Hydrozyklone – Effektive Trennung für verbesserte Verarbeitung
Hydrozyklone nutzen die Flüssigkeitsgeschwindigkeit, um sie in eine Drehbewegung umzuwandeln, wobei schwerere oder dichtere Partikel spiralförmig um die Innenwand herumwirbeln, bis sie durch einen verengten axialen Bodenauslass als Unterlauf austreten, während feinere Partikel über einen axialen oberen Auslass als Überlauf austreten.
Die Abscheideleistung in Zyklonen hängt von mehreren wichtigen Konstruktions- und Betriebsvariablen ab, die hier als Faktoren erörtert werden, die die Effizienz der Sortentrennung beeinflussen (GSE).
Größe und Dichte
Hydrozyklone nutzen Größe und Dichte zur Unterscheidung von Materialien. Schwerere Partikel bleiben an den Wänden hängen, dann durch einen Unterlaufauslass unten austreten. Leichtere, feinere Partikel bleiben oben in der Schwebe und werden über Überlaufauslässe abgeführt (auch Zapfen genannt) in unterschiedlichen Höhen je nach den Anforderungen der nachgeschalteten Anwendung.
Die Abscheideleistung in Zyklonen hängt von ihrem internen Strömungsfeld ab, die durch Optimierung seiner Struktur oder Änderung der Betriebsparameter angepasst werden kann. Die Fördermenge und die Druckdifferenz im Zyklon haben besonderen Einfluss auf die erzeugte Zentrifugalkraft.
Die Konsistenz zwischen Einlassdruck und Zufuhrdurchfluss trägt dazu bei, die Verweilzeit der Partikel in einem Zyklon zu minimieren, und die Wahl eines Geräts mit einem großen Scheiteldurchmesser trägt dazu bei, das Risiko einer Verklumpung zu minimieren, die auftritt, wenn Material gleichzeitig in die Überlauf- und Unterlaufauslässe gelangt.
Druckabfall
Hydrozyklone können durch feste Verunreinigungen verstopft werden, Dies führt zu schwerwiegenden Betriebs- und Ausrüstungsproblemen wie Förderpumpen. Eine regelmäßige Überprüfung der Auskleidungen auf Verschleißerscheinungen trägt wesentlich dazu bei, dieses Risiko zu verringern.
Um einen effizienten Trennprozess zu erreichen, Der Durchmesser eines Zyklons muss entsprechend seiner Anwendung sorgfältig ausgewählt werden. Außerdem, sich ändernde Durchflussraten oder Tonnen pro Stunde (tph) kann seinen Schnittpunkt verändern und somit die Effizienz beeinträchtigen.
Sobald Gülle in einen Zyklon gelangt, Durch die Zentrifugalkraft wird es in Rotation versetzt und beginnt in seiner zylindrischen Kammer einen Wirbel zu bilden. Schwerere Partikel fallen den Trommelabschnitt hinunter und treten durch dessen Spitze aus, während leichtere Materialien durch die nach innen gerichtete Flüssigkeitsbewegung in die Mitte des Wirbels gezogen und in Richtung seines Überlaufauslasses transportiert werden.
Schlammkonzentration
Die Hydrozyklontrennung erfordert einen bestimmten Innendruck, der im Zyklon erzeugt werden muss, um erfolgreich zu sein. Dichte der Gülle, Das zugeführte Volumen und die Größe spielen bei der Entstehung dieser Zentrifugalkraft eine wesentliche Rolle – Schwerere Partikel werden zur Mitte und nicht zur Spitze und aus dem Überlaufauslass gedrückt.
Eine niedrige Zufuhrkonzentration kann zu einer gröberen Trennung führen, während ein hoher Zufuhrdruck zu feineren Ergebnissen führt. Außerdem, Die Einlassgröße kann einen großen Einfluss auf die Trennergebnisse haben; Größere Einlässe erhöhen die Kapazität.
Yang et al. führte Untersuchungen zur Bewertung der Trennleistung von Hydrozyklonen mit verschiedenen Hauptdurchmessern durch, wobei sowohl Simulations- als auch Experimentalmethoden zum Einsatz kamen. Ihre Ergebnisse zeigten, dass bei der Trennung von Schlamm in kleinere Gleichstrom-Hydrozyklone am Überlaufauslass die Konzentration allmählich zunimmt, während sie in weiter entfernten Bereichen von der Zyklonspitze abnimmt, Dies deutet darauf hin, dass diese Hydrozyklone eine verbesserte Trenneffizienz erzielen.
Vortex-Finder
Das Aufgabematerial wird tangential in den Zyklon eingeführt und gedreht, um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, die schwerere von leichteren Partikel trennt, wobei die leichteren Exemplare durch einen Überlaufauslass austreten, während die gröberen Exemplare gröber sind, Schwerere Partikel treten über einen Unterlaufauslass aus.
Die Partikelgröße in einem Hydrozyklon wird von vielen Variablen beeinflusst, wie etwa seine Eintrittsgeschwindigkeit, Kurzschluss-Durchflussverhältnisse und Abscheidegrad. Bewertung dieser Einflüsse auf die Partikelschnittgröße in Hydrozyklonen, Ein Modell unter Verwendung der Reynolds-Spannungsanalyse und des Flüssigkeitsvolumens wurde verwendet, um den Trennungsprozess vorherzusagen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Einlassgeschwindigkeit und die Vortex-Finder-Länge den größten Einfluss auf die Partikelschnittgröße haben. Ein längerer Vortex Finder könnte den Druckabfall und die axialen/tangentialen/radialen Geschwindigkeiten verringern, würde aber die Schwankungen der AVWZ erhöhen; Dickere Wände könnten dennoch dazu beitragen, diese Faktoren zu reduzieren, haben jedoch einen geringeren Einfluss auf die Zirkulationsströmung in den Vorabscheideräumen.