Hydrocyklóny – Efektívne oddelenie pre vylepšené spracovanie

Hydrocyklóny využívajú rýchlosť kvapaliny na premenu na rotačný pohyb, s ťažšími alebo hustejšími časticami špirálovito okolo vnútornej steny, až kým nevyjdú cez obmedzený axiálny spodný výstup ako podtekanie, zatiaľ čo jemnejšie častice vystupujú cez axiálny horný výstup ako prepad.

Účinnosť separácie v cyklónoch závisí od niekoľkých kľúčových konštrukčných a prevádzkových premenných, ktoré tu budú diskutované ako faktory ovplyvňujúce účinnosť triedenia triedenia (GSE).

Veľkosť a hustota

Hydrocyklóny používajú na rozlíšenie materiálov veľkosť a hustotu. Ťažšie častice sa zachytávajú na stenách, potom vyjdite cez spodný výpust na dne. Ľahšie jemnejšie častice zostávajú zavesené v blízkosti hornej časti a sú vypúšťané cez prepadové výstupy (nazývané aj čapy) v rôznych výškach v závislosti od potrieb následnej aplikácie.

Výkon separácie v cyklónoch závisí od ich vnútorného prietokového poľa, ktorý je možné upraviť optimalizáciou jeho štruktúry alebo zmenou prevádzkových parametrov. Rýchlosť prietoku a tlakový rozdiel naprieč cyklónom majú osobitný vplyv na generovanú odstredivú silu.

Konzistencia medzi vstupným tlakom a rýchlosťou prívodu pomáha minimalizovať čas zotrvania častíc v cyklóne, a výber takého, ktorý má veľký vrcholový priemer, pomáha minimalizovať riziko vzniku lán, ku ktorému dochádza, keď materiál vstupuje súčasne do prepadových aj spodných výstupov.

Pokles tlaku

Hydrocyklóny sa môžu zablokovať pevnými nečistotami, spôsobiť vážne prevádzkové problémy a problémy so zariadením, ako sú napájacie čerpadlá. Pravidelná kontrola ich vložiek na známky opotrebovania je kľúčom k zníženiu tohto rizika.

Na dosiahnutie efektívneho separačného procesu, priemer cyklónu musí byť starostlivo vybraný podľa jeho použitia. Ďalej, meniace sa prietoky alebo tony za hodinu (tph) môže zmeniť bod rezu a tým ovplyvniť úroveň účinnosti.

Hneď ako sa kal dostane do cyklónu, je poháňaný do rotácie odstredivou silou a vo svojej valcovej komore začína vytvárať vír. Ťažšie častice padajú dole z časti valca, aby vyšli cez jeho vrchol, zatiaľ čo ľahšie materiály sú vťahované do stredu víru pohybom tekutiny dovnútra a transportované smerom k jeho prepadovému výstupu..

Koncentrácia kalu

Hydrocyklónová separácia vyžaduje určité množstvo vnútorného tlaku, ktorý musí byť vytvorený v cyklóne, aby sa dosiahol úspech. Hustota kalu, objem a veľkosť, to všetko hrá neoddeliteľnú úlohu pri vytváraní tejto odstredivej sily – tlačenie ťažších častíc smerom k stredu a nie smerom k jeho vrcholu a von z prepadového výstupu.

Nízka koncentrácia privádzaného materiálu môže viesť k hrubšiemu oddeľovaniu, zatiaľ čo vysoký tlak podávania vedie k jemnejším výsledkom. Ďalej, veľkosť vtoku môže mať veľký vplyv na výsledky separácie; väčšie vstupy zvyšujú kapacitu.

Yang a kol. vykonala výskum na vyhodnotenie separačnej výkonnosti hydrocyklónov s rôznymi hlavnými priemermi pomocou simulačných aj experimentálnych metód. Ich výsledky ukázali, že pri použití na separáciu kalu do menších jednosmerných hydrocyklónov na výstupe z prepadu sa koncentrácia postupne zvyšuje, zatiaľ čo vo vzdialenejších oblastiach od vrcholu cyklónu klesá., čo naznačuje, že tieto hydrocyklóny dosahujú zlepšenú separačnú účinnosť.

Vortex Finder

Vstupný materiál sa zavádza tangenciálne do cyklónu a otáča sa, aby sa vytvorila odstredivá sila, ktorá oddeľuje ťažšie častice od ľahších, s ľahšími, ktoré vychádzajú cez prepadový výstup, pričom sú hrubšie, ťažšie častice vychádzajú cez podtokový výstup.

Veľkosť rezu častíc v hydrocyklóne je ovplyvnená mnohými premennými, ako je jeho vstupná rýchlosť, pomery skratového prietoku a účinnosť separácie. Posúdiť tieto vplyvy na veľkosť rezu častíc v hydrocyklónoch, na predpovedanie separačného procesu sa použil model využívajúci Reynoldsovu analýzu napätia a objem tekutiny.

Výsledky ukázali, že vstupná rýchlosť a dĺžka Vortex Finder majú najväčší vplyv na veľkosť rezu častíc. Dlhší Vortex Finder by mohol znížiť pokles tlaku a axiálne/tangenciálne/radiálne rýchlosti, ale zvýšil by kolísanie AVWZ; hrubšie steny by ešte mohli pomôcť znížiť tieto faktory, majú však menší vplyv na cirkulačný tok v predseparačných priestoroch.