Hüdrotsüklonid

Kirjeldus

Hüdrotsüklonidon kujuga tsülindrilised, tangentsiaalse sööda sisselaskeava silindrilisse sektsiooni ja iga telje väljalaskeava. Silindrilise lõigu väljalaskeava nimetatakse keerise leidjaks ja see ulatub tsükloni, et vähendada lühise voolu otse sisselaskeavast. Koonilises otsas on teine väljund, SPIGOT. Suuruse eraldamiseks on mõlemad müügikohad atmosfäärile üldiselt avatud. Süsivesinikud töötavad tavaliselt vertikaalselt koos Spigotiga alumises otsas, seetõttu nimetatakse jämedat toodet alavooluks ja peeneks tooteks, jättes keerise leidja, ülevoolu. Joonis 1 näitab skemaatiliselt tüüpilise peamisi voolu ja kujundusomadusihüdrotsüklone: Kaks keerist, tangentsiaalse sööda sisselaskeava ja aksiaalsed väljalaskeavad. Välja arvatud tangentsiaalse sisselaske vahetus piirkond, on tsükloni vedeliku liikumisel radiaalne sümmeetria. Kui üks või mõlemad müügikohad on atmosfäärile avatud, põhjustab madalrõhutsoon sisemise keerise sees vertikaaltelje piki gaasi südamikku.

Tööpõhimõte on lihtne: vedelik, mis kannab suspendeeritud osakesi, siseneb tsükloni tangesiaalselt, spiraalid allapoole ja tekitab tsentrifugaalvälja vabas keerises. Suuremad osakesed liiguvad vedeliku kaudu spiraalses liikumises tsükloni välisküljele ja väljuvad läbi spigoti osa vedelikust. Spigoti piirava pindala tõttu luuakse sisemine keeris, mis pöörleb samas suunas kui välimine keeris, kuid voolab ülespoole, ja jätab tsükloni läbi keerise leidja, kandes suurema osa vedelikust ja peenemast osakest sellega. Kui spigoti maht on ületatud, on õhusüdam suletud ja spigoti tühjendus muutub vihmavarjukujulisest pihustist „köieks” ja jämeda materjali kaotus ülevooluks.

Silindrilise lõigu läbimõõt on peamine muutuja, mis mõjutab osakeste suurust, mida saab eraldada, ehkki väljundi läbimõõtu saab saavutatud eraldamise muutmiseks iseseisvalt muuta. Kui varajased töötajad katsetasid tsüklonitega nii väikeseid kui 5 mm läbimõõduga, siis kaubanduslikud süsivesinike läbimõõturid jäävad praegu vahemikus 10 mm kuni 2,5 m, tihedusega 2700 kg m - 3 1,5–300 μm eraldades osakeste suurust, vähenedes osakeste tihedusega suurenenud tihedusega. Töörõhu langus ulatub 10 baarist väikese läbimõõduga kuni 0,5 barini suurte ühikute jaoks. Mahutavuse suurendamisekshüdrotsüklonidvõib olla ühendatud ühest söödajoonest.

Ehkki operatsiooni põhimõte on lihtne, on nende töö paljud aspektid endiselt halvasti mõistetavad ning süsivesinike valik ja tööstusliku toimimise ennustamine on suuresti empiirilised.

Klassifikatsioon

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., Willsi mineraaltöötluse tehnoloogias (kaheksas väljaanne), 2016

9.4.3 Süsivesinike versus ekraanid

Klassifikatsioonis on domineerinud süsivesinikud, kui tegeleda peenete osakeste suurusega suletud lihvimisahelates (<200 um). Kuid hiljutised arengud ekraanitehnoloogias (8. peatükk) on uuendanud huvi lihvimisvoolude ekraanide kasutamise vastu. Ekraanid eraldavad suuruse alusel ja neid ei mõjuta otse toite mineraalides tihedus. See võib olla eelis. Ekraanidel pole ka ümbersõidufraktsiooni ja nagu näide 9.2 on näidanud, võib ümbersõit olla üsna suur (sel juhul üle 30%). Joonis 9.8. Andmed pärinevad Peruus EL -i brokaalkontsentraatorilt, hinnangud enne ja pärast seda, kui süsivesinike asendati lihvimisahelas Derrick Stack Sizer® -iga (vt 8. peatükk) (Dündar et al., 2014). Kooskõlas ootustega, võrreldes tsükloniga, oli ekraanil teravam eraldus (kõvera kalle on kõrgem) ja vähe ümbersõit. Pärast ekraani rakendamist teatati jahvatusskeemi mahu suurenemisest kõrgema purunemiskiiruse tõttu. See tingiti ümbersõidu kõrvaldamisele, vähendades lihvimismaterjalile tagasi saadetud peene materjali kogust, kipub Poldi osakeste ja osakeste mõjud.

Üleminek pole siiski üks viis: hiljutine näide on ekraanilt tsüklonile lülitamine, et kasutada ära tihedama payMineralsi täiendavat suuruse vähendamist (Sasseville, 2015).

Metallurgiline protsess ja disain

Eoin H. MacDonald, kulla uurimise ja hindamise käsiraamatus, 2007

Hüdrotsüklonid

Süsivesinikud on eelistatud ühikud, et olla odavalt suuri läga mahtusid, ja kuna need hõivavad väga vähe põrandapinda või pearuumi. Need töötavad kõige tõhusamalt, kui neid söödavad ühtlase voolukiiruse ja tselluloosi tihedusega ning neid kasutatakse individuaalselt või klastrites, et saada soovitud koguvõimsus nõutavate lõhede korral. Suurusvõimalused sõltuvad tsentrifugaaljõududest, mis tekivad üksuse kaudu kõrgete tangentsiaalsete voolukiiruste abil. Sissetuleva läga moodustatud primaarne keeris toimib sisemise koonuse seina ümber spiraalselt allapoole. Tahked ained on tsentrifugaaljõu abil väljapoole suunatud, nii et tselluloosi liikumisel selle tihedus suureneb. Kiiruse vertikaalsed komponendid toimivad koonuseinte lähedal ja telje lähedal ülespoole. Vähem tihe tsentrifugaalselt eraldatud limafraktsioon on keerise leidja kaudu ülespoole sunnitud, et saada läbi koonuse ülemises otsas asuv ava. Vahetsoonil või ümbrikul kahe voolu vaheline vertikaalne kiirus on null ja eraldab jämedamad tahked ained, mis liiguvad ülespoole liikuvatest peenematest tahketest ainetest allapoole. Suurem osa voolust kulgeb väiksema sisemise keerise piires ülespoole ja kõrgemad tsentrifugaaljõud viskavad peenemate osakeste suuremad väljapoole, pakkudes tõhusamat eraldamist peenemates mahtudes. Need osakesed naasevad välimise keerise juurde ja annavad veel kord aru JIG -söödale.

Geomeetria ja töötingimused tüüpilise spiraalvoolu mustrishüdrotsükloneon kirjeldatud joonisel 8.13. Operatiivsed muutujad on tselluloosi tihedus, vooluhulga kiirus, tahkete ainete omadused, sööda sisselaskerõhk ja rõhu langus tsükloni kaudu. Tsüklonimuutujad on sööda sisselaske pindala, keerise leidja läbimõõt ja pikkus ning spigot -tühjenemise läbimõõt. Tõmbekoefitsiendi väärtust mõjutab ka kuju; Mida rohkem osake varieerub sfäärilisusest, seda väiksem on selle kujutegur ja seda suurem on selle settimiskindlus. Kriitiline pingetsoon võib ulatuda mõnele 200 mm suurusele kuldosakesele ja klassifitseerimisprotsessi hoolikas jälgimine on seega hädavajalik liigse ringlussevõtu ja sellest tuleneva limade kogunemise vähendamiseks. Ajalooliselt, kui 150 taastumisele pöörati vähe tähelepanuμM Kullaterad, kulla ülekandmine limafraktsioonides näib olevat suuresti vastutav kullakadude eest, mis registreeriti paljudes kullapaikade toimingutes kuni 40–60%.

Joonis 8.14 (Warmani valiku diagramm) on esialgne valik tsüklonite eraldamiseks erinevatel D50 -ulatustel 9–18 mikronilt kuni 33–76 mikronit. See diagramm, nagu ka teiste selliste tsükloni jõudluse diagrammide puhul, põhineb konkreetset tüüpi hoolikalt kontrollitud voogudel. Esimese valikujuhendina eeldab see tahke aine sisaldust 2700 kg/m3 vees. Suurema läbimõõduga tsüklonite kasutamist kasutatakse jämedate eraldamiste saamiseks, kuid nõuetekohaseks funktsiooniks on vaja kõrge sööda mahtu. Peened eraldamised suure sööda mahtudes vajavad paralleelselt töötavate väikeste läbimõõduga tsüklonite klastreid. Lähedase suuruse lõplikud disainiparameetrid tuleb määrata eksperimentaalselt ja oluline on valida tsüklon vahemiku keskosa ümber, nii et vajalikke väiksemaid kohandusi saaks teha operatsioonide alguses.

Väidetavalt klassifitseerib CBC (ringleva voodi) tsüklon alluviaalsed kuldsööda materjalid kuni 5 mm läbimõõduga ja hangib alavoolt pidevalt kõrge džigi sööda. Eraldamine toimub umbesD50/150 mikronit, mis põhineb tihedusega 2,65. Väidetavalt on CBC tsüklon, mis on eriti sobiv JIG -i eraldamiseks selle suhteliselt sujuva suuruse jaotuskõvera ja peenete jäätmete osakeste peaaegu täieliku eemaldamise tõttu. Ehkki väidetavalt toodab see süsteem võrdsete raskete mineraalide kõrgekvaliteedilise primaarse kontsentraadi suhteliselt pika suurusega vahemiku söödast (nt mineraalliiv), pole selliseid jõudlusnäitajaid, mis sisaldavad peent ja helbelt kulda. Tabel 8.5GAB AKW tehnilisi andmeidhüdrotsüklonidpiirpunktide jaoks vahemikus 30 kuni 100 mikronit.

Tabel 8.5. Tehnilised andmed AKW hüdrotsüklonite kohta

Tüüp (KRS)	Läbimõõt (mm)	Rõhu langus	Võimsus		Lõikepunkt (mikronid)
Tüüp (KRS)	Läbimõõt (mm)	Rõhu langus	Läga (m3/h)	Tahked ained (t/h max).	Lõikepunkt (mikronid)
2118	100	1–2,5	9.27	5	30–50
2515	125	1–2,5	11–30	6	25–45
4118	200	0,7–2,0	18–60	15	40–60
(RWN) 6118	300	0,5–1,5	40–140	40	50–100

Rauamaagi languse ja klassifikatsioonitehnoloogiate areng

A. Jankovic, Raudmaagis, 2015

8.3.3.1 Süsivesinike eraldajad

Hüdrotsüklon, mida nimetatakse ka tsükloniks, on klassifitseerimisseade, mis kasutab tsentrifugaaljõudu, et kiirendada lälude osakeste ja eraldi osakeste settimiskiirust vastavalt suurusele, kujule ja spetsiifilisele gravitatsioonile. Seda kasutatakse laialdaselt mineraalide tööstuses, selle peamine kasutamine mineraalide töötlemisel on klassifikaator, mis on peene eraldamise suuruse korral osutunud äärmiselt tõhusaks. Seda kasutatakse laialdaselt suletud voolu lihvimisoperatsioonides, kuid see on leidnud palju muid kasutusvõimalusi, näiteks desliming, raiskamine ja paksenemine.

Tüüpiline hüdrotsükloon (joonis 8.12a) koosneb koonuse kujuga anumast, mis on avatud selle tipus või alavool, ühendatud silindrilise sektsiooniga, millel on tangentsiaalse sööda sisselaskeava. Silindrilise lõigu ülaosa on suletud plaadiga, mille kaudu läbib aksiaalselt paigaldatud ülevoolutoru. Toru laiendatakse tsükloni kehasse lühikese eemaldatava lõiguga, mida tuntakse keerise leidjana, mis hoiab ära sööda lühistamise otse ülevoolu. Sööt toob surve all tangentsiaalse sissekande kaudu, mis annab viljaliha keerleva liikumise. See genereerib tsüklonis keerise, madalrõhutsooniga piki vertikaaltelje, nagu on näidatud joonisel 8.12b. Telje ääres areneb õhutuumas, mis on tavaliselt atmosfääriga ühendatud läbi tipu ava, kuid osaliselt loob lahustunud õhk, mis väljub lahusest madala rõhu tsoonis. Tsentrifugaaljõud kiirendab osakeste settimiskiirust, eraldades seeläbi osakesed vastavalt suurusele, kujule ja spetsiifilisele gravitatsioonile. Kiirem settimisosakesed liiguvad tsükloni seinale, kus kiirus on madalaim, ja rändavad tipu avasse (alavool). Tõmbejõu toimimise tõttu liiguvad aeglasemad osakesed madalrõhu tsooni poole piki telge ja neid kantakse keerise leidja kaudu ülespoole ülespoole.

Süsivesinikke kasutatakse lihvimisskeemides peaaegu universaalselt nende suure mahutavuse ja suhtelise efektiivsuse tõttu. Samuti saavad nad klassifitseerida väga laia osakeste suuruse (tavaliselt 5–500 μm), väiksema läbimõõduga ühikuid kasutatakse peenema klassifikatsiooni jaoks. Tsükloni kasutamine magnetiidi lihvimisahelates võib aga põhjustada ebaefektiivset töötamist magnetiidi ja jäätmete mineraalide (ränidioksiid) tiheduse erinevuse tõttu. Magnetiidi spetsiifiline tihedus on umbes 5,15, samas kui ränidioksiidi spetsiifiline tihedus on umbes 2,7. Sissehüdrotsüklonid, Tihedad mineraalid eralduvad peenema lõiguga kui heledamad mineraalid. Seetõttu kontsentreeritakse vabastatud magnetiit tsükloni allavoolu, sellest tuleneva magnetiidi ülevõtmisega. Napier-Munn jt. (2005) märkis, et parandatud lõike suuruse suhe (d50c) ja osakeste tihedus järgib järgmise vormi ekspressiooni sõltuvalt voolutingimustest ja muudest teguritest:

d50c∝ρs - –N -n

kusρs on tahkete ainete tihedus,ρl on vedeliku tihedus janon vahemikus 0,5 kuni 1,0. See tähendab, et mineraaltiheduse mõju tsükloni jõudlusele võib olla üsna oluline. Näiteks kuid50c magnetiidi on 25 μm, seejäreld50c ränidioksiidi osakesi on 40–65 μm. Joonis 8.13 näitab tsükloni klassifitseerimise efektiivsuse kõveraid magnetiidi (FE3O4) ja ränidioksiidi (SiO2) jaoks, mis on saadud tööstusliku pallivabri magnetiidi lihvimisahela uuringust. Ränidioksiidi suuruse eraldamine on palju jämedam, ad50c Fe3O4 korral 29 μM, SIO2 puhul aga 68 μM. Selle nähtuse tõttu on magnetiidi lihvimisveskid suletud vooluahelates süsivesinikega vähem efektiivsed ja väiksema mahutavusega võrreldes teiste NASE METALORE lihvimisahelatega.

Kõrgsurveprotsessi tehnoloogia: põhialused ja rakendused

MJ Cocero PhD, tööstuskeemia raamatukogus, 2001

Tahkete ainete eraldamise seadmed

•

Hüdrotsüklone

See on üks lihtsamaid tahke aine eraldajaid. See on ülitõhusa eraldusseade ja seda saab kasutada kuivainete tõhusaks eemaldamiseks kõrgel temperatuuril ja rõhul. See on ökonoomne, kuna sellel pole liikuvaid osi ja see nõuab vähe hooldust.

Tahkete ainete eraldamise efektiivsus on osakeste suuruse ja temperatuuri tugev funktsioon. 80% -lise lähedal asuva eraldumise efektiivsus on saavutatavad ränidioksiidi ja temperatuuride korral üle 300 ° C, samas kui samas temperatuurivahemikus on tihedamate tsirkooniosakeste brutoefektiivsus suurem kui 99% [29].

Süsivesinike peamine puue on mõne soola kalduvus tsükloni seintele kleepuda.

•

Ristmikrofiltratsioon

Ristvoolufiltrid käituvad ümbritsevates tingimustes ristvoogude filtreerimisel tavaliselt täheldataval viisil: suurenenud nihkekiirus ja vähenenud vedelikuviskoossus põhjustab suurenenud filtraadi arvu. Sadestatud soolade eraldamisel tahkete ainetena on rakendatud ristmikrofiltreerimist, andes osakeste eraldamise efektiivsuse, mis ületab tavaliselt 99,9%. Goemaanidet al.[30] uuris naatriumnitraadi eraldamist ülekriitilisest veest. Uuringu tingimustes esines sula soolina naatriumnitraat ja oli võimeline filtrit ületama. Eraldamise efektiivsus saadi, mis varieerus temperatuuriga, kuna temperatuuri tõustes väheneb lahustuvus, vahemikus 40–85%, vastavalt 400 ° C ja 470 ° C. Need töötajad selgitasid eraldusmehhanismi filtreerimise keskkonna selge läbilaskvuse tagajärjel superkriitilise lahuse suunas, erinevalt sula soolast, tuginedes nende selgelt eristuvatele viskoossustele. Seetõttu on võimalik mitte ainult sadeitud soolasid filtreerida pelgalt tahkete ainetena, vaid ka filtreerida need madala sulamisega punkt-soolad, mis on sula olekus.

Tööprobleemid olid peamiselt tingitud soolade filtri-korrosioonist.

Paber: ringlussevõtu ja ringlussevõetud materjalid

Hr Doshi, JM Dyer, materjaliteaduse ja materjalitehnika võrdlusmoodulis, 2016

3.3 Puhastamine

Koristajad võihüdrotsüklonidEemaldage saasteainetest saasteainete ja vee tiheduse erinevuse põhjal saasteained. Need seadmed koosnevad koonilisest või silindrilisest koonilisest rõhuanusest, millesse tselluloos toidetakse tangentsiaalselt läbimõõduga otsas (joonis 6). Puhastaja läbipääsu ajal arendab viljaliha keerise voolumustri, mis sarnaneb tsükloni omaga. Vool pöörleb keskelje ümber, kui see väljub sisselaskeavast ja tipu poole või alavoolu avamise poole piki puhtama seina sisendit. Pöörlemiskiirus kiireneb, kui koonuse läbimõõt väheneb. Tipu otsa lähedal hoiab väike läbimõõdu avamine ära suurema osa vooluhulgast, mis pöörleb selle asemel koristaja sises sisemises keerises. Voog sisemise tuuma voolab tipu avamisest, kuni see väljub läbi keerise leidja, mis asub suure läbimõõduga otsas puhastusvahendi keskel. Tsentrifugaaljõu tõttu koristaja seinale kontsentreeritud suurem tihedusmaterjal lastakse koonuse tipus (Bliss, 1994, 1997).

Puhastusvahendid klassifitseeritakse kõrgeks, keskmiseks või madalaks tiheduseks sõltuvalt eemaldatavate saasteainete tihedusest ja suurusest. Trampimetalli, kirjaklambrite ja klambrite eemaldamiseks kasutatakse kõrge tihedusega puhastusvahendit, mille läbimõõt on vahemikus 15–50 cm (6–20 tolli) ning see paigutatakse tavaliselt kohe pärast pulbri järel. Kui puhtama läbimõõt väheneb, suureneb selle tõhusus väikeste saasteainete eemaldamisel. Praktilistel ja majanduslikel põhjustel on 75-mm (3 tolli) tsüklon paberitööstuses tavaliselt väikseim puhastusvahend.

Pöördpuhastusvahendid ja läbivoolupuhastusvahendid on loodud madala tihedusega saasteainete, näiteks vaha, polüstüreeni ja kleepuvate eemaldamiseks. Pöördpuhastusvahendid on nii nimetatud, kuna Acceptsi voog kogutakse puhtamal tipul, samal ajal kui tagasilöögid väljuvad. Läbivoolu puhastusvahendis aktsepteerib ja lükkab tagasi väljapääsu puhastusvahendi samas otsas, aktsepteerib puhastusvahendi lähedal asuva puhastusvahendi lähedal kesktoru, mis on koristaja südamiku lähedal, nagu on näidatud joonisel 7.

Pärast vesiniktsüklonide väljatöötamist katkestati 1920. ja 1930. aastatel kasutatud pidevad tsentrifuugid. Prantsusmaal Grenoble'is Center Techniquice Du Papier'is välja töötatud güroklean koosneb silindrist, mis pöörleb kiirusel 1200–1500 p / min (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Suhteliselt pika elusaja ja kõrge tsentrifugaaljõu kombinatsioon võimaldab madala tihedusega saasteaineid piisavalt aega koristaja südamikule, kui need lükatakse tagasi keerise keskmise väljundi kaudu.

Mt Thew, Entsüklopeedias Exparation Science, 2000

Kokkuvõte

Kuigi tahke - vedelikhüdrotsükloneon loodud suurema osa 20. sajandist, rahuldav vedela -vedelik eraldamise jõudlus jõudis alles 1980. aastatel. Offshore -õlitööstusel oli vaja kompaktseid, vastupidavaid ja usaldusväärseid seadmeid veest peeneks jagatud õli eemaldamiseks. Selle vajaduse rahuldas märkimisväärselt erinevat tüüpi hüdrotsüklon, millel muidugi polnud liikuvaid osi.

Pärast selle vajaduse selgitamist ja selle võrdlemist maavara töötlemisel tahke ja vedeliku tsüklonilise eraldamisega, antakse eelised, mida hüdrotsüklon anti varem paigaldatud seadmetele, et täita kohustuse täitmiseks.

Eraldamise tulemuslikkuse hindamise kriteeriumid on loetletud enne tulemuslikkuse arutamist sööda põhiseaduse, operaatori juhtimise ja vajaliku energia osas, st rõhu languse ja vooluhulga tulemusel.

Naftatootmise keskkond seab materjalidele mõned piirangud ja see hõlmab osakeste erosiooni probleemi. Mainitakse tüüpilisi materjale. Välja on toodud nii kapitali kui ka korduvate õli eraldamise taime tüüpi suhteline kuluandmed, ehkki allikad on hõredad. Lõpuks kirjeldatakse mõnda edasise arendamise näpunäidet, kuna õlitööstus otsib merepõhjale paigaldatud seadmeid või isegi Wellbore allosa.

Proovivõtmine, juhtimine ja massi tasakaalustamine

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.Eng., Willsi mineraaltöötluse tehnoloogias (kaheksas väljaanne), 2016

3.7.1 Osakeste suuruse kasutamine

Paljud ühikud, näitekshüdrotsüklonidja gravitatsiooni eraldajad, annavad massi tasakaalustamiseks osakeste suuruse andmeid ja osakeste suuruse andmeid (näide 3.15).

Näide 3.15 on näide sõlme tasakaalustamatuse minimeerimise kohta; See annab näiteks üldise vähimruutude minimeerimise algväärtuse. Seda graafilist lähenemisviisi saab kasutada alati, kui on olemas ülemäärased komponentide andmed; Näites 3.9 oleks seda võinud kasutada.

Näide 3.15 kasutab sõlmena tsüklonit. Teine sõlm on salvkaev: see on näide kahest sisendist (värske sööt ja kuuli millDischarge) ja ühe väljundi (tsükloni sööt). See annab veel ühe massitasakaalu (näide 3.16).

9. peatükis naaseme selle lihvimisahela näite juurde, kasutades korrigeeritud andmeid tsükloni partitsiooni kõvera määramiseks.

Postiaeg: mai-07-2019