Hidrocikloni – Kā tie atdala daļiņas no šķidrumiem

Hidrocikloni ir viena no visbiežāk izmantotajām minerālu apstrādes iekārtām. To pamatkonstrukcija balstās uz spiedienu no ārpuses, lai radītu rotācijas kustību tajā esošā šķidruma maisījumā, izraisot smago daļiņu uzkrāšanos gar tā sienām, pirms tās izplūst caur apakšējo izvadu.

Viņi atdala daļiņas

Hidrocikloni ir statiskas ierīces, kas izmanto centrbēdzes paātrinājumu, lai atdalītu dažāda blīvuma daļiņas no šķidruma. Blīvās daļiņas – vai ciets vai šķidrs – virzās uz virpuļa ārējo malu, kamēr vieglākas daļiņas migrē uz tā centrālo kodolu, ar rupjākām un lielākām daļiņām, kas izplūst pa tās apakšplūsmu, kamēr smalkās daļiņas virzās tālāk kalnup, pirms iziet cauri virsotnei ar centrbēdzes spēku un izplūst cauri tā pārplūdei.

Atdalīšanas veiktspēja ir atkarīga no vairākiem faktoriem, ieskaitot ciklona izmēru, diametrs un forma, kā arī šķidruma dinamika un daļiņu īpašības saistībā ar šķidrās vides īpašībām. Abrazīvs vai blīvs barības materiāls, visticamāk, netiks efektīvi atdalīts ar hidrocikloniem.

Dažādos pētījumos ir pētīta daļiņu izmēra un formas ietekme uz atdalīšanu. Rezultāti ir parādījuši, ka pretestības spēki ir proporcionāli maksimālajām projicētajām daļiņām šķidruma plūsmas virzienā hidrociklonā.; Kashiwaya et al.. pētīja šo parametru gan atsevišķai, gan jauktai atdalīšanai, izmantojot CFD-DEM savienojuma tehnoloģiju, kā arī eksperimentālās testa metodes.

Kā atdalīšanas efektivitātes mērs, mērot koncentrāciju “smagajiem” pārplūde ir ideāls veids, kā novērtēt hidrociklona darbību. To var izdarīt, pamatojoties uz tilpuma procentiem vai, precīzāk, izmantojot svara mērījumus.

Tie atdala rupjās daļiņas

Hidrocikloni izmanto tangenciālu ieplūdes ātrumu, lai grieztu suspensiju iekšpusē, radot lejupejošu ārējo virpuļu plūsmu un izolējot smagos komponentus no šķidruma. Smagākas sastāvdaļas aglomerējas pie ciklona sienām, bet vieglākas smalkākas daļiņas izplūst caur augšējo izeju.

Hidrocikloni ir viena no visbiežāk izmantotajām iekārtām smalko un rupjo daļiņu atdalīšanai celulozes un papīra rūpniecībā, pateicoties to dizaina vienkāršībai, izmaksu efektivitāte, vienkārša darbība un ilgs kalpošanas laiks, neprasot daudz apkopes vai operatoru ieguldījumu. Tomēr pat ar visām priekšrocībām laika gaitā to veiktspēja var pasliktināties.

Novēršot problēmas ar hidrocikloniem, var būt noderīgi izprast to darbību un faktorus, kas ietekmē to darbību. Svarīgs apsvērums to atdalīšanas efektivitātei ir spiediens, kas tiek piemērots to ieplūdei – kam ir tūlītēja ietekme uz daļiņu griezuma punktu atkarībā no pielietotā spiediena, konusa diametra izmērs un materiāla veids.

Hidrocikloni ir aprīkoti ar vienu no trim ieplūdes konstrukcijām: tangenciāls, evolūcija vai loka. Testa rezultātus, kas veikti, izmantojot visas trīs ieplūdes konstrukcijas, var redzēt attēlā 7 un tabula 2, kur loka ieplūdes hidrocikloni konsekventi pārspēja abus savus līdziniekus plašā izmēru klasifikācijas nosacījumu diapazonā (SC).

Tie atdala smalkās daļiņas

Hidrociklonus var izmantot, lai atdalītu smalkas daļiņas, izmantojot šķidruma spiedienu, lai radītu plūsmas modeli, kas atdala daļiņas, pamatojoties uz blīvumu un formu. Spiediena līmeņu regulēšana padeves līnijā maina atdalīšanas punktu (sauc arī par griezuma punktu); zemāks spiediens rada rupjākus griezumus, bet augstāks spiediens rada smalkāku atdalīšanu.

Hidrocikloni izmanto savu konusveida iekšējo daļu, lai izveidotu zema spiediena zonu, kas paātrina daļiņu nosēšanās ātrumu. Ātrāk nosēdošās daļiņas migrē uz ciklona sienu un iziet caur tā virsotnes atveri kā apakšplūsma, kamēr lēnāk nostādošās daļiņas, kas ir smagākas par apkārtējo vircas vidi, centrbēdzes spēka ietekmē velk uz leju un izplūst caur virpuļ meklētāju kā pārplūde.

Plkst 6.5 mm no ciklona sienas, daļiņu fāzes plkst 6.5 mm attālumu no tās sienas mēra kā spiediena gradienta paātrinājuma un pretestības paātrinājuma summu, ar vilkšanas paātrinājumu, kas definēts kā relatīva kustība starp fāzēm. No visām ieplūdēm, ko izmanto klasifikācijas vajadzībām, C spēcīgākais pretestības paātrinājuma lauks izskaidro tā izcilo klasifikācijas asumu augstākas padeves SC.

Viņi atdala ūdeni

Hidrocikloni izmanto šķidruma spiedienu, lai radītu centrbēdzes spēku un plūsmas modeļus, kas var atdalīt daļiņas vai pilienus no šķidrās vides. Lai šī atdalīšanās notiktu, to blīvumam būtiski jāatšķiras no šķidrās vides blīvuma.

Tipisks dizains ietver barības ievadīšanu tangenciāli lielā ātrumā augšējā cilindriskā sekcijā, kas savienojas ar konisku korpusu., radot spēcīgu šķidruma kustību, kas izspiež rupjākus materiālus caur apakšas aksiālām izejām, kas pazīstamas kā noraidāmās puses, un smalkākas caur augšējām aksiālajām caurulēm, kas pazīstamas kā pārplūdes malas.

Griezuma izmēru var kontrolēt, mainot padeves spiedienu ciklonā. Izmēģinājuma izmēģinājumos parasti tiek izmantoti divi vārsti, lai regulētu plūsmas sadalījumu starp izvadiem, līdz tiek sasniegta vēlamā d50 vērtība; kad tas ir noteikts, viena atvere var aizstāt šos vārstus ikdienas darbībā.

Šo iekārtu plaši izmanto minerālu apstrādē, lai klasificētu daļiņas recirkulācijai slīpēšanas ķēdēs, Atšķirt ekonomiskos minerālus un gangu, atdalīt eļļu no ūdens RAFINĒŠANAS UN JŪRAS NAFTAS RŪPNIECĪBĀ un noņemt smiltis/dubļus no apūdeņošanas vai dzeramā ūdens krājumiem, starp daudziem citiem lietojumiem. Turklāt, šo iekārtu var izmantot arī kā pakāpenisku bagātināšanu, lai samazinātu slodzi uz dārgākām atdalīšanas iekārtām, vienlaikus uzlabojot vispārējo darbības ekonomiku.