Гідроциклони – Як вони відокремлюють частинки від рідин

Гідроциклони є одними з найбільш часто використовуваних частин мінерально-збагачувального обладнання. Їх основна конструкція залежить від тиску ззовні, щоб створити обертовий рух рідкої суміші всередині нього, спричиняючи скупчення важких частинок уздовж його стінок перед тим, як вийти через нижній вихідний отвір.

Вони розділяють частинки

Гідроциклони - це статичні пристрої, які використовують відцентрове прискорення для відділення частинок різної щільності від рідини.. Щільні частинки – будь то твердий або рідкий – рухаються до зовнішнього краю вихору, тоді як легші частинки мігрують до його центрального ядра, з більш грубими та більшими частинками, що виходять через його нижню частину, тоді як дрібні частинки рухаються далі вгору, перш ніж вийти через верхівку через відцентрову силу та вийти через її перелив.

Продуктивність розділення залежить від кількох факторів, включаючи розмір циклону, діаметр і форму, а також динаміку рідини та властивості частинок у зв’язку з характеристиками рідкого середовища. Абразивний або щільний вихідний матеріал, швидше за все, не буде ефективно відділено гідроциклонами.

Різні дослідження вивчали вплив розміру та форми частинок на розділення. Результати показали, що сили опору пропорційні максимальній проектованій площі частинок уздовж напрямку потоку рідини в гідроциклоні; Kashiwaya та ін.. досліджував цей параметр як на одиночній, так і на змішаній сепарації за допомогою технології сполучення CFD-DEM, а також експериментальних методів випробування.

Як міра ефективності розділення, вимірювання концентрації “важкі” у переливі є ідеальним способом оцінити продуктивність гідроциклону. Це може бути досягнуто на основі об’ємного відсотка або, точніше, за допомогою вимірювань ваги.

Вони відокремлюють грубі частинки

Гідроциклони використовують тангенціальну швидкість входу, щоб обертати суспензію всередині, створення низхідного зовнішнього завихреного потоку та ізоляції важких компонентів від рідини. Більш важкі компоненти агломерують на стінках циклону, тоді як легші дрібні частинки виходять через верхній вихідний отвір.

Гідроциклони є одними з найбільш часто використовуваних пристроїв для розділення дрібних і грубих частинок у целюлозно-паперовій промисловості., завдяки простоті дизайну, економічність, простота експлуатації та тривалий термін служби без потреби в технічному обслуговуванні чи участі операторів. Проте, навіть незважаючи на всі їхні переваги, вони все одно можуть відчувати зниження продуктивності з часом.

При усуненні проблем з гідроциклонами, це може бути корисним для розуміння їх роботи та факторів, що впливають на їх ефективність. Важливим фактором ефективності їхнього розділення є тиск, який прикладається до входу – що має миттєвий вплив на точку розсічення частинок залежно від прикладеного тиску, розмір діаметра конуса та тип матеріалу.

Гідроциклони оснащені однією з трьох конструкцій входу: тангенціальний, евольвента або дуга. Результати випробувань, проведених з використанням усіх трьох конструкцій входу, можна побачити на малюнку 7 і табл 2, де гідроциклони з входом дуги стабільно перевершували обидва свої аналоги в широкому діапазоні умов класифікації за розміром (SC).

Вони відокремлюють дрібні частинки

Гідроциклони можна використовувати для розділення дрібних частинок за допомогою тиску рідини для створення схеми потоку, яка розділяє частинки на основі щільності та форми. Регулювання рівнів тиску в лінії подачі змінює точку розділення (також називається точкою зрізу); нижчий тиск створює більш грубі надрізи, тоді як вищий тиск забезпечує більш тонке поділ.

Гідроциклони використовують свою конусоподібну внутрішню частину для створення зони низького тиску, що прискорює швидкість осідання частинок. Частинки, які швидше осідають, мігрують до стінки циклону та виходять через його вершинний отвір у вигляді нижнього потоку, у той час як повільніше осідають частинки, які важчі за навколишнє суспензійне середовище, тягнеться вниз відцентровою силою та виходить через свій вихровий шукач у вигляді переливу.

на 6.5 мм від стінки циклону, фази частинок при 6.5 мм відстані від його стінки вимірюється як сума прискорення градієнта тиску та прискорення опору, з прискоренням опору, визначеним як відносний рух між фазами. З усіх входів, які використовуються для цілей класифікації, Потужніше поле прискорення лобового опору C пояснює його чудову чіткість класифікації при вищих SC подачі.

Вони відокремлюють воду

Гідроциклони використовують тиск рідини для створення відцентрової сили та структури потоку, які можуть відокремлювати частинки або краплі від рідкого середовища. Для того, щоб це розділення відбулося, їх густина повинна істотно відрізнятися від густини текучого середовища.

Типова конструкція передбачає впорскування корму тангенціально на високій швидкості у верхню циліндричну секцію, яка з’єднується з конічним корпусом, створюючи сильний рух рідини, який проштовхує більш грубі матеріали через нижні осьові випуски, відомі як сторони браку, і більш тонкі через верхні осьові труби, відомі як сторони переливу.

Контроль розміру нарізки можна здійснити шляхом зміни тиску подачі в циклон. У пілотних випробуваннях зазвичай використовуються два клапани для регулювання розподілу потоку між вихідними отворами, доки не буде досягнуто бажане значення d50; коли це було визначено, один отвір може замінити ці клапани в рутинній роботі.

Це обладнання широко використовується в переробці мінеральної сировини для класифікації частинок для рециркуляції в контурах подрібнення, розрізняють корисні копалини економічного призначення та пусту породу, відокремлюйте нафту від води на НАФТОПЕРЕРОБНИХ ЗАВОДАХ ТА МОРСЬКИХ НАФТОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ та видаляйте пісок/мул із систем зрошення чи питної води, серед багатьох інших застосувань. Крім того, це обладнання також можна використовувати як поступове збагачення, щоб зменшити навантаження на більш дороге обладнання для розділення, одночасно покращуючи загальну економіку операцій.