Hydrocyclones – Séparation efficace pour un traitement amélioré
Les hydrocyclones utilisent la vitesse du liquide pour se convertir en mouvement rotatif, avec des particules plus lourdes ou plus denses en spirale autour de la paroi interne jusqu'à sortir par une sortie inférieure axiale restreinte comme sous-verse, tandis que les particules plus fines sortent via une sortie axiale supérieure comme trop-plein.
L'efficacité de la séparation dans les cyclones dépend de plusieurs variables clés de conception et de fonctionnement, qui seront discutés ici en tant que facteurs ayant un impact sur l'efficacité du saut-de-mouton (GSE).
Taille et densité
Les hydrocyclones utilisent la taille et la densité pour distinguer les matériaux. Les particules plus lourdes restent piégées contre les murs, puis sortez par une sortie de sous-verse en bas. Les particules plus légères et plus fines restent en suspension près du sommet et sont évacuées via les sorties de trop-plein. (aussi appelés robinets) à différentes hauteurs en fonction des besoins de l'application en aval.
Les performances de séparation dans les cyclones dépendent de leur champ d'écoulement interne, qui peut être ajusté en optimisant sa structure ou en modifiant les paramètres de fonctionnement. Le débit d'alimentation et la différence de pression à travers le cyclone ont une influence particulière sur la force centrifuge générée..
La cohérence entre la pression d'entrée et le débit d'alimentation permet de minimiser le temps de séjour des particules dans un cyclone, et en sélectionner un avec un grand diamètre au sommet permet de minimiser le risque de cordage qui se produit lorsque le matériau pénètre simultanément dans les sorties de trop-plein et de sous-verse..
Chute de pression
Les hydrocyclones peuvent être bloqués par des contaminants solides, créant de graves problèmes de fonctionnement et d'équipement comme les pompes d'alimentation. Une inspection régulière de leurs doublures à la recherche de signes d'usure est essentielle pour contribuer à réduire ce risque..
Pour obtenir un processus de séparation efficace, le diamètre d'un cyclone doit être soigneusement choisi en fonction de son application. En outre, modification des débits ou des tonnes par heure (tph) peut modifier son point de coupure et ainsi affecter les niveaux d'efficacité.
Dès que le lisier entre dans un cyclone, il est propulsé en rotation par la force centrifuge et commence à former un vortex à l'intérieur de sa chambre cylindrique. Les particules les plus lourdes tombent dans la section du canon pour sortir par son sommet tandis que les matériaux plus légers sont attirés vers le centre du vortex par le mouvement du fluide vers l'intérieur et transportés vers sa sortie de trop-plein..
Concentration de boue
La séparation par hydrocyclone nécessite une certaine pression interne qui doit être créée dans le cyclone pour réussir. Densité du lisier, le volume introduit et la taille jouent tous un rôle essentiel dans la création de cette force centrifuge – pushing heavier particles towards the center rather than toward its apex and out the overflow outlet.
Low feed concentration can result in coarser separation while high feed pressure produces finer results. En outre, inlet size can have a great impact on separation outcomes; larger inlets increase capacity.
Yang et al. conducted research to evaluate the separation performance of hydrocyclones with various main diameters by employing both simulation and experiment methods. Their results demonstrated that when used to separate slurry into smaller Dc hydrocyclones at overflow outlet concentration gradually increases while it decreases at farther areas away from cyclone apex, suggesting these hydrocyclones achieve improved separation efficiency.
Vortex Finder
Le matériau d'alimentation est introduit tangentiellement dans le cyclone et filé pour générer une force centrifuge qui sépare les particules les plus lourdes des plus légères., les plus légers sortant par une sortie de trop-plein tandis que les plus grossiers, les particules plus lourdes sortent par une sortie de sous-verse.
La taille des particules coupées dans un hydrocyclone est affectée par de nombreuses variables, comme sa vitesse d'entrée, rapports de débit en court-circuit et efficacité de séparation. Évaluer ces influences sur la taille des particules coupées dans les hydrocyclones, un modèle utilisant l'analyse des contraintes de Reynolds et le volume de fluide a été utilisé pour prédire son processus de séparation.
Les résultats ont indiqué que la vitesse d'entrée et la longueur du Vortex Finder ont le plus grand effet sur la taille des particules coupées.. Un chercheur de vortex plus long pourrait réduire la chute de pression et les vitesses axiales/tangentielles/radiales, mais augmenterait les fluctuations de l'AVWZ.; des murs plus épais pourraient encore contribuer à réduire ces facteurs, mais ont moins d'effet sur le flux de circulation dans les espaces de pré-séparation.