Hidrocikloni – Kako ločujejo delce od tekočin
Hidrocikloni so eden najpogosteje uporabljenih delov opreme za predelavo mineralov. Njihova osnovna zasnova se opira na pritisk od zunaj, da ustvari rotacijsko gibanje tekoče mešanice v njej, zaradi česar se težki delci zbirajo vzdolž njegovih sten, preden se izpraznijo skozi spodnji izpust.
Ločujejo delce
Hidrocikloni so statične naprave, ki uporabljajo centrifugalni pospešek za ločevanje delcev različnih gostot iz tekočine.. Gosti delci – trdno ali tekoče – premikajo proti zunanjemu robu vrtinca, medtem ko lažji delci migrirajo proti njegovemu osrednjemu jedru, z grobimi in večjimi delci, ki odhajajo skozi njen spodnji tok, medtem ko drobni delci potujejo naprej navzgor, preden izstopijo skozi svoj vrh zaradi centrifugalne sile in ven skozi njen preliv.
Učinkovitost ločevanja je odvisna od več dejavnikov, vključno z velikostjo ciklona, premera in oblike ter dinamike tekočin in lastnosti delcev v povezavi z značilnostmi tekočega medija. Abraziven ali gost dovodni material verjetno ne bo učinkovito ločen s hidrocikloni.
Različne študije so raziskovale učinke velikosti in oblike delcev na ločevanje. Rezultati so pokazali, da so sile upora sorazmerne z največjo projicirano površino delcev vzdolž smeri toka tekočine v hidrociklonu; Kashiwaya et al.. raziskali ta parameter pri enojnem in mešanem ločevanju s tehnologijo spajanja CFD-DEM ter eksperimentalnimi preskusnimi metodami.
Kot merilo učinkovitosti ločevanja, merjenje koncentracije “težki” v prelivu je idealen način za oceno delovanja hidrociklona. To je mogoče doseči na podlagi volumskih odstotkov ali, bolj natančno, z uporabo meritev teže.
Ločujejo grobe delce
Hidrocikloni uporabljajo tangencialno vstopno hitrost, da vrtijo suspenzijo v notranjosti, ustvarja padajoči zunanji vrtinčni tok in izolira težke komponente od tekočine. Težje komponente se aglomerirajo na stenah ciklona, medtem ko lažji drobni delci prehajajo ven skozi njihovo zgornjo odprtino.
Hidrocikloni so med najpogosteje uporabljenimi napravami za ločevanje drobnih in grobih delcev v industriji celuloze in papirja., zahvaljujoč njihovi enostavni zasnovi, stroškovna učinkovitost, enostavno upravljanje in dolga življenjska doba, ne da bi potrebovali veliko vzdrževanja ali vložkov operaterjev. Kljub vsem svojim prednostim pa lahko kljub temu sčasoma občutijo upad zmogljivosti.
Pri odpravljanju težav s hidrocikloni, lahko je koristno razumeti njihovo delovanje in dejavnike, ki vplivajo na njihovo delovanje. Pomemben vidik njihove učinkovitosti ločevanja je tlak, ki se uporablja na njihovem vstopu – ki ima takojšen vpliv na rezalno točko delcev, odvisno od uporabljenega tlaka, velikost premera stožca in vrsta materiala.
Hidrocikloni so opremljeni z enim od treh dovodov: tangencialno, evolventni ali ločni. Rezultati preskusov, opravljenih z uporabo vseh treh zasnov dovodov, so prikazani na sliki 7 in Tabela 2, pri čemer so hidrocikloni z dovodom obloka dosledno boljši od svojih dvojnikov v širokem razponu pogojev klasifikacije velikosti (SC).
Ločujejo drobne delce
Hidrociklone je mogoče uporabiti za ločevanje drobnih delcev z uporabo tlaka tekočine za ustvarjanje vzorca toka, ki ločuje delce glede na gostoto in obliko. Prilagajanje ravni tlaka v dovodnem vodu spremeni točko ločevanja (imenovana tudi rezalna točka); nižji tlak ustvari grobejše reze, medtem ko višji tlak povzroči finejše ločevanje.
Hidrocikloni uporabljajo svoj stožčasti notranji del za ustvarjanje območja nizkega tlaka, ki pospeši hitrost usedanja delcev. Delci, ki se hitreje usedajo, migrirajo proti steni ciklona in izstopijo skozi njegovo vrhnjo odprtino kot spodnji tok, medtem ko počasnejše usedajoče se delce, ki so težji od okoliškega gnojevčnega medija, centrifugalna sila potegne navzdol in izstopijo skozi svoj vrtinčni iskalnik kot preliv.
pri 6.5 mm od stene ciklona, faze delcev pri 6.5 mm oddaljenosti od njegove stene se meri kot vsota pospeška gradienta tlaka in pospeška upora, s pospeškom upora, definiranim kot relativno gibanje med fazami. Od vseh dovodov, ki se uporabljajo za namene razvrščanja, Močnejše polje pospeševanja vlečenja C pojasnjuje njegovo vrhunsko ostrino razvrščanja pri višjih podajalnih SC.
Ločujejo vodo
Hidrocikloni uporabljajo tlak tekočine za ustvarjanje centrifugalne sile in vzorcev toka, ki lahko ločijo delce ali kapljice od tekočega medija. Da bi prišlo do te ločitve, njihova gostota se mora bistveno razlikovati od gostote tekočega medija.
Tipična zasnova vključuje tangencialno vbrizgavanje krme pri visoki hitrosti v zgornji cilindrični del, ki se povezuje s stožčastim telesom, ustvarjanje močnega gibanja tekočine, ki sili bolj grobe materiale skozi spodnje osne odprtine, znane kot zavrnjene strani, finejše pa skozi zgornje aksialne cevi, znane kot prelivne strani.
Nadzor velikosti reza je mogoče doseči s spreminjanjem dovodnega tlaka v ciklon. Pilotni poskusi običajno uporabljajo dva ventila za prilagajanje razdelitve pretoka med izhodi, dokler ni dosežena želena vrednost d50; ko je to določeno, ena odprtina lahko zamenja te ventile pri rutinskem delovanju.
Ta oprema se široko uporablja pri predelavi mineralov za razvrščanje delcev za recirkulacijo v brusilnih krogih, razlikovati med ekonomskimi minerali in jalovimi, ločite nafto od vode v RAFINERIJAH IN NAFTNI INDUSTRIJI NA MORJU ter odstranite pesek/mulj iz zalog namakanja ali pitne vode, med mnogimi drugimi uporabami. Nadalje, to opremo je mogoče uporabiti tudi kot postopno obogatitev za zmanjšanje obremenitve dražje opreme za ločevanje, hkrati pa izboljšati splošno gospodarnost delovanja.