A study on the Thermal Filter Press for the Reduction of Pigment Sludge

Dewatering process to remove water from pigment sludge was important in the diverse aspects of the improvement of product quality, curtailment of the drying cost and the transportation. It was difficult to dewater pigment particles with the mechanical forces because the size was fine under $5{\mu}m$. Thermal filter press dewatering equipment composed of squeezing plate and a fixed heating plate was developed to improve the dewaterability of pigment the sludge as supplying the heat from the fixed heating plate to the cake. Several tests that estimate the dewaterability for pigment sludge as with or without squeezing process and the difference of dewatering time was conducted with this equipment. Dewaterability of thermal dewatering under squeezing process was increased about 20% compared with non squeezing process. Under squeezing process, thermal dewatering tests changing dewatering time with 70 and 80 minute were conducted respectively. The water content of cake was more reduced at dewatering time of 80 minute compared with 70 minute, and dewatering velocity was also decreased, which caused the productivity of thermal filter press to drop. It was observed that clogging of filter cloth didn't almost occur because the liquid was discharged from cake layer easily. In this research, it was resulted that the squeezing process and long dewatering time were effective to improve the dewaterability of pigment sludge. So, this thermal filter press equipment was useful for dewatering the fine particle sludge like pigment.

안료 슬러지 감량화(減量化)를 위한 열필터프레스 기술(技術)에 관한 연구(硏究)

안료 생산 공정의 슬러지로부터 물을 제거하는 감량화 공정은 제품의 질 향상, 건조경비 절감 그리고 안료 운송경비 절감 등의 다양한 측면에서 매우 중요하다. 안료입자는 크기가 $5{\mu}m$ 이하로 미세하여 기계적인 힘에 의한 탈수가 어렵다. 미세입자의 탈수율 향상을 위해 기존의 필터프레스 탈수장치의 압착판 사이에 고정 열판을 장착하고, 열수를 고정열판에 공급하여 케이크 층에 열을 공급하여 슬러지 탈수하는 열필터프레스 탈수장치를 개발하였다. 이 장치를 통해 압착공정의 유무 탈수시간 변화와 같은 변수 실험을 통해 안료슬러지에 대한 탈수율 평가하였다. 그 결과 열 탈수 시 압착공정에 의한 탈수율이 비압착공정에 비하여 약 20% 증가하였다. 압착공정이 있는 경우, 탈수시간을 70분과 80분으로 하여 수행한 결과 탈수시간이 80분으로 길게 하였을 때, 함수율 46.7wt%에서 43.9wt%로 감소하였고, 탈수속도는 $4.0DSkg/m^2{\cdot}hr$에서 $3.5DSkg/m^2{\cdot}hr$으로 감소한 것으로 분석되었다. 열 탈수는 케이크 층으로부터 액체의 배출을 원활이 할 수 있어 장치의 여과포 막힘 현상(Clogging)을 최소화 할 수 있음을 관찰하였다. 따라서 본 연구를 통해, 압착공정이 탈수율 향상에 효과적이며, 탈수시간이 80분으로 길게 할 경우, 저함수율 탈수 케이크를 생산할 수 있지만 탈수속도의 감소로 인한 생산량 저감을 초래할 수 있다. 즉 본 연구에서 개발한 열필터프레스 탈수장치를 안료와 같은 미세입자가 함유된 슬러지에 적용한다면 보다 효과적으로 탈수케이크를 생산 할 수 있을 것으로 분석된다.