Hidrociclones – Separación efectiva para un procesamiento mejorado
Los hidrociclones usan la velocidad líquida para convertir en movimiento rotativo, con partículas más pesadas o más densas en espiral alrededor de la pared interna hasta salir a través de una salida de fondo axial restringida como flujo bajo, mientras que las partículas más finas salen a través de una salida superior axial como desbordamiento.
La eficiencia de separación en los ciclones depende de varias variables de diseño y operación, que se discutirá en este documento como factores que afectan la eficiencia de separación de grado (GSE).
Tamaño y densidad
Los hidrociclones usan el tamaño y la densidad para distinguir materiales. Las partículas más pesadas quedan atrapadas contra las paredes, Luego salga a través de una salida de bajo flujo en la parte inferior. Las partículas más fino más ligeras permanecen suspendidas cerca de la parte superior y se descargan a través de salidas de desbordamiento (también llamado espigas) a diferentes alturas dependiendo de las necesidades de aplicación posterior.
El rendimiento de la separación en los ciclones depende de su campo de flujo interno, que se puede ajustar optimizando su estructura o cambiando los parámetros operativos. La tasa de flujo de alimentación y la diferencia de presión en todo el ciclón tienen una influencia particular sobre la fuerza centrífuga generada.
La consistencia entre la presión de entrada y la velocidad de flujo de alimentación ayuda a minimizar el tiempo de residencia de partículas en un ciclón, y seleccionar uno con un gran diámetro del ápice ayuda a minimizar el riesgo de cuerda que ocurre cuando el material entra tanto en las salidas de desbordamiento como de bajo flujo simultáneamente.
Caída de presión
Los hidrociclones pueden bloquearse con contaminantes sólidos, Crear serios problemas operativos y de equipos como bombas de alimentación. La inspección regular de sus revestimientos para los signos de desgaste es clave para ayudar a disminuir este riesgo.
Para lograr un proceso de separación eficiente, El diámetro de un ciclón debe seleccionarse cuidadosamente de acuerdo con su aplicación.. Además, Cambio de caudales o toneladas por hora (tph) puede alterar su punto de corte y, por lo tanto, afectar los niveles de eficiencia.
Tan pronto como la lechada entra en un ciclón, Se impulsa a la rotación por fuerza centrífuga y comienza a formar un vórtice dentro de su cámara cilíndrica. Las partículas más pesadas caen por la sección del cañón para salir a través de su ápice, mientras que los materiales más ligeros se dibujan en el centro del vórtice por movimiento de fluido hacia adentro y se transportan hacia su salida de desbordamiento.
Calma
La separación de hidrociclones requiere una cierta cantidad de presión interna que debe crearse dentro del ciclón para lograr el éxito. Densidad de la suspensión, El volumen alimentado y el tamaño juegan un papel integral en la creación de esta fuerza centrífuga – Empujando partículas más pesadas hacia el centro en lugar de hacia su vértice y fuera de la salida de desbordamiento.
La baja concentración de alimentación puede provocar una separación más gruesa, mientras que la alta presión de alimentación produce resultados más finos. Además, El tamaño de la entrada puede tener un gran impacto en los resultados de la separación; Las entradas más grandes aumentan la capacidad.
El et al. realizó investigaciones para evaluar el rendimiento de separación de los hidrociclones con varios diámetros principales al emplear métodos de simulación y experimento. Sus resultados demostraron que cuando se usan para separar la suspensión en hidrociclones de CC más pequeños en la concentración de salida de desbordamiento aumenta gradualmente, mientras que disminuye en áreas más alejadas del ciclón ápice, sugiriendo que estos hidrociclones logran una mejor eficiencia de separación.
Buscador de vórtice
El material de alimentación se introduce tangencialmente en el ciclón y gira para generar una fuerza centrífuga que separa las partículas más pesadas de las más ligeras, con los más ligeros que salen a través de una salida de desbordamiento mientras más grueso, Las partículas más pesadas salen a través de una salida de bajo flujo.
El tamaño de corte de partículas en un hidrociclón se ve afectado por muchas variables, como su velocidad de entrada, relaciones de flujo de cortocircuito y eficiencia de separación. Para evaluar estas influencias en el tamaño de corte de partículas en hidrociclones, Se utilizó un modelo que utiliza el análisis de estrés de Reynolds y el volumen de fluido para predecir su proceso de separación.
Los resultados indicaron que la velocidad de entrada y la longitud del buscador de vórtex tienen el mayor efecto sobre el tamaño de corte de partículas. Un buscador de vórtice más largo podría reducir la caída de presión y las velocidades axiales/tangenciales/radiales, pero aumentaría las fluctuaciones de AVWZ; Las paredes más gruesas aún podrían ayudar a reducir estos factores, Sin embargo, tienen menos efecto sobre el flujo de circulación en los espacios previos a la separación.