Применение гидроциклонов

2. Применение гидроциклонов

Благодаря несложной конструкции, малым размерам, простоте эксплуатации и высокой эффективности гидроциклоны находят широкое применение в различных областях промышленности. Они используются в качестве классификаторов и сепараторов в горнорудной промышленности, как осветлители в химической и нефтехимической промышленности, гидрометаллургии. В последнем качестве гидроциклоны используют также для регенерации и очистки глинистого раствора от выбуренной породы (в процессе бурения нефтяных и газовых скважин), а также в технологических операциях, связанных с эксплуатацией нефтяных скважин и с внутрипромысловым сбором и транспортом нефти [3].

Применение гидроциклонов в металлургическом производстве позволяет значительно снизить энергозатраты и уменьшить износ мельниц за счет снижения процесса переизмельчения частиц руды.
Батарейные гидроциклоны нашли практическое применение в угольной промышленности и нефтедобычи, в пищевой, целлюлозно-бумажной отраслях, в системах водоподготовки. Они используются во многих технологических циклах, в качестве сгустителей, осветлителей, классификаторов.
Гидроциклоны применяются для классификации и обогащения в жидкой среде высокоабразивных материалов, сгущения пульпы, обесшламливания зернистого материала, очистки различных жидкостей от нефтепродуктов и других загрязняющих примесей
Гидроциклоны могут исполняться в блочном и батарейном вариантах в закрытых циклах измельчения, отмывочных установках очистных сооружений, в химической промышленности в процессах выделения твердой фазы из потока.

3. Классификация гидроциклонов

Существует несколько классификаций гидроциклонов. Гидроциклоны классифицируют по их назначению:

– гидроциклоны-осветлители для очистки жидкостей от твердых включений.
– гидроциклоны-сгустители для сгущения суспензий до высоких концентраций.
– гидроциклоны-классификаторы для жидкофазного разделения дисперсных материалов по размерам, плотности или форме частиц.
– гидроциклоны для разделения эмульсий.
– гидроциклоны-дегазаторы для очистки жидкостей от растворенных и диспергированных газов;
– гидроциклоны для проведения комбинированных процессов, сочетающих механическое разделение с тепло-, массообменом, флотацией, химическими реакциями и др.
Так же применяются классификации:
– по форме корпуса гидроциклоны цилиндроконические (рисунок 2, а, в) и цилиндрические (рисунок 2, г, д);
– по взаимному направлению движения выходных потоков – противоточные (рисунок 2, е, г) и прямоточные (рисунок 2, в, д);
– по количеству выходных потоков: двух-продуктовые (рисунок 2, а, д), трех-продуктовые (рисунок 2, е);
– по способу сообщения разделяемой среде вращательного движения – напорные (рисунок 2, а), низконапорные, или открытые (рисунок 2, б) и роторные, или турбоциклоны (рисунок 2, е).

Рисунок 2. Схемы гидроциклонов (а – цилиндроконического напорного; б – низконапорного; в-прямоточного турбоциклона; г, д – цилиндрических противоточного и прямоточного для разделения эмульсий; е – трехпродуктового; I – исходная суспензия; II – исходная эмульсия; III – осветленная жидкость; IV – сгущенная фаза; V – тяжелая фаза; VI – продукты разделения)

Гидроциклоны можно классифицировать по величине давления на входе в аппарат. Таким образом, различают гидроциклоны:

– напорные (избыточное давление на входе свыше 100 кПа);
– низконапорные (меньше 100 кПа);
– вакуумные (давление на входе меньше атмосферного).
В низконапорных гидроциклонах разделяемая среда поступает самотеком или под небольшим избыточным давлением, близким к гидростатическому. Низконапорные гидроциклоны имеют габаритные размеры, сопоставимые с размерами цилиндрических вертикальных отстойников. Их применяют для очистки воды от грубодисперсных механических примесей. В турбоциклонах вращение разделяемой среды обеспечивается встроенной турбинкой.
В отличие от напорных, вакуум-гидроциклон устанавливается на всасывающей линии насоса и работает за счёт создаваемого на его приёме вакуума. Для отделения отсепарированной части пульпы он снабжается дополнительным устройством (обычно гидроэлеватором), создающим перепад разряжения за его песковым отверстием. Установка гидроциклона на всасывающей линии насоса исключает возможность попадания в него твёрдых частиц, что предотвращает абразивный износ рабочих органов насоса. Как правило, каждый насос снабжён индивидуальным гидроциклоном. В ряде случаев гидроциклоны объединяются в батареи по параллельному или последовательному принципу.