Odstředivka s mřížkovým červem: Jak zvyšuje rychlost procesu?

Princip nepřetržité filtrace, který mění rovnici výkonu

Odstředivka se šnekovým sítem funguje na zcela odlišném principu než odstředivky typu sedimentační. Místo toho, aby spoléhala na gravitaci nebo odstředivou sílu k usazování pevných látek prostřednictvím kapalné vrstvy, šnekové síto přesunuje pevné látky po válcovém sítle, zatímco kapalina prosakuje otvory v sítle. Tato nepřetržitá činnost založená na kladném výtlaku znamená, že zařízení nečeká na usazení pevných látek – aktivně je převádí skrz zónu separace. Výsledkem je výkon až dvakrát až třikrát vyšší než u dekantační odstředivky stejné velikosti zpracovávající stejnou krystalickou suspenzi s dobrým odvodem kapaliny.

Kompromis v návrhu síta, který určuje praktický limit rychlosti

Obrazovka je komponentou, která omezuje výkon u odstředivky typu screen worm. Kapalina musí procházet otvory v obrazovce a celková plocha otevřených otvorů určuje maximální hydraulickou kapacitu. Obrazovka se štěrbinami o šířce 0,10 mm produkuje velmi čistý filtrát, ale omezuje průtok. Obrazovka se štěrbinami o šířce 0,25 mm umožňuje průtok o 30 až 50 % vyšší, avšak do filtrátu uniká více jemných pevných látek. .

Praktická rychlost odstředivky s mřížkou – tedy průtoková rychlost, kterou lze udržet bez přelití nebo nadměrného unášení pevných látek – je přímo závislá na výběru mřížky. V provozu zpracovávajícím krystaly síranu sodného se ukázalo, že výměna mřížky se šířkou štěrbiny 0,15 mm za mřížku se šířkou štěrbiny 0,20 mm zvýšila udržitelnou průtokovou rychlost o 38 procent. Průhlednost filtrátu mírně klesla, avšak následně zapojený krystalizátor byl schopen zvládnout navýšené množství jemných částic bez jakýchkoli potíží. Zvýšení rychlosti procesu nebylo dosaženo zrychlením chodu stroje, ale přizpůsobením mřížky toleranci následného zařízení vůči unášení pevných látek.

Zaslepení síta je dalším faktorem, který omezuje udržitelnou rychlost. Když se jemné pevné částice usazují v otvorů síta, snižuje se plocha otevřených otvorů a zařízení se zaplaví. Nejlepší ochranou proti zaslepení je síto s konstrukcí z klínového drátu, kde se štěrbiny zužují směrem dovnitř, aby částice mohly procházet, aniž by se zaklínily. Zařízení, která zpracovávají lepkavé nebo mírně hygroskopické materiály, často instalují systém promývání síta, který pravidelně stříká mycí kapalinu přes síto zvenčí, aby odstranil zaklíněné částice.

Geometrie šroubu, která určuje rychlost dopravy a dobu odvodňování

Uvnitř síťového šnekového zařízení šnek nejen přemísťuje pevné látky – řídí také dobu, po kterou zůstávají pevné látky v kontaktu se sítí, a míru mechanického tlaku působícího na koláč. Jednochodový šnek s malým roztečem udržuje pevné látky na síti déle, čímž vytváří sušší koláč, avšak omezuje objemový průtok. Dvouchodový šnek s agresivnějším roztečem může téměř zdvojnásobit rychlost zpracování pevných látek, i když koláč obvykle vychází vlhčí. .

Volba geometrie šneku představuje úmyslný kompromis mezi rychlostí procesu a kvalitou koláče. Výrobní zařízení, které potřebuje sušší koláč pro následnou manipulaci – například rotační sušičku s konkrétním limitem obsahu vlhkosti – může zvolit jednochodový šnek a přijmout nižší průtok. Naopak zařízení, kde koláč jde přímo do zásobníku pro další zpracování, může zvolit dvouchodový šnek, aby maximalizovalo rychlost linky.

Některé novější návrhy šnekových odstředivek pro síto zahrnují šrouby s proměnným závitem, jejichž závit na vstupní straně je těsný, aby bylo dosaženo maximálního odvodnění, a postupně se rozšiřuje směrem k výstupní straně, aby urychlil odvod tuhých látek. Tato proměnná geometrie umožňuje stroji dosáhnout jak dobrého odvodnění, tak vysokého výkonu při stejném přívodu. Mechanická složitost je vyšší, avšak zisk rychlosti procesu může být významný.

Rozdělení přívodu jako opomíjený faktor kapacity

Způsob, jakým suspenze vstupuje do šnekové odstředivky pro síto, určuje, zda celá plocha síta skutečně plní užitečnou práci. Nerovnoměrné rozdělení přívodu zaplaví jednu část síta, zatímco jiná část zůstane podvyzatížená. Výsledkem je stroj, který pracuje pouze na 60 až 70 procent své skutečné kapacity, přičemž na přetížené části je filtrát nečistý a jiná část síta je využita nedostatečně. .

Správné rozdělení přívodu vyžaduje rozdělovač přívodu, který rovnoměrně rozprostírá suspenzi po celé šířce síta. Některé stroje používají rotující kužel, který suspenzi odstředivě vymršt’uje do rovnoměrného vzoru. Jiné používají pevný rozdělovač s pečlivě navrženými přepážkami. Rozdělovač musí také zvládat kolísání koncentrace přívodu – náhlý nárůst obsahu tuhých látek by neměl způsobit ucpaní rozdělovače ani směrování koncentrovaného proudu k jedné části síta.

Zařízení v provincii Che-pej, které zpracovává síran draselný, vylepšilo svůj rozdělovač přívodu z jednoduché trubky na návrh s rotujícím kuželem. Udržitelná rychlost přívodu se zvýšila o 22 procent bez jakýchkoli dalších změn stroje. Zlepšení bylo dosaženo výhradně lepším využitím dostupné plochy síta.

Předhrubé zahuštění a koncentrace přívodu, která umožňuje provoz plnou rychlostí

Odstředivky s čistícími šnekovými síty dosahují nejlepších výsledků, pokud je koncentrace tuhých látek ve vstupní surovině nad určitým prahem – obvykle 40 až 60 procent hmotnostně. pod tímto rozmezím objem kapaliny přesahuje hydraulickou kapacitu síta a zařízení se zaplaví dříve, než dosáhne svého maximálního potenciálu pro zpracování tuhých látek.

Přední zahuštění vstupní suroviny – pomocí usazovací nádrže, hydrocyklonu nebo malé odstředivky typu decanter – může zvýšit koncentraci tuhých látek do optimálního rozmezí a umožnit odstředivce s čistícími šnekovými síty pracovat plným výkonem. Chemická továrna v provincii Jiangsu, která zpracovává síran amonný, nainstalovala před svou odstředivkou s čistícími šnekovými síty malý hydrocyklon. Hydrocyklon zvýšil koncentraci tuhých látek ve vstupní surovině ze 32 na 48 procent. Trvalý průtok vstupní suroviny odstředivkou s čistícími šnekovými síty se zvýšil o 65 procent a průhlednost filtrátu se zlepšila, protože síto již nebylo přetěžováno objemem kapaliny.

Krok předního zahušťování přidává zařízení a zvyšuje složitost, avšak zvýšení výkonu často odůvodňuje investici. U provozů, kde je šnekový síťový odstředivý filtr úzkým hrdlem celého procesu, může být přední zahušťování nejúčinnějším způsobem, jak zvýšit rychlost linky.

Výrobci s rozsáhlou zkušeností s aplikacemi šnekových síťových odstředivých filtrů, jako je Huada, poskytují technickou podporu při aplikacích, aby pomohli uživatelům vybrat vhodnou síť, geometrii šneku a strategii přípravy přívodu pro jejich konkrétní materiál. Zvýšení rychlosti procesu díky správné konfiguraci může být výrazné, avšak vyžaduje systematický přístup k optimalizaci celého separačního systému, nikoli pouze samotného odstředivého filtru.