(57)【要約】【課題】１００℃以下の低温熱源（余剰温水）の有する熱エネルギーを有効利用することが可能なスラリー処理用プラント，及びスラリー処理用プラントの操作方法を提供する。【解決手段】スラリーをろ過するためのフィルタープレス１と，前記フィルタープレスに設けられたフィルタープレート３と，スラリーを供給するための供給ライン７と，ろ過液を排出するためのろ過液ライン１５と，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する高温熱源２２，３２と，を備えたスラリー処理用プラントにおいて，前記スラリー処理用プラントには，さらに，余剰温水を利用した低温熱源５０が組み込まれている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリーをろ過するためのフィルタープレスと，前記フィルタープレスに設けられたフィルタープレートと，スラリーを供給するための供給ラインと，ろ過液を排出するためのろ過液ラインと，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する高温熱源と，を備えたスラリー処理用プラントにおいて，
前記スラリー処理用プラントには，さらに，余剰温水を利用した低温熱源が組み込まれている，
ことを特徴とするスラリー処理用プラント。
【請求項２】
前記スラリー処理用プラントには，さらに，前記低温熱源からの温水と熱交換して所定温度の２次温水を作製するための熱交換器が設けられており，
前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が前記低温熱源の温水の代替として利用される，
ことを特徴とする請求項１に記載のスラリー処理用プラント。
【請求項３】
前記高温熱源として使用される１００℃以上の沸点を有する液体の熱媒体，或いはガス体である熱媒体は，高温熱源として使用される所定温度に上昇される前に，前記低温熱源からの温水，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水により予熱される，
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスラリー処理用プラント。
【請求項４】
前記高温熱源として使用される前記熱媒体は，
前記低温熱源を熱源とするヒートポンプにより前記スラリー処理に必要な所定温度まで昇温される，
ことを特徴とする請求項１，２あるいは３項のうちいずれか１項に記載のスラリー処理用プラント。
【請求項５】
前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程に必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，
前記低温熱源からの温水又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が，前記高温熱源により，前記乾燥工程に必要な所定温度まで昇温される，
ことを特徴とする請求項１，２，３あるいは４項のうちいずれか１項に記載のスラリー処理用プラント。
【請求項６】
前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程に必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，
余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプにより，前記低温熱源からの温水又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が，前記乾燥工程に必要な所定温度まで昇温される，
ことを特徴とする請求項１，２，３，４あるいは５項のうちいずれか１項に記載のスラリー処理用プラント。
【請求項７】
スラリーをろ過するためのフィルタープレスと，前記フィルタープレスに設けられたフィルタープレートと，スラリーを供給するための供給ラインと，ろ過液を排出するためのろ過液ラインと，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する高温熱源と，を備えたスラリー処理用プラントにおいて，
前記スラリー処理用プラントには，余剰温水を利用した低温熱源が組み込まれており，
前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程で必要な温度よりも高い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間以内となる場合には，
ろ過工程から乾燥工程に切り替った時点で，加熱用の熱源を前記高温熱源から前記低温熱源に切り替える，
ことを特徴とするスラリー処理用プラントの操作方法。
【請求項８】
前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程で必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，
前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度で，フィルターケーキの乾燥工程が許容時間内で終了可能なように，前記スラリーの水分が蒸発する圧力まで低下させて運転する，
ことを特徴とするスラリー処理用プラントの操作方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項６に記載のスラリー処理用プラントにおいて，前記請求項７又は８に記載の操作方法が実行される，ことを特徴とするスラリー処理用プラントの操作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，スラリー処理用プラント，及びスラリー処理用プラントの操作方法に関し，さらに詳細には，低温熱源（余剰温水）を有効利用したスラリー処理用プラント，及びスラリー処理用プラントの操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来において，１００℃以下程度の温排水の利用方法は，現在では例えば風呂などの給湯用ぐらいしかなく，特に工場から排出される大量の温排水の利用方法は極めて限られており，それを有効活用する技術が殆どないのが現状である。
【０００３】
スラリー処理用プラントが設置される場所（例えば工場内，浄水場，或いは下水処理場など）において，他のプラントにより発生した１００℃以下の低温熱源（余剰温水）が排出されることが多々ある。これら工場から排出される大量の温水は，その熱が有効利用されずに捨てられることが多い。或いは，その温排水が排水系に対し影響を及ぼし好ましくないとされるケースでは，わざわざエネルギーを使って温度を下げて排水している場合もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，昨今，地球温暖化防止のために二酸化炭素ガス抑制を目的として省エネルギーを行うことが求められている。このため，上記の，現在捨てられている熱エネルギーを有効利用することができれば，経済的メリットのみならず，環境に与えるメリットは非常に大きいものがある。
【０００５】
したがって，本発明の目的は，１００℃以下の低温熱源（余剰温水）の有する熱エネルギーを有効利用することが可能な新規かつ改良されたスラリー処理用プラント，及びスラリー処理用プラントの操作方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点においては，スラリーをろ過するためのフィルタープレスと，前記フィルタープレスに設けられたフィルタープレートと，スラリーを供給するための供給ラインと，ろ過液を排出するためのろ過液ラインと，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する高温熱源と，を備えたスラリー処理用プラントにおいて，前記スラリー処理用プラントには，さらに，余剰温水を利用した低温熱源が組み込まれている，ことを特徴とするスラリー処理用プラントが提供される。
【０００７】
上記記載の発明では，スラリー処理用プラントに，低温熱源が組み込まれているので，フィルターケーキを真空下で加熱乾燥するにあたり余剰に存在する温排水の有効利用を図ることができる。この結果，スラリー処理用プラントにおいては，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。（また，間接的には環境に良い影響を与えることができる。以下同様である。）
【０００８】
また，前記スラリー処理用プラントには，さらに，前記低温熱源からの温水と熱交換して所定温度の２次温水を作製するための熱交換器が設けられており，前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が前記低温熱源の温水の代替として利用される，如く構成すれば，例えば，余剰温水が腐食性を有する場合や，フィルタープレートの流路に沈殿が発生して流路が塞がれてしまう場合など，低温熱源の温水を直接熱媒体として使用することに対して何らかの不都合を有する場合であっても，清浄な２次温水を低温熱源として代替利用することができる。
【０００９】
また，前記高温熱源として使用される１００℃以上の沸点を有する液体の熱媒体，或いはガス体である熱媒体は，高温熱源として使用される所定温度に上昇される前に，前記低温熱源からの温水又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水により予熱される，如く構成すれば，高温熱源の熱媒体が予め所定温度まで昇温されているので，高温熱源の熱媒体をスラリー処理に必要な設定温度まで昇温するための熱エネルギーを低減することができる。したがって，直接的にはスラリー処理用プラントの全体の省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１０】
また，前記高温熱源として使用される前記熱媒体は，余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプにより，前記スラリー処理に必要な所定温度まで昇温される，如く構成すれば，低温熱源からの温水を利用して，高温熱源の熱媒体がスラリー処理に必要な所定温度（例えば２００℃以下の温度，好ましくは１６０℃の温度）まで昇温されるので，従来に必要であった高温熱源の熱媒体を昇温するための熱エネルギーを低減することができる。この結果，直接的にはスラリー処理用プラントの全体の省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１１】
また，前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程に必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，前記低温熱源からの温水又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が，前記高温熱源により，前記乾燥工程に必要な所定温度まで昇温される，如く構成すれば，低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が必要な温度よりも低い場合であっても，常温の水を高温熱源によって加熱して所定温度まで昇温するのに比べて，常温から低温熱源の温度まで上昇させる分だけ，高温熱源のエネルギー使用量が少なくて済み，省エネルギーとなる。したがって，スラリー処理用プラントにおいては，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１２】
また，前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程に必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプにより，前記低温熱源からの温水又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が所定温度まで昇温される，如く構成すれば，低温熱源からの温水又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水が，余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプにより昇温されるので，低温熱源がより有効に利用されると共に，直接的にはスラリー処理用プラントの省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１３】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点においては，スラリーをろ過するためのフィルタープレスと，前記フィルタープレスに設けられたフィルタープレートと，スラリーを供給するための供給ラインと，ろ過液を排出するためのろ過液ラインと，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する高温熱源と，を備えたスラリー処理用プラントにおいて，前記スラリー処理用プラントには，余剰温水を利用した低温熱源が組み込まれており，前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程で必要な温度よりも高い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間以内となる場合には，ろ過工程から乾燥工程に切り替った時点で，加熱用の熱媒体の熱源を前記高温熱源から前記低温熱源に切り替える，ことを特徴とするスラリー処理用プラントの操作方法が提供される。
【００１４】
上記記載の発明では，フィルターケーキの乾燥工程においては，高温熱源を使用せずに，低温熱源からの余剰温水を利用してフィルターケーキの乾燥が行われるので，直接的にはスラリー処理用プラントの省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１５】
また，前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，乾燥工程で必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では乾燥時間が許容時間を越える場合には，前記低温熱源からの温水の温度，又は前記低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度で，フィルターケーキの乾燥工程が許容時間内で終了可能なように，前記スラリーの水分が蒸発する圧力まで低下させて運転する，如く構成すれば，フィルターケーキの乾燥工程において，低温熱源の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度がフィルターケーキの乾燥に十分な温度でない場合であっても，フィルターケーキを乾燥することができる。
【００１６】
また，請求項１〜請求項６に記載のスラリー処理用プラントにおいて，前記請求項７又は８に記載の操作方法が実行される，如く構成すれば，余剰温水（低温熱源）をより効率的に利用することができ，直接的にはスラリー処理用プラントの省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず，図１〜図７に基づいて，第１の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成について，従来（特許第３０４０４７８号公報）におけるスラリー処理用プラントと比較して説明する。なお，図１は，従来（特許第３０４０４７８号公報）におけるスラリー処理用プラントの概略外形・配置を示す側面図である。図２は，従来（特許第３０４０４７８号公報）におけるスラリー処理用プラントの構成を説明するための説明図である。図６は，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を説明するための説明図である。なお，高温熱源とは，スラリーをろ過した後のケーキを乾燥処理するために必要な熱を提供する熱源をいい，本実施形態においては，高温熱源として過熱蒸気ユニット２２，及び熱気ユニット３２を例に挙げて説明するが，かかる例に限定されるものではない。
【００１９】
まず，図１に示すように，従来（特許第３０４０４７８号公報）におけるスラリー処理用プラントは，その上部にバー２ａ，２ｂに懸架された複数のチャンバ型フィルタープレート３（以下，単にフィルタープレートと称する）を有するフィルタープレス１を具備する。フィルタープレート３は，ポンプ５及び圧力センサ６を備えた油圧ユニット４により一括して押圧される。
【００２０】
このフィルタープレス１は，供給ライン７及びバルブ８を介して供給システム９に接続されている。かかる供給システム９は，撹拌タンク１０と，その上流側に設けた沈殿物を綿状の塊にする反応装置１１と，撹拌タンク１０の下流側に接続される供給ポンプ１２と，このポンプの制御用としてこのポンプとバルブ８との間に設けた圧力センサ１３とを具備する。なお，供給ポンプは１２は，例えば膜型ピストンポンプ（又はねじ羽根型遠心ポンプ）として設計することができる。
【００２１】
供給ライン７は，さらに，バルブ１４を有する返送ラインを介して撹拌タンク１０に接続されている。また，供給ライン７の中でスラリーの固体部分が定着することを回避するために，供給ライン７をフィルタープレス１の中央高さに位置するように構成するのが好ましいが，その下側，上側，或いはその中間で流れを変えられるように複数の点で接続開口させることもできる。即ち，固体部分が沈殿しやすいスラリーは上方から供給し，固体部分が浮遊しやすいスラリーは下方から供給することもできる。
【００２２】
また，フィルタープレス１は，制御可能なバルブ１６を有する濾過ライン１５を介して濾過液槽１７に接続されている。このフィルタープレス１は，キャビティを具備しており，膜型プレスとして設計されているので，圧力ライン１８の第一分岐ライン１８ａ並びに返送ライン１９に接続される。
【００２３】
圧力ライン１８は，図２に示すように，同時に加熱ラインとしての複数の分岐ラインを備え，温度センサ２０によって監視されるとともに，逃し弁５２が取り付けられている。圧力ライン１８は，制御可能なバルブ２１ａを介して高温熱源である過熱蒸気ユニット２２（詳細には，この過熱蒸気ユニット２２のボイラ２３の出力口）へと導かれている。
【００２４】
この過熱蒸気ユニット２２は，圧力ライン１８内の温度に基づいてボイラ２３を加熱する電熱装置２５の出力を制御する温度制御装置２４と，同様の仕方で圧力制御装置２７の制御を受ける凝縮ポンプ２６と，制御可能なバルブ２９を介して凝縮ポンプ２６の入力口に接続される返送ライン１９上に接続される凝縮装置２８と，を具備する。さらに，過熱蒸気ユニット２２には，水供給接続３１が，圧力制御装置２７によって制御されるバルブ３０を介して循環ポンプ２６の上流側に接続される。
【００２５】
圧力ライン１８は，２つの分岐ライン１８ｂ，１８ｃを有しており，これらは，各々，制御可能なバルブ２１ｂ，２１ｃを介して供給ライン７及び濾過液ライン１５に接続されている。
【００２６】
過熱蒸気ユニット２２とは別途に設けられた高温熱源である過熱装置（熱気ユニット）３２は，温度制御装置３６によって制御される加熱器３５を有する加熱装置３４を具備する。この加熱装置３４の上流側には，圧力制御装置３８によって制御される圧力ポンプ３７によって圧縮空気が発生される。したがって，熱気ユニット３２は，同時に，圧縮空気ユニットを構成する。このように，この加熱装置３４を通して圧縮空気が流れる。
【００２７】
また，熱気ユニット３２は，バルブ３４ａを具備し，供給ライン７に接続される分岐ライン３３ａと，バルブ３４ｂを介してフィルタープレス１に接続される濾過液ライン１５に接続する分岐ライン３３ｂと，を有する圧力ライン３３と接続されている。かかる圧力ライン３３は，同時にその分岐ラインと共に加熱ラインを構成している。
【００２８】
真空プラント４０は，真空ポンプ４１と圧力制御装置４３とを具備し，真空ポンプ４１の下流側には，制御可能なバルブ４２が接続されている。圧力制御装置４３は，圧力ライン３３内の圧力に応じて真空ポンプ４１を制御する。また，真空プラント４０は，バルブ３９によって熱気ユニット３２とは離間して，別途に圧力ライン３３に接続されている。したがって，圧力ライン３３は，同時に排気ラインとして機能する。
【００２９】
上記スラリー処理用プラントは，制御装置４４によって制御される。かかる制御装置４４は，手動または選択可能なプログラムにより，各バルブを開閉制御する。また，各ユニット又はプラントは，例えば所定の圧力及び温度をセットすることによって制御される。
【００３０】
熱気ユニット３２に組み込まれた圧力ポンプ３７と真空ポンプ４１とによってフィルタープレス１内に約０．１ミリバールから約１６バールの圧力を形成することが可能であるのが好ましい。また，加熱装置３４又はボイラ２３によって，−４５℃と２５０℃との間の温度（即ち，真空ポンプ４１によって形成される周囲温度以下の温度）を形成することが可能であるのが好ましい。このことにより，冷凍ユニットを設置する必要はなくなる。しかしながら，必要に応じて，かかる冷凍ユニットを設置することはできる。なお，真空ポンプ４１には，吸引除去した蒸気を凝縮させて，その体積を減少させる凝縮器が取り付けられる。
【００３１】
図３は，フィルタープレス１の主要部，即ち液透過性の濾布４５によって覆われ，油圧ユニット４によって一括圧縮される複数のフィルタープレート３の縦断面図を示す。
【００３２】
これらフィルタープレート３は，その中央部に供給ライン７につながる連続オリフィス４６を備え，その両側に凹部４７を有し，この凹部の底にはキャビティ４８が設けられている。凹部４７はオリフィス４６によって連結されたチャンバ（室）を形成し，その底の領域は濾過液ライン１５の分岐ライン１５’に接続している。チャンバは濾布４５によって完全にその輪郭を取るようにして覆われる。フィルタープレート３は更に圧力チャンネル４９を備え，この圧力チャンネルはキャビティ４８の後側に開口すると共に，圧力ライン１８の分岐ライン１８ａ並びに返送ライン１９に接続される。
【００３３】
フィルタープレス１は，また，膜なしのフィルタープレートを備えることも可能である。この場合，圧力チャンネルは，同様にして鋳造の中空体として形成した空洞内に開口し，その空洞を通って蒸気が圧力ライン１８の分岐ライン１８ａ及び返送ライン１９を介して，凝縮器２８，凝縮ポンプ２６，ボイラ２３から成る循環路を流れる。膜を設けた場合或いは設け無かった場合の何れの場合にも，導入した蒸気はフィルターケーキ５０との直接接触，または何れにしても濾布４５はキャビティ４８と接触するか，フィルタープレート自身と接触する薄い中間層を形成するので，ほぼ直接的なフィルターケーキとの接触によってそれを加熱することができる。少なくとも後者の場合，フィルタープレートは，その材料の高熱伝導率と耐熱性から見て金属によって形成されるべきである。耐熱性という点ではプラスチックプレートも多くの応用に充分なものではある。
【００３４】
フィルタープレス１の開放後フィルターケーキ５０を受けるために，細長い箱型容器５１がフィルタープレス１の下側に設けられる。プラントは約２ｘ１．４ｘ０．８立方米と言う比較的小さい体積に納められ，移動可能である。
【００３５】
上記構成のスラリー処理用プラントは，従来技術（特許第３０４０４７８号公報）に開示されたスラリー処理用プラントの構成である。かかる構成のスラリー処理用プラントは，フィルターケーキ５０を作りそれを更に処理するのに使用することができ，特にその状態に応じて注入可能またはバラバラな細片状の材料によるフィルターケーキの製造に使用することができる。例えば染料，薬品，スープや飲料等の粉末，野菜や果物のスナック，その他多くのものが適し，次の処理に対して種々の組合せが可能である。
【００３６】
かかるスラリー処理用プラントは，フィルターケーキ５０の濾過工程Ａ及びこれに続いてフィルターケーキをフィルタープレス１内で乾燥する工程Ｂを含む処理に特に非常に適している。
【００３７】
スラリーは，最初に沈殿物を綿状の塊にする反応装置１１で作られ，そして連続的に撹拌タンク１０に送られ，更にそこで必要なだけ撹拌される。次いで，バルブ８が開けられて，供給ポンプ１２が始動される。その結果，スラリーはフィルタープレス１内に固形のフィルターケーキが形成されたことによって濾過液がごく僅かになるまで供給される。次いでバルブ８が閉じられ，バルブ１４並びに３９，３４ａが開放され，供給ライン７はポンプ３７による吹き払い操作を受ける。フィルタープレス１がスラリー充填されている間，濾過液の大部分は重力によって濾過液ライン１５を通って濾過液容器１７に流出する。バルブ２１ａを開放し，凝縮ポンプ２６を始動させることによって水または蒸気を圧力ライン１８の第一分岐ライン１８ａを通してフィルタープレス１の圧力チャンネル４９に流すと，チャンバ４８は加熱されてフィルターケーキ５０を圧搾すると共にある程度それを加熱する。水または蒸気は返送ライン１９を介して排出される。
【００３８】
濾過工程Ａにおけるある種のパラメータと同様，次の工程もスラリーの種類，意図する最終結果に依存する。以下に２つの例（図４及び図５）を挙げて説明する。なお，図４は，濾過及びそれに続くフィルターケーキ（例えば，汚泥）の乾燥過程に於ける種々のパラメータの時間変化を示す図である。図５は，濾過及びそれに続くフィルターケーキ（例えば，汚泥）の凍結乾燥過程に於ける種々のパラメータの時間変化を示す図である。
【００３９】
図４に示す例においては，スラリーは，乾燥物質（ＤＭ）の体積百分率が０．５から３５％の間，この例では約５％の化学的懸濁液，鉱物製スラッジ，排水スラッジ，または煙道ガス洗浄スラッジである。濾過時には，フィルタープレス１内の圧力ａを１５バールまで上げて，それを約２．５時間維持する。
【００４０】
濾過液の流れが所定の限界以下に落ちたときに，乾燥工程Ｂ，更に詳しくはフィルターケーキの真空乾燥が始まる。このために真空プラント４０が稼働され，フィルタープレス１内の圧力ａは５から１００ミリバールの間の値，この例では５０ミリバールに減圧されて，そのまま維持される。更にボイラ２３の加熱装置２５による加熱を実施して蒸気を発生させ，最後にバルブ２１ａを開放すると，フィルターケーキ５０はフィルタープレート３のキャビティ４８を介して圧力チャネル１８に流れ込む蒸気によって加熱される。この時フィルタープレートの温度は１４０℃から２００℃の間の温度，この例では１６０度にまで上げられ，フィルターケーキが加熱される。
【００４１】
フィルターケーキの温度ｃは，この場合蒸発のために常に５０℃以下に保たれる。フィルターケーキは泡立ちそして最後には小穴をもった状態となり，この状態は次ぎの過程においても圧力ａ及びフィルタープレート温度ｂの適性な方向と共に継続する。もし蒸発が減少すると，フィルタープレート３の温度は，例えば約７０℃減少する。フィルターケーキ温度ｃは，乾燥物質の含有量ｄが６５％と８５％の間にある限り，６０℃以上になってはならない。さもないとフィルターケーキ５０は熱可塑性相または膠相に入り，のり状の軟度を呈して塊状になってフィルタープレート３に粘着するようになるからである。乾燥物質が例えば８５％の限界を超えた後は，フィルタープレート温度は例えば１４０℃まで上げられ，約２時間後に加熱を止める。フィルターケーキ５０は乾燥物質が約９５％である限り，減圧下でさらに２時間乾燥され，プレートおよびその物質内の潜熱が維持され，その間フィルターケーキの温度は約７０℃にまで減少する。次いで圧力を大気圧として，フィルタープレス１を開放する。
【００４２】
他の方法は，図５に示すように，食品，薬品または化学製品から成る固体懸濁液の濾過，例えば食品で言えば５乃至２０倍の過剰な液分を有する果物或いは野菜の破砕片を含む懸濁液の濾過では，２乃至６バールの最大圧力，この例では３．５バールの最大圧力を越えることなしに，約１５分間だけの濾過が行なわれる。次の工程である凍結乾燥のために，圧力ａは０．５乃至２ミリバール，この例では１ミリバール，何れにしても水の三重点圧力以下に下げられ，その結果フィルターケーキ５０は強力に冷却される。フィルターケーキ温度ｃは約−２０℃まで降下するから水分は，もしそれがすでに蒸発していなければ，固相に転換する。従って，ここでもまたフィルターケーキは目の荒い状態にあるので，次の脱水操作の妨げとはならない。フィルタープレート温度ｂはその時８０℃乃至１１０℃に昇温され，ついで約７０℃に下げられるから，フィルターケーキ温度ｃは徐々に上昇し，フィルターケーキ５０の水分は徐々に昇華し，乾燥物質の含有率は９８％から９９％となる。フィルタープレートｂを約７０℃まで下げるのは，少なくともフィルターケーキ温度の上昇が５０℃以上になるのを防ぐには蒸発がもはや十分ではなくなったときにフィルターケーキを保護するために実施する。
【００４３】
上記図４の例で示したように，フィルタープレート温度ｂは下記の通りである。まず，フィルタープレス１内の圧力を１５ｂａｒ迄上げ常温で約２．５時間ろ過を行い，その後圧力を５０ｍｂａｒに下げるとともに加熱してフィルタープレートの温度を１４０〜１６０℃に上昇させている。その後のフィルタープレート温度ｂは，フィルターケーキの状態に応じて１００℃を上下している。
【００４４】
また，上記図５の例で示したように，フィルタープレート温度ｂは下記の通りである。まず，圧力３．５ｍｂａｒで約１５分のろ過が行われた後，フィルタープレート温度ｂは８０〜１１０℃に昇温され，次いで７０℃に下げられる。この例では１１時間もの間７０℃に保っている。
【００４５】
このように，特許第３０４０４７８号公報に開示された従来のスラリー処理用プラントにおいては，フィルタープレート温度ｂは，ろ過工程，乾燥工程では，１００℃を越える部分と１００℃以下の部分とがあることが示されている。
【００４６】
フィルタープレート温度をコントロールするには，フィルタープレートに設けた流路に熱媒体を通すことにより行うが，フィルタープレート温度をｂに保つには，熱媒体の温度を所定温度（即ち，ｂプラスα，この場合αの範囲は５〜５０℃）に保つ必要がある。
【００４７】
所定温度が１００℃以上の場合には，沸点が所定温度以上の液体，蒸気，熱風又は熱ガス体などの高温熱源が必要である。このとき，所定温度が１００℃未満の場合には，高温熱源を絞って使用することにより，低温の場合に対処することができる。しかしながら，余剰温水が存在する場合には，低温熱源をラインに設置するイニシアルコストと比較して，省エネルギーによるランニングコストの低減効果の方が非常に大きい。したがって，本実施形態においては，ろ過及び乾燥装置を設置する場所に存在する余剰の排温水の有効な利用及びスラリー処理用プラントのランニングコストの低減を図るため，低温熱源（余剰温水）を加熱源としてスラリー処理用プラント内のラインに組み込む構成を採用した。なお，このような余剰温水は，従来は，有効利用されずに排出されていたものである。
【００４８】
以下，図６に基づいて，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントの構成について説明する。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントは，上記従来のスラリー処理用プラントに対して低温熱源を組み込んだ点のみ相違し，他の構成は同一なので，その説明は省略する。
【００４９】
本実施形態にかかるスラリー処理用プラントにおいては，図６に示すように，他のプラントで発生した余剰温水を低温熱源として利用し，熱エネルギーの有効利用を図るものである。即ち，上記従来（特許第３０４０４７８号公報）のスラリー処理用プラントに対して，余剰温水を利用した低温熱源５０が高温熱源とは別途に組み込まれている。このことにより，上記余剰温水を有効利用することができ，かつスラリー処理用プラントのランニングコストの低減を図ることができる。なお，高温熱源の熱媒体としては，例えば，沸点が１００℃以上の液体或は蒸気又は熱風又は熱ガス体を使用することができる。
【００５０】
かかる低温熱源５０は，図６に示すように，低温熱源ライン５２から分岐された低温熱源ライン５２ａを介して圧力ライン１８に接続され，かつ低温熱源ライン５２ｂを介して圧力ライン３３に接続されている。また，低温熱源ライン５２ａ及び５２ｂには，各々バルブ５３ａ，ｂ，ｃが設けられている。なお，低温熱源５０からの温水は，低温熱源ライン５２に設置されたポンプ５１を介して，圧力ライン１８又は圧力ライン３３に供給される。したがって，制御装置４４により，バルブ５３ａ，ｃが開放されると，低温熱源５０から低温熱源ライン５２ａを介して圧力ライン１８に温水が提供され，バルブ５３ｂが開放されると，低温熱源５０から低温熱源ライン５２ｂを介して圧力ライン３３に温水が提供される。
【００５１】
したがって，低温熱源からの温水により，圧力ライン１８を流れるチャンバ４８及びフィルターケーキ５０を加熱するための液体又はガス体の熱媒体を，高温熱源を使用せずに加熱することができると共に，供給ライン７により供給されるスラリー又はフィルタープレス１を加熱することができる。
【００５２】
なお，低温熱源からの温水が清浄な温水である場合には，そのまま上記の熱媒体として用いることができる。しかしながら，温水が腐食性を有する場合や，フィルタープレートの流路に沈殿が発生して流路が塞がれてしまう場合など，低温熱源からの温水を直接熱媒体として使用することに対して何らかの不都合を有する場合がある。かかる場合には，図７に示すように，低温熱源５０からの温水を熱交換器５４を介して他の熱媒体（例えば清浄水）と熱交換することにより清浄な２次温水を圧力ライン１８及び圧力ライン３３に供給することができる。
【００５３】
この場合には，低温熱源５０からの温水は，ポンプ５１及び低温熱源ライン５２を介して熱交換器５４に供給される。また，例えば清浄水などの熱媒体（図示せず）は，ポンプ５１’及び低温熱源ライン５２’を介して熱交換器５４に供給され，この熱交換器５４で低温熱源５０からの温水により熱エネルギーが供給されて，分岐された低温熱源ライン５２’ａ，５２’ｂを介して圧力ライン１８及び圧力ライン３３に清浄な２次温水が提供される。
【００５４】
本実施形態においては，スラリー処理用プラントに，低温熱源が組み込まれているので，低温熱源の熱エネルギーを有効利用することができる，この結果，スラリー処理用プラントにおいて，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。また，低温熱源からの温水を直接熱媒体として使用することに対して何らかの不都合を有する場合であっても，清浄な２次温水を低温熱源として利用することができる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
次に，図８に基づいて，第２の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの圧力ラインの構成について説明する。なお，図８は，第２の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントは，第１の実施の形態と比較して，高温熱源の熱媒体を予熱するための予熱器が組み込まれている点のみが相違する。したがって，以下では，予熱器についてのみ説明し，他の構成についてはその説明を省略する。
【００５６】
本実施形態にかかる低温熱源５０の温水は，低温熱源ライン６２を介して，水供給接続３１に設けられた予熱器６２に供給される。この予熱器６２は，過熱蒸気ユニット２２に供給される高温熱源の熱媒体をスラリー処理に必要な設定温度まで昇温する前に，低温熱源からの温水により所定温度まで予熱する装置である。
【００５７】
このことにより，高温熱源の熱媒体は，低温熱源からの温水により予熱されて所定温度まで上昇しているので，高温熱源の熱媒体を設定温度に昇温するためのコストを低減することができる。
【００５８】
本実施形態においては，高温熱源の熱媒体が予め所定温度まで昇温されているので，高温熱源の熱媒体をスラリー処理に必要な設定温度まで昇温するための熱エネルギーを低減することができる。したがって，直接的にはスラリー処理用プラントの全体の省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
次に，図９に基づいて，第３の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成について説明する。なお，図９は，第３の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントは，第１の実施の形態と比較して，低温熱源（図示せず）を熱源とするヒートポンプ７０が圧力ライン１８に組み込まれている点のみが相違する。したがって，ヒートポンプを組み込んだ点についてのみ説明し，他の構成についてはその説明を省略する。
【００６０】
本実施形態にかかるヒートポンプ７０は，圧力ライン１８を流れるチャンバ４８及びフィルターケーキ５０を加熱するための高温熱源の熱媒体を，設定温度（例えば２００℃，好ましくは１６０℃）まで昇温するためのものであり，余剰に存在する低温熱源（図示せず）を熱源としている。このことにより，高温熱源の熱媒体を，余剰に存在する低温熱源を利用したヒートポンプにより，設定温度に昇温することができる。なお，ヒートポンプ自体については，従来のヒートポンプと何ら異なるところはないので，その説明を省略する。
【００６１】
本実施形態においては，圧力ライン１８を流れるチャンバ４８及びフィルターケーキ５０を加熱するための高温熱源の熱媒体を設定温度まで昇温することができる。スラリー処理用プラントに，低温熱源が組み込まれているので，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。さらに，余剰に存在する温排水の有効利用を図ることができる。
【００６２】
（第４の実施の形態）
次に，図１０に基づいて，第４の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成について説明する。なお，図１０は，第４の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントは，第１の実施の形態と比較して，低温熱源ライン５２ａ，５２ｂに，高温熱源２２，３２と熱交換して低温熱源からの温水を昇温するための熱交換器５５ａ，５５ｂが組み込まれている点のみが相違する。したがって，以下では，熱交換器５５ａ，５５ｂについてのみ説明し，他の構成についてはその説明を省略する。
【００６３】
なお，本実施形態においては，低温熱源からの温水の温度が，乾燥工程に必要な温度よりも低い温度である場合，又はその温度では，乾燥時間が許容時間を越える場合について例を挙げて説明するが，別途の熱交換器（図示せず）により低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の場合においても採用することもできる。
【００６４】
本実施形態にかかる熱交換器５５ａは，図１０に示すように，低温熱源ライン５２ａに組み込まれており，低温熱源５０からの温水は，高温熱源２２の圧力ライン１８から分岐された圧力ライン５６に流れる高温熱源の熱媒体と熱交換する機能を有する。また，熱交換器５５ｂは，低温熱源ライン５２ｂに組み込まれており，低温熱源５０からの温水は，高温熱源３２の圧力ライン３３から分岐された圧力ライン５７に流れる高温熱源の熱媒体と熱交換する機能を有する。
【００６５】
かかる熱交換器５５ａ，ｂは，低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，その通常のプロセス（例えば乾燥工程）において必要とされる設定温度より低い場合に，低温熱源からの温水を設定温度まで昇温するためのものであり，高温熱源を熱源としている。
【００６６】
かかる構成により，低温熱源からの温水の温度が，その低温熱源が使用されるプロセス（例えば乾燥工程）において必要な温度より低い温度である場合には，低温熱源からの温水を加熱蒸気ユニット２２又は熱気ユニット３２を使用して設定温度まで昇温することができる。
【００６７】
本実施形態においては，低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が必要な温度よりも低い場合であっても，常温の水を高温熱源によって加熱して所定温度まで昇温するのに比べて，常温から低温熱源の温度まで上昇させる分だけ，高温熱源のエネルギー使用量が少なくて済み，省エネルギーとなる。したがって，スラリー処理用プラントにおいては，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００６８】
（第５の実施の形態）
次に，図１１に基づいて，第５の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成について説明する。なお，図１１は，第５の実施の形態にかかるスラリー処理システムの構成を示す説明図である。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントは，第１の実施の形態と比較して，圧力ライン１８に供給される低温熱源５０からの温水が，余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプ７２により昇温される点のみが相違する。したがって，以下では，ヒートポンプを組み込んだ点についてのみ説明し，他の構成についてはその説明を省略する。
【００６９】
本実施形態においては，図１１に示すように，圧力ライン１８に接続される低温熱源ライン５２中にヒートポンプ７２が設置されている。かかるヒートポンプ７２は，低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，その通常のプロセス（例えば乾燥工程）において必要とされる設定温度より低い場合に，低温熱源からの温水又は２次温水を設定温度まで昇温するためのものであり，余剰に存在する低温熱源（余剰温水）を熱源としている。なお，ヒートポンプ自体については，従来のヒートポンプと何ら異なるところはないので，その説明を省略する。
【００７０】
かかる構成により，所定の温度よりも低い温度の低温熱源からの温水がポンプ５１を介して低温熱源ライン５２に提供されると，ヒートポンプ７２により低温熱源からの温水が設定温度まで昇温される。このように昇温された低温熱源からの温水は，低温熱源ライン５２及びバルブ５３を介して圧力ライン１８に供給される。
【００７１】
本実施形態においては，低温熱源からの温水の温度が，余剰に存在する低温熱源を熱源とするヒートポンプにより昇温されるので，低温熱源がより有効に利用されると共に，直接的にはスラリー処理用プラントの省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００７２】
（第６の実施の形態）
次に，低温熱源が組み込まれたスラリー処理用プラントの操作方法について説明する。なお，本実施形態にかかるスラリー処理用プラントの操作方法は，上記第１の実施の形態〜第４の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントおいて実施することは当然であるが，低温熱源が組み込まれたいかなるスラリー処理用プラントにおいても実施することができる。
【００７３】
低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，その通常のプロセスにおいて必要とされる設定温度より高い場合，運転がろ過工程から乾燥工程に切り替わった時点で，制御装置４４は，各バルブを操作して，加熱用の熱媒体の熱源を高温熱源から低温熱源（余剰温水）へと切り替える。
【００７４】
このことにより，フィルターケーキの乾燥工程においては，高温熱源を使用せずに，余剰温水を利用した低温熱源によりフィルターケーキの乾燥が行われるので，直接的にはスラリー処理用プラントの省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。
【００７５】
さらに，低温熱源からの温水の温度又は低温熱源からの温水と熱交換された２次温水の温度が，その通常のプロセスにおいて必要とされる設定温度より低い場合には，その低温熱源又は２次温度の温度でもフィルターケーキの水分が蒸発可能となる圧力まで真空度を高めて（圧力を下げて）運転する。例えば，図１２に示すように，例えば低温熱源の温度が８０℃であった場合には，真空プラント４０の圧力制御装置４３が真空ポンプ４１を制御して，例えば５００ｍｂａｒ以下の圧力まで下げることによりフィルターケーキの水分を蒸発させることができる。
【００７６】
このことにより，フィルターケーキの乾燥工程において，低温熱源の温度がフィルターケーキの乾燥に十分な温度でない場合であっても，フィルターケーキを乾燥することができる。
【００７７】
以上，本発明に係る好適な実施の形態について説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術思想の範囲内において，各種の修正例および変更例を想定し得るものであり，それらの修正例および変更例についても本発明の技術範囲に包含されるものと了解される。
【００７８】
上記実施形態においては，スラリー処理用プラントに低温熱源を組み込んだ具体例を説明したが，かかる例には限定されない。例えば，スラリー処理用プラントの設置場所等の条件に合わせて，第１の実施の形態から第５の実施の形態を組み合わせて実施することができる。このことにより，スラリーの種類，スラリーの処理条件などに対応した最適なスラリー処理を行うことができる。
【００７９】
【発明の効果】
スラリー処理用プラントに，低温熱源が組み込まれているので，フィルターケーキを真空下で加熱乾燥するにあたり余剰に存在する温排水の有効利用を図ることができる。この結果，スラリー処理用プラントにおいては，直接的には省エネルギーによるランニングコストの低減を図ることができる。また，間接的には環境に良い影響を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，従来におけるスラリー処理用プラントの概略外形・配置を示す側面図である。
【図２】図２は，従来におけるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図３】図３は，従来における第１の実施の形態にかかるフィルタープレスの主要部の構成を示す縦断面図である。
【図４】図４は，従来におけるフィルタープレス温度の一例を示す説明図である。
【図５】図５は，従来におけるフィルタープレス温度の一例を示す説明図である。
【図６】図６は，第１の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図７】図７は，第１の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの圧力ラインの応用例を示す説明図である。
【図８】図８は，第２の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図９】図９は，第３の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図１０】図１０は，第４の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図１１】図１１は，第５の実施の形態にかかるスラリー処理用プラントの構成を示す説明図である。
【図１２】図１２は，第６の実施の形態にかかるフィルターケーキ中の水分の特性図である。
【符号の説明】
１  フィルタープレス
３  フィルタープレート
７  供給ライン
１５  ろ過液ライン
１８  圧力ライン
２２  過熱蒸気ユニット（高温熱源）
３２  熱気ユニット（高温熱源）
４０  真空プラント
５０  低温熱源
５２  低温熱源ライン
５４  熱交換器
６２  予熱器
７０  ヒートポンプ
７２  ヒートポンプ
【図１】
2004223444.tif 000003
【図２】
2004223444.tif 000004
【図３】
2004223444.tif 000005
【図４】
2004223444.tif 000006
【図５】
2004223444.tif 000007
【図６】
2004223444.tif 000008
【図７】
2004223444.tif 000009
【図８】
2004223444.tif 000010
【図９】
2004223444.tif 000011
【図１０】
2004223444.tif 000012
【図１１】
2004223444.tif 000013
【図１２】
2004223444.tif 000014