Uhľovodík

Opis

Uhľovodíkmajú kono-cylindrický tvar, s tangenciálnym prívodom do valca do valcovej sekcie a výstupom na každej osi. Výstup v valcovej sekcii sa nazýva Vortex Finder a rozširuje sa do cyklónu, aby sa znížil tok skratu priamo z vstupu. Na kužeľovom konci je druhý výstup, Spigot. Na separáciu veľkosti sú oba zásuvky všeobecne otvorené atmosfére. Haccyklony sa vo všeobecnosti prevádzkujú vertikálne so spigotom na spodnom konci, a preto sa hrubý produkt nazýva podtokový a jemný produkt, pričom vortexový vyhľadávač, prepad. Obrázok 1 schematicky zobrazuje hlavný tok a konštrukčné prvky typickýchhydrocyklón: Dve víry, tangenciálny vstupný vstup a axiálne výstupy. S výnimkou bezprostrednej oblasti tangenciálneho vstupu má pohyb tekutín v cyklóne radiálnu symetriu. Ak je jeden alebo obidva zásuvky otvorené atmosfére, nízkotlaková zóna spôsobuje plynové jadro pozdĺž vertikálnej osi vo vnútri vnútorného víru.

Princíp prevádzky je jednoduchý: tekutina, ktorá nesie suspendované častice, vstupuje do cyklónu tangenciálne, špirála smerom nadol a vytvára odstredivé pole vo voľnom prietoku víru. Väčšie častice sa pohybujú tekutinou na vonkajšiu stranu cyklónu v špirálovom pohybe a vystupujú cez guľôčku frakciou kvapaliny. V dôsledku obmedzujúcej plochy Spigota sa vytvorí vnútorný vír, ktorý sa otáča v rovnakom smere ako vonkajší vír, ale tečie smerom nahor, a opúšťa cyklón cez vyhľadávač Vortexu, ktorý so sebou nesie väčšinu kvapalinových a jemnejších častíc. Ak je kapacita Spigot prekročená, vzduchové jadro je uzavreté a vypúšťací výtok z rozprašovania v tvare dáždniku na „lano“ a stratu hrubého materiálu na prepad.

Priemer valcovej sekcie je hlavná premenná ovplyvňujúca veľkosť častíc, ktorá sa dá oddeliť, hoci priemery výstupu sa môžu meniť nezávisle, aby sa zmenila dosiahnutá separácia. Zatiaľ čo prví pracovníci experimentovali s cyklónmi s priemerom 5 mm, komerčné priemery hydrocyklónu sa v súčasnosti pohybujú od 10 mm do 2,5 m, pričom separujúca veľkosť pre častice hustoty 2700 kg m -3 1,5–300 μm klesá so zvýšenou hustotou častíc. Pokles prevádzkového tlaku sa pohybuje od 10 baru pre malé priemery do 0,5 baru pre veľké jednotky. Na zvýšenie kapacity, viac malýchuhľovodíkmôže byť rozdelená z jednej napájacej čiary.

Hoci je princíp prevádzky jednoduchý, mnoho aspektov ich prevádzky je stále zle pochopené a výber a predpoveď pre priemyselnú prevádzku sú do značnej miery empirické.

Klasifikácia

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.ENG., V Willsovej technológii minerálov (ôsme vydanie), 2016

9.4.3 Hydrocyklony verzus obrazovky

Haccyclony prišli k klasifikácii pri riešení jemných veľkostí častíc v uzavretých brúsnych obvodoch (<200 um). Najnovší vývoj v oblasti technológie obrazovky (kapitola 8) však obnovil záujem o používanie obrazoviek v brúsnych obvodoch. Obrazovky sa oddeľujú na základe veľkosti a nie sú priamo ovplyvňované hustotou šírenia v mineráloch krmiva. To môže byť výhodou. Obrazovky tiež nemajú obtokovú frakciu a ako je uvedený príklad 9.2, obtok môže byť pomerne veľký (v tomto prípade viac ako 30%). Obrázok 9.8 je príkladom rozdielu v krivke oddielu pre cyklóny a obrazovky. Údaje pochádzajú z koncentrátora El Brocal v Peru s hodnoteniami pred a po tom, čo boli hydrocyklony nahradené Derrick Stack Sizer® (pozri kapitolu 8) v brúsnom obvode (Dündar et al., 2014). V súlade s očakávaním v porovnaní s cyklónom mal obrazovka ostrejšiu separáciu (sklon krivky je vyšší) a malý obtok. Zvýšenie kapacity mletia obvodu bolo hlásené v dôsledku vyšších miery zlomenia po implementácii obrazovky. Toto sa pripisovalo eliminácii obtoku, čím sa znížilo množstvo jemného materiálu poslaného späť do mletia Millswhich, má tendenciu mať vplyvy vankúšov a častíc.

Prehliadka však nie je jedným zo spôsobov: Posledným príkladom je prepnutie z obrazovky na cyklón, aby sa využilo ďalšie zníženie veľkosti hustejších výplat (Sasseville, 2015).

Metalurgický proces a dizajn

Eoin H. MacDonald, v Handbook of Gold Exploration and Hodnotenie, 2007

Uhľovodík

Haccyclones sú preferované jednotky na veľkosť alebo zdesenie veľkých objemov suspenzie lacno a pretože zaberajú veľmi malú podlahovú plochu alebo horúčku. Fungujú najefektívnejšie, keď sa kŕmia rovnomerným prietokom a hustotou buničiny a používajú sa jednotlivo alebo v zhlukoch, aby sa získali požadované celkové kapacity pri požadovaných rozdeleniach. Schopnosti veľkosti sa spoliehajú na odstredivé sily generované vysokými tangenciálnymi rýchlosťami toku cez jednotku. Primárny vír tvorený prichádzajúcou kalou pôsobí špirálovo smerom nadol okolo vnútornej kužeľovej steny. Pevné látky sú vyhodené smerom von odstredivou silou, takže keď sa buničina pohybuje smerom nadol, zvyšuje sa jej hustota. Vertikálne komponenty rýchlosti pôsobia smerom nadol blízko kužeľových stien a smerom nahor blízko osi. Menej husté odstredivovo oddelené frakcie slizu je vynútená smerom nahor cez vyhľadávač Vortex, aby prešiel cez otvor na hornom konci kužeľa. Stredná zóna alebo obálka medzi týmito dvoma tokmi má nulovú vertikálnu rýchlosť a oddeľuje hrubšie tuhé látky pohybujúce sa nadol od jemnejších tuhých látok, ktoré sa pohybujú smerom nahor. Prevažná časť prietoku prechádza smerom nahor v menšom vnútornom víre a vyššie odstredivé sily vyvoláva väčšie z jemnejších častíc smerom von, čím poskytuje efektívnejšie oddelenie jemnejších veľtrhov. Tieto častice sa vracajú do vonkajšieho víru a ešte raz sa podávajú podriadené prípravkom.

Geometria a prevádzkové podmienky v rámci vzoru toku špirály typickéhohydrocyklónsú opísané na obr. 8.13. Prevádzkové premenné sú hustota buničiny, prietokový prietok, charakteristiky tuhých látok, prívodný tlak a pokles tlaku cez cyklón. Cyklónové premenné sú plochou prívodu prívodu, priemerom a dĺžkou nálezca víru a priemerom výbojov. Hodnota koeficientu ťahania je tiež ovplyvnená tvarom; Čím viac sa častica líši od sféricity, tým menší je jej tvarový faktor a čím väčší je jej odpor s usadzovaním. Zóna kritického stresu sa môže rozšíriť na niektoré častice zlata až 200 mm vo veľkosti a starostlivé monitorovanie procesu klasifikácie je preto nevyhnutné na zníženie nadmernej recyklácie a výsledné hromadenie slizov. Historicky, keď sa uzdravila 150μZdá sa, že M zlaté zrná, prenos zlata v slizučných frakciách bol do značnej miery zodpovedný za straty zlata, ktoré boli v mnohých operáciách zlata zaznamenané ako 40–60%.

Obrázok 8.14 (graf výberu Warmana) je predbežný výber cyklónov na oddelenie pri rôznych veľkostiach D50 od 9–18 mikrónov do 33–76 mikrónov. Táto tabuľka, rovnako ako v prípade iných takýchto grafov cyklónového výkonu, je založená na starostlivo kontrolovanom podávaní konkrétneho typu. Ako prvý sprievodca výberom predpokladá obsah s tuhým obsahom 2 700 kg/m3 vo vode. Cyklóny väčšieho priemeru sa používajú na výrobu hrubých separácií, ale vyžadujú vysoké objemy krmiva pre správnu funkciu. Jemné separácie pri objemoch vysokých podávaní vyžadujú zhluky cyklónov malého priemeru pracujúce paralelne. Konečné dizajnérske parametre pre úzky rozmer sa musia určiť experimentálne a je dôležité zvoliť cyklón okolo stredu rozsahu, aby sa na začiatku operácií mohli vykonať akékoľvek menšie úpravy, ktoré sa môžu vyžadovať.

Tvrdí sa, že cyklón CBC (cirkulujúce lôžko) klasifikuje materiály aluviálneho kŕmenia zlata až do priemeru 5 mm a získava z podtiepenia trvalo vysoké prípravné podávanie. Oddelenie sa uskutočňuje približneD50/150 mikrónov na základe oxidu kremičitého s hustotou 2,65. Tvrdí sa, že CBC cyklónový podtok je obzvlášť prístupný separácii prípravkov z dôvodu jej krivky distribúcie relatívne hladkej veľkosti a takmer úplné odstránenie častíc jemného odpadu. Aj keď sa tento systém tvrdí, že vytvára vysokorého stupňa primárneho koncentrátu quantných ťažkých minerálov v jednom priechode z relatívne dlhého kŕmenia rozsahu veľkosti (napr. Minerálne piesky), takéto výkonnostné čísla nie sú dostupné pre materiál na kŕmenie aluviálneho kŕmenia obsahujúceho jemné a šupinaté zlato. Tabuľka 8.5 giv technické údaje pre AKWuhľovodíkpre medzné body medzi 30 a 100 mikrónmi.

Tabuľka 8.5. Technické údaje pre AKW Hydrocyclones

Typ (KRS)	Priemer (mm)	Pokles tlaku	Kapacita		Cut bod (mikróny)
Typ (KRS)	Priemer (mm)	Pokles tlaku	Kal (m3/h)	Tuhé látky (T/H max).	Cut bod (mikróny)
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

Vývoj technológií rozdrvenia a klasifikácie železnej rudy

A. Jankovic, Iron Ore, 2015

8.3.3.1 Oddeľovače hydrocyklónu

Hydrocyklón, tiež označovaný ako cyklón, je klasifikačným zariadením, ktoré využíva odstredivú silu na urýchlenie rýchlosti usadzovania suspenzovaných častíc a samostatných častíc podľa veľkosti, tvaru a špecifickej hmotnosti. Všeobecne sa používa v priemysle minerálov, pričom jeho hlavné použitie pri spracovaní minerálov je ako klasifikátor, čo sa ukázalo ako mimoriadne efektívne pri veľkostiach jemnej separácie. Vo veľkej miere sa používa pri mletných operáciách s uzavretým okruhom, ale našiel mnoho ďalších použití, ako je napríklad deslimovanie, odradenie a zhrubnutie.

Typický hydrocyklón (obrázok 8.12a) pozostáva z konzervovanej nádoby, ktorá je otvorená na jej vrchole alebo podflexu, spojená s valcovou časťou, ktorá má tangenciálny vstup kŕmenia. Vrchná časť valcovej časti je uzavretá doskou, cez ktorú prechádza axiálne namontovaným pretečkovým potrubím. Potrubie sa rozširuje do tela cyklónu krátkym, odnímateľným sekciou známym ako Vortex Finder, ktorý zabraňuje skratu prívodu priamo do pretečenia. Krmivo sa zavádza pod tlakom prostredníctvom tangenciálneho vstupu, ktorý prepožičiava križovatke. To generuje vír v cyklóne, s nízkou tlakou zónu pozdĺž vertikálnej osi, ako je znázornené na obrázku 8.12b. Vzduchová dna sa vyvíja pozdĺž osi, normálne pripojená k atmosfére cez otvor vrcholu, ale čiastočne vytvorená rozpusteným vzduchom vychádzajúcim z roztoku v zóne s nízkym tlakom. Centrifugálna sila urýchľuje rýchlosť usadzovania častíc, čím oddeľuje častice podľa veľkosti, tvaru a špecifickej hmotnosti. Rýchlejšie usadzovacie častice sa pohybujú do steny cyklónu, kde je rýchlosť najnižšia, a migrujú sa na vrchol vrcholu (podtok). V dôsledku pôsobenia ťahovej sily sa pomalšie uchovávajúce častice pohybujú smerom k zóne s nízkym tlakom pozdĺž osi a sú prenášané smerom nahor cez nálezbu Vortexa do pretečenia.

Haccyclony sa takmer všeobecne používajú v brúsnych obvodoch z dôvodu ich vysokej kapacity a relatívnej účinnosti. Môžu tiež klasifikovať veľmi široký rozsah veľkostí častíc (zvyčajne 5–500 μm), pričom na jemnejšiu klasifikáciu sa používajú jednotky menšieho priemeru. Aplikácia cyklónu v mlečných obvodoch magnetitu však môže spôsobiť neefektívnu prevádzku v dôsledku rozdielu hustoty medzi magnetitovými a odpadovými minerálmi (oxid kremičitý). Magnetit má špecifickú hustotu asi 5,15, zatiaľ čo oxid kremičitý má špecifickú hustotu asi 2,7. Vuhľovodík, husté minerály oddelené pri jemnejšej veľkosti rezu ako ľahšie minerály. Preto sa oslobodený magnetit koncentruje v cyklónovom podtoku, s následným nadmerným pokrmom magnetitu. Napier-Munn a kol. (2005) poznamenali, že vzťah medzi opravou veľkosťou rezu (d50c) a hustota častíc sleduje expresiu nasledujúcej formy v závislosti od podmienok prietoku a ďalších faktorov:

D50C∝ρs -ρl -n

kdekoľvekρS je hustota tuhých látok,ρl je hustota kvapaliny anje medzi 0,5 a 1,0. To znamená, že účinok hustoty minerálov na výkon cyklónu môže byť pomerne významný. Napríklad, akd50c magnetitu je 25 μm, potomd50c častíc oxidu kremičitého bude 40–65 μm. Obrázok 8.13 zobrazuje krivky účinnosti klasifikácie cyklónu pre magnetit (FE3O4) a oxid kremičitý (SiO2) získaný z prieskumu priemyselného mlynského mletia mlyna. Oddelenie veľkosti pre oxid kremičitý je oveľa hrubší, s ad50 ° C pre Fe3O4 29 μm, zatiaľ čo pre Si02 je 68 μm. Vďaka tomuto javu sú mleté mlyny magnetit v uzavretých obvodoch s hydrocyklónmi menej účinné a majú nižšiu kapacitu v porovnaní s inými základnými kovovými mletými obvodmi.

Technológia vysokotlakových procesov: Základy a aplikácie

MJ Cocero PhD, v knižnici Industrial Chemistry Library, 2001

Zariadenia na separáciu pevných látok

•

Hydrocyklón

Toto je jeden z najjednoduchších typov oddeľovačov tuhých látok. Je to vysokoúčinné oddeľovacie zariadenie a môže sa použiť na efektívne odstránenie tuhých látok pri vysokých teplotách a tlakoch. Je to ekonomické, pretože nemá pohyblivé časti a vyžaduje malú údržbu.

Účinnosť separácie tuhých látok je silnou funkciou veľkosti častíc a teploty. Hrubá separačná účinnosť blízko 80% je dosiahnuteľná pre oxid kremičitý a teploty nad 300 ° C, zatiaľ čo v rovnakom teplotnom rozmedzí je hrubá účinnosť separácie pre hustejšie častice zirkónu väčšia ako 99% [29].

Hlavným postihnutím operácie hydrocyklónu je tendencia niektorých solí priľnúť k stenám cyklónu.

•

Krížová mikrofiltrácia

Filtre krížového toku sa správajú podobným spôsobom podobným spôsobom, ktorý sa bežne pozoruje pri filtrácii krížového toku za okolitých podmienok: zvýšené strihové sadzby a znížené výsledky viskozity tekutiny v dôsledku zvýšeného počtu filtrátu. Krížová mikrofiltrácia sa aplikovala na separáciu vyzrážaných solí ako tuhých látok, čo dáva účinnosť separácie častíc a deparácie, ktorá typicky presahuje 99,9%. Goemansa kol.[30] študovali separáciu dusičnanu sodného od superkritickej vody. Za podmienok štúdie bol dusičnan sodný ako roztavená soľ a bola schopná prekročiť filter. Získala sa separačná účinnosť, ktorá sa menila s teplotou, pretože rozpustnosť klesá so zvyšujúcou sa teplotou v rozmedzí 40% a 85%, pri 400 ° C a 470 ° C. Títo pracovníci vysvetlili mechanizmus separácie v dôsledku zreteľnej priepustnosti filtračného média smerom k superkritickému roztoku, na rozdiel od roztavenej soli, na základe ich jasne odlišných viskozít. Preto by bolo možné nielen filtrovať vyzrážané soli iba ako tuhé látky, ale tiež filtrovať tie soli s nízkym multingom, ktoré sú v roztavenom stave.

Prevádzkové problémy boli spôsobené hlavne koróziou filtra pomocou soli.

Papier: Recyklácia a recyklované materiály

Pán Doshi, JM Dyer, v referenčnom module v oblasti materiálových a materiálových inžinierstiev, 2016

3.3 Čistenie

Čistiace prostriedky alebouhľovodíkOdstráňte kontaminanty z buničiny na základe rozdielu hustoty medzi kontaminantom a vodou. Tieto zariadenia pozostávajú z kužeľového alebo valcovitého-conického tlakového nádoby, do ktorej sa buničina privádza tangenciálne na konci veľkého priemeru (obrázok 6). Počas priechodu cez čistič vyvíja buničina vzorec prietoku víru, podobný vzoru cyklónu. Prietok sa otáča okolo strednej osi, keď prechádza od vstupu a smerom k vrcholu alebo otvor pod prúdom pozdĺž vnútornej strany čistejšej steny. Rýchlosť rotačného toku sa zrýchľuje so znižovaním priemeru kužeľa. V blízkosti vrcholového konca otvorenie malého priemeru zabraňuje vypúšťaniu väčšiny prietoku, ktorý sa namiesto toho otáča vo vnútornom víre v jadre čističa. Prietok na vnútornom jadre vyteká od otvoru vrcholu, až kým sa vypustí cez nálezbu Vortex, ktorý sa nachádza na konci veľkého priemeru v strede čističa. Materiál s vyššou hustotou, ktorý bol koncentrovaný na stene čističa v dôsledku odstredivej sily, je vypustený na vrchole kužeľa (Bliss, 1994, 1997).

Čističe sú klasifikované ako vysoká, stredná alebo nízka hustota v závislosti od hustoty a veľkosti odstránenia kontaminantov. Čistič s vysokou hustotou s priemerom v rozsahu od 15 do 50 cm (6–20 palcov) sa používa na odstránenie trampového kovu, sponiek papiera a sponky a zvyčajne sa umiestni bezprostredne po pulperovi. Keď sa priemer čističa znižuje, zvyšuje sa jeho účinnosť pri odstraňovaní kontaminantov malej veľkosti. Z praktických a ekonomických dôvodov je cyklón s priemerom 75 mm (3 palce) vo všeobecnosti najmenší čistiaci prostriedok používaný v papierovom priemysle.

Reverzné čistiace prostriedky a prietoky sú navrhnuté tak, aby odstraňovali kontaminanty s nízkou hustotou, ako je vosk, polystyrén a palice. Reverzné čistiace prostriedky sú pomenované, pretože tok akceptov sa zhromažďuje na čistejších vrcholoch, zatiaľ čo odmietnutie výstupu pri pretečení. V čističi prietoku prijíma a odmieta výstup na rovnakom konci čističa, pričom prijíma blízko čistejšej steny oddelenej od odmietnutia centrálnou trubicou v blízkosti jadra čističa, ako je znázornené na obrázku 7.

Kontinuálne odstredivky používané v 20. a 30. rokoch 20. storočia na odstránenie piesku z buničiny boli po vývoji hydrocyklónov prerušené. Gyroclean, vyvinutý v Centre Technique Du Papier, Grenoble, Francúzsko, pozostáva z valca, ktorý sa otáča pri 1200 - 1500 ot./min. (Bliss, 1997; Julien Saint Amand, 1998, 2002). Kombinácia relatívne dlhého času na pobyt a vysokej odstredivej sily umožňuje kontaminanty s nízkou hustotou dostatočný čas na migráciu do jadra čističa, kde sú odmietnuté cez výtok v strednom víre.

Mt thew, v encyklopédii separačnej vedy, 2000

Zhrnutie

Aj keď tuhá látkahydrocyklónbol stanovený pre väčšinu z 20. storočia, uspokojivý výkon separácie kvapaliny - kvapaliny neprišiel až do osemdesiatych rokov. Priemysel ropy na mori potreboval kompaktné, robustné a spoľahlivé vybavenie na odstránenie jemne rozdeleného kontaminantného oleja z vody. Táto potreba bola uspokojená výrazne odlišným typom hydrocyklónu, ktorý samozrejme nemal žiadne pohyblivé časti.

Po úplnom vysvetlení tejto potreby a porovnávaním s cyklónovým separáciou tuhých a kvapaliny pri spracovaní minerálov sa výhody, ktoré hydrocyklón udeľuje nad typom zariadení nainštalovaných skôr na splnenie dane.

Kritériá posudzovania výkonnosti sú uvedené pred diskusiou o výkonnosti z hľadiska konštitúcie krmiva, kontroly operátora a požadovanej energie, tj produkt poklesu tlaku a prietoku.

Prostredie pre výrobu ropy určuje určité obmedzenia pre materiály a to zahŕňa problém erózie tuhých znečisťujúcich látok. Uvádzajú sa typické použité materiály. Údaje o relatívnych nákladoch pre typy závodu na separáciu ropy, kapitál aj opakujúce sa, sú načrtnuté, hoci zdroje sú riedke. Nakoniec sú opísané niektoré ukazovatele k ďalšiemu rozvoju, pretože ropný priemysel sa snaží vybaviť na inštalované na morskom dane alebo dokonca na spodku vrtu.

Odber vzoriek, kontroly a hromadného vyváženia

Barry A. Wills, James A. Finch FRSC, FCIM, P.ENG., V Willsovej technológii minerálov (ôsme vydanie), 2016

3.7.1 Použitie veľkosti častíc

Veľa jednotiek, napríkladuhľovodíka gravitačné separátory, vytvárajú určitý stupeň separácie veľkosti a údaje o veľkosti častíc sa môžu použiť na vyrovnávanie hmoty (príklad 3.15).

Príklad 3.15 je príkladom minimalizácie nerovnováhy uzlov; Poskytuje napríklad počiatočnú hodnotu pre zovšeobecnenú minimalizáciu najmenších štvorcov. Tento grafický prístup sa dá použiť vždy, keď existujú údaje „prebytočných“ komponentov; V príklade 3.9 sa mohol použiť.

Príklad 3.15 používa cyklón ako uzol. Druhým uzlom je sump: Toto je príklad 2 vstupov (čerstvé krmivo a mlyndischance) a jeden výstup (cyklónový prívod). To poskytuje ďalšiu hmotnostnú bilanciu (príklad 3.16).

V kapitole 9 sa vraciame na tento príklad brúsenia obvodu pomocou upravených údajov na určenie krivky oddielu cyklónu.

Čas príspevku: máj-07-2019