הידרוציקלונים – הפרדה יעילה לעיבוד משופר

הידרוציקלונים משתמשים במהירות נוזל כדי להמיר לתנועה סיבובית, עם חלקיקים כבדים או צפופים יותר מסתחררים סביב הקיר הפנימי עד ליציאה דרך יציאה תחתית צירית מוגבלת כזרימה תת-קרקעית, בעוד שחלקיקים עדינים יותר יוצאים דרך יציאה עליון צירית כגלישה.

יעילות ההפרדה בציקלון תלויה במספר משתני תכנון ותפעול מרכזיים, אשר יידונו כאן כגורמים המשפיעים על יעילות הפרדת דרגות (GSE).

גודל וצפיפות

הידרוציקלונים משתמשים בגודל ובצפיפות כדי להבחין בין חומרים. חלקיקים כבדים יותר נלכדים אל הקירות, ואז צא דרך שקע תת זרימה בתחתית. חלקיקים עדינים קלים יותר נשארים תלויים ליד החלק העליון ונפלטים דרך יציאות הצפת (נקראים גם ספיגוטים) בגבהים משתנים בהתאם לצרכי היישום במורד הזרם.

ביצועי ההפרדה בציקלון תלויים בשדה הזרימה הפנימי שלו, אשר ניתן להתאים באמצעות אופטימיזציה של המבנה שלו או שינוי פרמטרים תפעוליים. לקצב זרימת ההזנה ולהפרש הלחץ על פני הציקלון יש השפעה מיוחדת על הכוח הצנטריפוגלי שנוצר.

עקביות בין לחץ הכניסה לקצב זרימת הזנה עוזרת למזער את זמן שהיית החלקיקים בציקלון, ובחירה באחד עם קוטר קודקוד גדול עוזרת למזער את הסיכון לחבלים המתרחשים כאשר חומר נכנס בו זמנית ליציאות הגלישה והמתחת..

ירידת לחץ

הידרוציקלונים עלולים להיחסם עם מזהמים מוצקים, יצירת בעיות תפעוליות וציוד רציניות כמו משאבות הזנה. בדיקה שוטפת של הבטנות שלהם לאיתור סימני בלאי היא המפתח בסיוע בהפחתת הסיכון הזה.

להשיג תהליך הפרדה יעיל, יש לבחור בקפידה את הקוטר של ציקלון בהתאם ליישומו. יֶתֶר עַל כֵּן, שינוי קצבי זרימה או טונות לשעה (tph) עשוי לשנות את נקודת החיתוך שלו ובכך להשפיע על רמות היעילות.

ברגע שהרפס נכנס לציקלון, הוא מונע לסיבוב בכוח צנטריפוגלי ומתחיל ליצור מערבולת בתוך החדר הגלילי שלו. חלקיקים כבדים יותר נופלים במורד הקנה כדי לצאת דרך הקודקוד שלו בעוד חומרים קלים יותר נמשכים למרכז המערבולת על ידי תנועת נוזל פנימה ומועברים לעבר מוצא הגלישה שלו.

ריכוז סלרי

הפרדת הידרוציקלון דורשת כמות מסוימת של לחץ פנימי שיש ליצור בתוך הציקלון כדי להשיג הצלחה. צפיפות של סלורי, לנפח המוזן לתוכו ולגודל כולם תפקיד אינטגרלי ביצירת הכוח הצנטריפוגלי הזה – דוחף חלקיקים כבדים יותר לכיוון המרכז במקום לכיוון הקודקוד שלו ולצאת החוצה ממוצא הגלישה.

ריכוז הזנה נמוך יכול לגרום להפרדה גסה יותר בעוד שלחץ הזנה גבוה מייצר תוצאות עדינות יותר. יֶתֶר עַל כֵּן, לגודל הכניסה יכול להיות השפעה רבה על תוצאות ההפרדה; כניסות גדולות יותר מגדילות את הקיבולת.

יאנג וחב'. ביצע מחקר להערכת ביצועי ההפרדה של הידרוציקלונים עם קטרים ​​עיקריים שונים על ידי שימוש בשיטות סימולציה וניסוי. התוצאות שלהם הוכיחו שכאשר משתמשים בהם להפרדת הרחצה ל-DC-הידרוציקלונים קטנים יותר ביציאת יציאות, ריכוז יציאת הצפת עולה בהדרגה בעוד שהוא יורד באזורים רחוקים יותר מקודקוד הציקלון., מה שמציע שההידרוציקלונים האלה משיגים יעילות הפרדה משופרת.

מאתר וורטקס

חומר הזנה מוכנס באופן משיק לציקלון ומסתובב ליצירת כוח צנטריפוגלי המפריד בין חלקיקים כבדים יותר לקלים יותר, עם קלים יותר שיוצאים דרך שקע גלישה בעודם גסים יותר, חלקיקים כבדים יותר יוצאים דרך שקע תת זרימה.

גודל חתך החלקיקים בהידרוציקלון מושפע ממשתנים רבים, כמו מהירות הכניסה שלו, יחסי קצב זרימה קצרים ויעילות הפרדה. להעריך את ההשפעות הללו על גודל חתך החלקיקים בהידרוציקלונים, נעשה שימוש במודל המשתמש בניתוח מתח של ריינולדס ובנפח נוזלים כדי לחזות את תהליך ההפרדה שלו.

התוצאות הצביעו על כך שלמהירות הכניסה ואורך ה-Vortex Finder יש את ההשפעה הגדולה ביותר על גודל חיתוך החלקיקים. מאתר וורטקס ארוך יותר יכול להפחית את ירידת הלחץ ואת המהירויות הציריות/טנגנציאליות/רדיאליות אבל יגדיל את התנודות של AVWZ; קירות עבים יותר עדיין יכולים לעזור להפחית את הגורמים הללו, עם זאת יש פחות השפעה על זרימת המחזור בחללים טרום הפרדה.