हाइड्रोसाइक्लोन – वे तरल पदार्थों से कणों को कैसे अलग करते हैं

हाइड्रोसाइक्लोन खनिज प्रसंस्करण उपकरण के सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले टुकड़ों में से एक है. उनका मूल डिज़ाइन इसके अंदर तरल मिश्रण में एक रोटरी गति उत्पन्न करने के लिए बाहर से दबाव पर निर्भर करता है, जिससे इसके निचले आउटलेट से निकलने से पहले इसकी दीवारों पर भारी कण जमा हो जाते हैं.

वे कणों को अलग करते हैं

हाइड्रोसाइक्लोन स्थिर उपकरण हैं जो द्रव से विभिन्न घनत्व के कणों को अलग करने के लिए केन्द्रापसारक त्वरण का उपयोग करते हैं. घने कण – चाहे ठोस हो या तरल – भंवर के बाहरी किनारे की ओर बढ़ते हैं जबकि हल्के कण इसके केंद्रीय कोर की ओर बढ़ते हैं, मोटे और बड़े कण इसके अंतर्प्रवाह से निकलते हैं, जबकि फ़ाइन केन्द्रापसारक बल के माध्यम से अपने शीर्ष से बाहर निकलने और इसके अतिप्रवाह के माध्यम से बाहर निकलने से पहले आगे की ओर ऊपर की ओर यात्रा करते हैं.

पृथक्करण प्रदर्शन कई कारकों पर निर्भर करता है, चक्रवात का आकार भी शामिल है, तरल माध्यम विशेषताओं के संबंध में व्यास और आकार के साथ-साथ द्रव गतिशीलता और कण गुण. अपघर्षक या सघन फ़ीड सामग्री संभवतः हाइड्रोसाइक्लोन के साथ प्रभावी ढंग से अलग नहीं होगी.

विभिन्न अध्ययनों ने पृथक्करण पर कण आकार और आकार के प्रभावों का पता लगाया है. परिणामों से पता चला है कि हाइड्रोसाइक्लोन में द्रव प्रवाह की दिशा में ड्रैग बल अधिकतम अनुमानित क्षेत्र के कणों के समानुपाती होते हैं; Kashiwaya et al. सीएफडी-डीईएम युग्मन तकनीक के साथ-साथ प्रायोगिक परीक्षण विधियों के माध्यम से एकल और मिश्रित दोनों पृथक्करणों पर इस पैरामीटर की जांच की गई.

पृथक्करण दक्षता के माप के रूप में, की सांद्रता मापना “भारी” अतिप्रवाह में हाइड्रोसायक्लोन प्रदर्शन का मूल्यांकन करने का आदर्श तरीका है. इसे या तो वॉल्यूमेट्रिक प्रतिशत के आधार पर पूरा किया जा सकता है या, अधिक सटीक, वजन माप का उपयोग करना.

वे मोटे कणों को अलग करते हैं

हाइड्रोसाइक्लोन किसी निलंबन को अंदर घुमाने के लिए स्पर्शरेखीय इनलेट वेग का उपयोग करते हैं, एक अवरोही बाहरी भंवर प्रवाह बनाना और भारी घटकों को तरल से अलग करना. भारी घटक चक्रवात की दीवारों पर एकत्रित हो जाते हैं जबकि हल्के महीन कण उनके शीर्ष आउटलेट से बाहर निकल जाते हैं.

लुगदी और कागज उद्योग में महीन और मोटे कणों को अलग करने के लिए हाइड्रोसाइक्लोन सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में से एक है, उनके डिज़ाइन में आसानी के लिए धन्यवाद, लागत प्रभावशीलता, ऑपरेटरों से रखरखाव या इनपुट की अधिक आवश्यकता के बिना संचालन में आसानी और लंबी सेवा जीवन. फिर भी, अपने सभी लाभों के बावजूद, उन्हें समय के साथ प्रदर्शन में गिरावट का अनुभव हो सकता है.

जब हाइड्रोसाइक्लोन के साथ समस्याओं का निवारण किया जाता है, यह उनके संचालन और उनके प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारकों को समझने में सहायक हो सकता है. उनकी पृथक्करण दक्षता में एक महत्वपूर्ण विचार उनके प्रवेश द्वार पर लगाया गया दबाव है – जिसका लागू दबाव के आधार पर कण कट बिंदु पर तत्काल प्रभाव पड़ता है, शंकु व्यास का आकार और सामग्री का प्रकार.

हाइड्रोसाइक्लोन तीन इनलेट डिज़ाइनों में से एक से सुसज्जित होते हैं: स्पज्या का, उलझा हुआ या चाप. तीनों इनलेट डिज़ाइनों का उपयोग करके किए गए परीक्षण के परिणाम चित्र में देखे जा सकते हैं 7 और टेबल 2, जिसमें आकार वर्गीकरण स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला में आर्क इनलेट हाइड्रोसाइक्लोन ने लगातार अपने दोनों समकक्षों से बेहतर प्रदर्शन किया (अनुसूचित जाति).

वे बारीक कणों को अलग करते हैं

हाइड्रोसाइक्लोन का उपयोग प्रवाह पैटर्न उत्पन्न करने के लिए द्रव दबाव का उपयोग करके बारीक कणों को अलग करने के लिए किया जा सकता है जो घनत्व और आकार के आधार पर कणों को अलग करता है. फ़ीड लाइन में दबाव के स्तर को समायोजित करने से पृथक्करण बिंदु बदल जाता है (कट प्वाइंट भी कहा जाता है); कम दबाव मोटे कट बनाता है जबकि उच्च दबाव महीन पृथक्करण पैदा करता है.

हाइड्रोसाइक्लोन निम्न दबाव का क्षेत्र बनाने के लिए अपने शंकु के आकार के आंतरिक भाग का उपयोग करते हैं, जो कण निपटान दर को तेज करता है. तेजी से स्थिर होने वाले कण चक्रवात की दीवार की ओर बढ़ते हैं और अंडरफ्लो के रूप में इसके शीर्ष द्वार से बाहर निकलते हैं, जबकि धीमी गति से स्थिर होने वाले कण जो अपने आस-पास के घोल माध्यम से भारी होते हैं, केन्द्रापसारक बल द्वारा नीचे की ओर खींचे जाते हैं और अपने भंवर-खोजक के माध्यम से अतिप्रवाह के रूप में बाहर निकलते हैं.

पर 6.5 चक्रवात की दीवार से मिमी, कण चरणों पर 6.5 इसकी दीवार से मिमी की दूरी को दबाव प्रवणता त्वरण और ड्रैग त्वरण के योग के रूप में मापा जाता है, चरणों के बीच सापेक्ष गति के रूप में परिभाषित ड्रैग त्वरण के साथ. वर्गीकरण उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले सभी इनलेट्स में से, सी का मजबूत ड्रैग एक्सेलेरेशन फ़ील्ड उच्च फ़ीड एससी पर इसकी बेहतर वर्गीकरण तीक्ष्णता की व्याख्या करता है.

वे पानी को अलग करते हैं

हाइड्रोसाइक्लोन केन्द्रापसारक बल और प्रवाह पैटर्न उत्पन्न करने के लिए द्रव दबाव का उपयोग करते हैं जो तरल माध्यम से कणों या बूंदों को अलग कर सकते हैं. ताकि यह अलगाव हो सके, उनका घनत्व द्रव माध्यम के घनत्व से काफी भिन्न होना चाहिए.

एक विशिष्ट डिज़ाइन में शंक्वाकार शरीर से जुड़ने वाले ऊपरी बेलनाकार खंड में उच्च गति से स्पर्शरेखा से फ़ीड इंजेक्ट करना शामिल होता है, एक मजबूत द्रव संचलन पैदा करता है जो मोटे पदार्थों को नीचे-अक्षीय आउटलेट के माध्यम से अस्वीकार पक्षों के रूप में जाना जाता है, और शीर्ष अक्षीय ट्यूबों के माध्यम से महीन वाले जिन्हें अतिप्रवाह पक्ष कहा जाता है.

चक्रवात में फ़ीड दबाव को बदलकर कट आकार का नियंत्रण पूरा किया जा सकता है. पायलट परीक्षण आमतौर पर आउटलेट के बीच प्रवाह विभाजन के समायोजन के लिए दो वाल्वों का उपयोग करते हैं जब तक कि वांछित d50 मान पूरा नहीं हो जाता; एक बार यह निर्धारित हो गया, एक छिद्र नियमित संचालन में इन वाल्वों को प्रतिस्थापित कर सकता है.

ग्राइंडिंग सर्किट में पुनःपरिसंचरण के लिए कणों को वर्गीकृत करने के लिए इस उपकरण का व्यापक रूप से खनिज प्रसंस्करण में उपयोग किया जाता है, आर्थिक खनिजों और गैंग्यू के बीच अंतर बताइए, रिफाइनरी और अपतटीय तेल उद्योगों में पानी से तेल अलग करें और सिंचाई या पीने योग्य पानी की आपूर्ति से रेत/गाद हटा दें, कई अन्य उपयोगों के बीच. आगे, समग्र संचालन अर्थशास्त्र में सुधार करते हुए अधिक महंगे पृथक्करण उपकरणों पर भार कम करने के लिए इस उपकरण का उपयोग वृद्धिशील संवर्धन के रूप में भी किया जा सकता है.