Hüdrotsüklonid – Kuidas nad eraldavad osakesed vedelikest
Hüdrotsüklonid on üks kõige sagedamini kasutatavaid mineraalide töötlemise seadmeid. Nende põhikonstruktsioon põhineb väljastpoolt tuleval rõhul, et tekitada selle sees olevas vedelas segus pöörlev liikumine, põhjustades raskete osakeste kogunemise piki selle seinu, enne kui need läbi alumise väljalaskeava väljuvad.
Nad eraldavad osakesi
Hüdrotsüklonid on staatilised seadmed, mis kasutavad erineva tihedusega osakeste vedelikust eraldamiseks tsentrifugaalkiirendust.. Tihedad osakesed – kas tahke või vedel – liiguvad keerise välisserva poole, samal ajal kui kergemad osakesed rändavad selle keskse tuuma poole, jämedamate ja suuremate osakestega, mis väljuvad selle alavoolu kaudu, samal ajal kui peened liiguvad edasi ülesmäge, enne kui väljuvad oma tipu kaudu tsentrifugaaljõu mõjul ja väljuvad selle ülevoolu kaudu.
Eraldamise toimivus sõltub mitmest tegurist, sealhulgas tsükloni suurus, läbimõõt ja kuju, samuti vedeliku dünaamika ja osakeste omadused seoses vedela keskkonna omadustega. Abrasiivset või tihedat söödamaterjali ei eraldata hüdrotsüklonitega tõenäoliselt tõhusalt.
Erinevad uuringud on uurinud osakeste suuruse ja kuju mõju eraldumisele. Tulemused on näidanud, et tõmbejõud on proportsionaalsed maksimaalse projitseeritud ala osakestega piki vedeliku voolu suunda hüdrotsüklonis; Kashiwaya et al.. uuris seda parameetrit nii üksik- kui ka segaeraldustel CFD-DEM sidestustehnoloogia ja eksperimentaalsete katsemeetodite abil.
Eraldamise efektiivsuse mõõdikuna, kontsentratsiooni mõõtmine “rasked” ülevoolus on ideaalne viis hüdrotsükloni jõudluse hindamiseks. Seda saab teha kas mahuprotsendi alusel või, täpsemalt, kasutades kaalumõõtmisi.
Nad eraldavad jämedaid osakesi
Hüdrotsüklonid kasutavad suspensiooni sees keerutamiseks tangentsiaalset sisselaskekiirust, laskuva välise keerise voolu tekitamine ja raskete komponentide eraldamine vedelikust. Raskemad komponendid aglomereeruvad tsükloni seintele, samas kui kergemad peenemad osakesed väljuvad oma ülemise väljalaskeava kaudu.
Hüdrotsüklonid on tselluloosi- ja paberitööstuses peente ja jämedate osakeste eraldamiseks kõige sagedamini kasutatavad seadmed, tänu nende disaini lihtsusele, tasuvus, kasutuslihtsus ja pikk kasutusiga, ilma et oleks vaja palju hooldust või operaatorite panust. Kuid isegi kõigi nende eelistega võib nende jõudlus aja jooksul siiski väheneda.
Hüdrotsüklonitega seotud probleemide tõrkeotsingul, võib olla kasulik mõista nende toimimist ja nende toimivust mõjutavaid tegureid. Nende eraldamise tõhususe oluline aspekt on nende sisselaskeavale rakendatav rõhk – millel on otsene mõju osakeste lõikepunktile sõltuvalt rakendatavast rõhust, koonuse läbimõõdu suurus ja materjali tüüp.
Hüdrotsüklonid on varustatud ühe kolmest sisselaskeava konstruktsioonist: tangentsiaalne, involveeritud või kaar. Kõigi kolme sisselaskeava kujundusega tehtud katsetulemusi on näha joonisel 7 ja tabel 2, kusjuures kaare sisselaskeava hüdrotsüklonid ületasid järjekindlalt mõlemat oma analoogi paljudes suurusklassifikatsiooni tingimustes (SC).
Nad eraldavad peeneid osakesi
Hüdrotsükloneid saab kasutada peente osakeste eraldamiseks, kasutades vedeliku rõhku, et luua voolumuster, mis eraldab osakesed tiheduse ja kuju alusel. Toitetorustiku rõhutasemete reguleerimine muudab eralduspunkti (nimetatakse ka lõikepunktiks); madalam rõhk tekitab jämedamaid lõikeid, kõrgem rõhk aga peenemat eraldumist.
Hüdrotsüklonid kasutavad madala rõhuga tsooni loomiseks oma koonusekujulist sisemist osa, mis kiirendab osakeste settimise kiirust. Kiiremini settivad osakesed rändavad tsükloni seina poole ja väljuvad selle tipuava kaudu allavooluna, samas kui aeglasemalt settivad osakesed, mis on raskemad kui neid ümbritsev puder, tõmmatakse tsentrifugaaljõu toimel allapoole ja väljuvad nende keeriseotsija kaudu ülevooluna..
Kell 6.5 mm kaugusel tsükloni seinast, osakeste faasid juures 6.5 mm kaugust selle seinast mõõdetakse rõhugradiendi kiirenduse ja takistuskiirenduse summana, tõmbekiirendusega, mis on määratletud kui faasidevaheline suhteline liikumine. Kõigist klassifitseerimisel kasutatavatest sisenditest, C tugevam takistuskiirenduse väli selgitab selle paremat klassifikatsiooni teravust kõrgema etteandega SC-de korral.
Nad eraldavad vett
Hüdrotsüklonid kasutavad vedeliku rõhku, et tekitada tsentrifugaaljõudu ja voolumustreid, mis võivad eraldada osakesed või tilgad vedelast keskkonnast. Selleks, et see eraldumine toimuks, nende tihedus peab oluliselt erinema vedela keskkonna tihedusest.
Tüüpiline konstruktsioon hõlmab sööda sisestamist tangentsiaalselt suurel kiirusel ülemisse silindrilisse sektsiooni, mis ühendab koonilise korpusega, luues tugeva vedeliku liikumise, mis sunnib jämedamaid materjale läbi põhja-teljeliste väljalaskeavade, mida nimetatakse tagasilükatud külgedeks, ja peenemad läbi ülemiste aksiaalsete torude, mida nimetatakse ülevoolu külgedeks.
Lõikesuurust saab juhtida tsükloni toitesurvet muutes. Pilootkatsetes kasutatakse tavaliselt kahte ventiili, et reguleerida voolu jaotust väljalaskeavade vahel, kuni soovitud d50 väärtus on saavutatud; kui see on kindlaks tehtud, üks ava võib neid klappe tavapärase töö käigus asendada.
Seda seadet kasutatakse laialdaselt mineraalide töötlemisel osakeste klassifitseerimiseks jahvatusahelates retsirkuleerimiseks, teha vahet majanduslikel mineraalidel ja jõugudel, eraldage õli veest RAFINEERIMISTEHASTE JA AVAMERENAFITATÖÖSTUSES ning eemaldage liiv/muda niisutus- või joogiveevarudest, paljude muude kasutuste hulgas. Lisaks, seda seadet saab kasutada ka järkjärgulise rikastajana, et vähendada kulukamate eraldusseadmete koormust, parandades samal ajal üldist tööökonoomilisust.