Hidrociclones melhorando a eficiência em processos de separação de sólidos e líquidos

A separação de líquidos é um componente integral de muitos processos industriais, e normalmente envolve mover várias fases com diferentes densidades através de um ciclone.

É feito um exame de eficiência de separação de notas (IGE) e curvas de perda de pressão para um hidrociclone Tipo A otimizado e seu equivalente convencional. Os resultados demonstram que o aumento do ângulo do orifício inicialmente melhora o GSE antes de diminuí-lo gradualmente à medida que a queda de pressão diminui gradualmente ao longo do tempo.

Altos custos operacionais e de manutenção

Empresas, em resposta às crescentes preocupações com a escassez de água e às regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas, aumentaram o investimento em sistemas de tratamento de água. Tais sistemas envolvem o uso de hidrociclones para separação de partículas sólidas de líquidos. À medida que as empresas se concentram em estratégias de gestão de água em energia, agricultura, e setores farmacêuticos – essa demanda também aumenta para esses dispositivos.

A integração destes sistemas em processos industriais existentes pode ser dispendiosa; isto é particularmente verdadeiro para maiores, hidrociclones mais complexos.

Os custos operacionais dos hidrociclones podem ser elevados devido a vários factores. Estes incluem os custos associados à aquisição de matérias-primas e ao monitoramento e manutenção das mesmas., composição flutuante da alimentação e mudanças nas condições operacionais que afetam a eficiência da separação, bem como desgaste excessivo, resultando em custos mais elevados de manutenção e substituição. Para resolver essas preocupações, os fabricantes criaram novos projetos de hidrociclones com maior eficiência e desempenho aprimorado.

Altas preocupações ambientais

Um ciclone tem duas saídas, menor na parte inferior (estouro negativo) e maior no topo (transbordar). O primeiro contém frações mais densas ou mais grossas, enquanto o overflow contém partículas mais finas.; a força centrífuga transporta partículas mais pesadas em direção às paredes, enquanto as partículas mais finas ficam presas entre essas duas paredes e são finalmente descarregadas através do transbordamento..

Essa separação leva ao acúmulo de resíduos sólidos de difícil destinação, enquanto sua natureza abrasiva causa desgaste excessivo e manutenção dispendiosa, particularmente se a distribuição do tamanho das partículas for alta.

Em tais casos, a injeção de ar pode ajudar a melhorar o desempenho de remoção de óleo de um ciclone. Ao criar um núcleo de ar dentro, a injeção de ar aumenta a velocidade de migração das partículas de óleo em direção ao lado rejeitado. Além disso, este método diminui o comprimento da região de fluxo reverso enquanto aumenta a eficiência de separação.

Eficiência limitada no manuseio de partículas finas

A eficiência da separação do hidrociclone muitas vezes pode depender de muitos fatores diferentes. Estes podem incluir tamanho e forma de partícula, concentração de lama e desgaste mecânico. Portanto, selecionar uma combinação ideal de velocidade axial e tangencial para o seu ciclone permitirá que ele acomode vários tamanhos de partículas, ao mesmo tempo que ajuda a minimizar as perdas por turbulência, o que fornecerá resultados de separação mais precisos.

A viscosidade efetiva da pasta também tem uma influência impactante na eficiência da separação, pois determina a quantidade de produto grosso e fino obtido em cada entrada do ciclone. Além disso, o tamanho de sua entrada tem efeito, pois os dutos de alimentação não circulares tendem a ter maior eficiência de separação do que os circulares. Além disso, alterar os ângulos dos orifícios dos ciclones tem impactos significativos no seu desempenho: aumentá-los aumenta a eficiência da separação, mas simultaneamente aumenta a queda de pressão, enquanto a manutenção de um ângulo de orifício médio proporciona um equilíbrio ideal entre a eficiência da separação e a queda de pressão.

Consumo excessivo de energia

Embora vários fatores afetem o ponto de corte ou o tamanho da separação, a concentração de partículas em pastas de alimentação é de particular importância na determinação do tamanho ou ponto de corte. Ele controla quantos produtos grossos a finos são obtidos e tem impacto direto na eficiência da separação; o aumento da concentração de sólidos de alimentação normalmente resultará em tamanhos de corte mais grossos que enfraquecem o desempenho da separação e diminuem a eficiência da separação.

O formato da entrada do ciclone também pode afetar significativamente seu desempenho, a forma da entrada de um ciclone pode ter um efeito importante no seu desempenho. A entrada tangencial em uma entrada cria uma estrutura de fluxo instável caracterizada por estruturas de fluxo oscilantes instáveis, resultando na ruptura de gotículas de óleo e aumento da intensidade de turbulência que resulta em diminuição da eficiência de separação e custos de energia para operações.

Limpe o ciclone regularmente para evitar entupimentos e garantir um desempenho ideal, muitas vezes empregando produtos químicos perigosos neste empreendimento. Além disso, é essencial que os principais parâmetros operacionais sejam monitorados de perto durante a solução de quaisquer problemas que surjam durante a operação.