Hidrociclones – Separação Eficaz para Processamento Aprimorado
Hidrociclones usam a velocidade do líquido para se converter em movimento rotativo, com partículas mais pesadas ou mais densas espiralando ao redor da parede interna até sair através de uma saída inferior axial restrita como subfluxo, enquanto as partículas mais finas saem através de uma saída superior axial como transbordamento.
A eficiência de separação em ciclones depende de diversas variáveis importantes de projeto e operação, que serão discutidos aqui como fatores que afetam a eficiência da separação de classes (IGE).
Tamanho e Densidade
Hidrociclones usam tamanho e densidade para distinguir materiais. Partículas mais pesadas ficam presas nas paredes, em seguida, saia por uma saída de fluxo inferior na parte inferior. Partículas mais finas e mais leves permanecem suspensas perto do topo e são descarregadas através de saídas de transbordamento (também chamados de torneiras) em alturas variadas, dependendo das necessidades da aplicação posterior.
O desempenho de separação em ciclones depende do seu campo de fluxo interno, que pode ser ajustado através da otimização de sua estrutura ou alteração dos parâmetros operacionais. A taxa de fluxo de alimentação e a diferença de pressão através do ciclone têm influência particular sobre a força centrífuga gerada.
A consistência entre a pressão de entrada e a vazão de alimentação ajuda a minimizar o tempo de residência das partículas em um ciclone, e selecionar um com diâmetro de ápice grande ajuda a minimizar o risco de formação de cordas que ocorre quando o material entra simultaneamente nas saídas de transbordamento e de subfluxo.
Queda de pressão
Hidrociclones podem ficar bloqueados com contaminantes sólidos, criando sérios problemas operacionais e de equipamento, como bombas de alimentação. A inspeção regular de seus revestimentos em busca de sinais de desgaste é fundamental para ajudar a diminuir esse risco.
Para alcançar um processo de separação eficiente, o diâmetro de um ciclone deve ser cuidadosamente selecionado de acordo com sua aplicação. Além disso, alterando as taxas de fluxo ou toneladas por hora (tph) pode alterar seu ponto de corte e, assim, afetar os níveis de eficiência.
Assim que a lama entra em um ciclone, ele é impulsionado em rotação pela força centrífuga e começa a formar um vórtice dentro de sua câmara cilíndrica. Partículas mais pesadas caem pela seção do barril para sair através de seu ápice, enquanto materiais mais leves são atraídos para o centro do vórtice pelo movimento do fluido para dentro e transportados em direção à saída de transbordamento..
Concentração de Polpa
A separação do hidrociclone requer uma certa quantidade de pressão interna que deve ser criada dentro do ciclone para alcançar o sucesso. Densidade da pasta, o volume alimentado e o tamanho desempenham um papel fundamental na criação desta força centrífuga – empurrando partículas mais pesadas em direção ao centro, em vez de em direção ao seu ápice e para fora da saída de transbordamento.
A baixa concentração de alimentação pode resultar em uma separação mais grosseira, enquanto a alta pressão de alimentação produz resultados mais finos. Além disso, o tamanho da entrada pode ter um grande impacto nos resultados de separação; entradas maiores aumentam a capacidade.
Yang e outros. conduziu pesquisas para avaliar o desempenho de separação de hidrociclones com vários diâmetros principais, empregando métodos de simulação e experimentais. Seus resultados demonstraram que, quando usado para separar a lama em hidrociclones Dc menores na saída de transbordamento, a concentração aumenta gradualmente enquanto diminui em áreas mais distantes do ápice do ciclone., sugerindo que esses hidrociclones alcançam maior eficiência de separação.
Localizador de vórtice
O material de alimentação é introduzido tangencialmente no ciclone e girado para gerar força centrífuga que separa as partículas mais pesadas das mais leves, com os mais leves saindo por uma saída de transbordamento enquanto os mais grossos, partículas mais pesadas saem através de uma saída de underflow.
O tamanho do corte de partículas em um hidrociclone é afetado por muitas variáveis, como sua velocidade de entrada, taxas de vazão de curto-circuito e eficiência de separação. Para avaliar essas influências no tamanho do corte de partículas em hidrociclones, um modelo usando análise de tensão de Reynolds e volume de fluido foi utilizado para prever seu processo de separação.
Os resultados indicaram que a velocidade de entrada e o comprimento do Vortex Finder têm o maior efeito no tamanho do corte das partículas. Um Vortex Finder mais longo poderia reduzir a queda de pressão e as velocidades axiais/tangenciais/radiais, mas aumentaria as flutuações do AVWZ; paredes mais espessas ainda podem ajudar a reduzir esses fatores, ainda têm menos efeito no fluxo de circulação em espaços de pré-separação.