Hydrosykloner – Forbedring av effektivitet i materialklassifisering og separering

Hydrosykloner brukes til å skille materialer gjennom sentrifugalkraft. Lette faser med lavere tettheter beveger seg spiralformet mot overløpsutløpet mens tunge faser med høyere tettheter beveger seg mot midten og slippes ut gjennom underløpsutløp.

Gjennomsnittlig OC-verdikurver ved overløpsutløp illustrerer skiftende trender når DC øker.

Strømningshastighet

Matemateriale mates tangentielt inn i hydrosyklonen under trykk og får sentrifugalkreftene til å bevege seg oppover og nedover langs dens koniske vegg, skyve tyngre faser oppover og nedover som svar. Med hver reduksjon i diameter kommer en økning i hastighet for maksimal separasjon; konsentrerte faste stoffer kommer ut på toppen.

En passende strømningshastighet må etableres for å produsere ønsket konsentrasjon av materiale i et overløp. Variasjoner i hastighet kan endre partikkelbaner innenfor både indre og ytre virvelstrømmer, til slutt endre delingsforholdet.

Bicalho et al har rapportert at økende strømningshastigheter innenfor visse parametere kan styrke sentrifugalkraftfelt og øke total separasjonseffektivitet, men overskridelse av disse parameterne kan redusere den effektive retensjonstiden for partikler og dråpedelingsforhold. Derfor, riktig journalføring må opprettholdes for å identifisere ytelsesavvik eller forringelse og vurdere om vedlikeholdstiltak må iverksettes for å gjenopprette optimal ytelse.

Trykk

Slurry introduseres tangentielt inn i en syklons sylindriske sone ved høy hastighet og akselereres deretter av dens geometri og trykk for å produsere en intens sentrifugalkraft, skaper separasjon mellom lette og tunge komponenter av slurry, med tunge partikler som kommer ut via overløp fra topputgangen mens lettere komponenter fortsetter å falle til bunnen av sylinderen hvor de samles opp.

Økt matetrykk har effekten av å øke separasjonseffektiviteten og understrømningskonsentrasjonen ved å endre både indre og ytre virvelstrømmer, dermed produsere et høyere splittforhold.

Overdreven turbulens kan skape erosjon i en hydrosyklon som etterlater slitespiraler i foringen og kan forårsake taudannelse i underløpet., så regelmessig evaluering av hver hydrosyklons ytelse må finne sted og sammenlignes med vedlikeholdsregistreringer eller produsentens spesifikasjoner for å identifisere avvik eller forringelse. Journalføring hjelper til med å identifisere tilbakevendende problemer raskt, slik at vedlikeholdspersonalet kan planlegge deretter.

Syklonlengde

Syklonlengde er en vesentlig faktor når det gjelder å forbedre materialklassifisering og separasjonseffektivitet, ettersom den bestemmer hvor mye sentrifugalkraft som skal påføres partikler i den. Generelt sett, jo lengre lengden er, jo mer fullstendig blir separasjonsprosessen.

Store partikler blir midlertidig retardert før de kommer inn i en syklon, mens mindre akselereres i høy hastighet – fører til lav innløpshastighet for større partikler, som bidrar til å minimere erosjon og forlenge syklonens levetid.

Den ideelle lengden for materialseparasjon avhenger av ønsket kuttstørrelse. Når det brukes på mineralapplikasjoner, for eksempel, dette betyr vanligvis å velge en kuttstørrelse der de fleste faste stoffer rapporterer til overløpsstrømmen og bare noen til underløpsstrømmen; typisk bestemmer denne målkuttestørrelsen hvilken syklondiameter som skal brukes i hver applikasjon.

Vortex Finder

Vortex-finnere er en integrert komponent i effektiv syklonseparasjon. De fungerer som grensesnittet mellom Team Sentrifugal Force og Team Drag Force – ligner på dragkamp mellom to flagg bundet i hver ende av et tau. Mens Team Centrifugal trekker partikler nærmere syklonskallet mens Team Drag skyver unna.

Dette forklarer hvorfor innløpsseksjonsdesign og kjeglevinkel har en effekt på klassifiseringsskarphet. For eksempel, et bueinnløp skaper sterkere radiell akselerasjon og preklassifiseringseffekter som hjelper til med å opprettholde Cc (Figur 17).

Pumper som mater sykloner spiller også en integrert rolle i dens kapasitet og skjærepunkt, ettersom hastigheten deres endrer strømningshastighet og trykk som mater syklonen, til slutt endre dens separasjonsegenskaper; for eksempel, redusert pumpehastighet resulterer i grovere kutt, mens den øker, kan den produsere finere; Kapasiteten bestemmes også av størrelsen på toppen.