Hidrociklonok – Hatékony szétválasztás a továbbfejlesztett feldolgozás érdekében
A hidrociklonok folyadéksebességet használnak a forgó mozgássá alakításhoz, nehezebb vagy sűrűbb részecskék spirálisan körbefutják a belső falat, amíg alulfolyóként egy szűk, axiális alsó kimeneten keresztül ki nem lépnek, míg a finomabb részecskék egy axiális felső kimeneten keresztül távoznak túlfolyásként.
A ciklonok szétválasztási hatékonysága számos kulcsfontosságú tervezési és működési változótól függ, amelyeket itt mint a fokozatok szétválasztási hatékonyságát befolyásoló tényezőket tárgyalunk (GSE).
Méret és sűrűség
A hidrociklonok méretet és sűrűséget használnak az anyagok megkülönböztetésére. A nehezebb részecskék beszorulnak a falakba, majd az alján lévő alulfolyó kimeneten keresztül lépjen ki. A könnyebb, finomabb részecskék a tetején lebegően maradnak, és a túlfolyó kimeneteken keresztül távoznak (csapoknak is nevezik) a későbbi alkalmazási igényektől függően változó magasságban.
A ciklonokban az elválasztási teljesítmény a belső áramlási mezőtől függ, amely a szerkezet optimalizálásával vagy a működési paraméterek megváltoztatásával módosítható. A ciklonon átívelő betáplálási sebesség és nyomáskülönbség különösen befolyásolja a keletkező centrifugális erőt.
A bemeneti nyomás és a betáplálási sebesség közötti összhang segít minimalizálni a részecskék ciklonban való tartózkodási idejét, és a nagy csúcsátmérőjű kiválasztása segít minimalizálni a kötélezés kockázatát, amely akkor fordul elő, ha az anyag egyszerre kerül be a túlfolyó és az alulfolyó kimenetbe.
Nyomásesés
A hidrociklonok eltömődhetnek szilárd szennyeződésekkel, komoly működési és felszerelési problémákat okoz, mint például a tápszivattyúk. A bélések rendszeres ellenőrzése a kopás jelei szempontjából kulcsfontosságú e kockázat csökkentésében.
Hatékony elválasztási folyamat elérése érdekében, a ciklon átmérőjét gondosan meg kell választani az alkalmazásának megfelelően. Továbbá, változó áramlási sebesség vagy tonna óránként (tph) megváltoztathatja a vágási pontját, és ezáltal befolyásolhatja a hatékonysági szintet.
Amint a hígtrágya ciklonba kerül, centrifugális erő hatására forgásba lendül, és hengeres kamrájában örvényt kezd kialakítani. A nehezebb részecskék leesnek a hordórészen, hogy kilépjenek a csúcsán, míg a könnyebb anyagok a folyadék befelé irányuló mozgásával az örvény közepébe húzódnak, és a túlfolyó kimenete felé szállítják..
Hígtrágya koncentráció
A hidrociklonos elválasztáshoz bizonyos mértékű belső nyomásra van szükség, amelyet a ciklonon belül létre kell hozni a siker eléréséhez. A hígtrágya sűrűsége, Ennek a centrifugális erőnek a létrejöttében mind-mind szerves szerepet játszik a betáplált térfogat és a méret – a nehezebb részecskéket a középpont felé tolja, nem pedig a csúcsa felé, és ki a túlfolyó kimenetén.
Az alacsony takarmánykoncentráció durvább elválasztást, míg a magas betáplálási nyomás finomabb eredményeket eredményezhet. Továbbá, A bemenet mérete nagy hatással lehet az elválasztás eredményére; a nagyobb bemenetek növelik a kapacitást.
Yang et al. kutatásokat végzett a különböző fő átmérőjű hidrociklonok elválasztási teljesítményének értékelésére szimulációs és kísérleti módszerek alkalmazásával. Eredményeik azt mutatták, hogy amikor a zagyot kisebb egyenáramú hidrociklonokra bontják, a túlfolyó kimeneti koncentráció fokozatosan növekszik, míg a ciklon csúcsától távolabbi területeken csökken., Ez arra utal, hogy ezek a hidrociklonok jobb elválasztási hatékonyságot érnek el.
Vortex kereső
A betáplált anyagot érintőlegesen vezetik be a ciklonba, és megpörgetik, hogy centrifugális erőt hozzon létre, amely elválasztja a nehezebb részecskéket a könnyebbektől., a könnyebbek túlfolyó kimenetén keresztül lépnek ki, míg durvábbak, a nehezebb részecskék egy alulfolyó kimeneten keresztül távoznak.
A hidrociklonban a részecskeméretet számos változó befolyásolja, mint például a bemeneti sebessége, rövidzárlati áramlási arányok és elválasztási hatékonyság. A hidrociklonok részecskeméretére gyakorolt hatások felmérése, egy Reynolds Stress elemzést és Volume of Fluidot használó modellt használtak az elválasztási folyamat előrejelzésére.
Az eredmények azt mutatták, hogy a bemeneti sebesség és a Vortex Finder hossza van a legnagyobb hatással a részecskeméretre. Egy hosszabb Vortex Finder csökkentheti a nyomásesést és az axiális/tangenciális/radiális sebességeket, de növelné az AVWZ ingadozásait; a vastagabb falak továbbra is segíthetnek csökkenteni ezeket a tényezőket, mégis kevésbé befolyásolják a keringési áramlást az elválasztás előtti terekben.