Hidrosiklon – Pemisahan yang Efektif untuk Peningkatan Pemrosesan

Hidrosiklon menggunakan kecepatan cairan untuk diubah menjadi gerakan berputar, dengan partikel yang lebih berat atau lebih padat berputar di sekitar dinding bagian dalam hingga keluar melalui saluran keluar bawah aksial yang terbatas sebagai aliran bawah, sementara partikel yang lebih halus keluar melalui saluran keluar atas aksial sebagai luapan.

Efisiensi pemisahan dalam siklon bergantung pada beberapa variabel desain dan pengoperasian utama, yang akan dibahas di sini sebagai faktor yang mempengaruhi efisiensi pemisahan kadar (GSE).

Ukuran dan Kepadatan

Hidrosiklon menggunakan ukuran dan kepadatan untuk membedakan bahan. Partikel yang lebih berat terperangkap di dinding, kemudian keluar melalui saluran keluar aliran bawah di bagian bawah. Partikel halus yang lebih ringan tetap tersuspensi di dekat bagian atas dan dibuang melalui saluran keluar yang meluap (disebut juga keran) pada ketinggian yang bervariasi tergantung pada kebutuhan aplikasi hilir.

Kinerja pemisahan dalam siklon bergantung pada medan aliran internalnya, yang dapat disesuaikan melalui optimalisasi strukturnya atau mengubah parameter operasi. Laju aliran umpan dan perbedaan tekanan melintasi siklon mempunyai pengaruh khusus terhadap gaya sentrifugal yang dihasilkan.

Konsistensi antara tekanan masuk dan laju aliran umpan membantu meminimalkan waktu tinggal partikel dalam siklon, dan memilih salah satu yang diameter puncaknya besar membantu meminimalkan risiko pengikatan yang terjadi ketika material memasuki saluran keluar luapan dan aliran bawah secara bersamaan.

Penurunan Tekanan

Hidrosiklon dapat tersumbat oleh kontaminan padat, menimbulkan masalah operasional dan peralatan yang serius seperti pompa umpan. Pemeriksaan berkala pada liner untuk mencari tanda-tanda keausan adalah kunci dalam membantu mengurangi risiko ini.

Untuk mencapai proses pemisahan yang efisien, diameter siklon harus dipilih dengan cermat sesuai dengan penerapannya. Lebih-lebih lagi, mengubah laju aliran atau ton per jam (tph) dapat mengubah titik potongnya dan dengan demikian mempengaruhi tingkat efisiensi.

Begitu bubur memasuki siklon, ia didorong ke dalam rotasi oleh gaya sentrifugal dan mulai membentuk pusaran di dalam ruang silindernya. Partikel yang lebih berat jatuh ke bagian laras untuk keluar melalui puncaknya, sementara material yang lebih ringan ditarik ke tengah pusaran dengan gerakan fluida ke dalam dan diangkut menuju saluran keluar luapannya..

Konsentrasi Bubur

Pemisahan hidrosiklon memerlukan sejumlah tekanan internal yang harus diciptakan di dalam siklon untuk mencapai keberhasilan. Kepadatan bubur, volume yang dimasukkan ke dalamnya dan ukuran semuanya memainkan peran integral dalam menciptakan gaya sentrifugal ini – mendorong partikel yang lebih berat ke arah pusat daripada ke arah puncaknya dan keluar dari saluran luapan.

Konsentrasi umpan yang rendah dapat menghasilkan pemisahan yang lebih kasar sedangkan tekanan umpan yang tinggi menghasilkan hasil yang lebih halus. Lebih-lebih lagi, ukuran saluran masuk dapat berdampak besar pada hasil pemisahan; saluran masuk yang lebih besar meningkatkan kapasitas.

Yang dkk. melakukan penelitian untuk mengevaluasi kinerja pemisahan hidrosiklon dengan berbagai diameter utama dengan menggunakan metode simulasi dan eksperimen. Hasilnya menunjukkan bahwa ketika digunakan untuk memisahkan bubur menjadi hidrosiklon Dc yang lebih kecil pada outlet luapan, konsentrasinya meningkat secara bertahap sementara itu menurun di daerah yang lebih jauh dari puncak siklon., menyarankan hidrosiklon ini mencapai peningkatan efisiensi pemisahan.

Pencari Pusaran

Bahan umpan dimasukkan secara tangensial ke dalam siklon dan diputar untuk menghasilkan gaya sentrifugal yang memisahkan partikel yang lebih berat dari partikel yang lebih ringan., dengan yang lebih ringan keluar melalui saluran keluar yang meluap sementara yang lebih kasar, partikel yang lebih berat keluar melalui saluran keluar bawah aliran.

Ukuran potongan partikel dalam hidrosiklon dipengaruhi oleh banyak variabel, seperti kecepatan masuknya, rasio laju aliran hubung singkat dan efisiensi pemisahan. Untuk menilai pengaruh ini terhadap ukuran potongan partikel dalam hidrosiklon, model yang menggunakan analisis Reynolds Stress dan Volume Fluida digunakan untuk memprediksi proses pemisahannya.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kecepatan masuk dan panjang Vortex Finder mempunyai pengaruh paling besar terhadap ukuran potongan partikel. Vortex Finder yang lebih panjang dapat mengurangi penurunan tekanan dan kecepatan aksial/tangensial/radial namun akan meningkatkan fluktuasi AVWZ; dinding yang lebih tebal masih bisa membantu mengurangi faktor-faktor ini, namun memiliki pengaruh yang lebih kecil terhadap aliran sirkulasi di ruang pra-pemisahan.