Hydrocyklony – Zlepšení efektivity při klasifikaci a separaci materiálů

Hydrocyklony se používají k separaci materiálů pomocí odstředivé síly. Lehké fáze s nižšími hustotami postupují spirálovitě směrem k přepadovému výstupu, zatímco těžké fáze s vyšší hustotou se pohybují směrem ke středu a jsou vypouštěny přes podtokové výstupy.

Křivky průměrné hodnoty OC na přepadovém výstupu ilustrují měnící se trendy, jak se Dc zvyšuje.

Průtok

Vstupní materiál je přiváděn tangenciálně do hydrocyklonu pod tlakem a způsobuje, že se odstředivé síly pohybují nahoru a dolů podél jeho kuželové stěny., v reakci tlačí těžší fáze nahoru a dolů. S každým zmenšením průměru přichází zvýšení rychlosti pro maximální separaci; koncentrované pevné látky vystupují na vrcholu.

Musí být stanovena vhodná průtoková rychlost, aby se vytvořila požadovaná koncentrace materiálu v přepadu. Změny rychlosti mohou měnit trajektorie částic v rámci vnitřních i vnějších vířivých proudů, nakonec mění dělicí poměr.

Bicalho et al uvedli, že zvýšení průtoku v určitých parametrech by mohlo posílit pole odstředivých sil a zvýšit celkovou účinnost separace, ale překročení těchto parametrů může snížit efektivní dobu zdržení částic a poměr rozdělení kapek. Proto, musí být udržováno řádné vedení záznamů, aby bylo možné identifikovat odchylky nebo zhoršení výkonu a posoudit, zda je nutné provést údržbu k obnovení optimálního výkonu.

Tlak

Kaše je přiváděna tangenciálně do válcové zóny cyklónu vysokou rychlostí a poté urychlována svou geometrií a tlakem, aby vznikla intenzivní odstředivá síla., vytvoření oddělení mezi lehkými a těžkými složkami kejdy, s těžkými částicemi opouštějícími přepad z jeho vrcholu, zatímco lehčí součásti nadále padají k základně válce, kde jsou shromažďovány.

Zvýšený vstupní tlak má účinek na zvýšení účinnosti separace a koncentrace spodního proudu změnou vnitřního i vnějšího vířivého proudění, čímž vzniká vyšší dělicí poměr.

Nadměrná turbulence může způsobit erozi v hydrocyklonu, která zanechává spirály opotřebení v jeho vložce a může způsobit lana v jeho spodním toku, takže se musí provádět pravidelné hodnocení výkonu každého hydrocyklonu a porovnává se se záznamy o údržbě nebo specifikacemi výrobce, aby se zjistily odchylky nebo degradace. Vedení záznamů pomáhá rychle identifikovat jakékoli opakující se problémy, takže pracovníci údržby mohou podle toho plánovat.

Délka cyklonu

Délka cyklonu je zásadním faktorem, pokud jde o zlepšení klasifikace materiálu a účinnosti separace, protože určuje, jak velká odstředivá síla bude aplikována na částice v něm. Obecně řečeno, tím delší je jeho délka, tím úplnější je jeho separační proces.

Velké částice jsou před vstupem do cyklonu dočasně zpomaleny, zatímco menší jsou urychlovány vysokou rychlostí – což vede k nízké vstupní rychlosti pro větší částice, což pomáhá minimalizovat erozi a prodlužovat životnost cyklonu.

Ideální délka pro oddělení materiálu závisí na jeho požadované velikosti řezu. Při aplikaci na minerální aplikace, například, to obvykle znamená výběr velikosti řezu, ve kterém se většina pevných látek hlásí do přepadového proudu a pouze některé do proudu podtékajícího; obvykle tato cílová velikost řezu určuje, jaký průměr cyklonu se má použít v každé aplikaci.

Vortex Finder

Hledače vírů jsou nedílnou součástí účinné cyklónové separace. Fungují jako rozhraní mezi týmovou odstředivou silou a týmovou brzdnou silou – podobné přetahování lanem mezi dvěma vlajkami uvázanými na obou koncích provazu. Zatímco Team Centrifugal přitahuje částice blíže ke skořápce cyklónu, zatímco Team Drag tlačí pryč.

To vysvětluje, proč má konstrukce vstupní části a úhel kužele vliv na ostrost klasifikace. Například, obloukový vstup vytváří silnější radiální zrychlení a předklasifikační efekty, které pomáhají udržovat Cc (Postava 17).

Čerpadla, která napájejí cyklony, také hrají nedílnou roli v jeho kapacitě a mezním bodu, protože jejich rychlost mění průtok a tlak zásobující Cyclone, v konečném důsledku mění jeho separační vlastnosti; například, snížení rychlosti čerpadla má za následek hrubší řez, při zvýšení může produkovat jemnější; kapacita je dána také velikostí jeho vrcholu.