として作用
するからである。

しかしながら、ケーキの全ての孔が粒子により充填され
るため、このことは同時に圧力低下を増大させてこれ以
上ろ過が実施し得ないようになる。

これと比較して本発明においては、頂部のふるい板が次
第に上昇するにつれて、緊密に形成されたケーキは重力
により砕解されその結果固定床部の下方に次第に大きく
なる流動床が形成される。

従ってフィルタケーキを横断する圧力低下は制御され且
つろ過を継続し得ないレベルにまで増大することが防止
される。

更にこの作動方法によれば流体は更に固定床内に侵入し
得る。

ろ過が進行するにつれて、流動床部における粒子濃度は
上昇するため、フィルタケーキは、ろ過の初期段階より
も後期段階において、より迅速に形成される。

しかしながら、このことは、ふるい板を連続的又は間欠
的にだんだん速い速度で揚上することにより補償される
。

フィルタケーキと固定床部とを横断する圧力低下が比較
的一定に維持されている場合には、フィルタケーキの更
に速い形成は自動的に抑制される。

従ってこの作動方法は自動制御機構に理想的に適合する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体から粒状物を除去するために使用される転
換床ろ過装置の断面図であり、この床は最初は流動体化
されていずほぼ固定状態にあり、第２図は、第１図の装
置の断面図であって、ろ過された粒子のケーキが固定床
の底部に集積し始めた後の状態を示しており、第３図は
ろ過工程の第２図の場合よりも後の段階を示す上記装置
の他の断面図であって、床の下部は流動状態にあり、一
方床の上部は固定床の状態のままであり、第４図はろ過
工程の最終段階を示す上記装置の縦断面図であって、床
全体がろ過の完了後ろ過された粒子を除去すべく流動状
態になっている。 １０・・・円筒状カラム、１２・・・粒状ろ過媒体、１
３・・・デイストリビュータプレート、１４・・・流体
供給口、１７・・・流体供給用導管、１８・・・ふるい
板、１９・・・孔、２７・・・流体排出用導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ろ過されるべき微細粒子を含有する流体を上方へ通
   過させながら流体中の微細粒子を保持し得る粒状炉過媒
   体から成るろ過床を支持し、炉過中前記床の上面を制止
   すべく上方へ移動自在であり且つ前記戸過媒体の粒子よ
   りも小さい寸法の孔を有する有孔プレート手段を備えた
   、流体取入手段より上方へ伸延する限定されたゾーンで
   流体から微細粒子を漣過する方法であって、 （ａ）流体取入手段と上面が制止されている炉過床を介
   して、上面が制止されていない状態のろ過床に対する最
   小流動化速度の少なくとも２倍の速度で、流体を上方に
   送り、 （ｂ） プレート手段とゾーン底部との間のろ過床を
   非流動固定床部にすべく前記床の上面をプレート手段で
   制止しながら炉過し、 （Ｃ） ろ過床固定床部の底部に微細粒子を収集して
   ケーキを形成し、 （ｄ） ろ過床への流体の送入を継続しながら連続的
   に或いは間欠的にプレートを揚上することにより、ケー
   キの下方部を粉砕して固定床部の下方に流動床部を形成
   し、次いで漸次的に炉過床中の流動床部の割合を増大さ
   せる一方、固定床部の割合が減少するにつれて前記固定
   床部に収集された微細粒子より再形成されたケーキを再
   粉砕して、増大した流動床部に循環する固体として保持
   し、 （ｅ）流体の送入停止後、プレートを炉過床の上方に揚
   上して、前記床の上方にフリーボード空間を形成し、 （ｆ） ろ過床全体を流動化し且つ微細粒子を前記床か
   ら一掃し得る速度で、前記床内に浄化流体を流し、前記
   微細粒子を前記浄化流体と共に除去する、 ことを特徴とする方法。 ２ ろ過の初期段階においては、炉 を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。