液体サイクロン – それらが液体から粒子をどのように分離するか

ハイドロサイクロンは、最も頻繁に使用されるミネラル加工装置の1つです. 彼らの基本設計は、外部からの圧力に依存して、その中の液体混合物に回転式の動きを生成します, 底部を排出する前に、重い粒子が壁に沿って集まります.

それらは粒子を分離します

ハイドロシクロンは、遠心加速度を使用して、液体から異なる密度の粒子を分離する静的デバイスです. 濃い粒子 – 固体であろうと液体であろうと – 渦の外端に向かって移動しながら、軽い粒子がその中心コアに向かって移動します, 粗い粒子とより大きな粒子がそのアンダーフローを介して出発します, 罰金は遠心力を介して頂点を介してそのオーバーフローを介して出る前にさらに上り坂を移動します.

分離性能は、いくつかの要因に依存します, サイクロンサイズを含む, 液体の中間特性に関連する直径と形状、および流体のダイナミクスと粒子特性. 研磨剤または密な飼料材料は、ハイドロサイクロンで効果的に分離されない可能性があります.

さまざまな研究が分離に対する粒子のサイズと形状の影響を調査しています. 結果は、抗力がハイドロサイクロンの流体流の方向に沿った最大投影面積粒子に比例することを実証しています; Kashiwaaya et al. CFD-DEMカップリングテクノロジーを介して、単一と混合分離の両方でこのパラメーターを調査しました。.

分離効率の尺度として, の濃度の測定 “重い” オーバーフローでは、ハイドロサイクロン性能を評価する理想的な方法です. これは、体積パーセンテージベースまたは, より正確に, 重量測定の使用.

粗大粒子を分離します

ハイドロサイクロンは接線の入口速度を使用して内部のサスペンションを回転させます, 下降する外部渦流を作成し、液体から重い成分を分離する. サイクロンの壁にあるより重いコンポーネント凝集.

ハイドロサイクロンは、パルプおよびペーパー産業の細かい粒子と粗い粒子を分離するために最も頻繁に使用される機器の1つです。, 彼らのデザインのしやすさのおかげです, 費用対効果, オペレーターからのメンテナンスや入力に関して多くのことを必要とせずに、運用の容易さと長いサービス寿命. しかし、彼らのすべての利点があっても、彼らはまだ時間とともにパフォーマンスの低下を経験するかもしれません.

ハイドロサイクロンの問題のトラブルシューティングの場合, 彼らの操作とそのパフォーマンスに影響を与える要因を理解することは役立ちます. 分離効率における重要な考慮事項は、インレットに圧力をかけることです – 適用された圧力に応じて、粒子切断点に即座に影響します, コーンの直径のサイズと材料タイプ.

ハイドロサイクロンには、3つのインレットデザインのいずれかが装備されています: 接線, インボリュートまたはアーク. 3つのインレットデザインを使用して実施されたテスト結果は、図に表示されます 7 とテーブル 2, アークインレットハイドロサイクロンは、広範囲のサイズ分類条件で両方の対応物を常に上回っていました (SC).

微粒子を分離します

ハイドロサイクロンは、流体圧を使用して密度と形状に基づいて粒子を分離するフローパターンを生成することにより、微粒子を分離するために使用できます。. フィードラインの圧力レベルの調整は、分離点を変化させます (カットポイントとも呼ばれます); より低い圧力は粗いカットを作成しますが、より高い圧力はより細かい分離を生成します.

ハイドロサイクロンはコーン型の内側セクションを利用して低圧のゾーンを作成します, 粒子の沈降速度を加速します. より速い沈着粒子がサイクロンの壁に向かって移動し、アンダーフローとしてその頂点の開口部を介して出口, 周囲のスラリー培地よりも重い沈殿粒子が遅くなる一方で、遠心力によって下向きに引っ張られ、オーバーフローとして渦ファインダーを通して出現します.

で 6.5 サイクロンの壁からmm, で粒子相 6.5 壁からのmm距離は、圧力勾配加速度と抗力加速度の合計として測定されます, フェーズ間の相対運動として定義される抗力加速度. 分類目的で使用されるすべてのインレットの, Cのより強力な抗力加速フィールドは、より高い飼料SCでの優れた分類のシャープネスを説明しています.

彼らは水を分離します

ハイドロサイクロンは流体圧力を使用して、液体媒体から粒子または液滴を分離できる遠心力と流れパターンを生成します. この分離が起こるために, それらの密度は、液体媒体の密度と大きく異なる必要があります.

典型的なデザインでは、飼料を接線方向に高速で注入し、円錐体に結合する上部円筒状セクションに注入します。, 拒否側として知られる底軸のアウトレットを通して粗い材料を強制する強力な流体運動を作成する, オーバーフロー側として知られる上部の軸方向のチューブを通る細かいもの.

カットサイズの制御は、サイクロンに飼料圧を変更することで実現できます. パイロットトライアルは通常、望ましいD50値が満たされるまで、アウトレット間で分割されるフローの調整に2つのバルブを利用します; これが決定されたら, 1つのオリフィスは、これらのバルブをルーチン操作で置き換えることができます.

この機器は、粉砕回路での再循環のために粒子を分類するために鉱物加工で広く利用されています, 経済鉱物とガングエを区別します, 製油所や沖合の石油産業の水からオイルを分離し、灌漑または飲料水供給から砂/シルトを除去する, 他の多くの用途の中で. さらに, この機器は、より費用のかかる分離機器の負荷を減らしながら、全体的な運用経済学を改善するための増分濃縮としても使用できます.