Dekantavimo centrifūgos: kaip pasirinkti tinkamą modelį?

Kodėl įtekėjimo medžiaga turėtų nustatyti techninės specifikacijos lapą

Dekanterinio centrifugo pirkimas dažnai prasideda elektroninės skaičiuoklės lentelės sudarymu, kurioje lyginami našumas, bako skersmuo ir variklio galia. Problema ta, kad šie skaičiai priklauso nuo tam tikros tirpalo savybių ir jo elgsenos. Realūs technologiniai srautai kinta dėl aukštesniųjų procesų ciklo pokyčių, temperatūros svyravimų ir žaliavų kokybės kitimo. Išmintingiausias parinkimo procesas prasideda faktinio įtekėjimo charakterizavimu – matuojant dalelių dydžių pasiskirstymą, kietųjų dalelių koncentraciją ir tirpalo tekėjimo savybes veikiant sukimo jėgai. Be šių duomenų brangiausias rinkoje esantis dekanterinis centrifugas gali veikti prasčiau nei tinkamai parinktas vidutinės klasės įrenginys.

Įsivaizduokite įmonę, kurioje apdorojama nuosėdinė kalcio karbonato medžiaga. Į dekanterį patenkanti tirpalų mišinys turi vidutinį dalelių dydį apie aštuonis mikrometrus ir plačią pasiskirstymo uodegą. Tik pagal tūrinį pratekėjimą parinktas dekanteris gali pasiekti pageidaujamą hidraulinę našumą, tačiau gali nepavykti gauti skaidraus centrato, nes smulkios dalelės per mažą laiką neįmanoma nuosėdinti esamame baseine. Techninės specifikacijos lapas to negali parodyti. Tik stalinis sukimo bandymas arba mažo dekanterio bandymo eksploatavimas gali parodyti, ar bako forma ir G-jėgos diapazonas yra tinkami konkrečiam dalelių dydžiui.

Bako forma ir sukimosi greičių skirtumas, kurie lemia atskyrimą

Dviejų skaičių reikšmės nusako daugumą decantacinio separatoriaus atskyrimo intervalo: bako ilgio ir skersmens santykis bei skirtuminis greitis tarp bako ir vidinio sraigtinio elemento. Bako ilgio ir skersmens santykis (L/D) 4:1 ar didesnis užtikrina ilgą, švelnią nuosėdų nusėdimą, kas yra idealu smulkioms ar lėtai nusėdančioms kietosioms dalelėms. Trumpesnis ir gilesnis bakas pirmenybę teikia tūriniui ir tinka grubioms, kristalinėms medžiagoms, kurios greitai išdžiūsta. Skirtuminis greitis, dažnai vadinamas Delta, kontroliuoja, kiek greitai nusėdę kietieji likutys perduodami iš skysčio sluoksnio. Mažas Delta padeda kietiesiems likutiams ilgiau likti džiovintimo zonoje, todėl gaunama sausesnė nuosėdų masė, tačiau sumažėja našumas. Didelis Delta greičiau išstumia kietuosius likutis, maksimaliai padidindamas našumą, bet nuosėdų masė tampa drėgnesnė.

Šio balanso neteisingas nustatymas greitai pasireiškia procesų duomenyse. Vienoje cheminėje gamykloje, kurioje buvo atskiriamos polimerų rutuliukai su vidutiniu dalelių dydžiu 200 mikronų, buvo nurodytas nuosėdų separatorius su 4,2:1 ilgio ir skersmens (L/D) santykiu, tikėdamiesi puikios centratų skaidrumo. Ilgas būgnas išties suteikė kietosioms dalelėms pakankamai laiko nusėsti, tačiau smulkiosios dalelės, kurios vis dėlto nusėdo, taip tankiai susidėjo ant būgno sienelės, kad šukos sukimo momentas kartotinai smarkiai padidėjo, aktyvuodamas saugos sankabą. Problema buvo ne būgno ilgyje, o neatitikime tarp mažo Delta, kuris buvo reikalingas, kad būtų išvengta per didelio sukimo momento, ir didesnio Delta, kuris buvo reikalingas, kad būtų palaikoma reikalinga našumas. Vėliau nustatyta, kad stabiliausias veikimo taškas yra 3,2:1 ilgio ir skersmens (L/D) santykis su vidutiniu Delta.

Dėvėjimosi apsauga – tai našumo sprendimas, o ne po to pridėta detalė

Abrazyvūs kietieji dalelių mišiniai ne tik sutrumpina centrifūgos gyvavimo trukmę; jie taip pat pablogina atskyrimo našumą daug anksčiau, nei įvyksta gedimas. Kai šukos nusidėvi, tarp šukos galiuko ir bako sienelės tarpas padidėja. Kietosios dalelės vėl cirkuliuoja per šį tarpą, padidindamos kietųjų dalelių kiekį centrifuogamoje skystyje ir sumažindamos veiksmingą našumą. Centrifūgai, apdorojančiai silicio dioksido turinčią dumblyną, nepaapsaugotos anglies plieno šukos gali parodyti matomą nusidėvėjimą per šešis mėnesius. Sprendimas – volframkarbido plokštės, kietasis virinimo apsauginis sluoksnis arba keičiamos šukos dalys. Apsaugos nuo nusidėvėjimo papildoma kaina gali siekti penkiolika iki dvidešimt procentų mašinos kainos, tačiau abrazyviems procesams tai nėra pasirinktinė priedinė įranga. Tai yra pagrindinis konstrukcinis sprendimas, kuris lemia, ar centrifūga per dešimt metų pasieks deklaruotą našumą, ar jos našumas nuolat blogės jau po pirmųjų metų.

Varomasis sistema ir kodėl automatizacija svarbesnė nei galia

Dešimtmečius hidrauliniai varikliai buvo standartinis pasirinkimas nuosėdinimo centrifugų sistemoms, nes jie užtikrino didelį sukimo momentą kintamo greičio diapazone. Šiandien kintamos dažnio varikliai beveik visiškai pakeitė juos, suteikdami geresnę energijos naudingumo naudingumą ir tikslesnį valdymą. Tačiau svarbiausias sprendimas susijęs su automatizacija. Nuosėdinimo centrifuga, įranga su sukimo momento jutikliu aprūpinta sūklio varikliu, gali realiuoju laiku reguliuoti diferencialinį sukimosi greitį. Kai į būgną patenka sunkių kietųjų dalelių masė, sukimo momentas padidėja, valdymo sistema trumpam padidina Delta greitį, kad pašalintų apkrovą, o po to grįžta prie nustatytojo reikšmės. Be šio uždarosios kilpos valdymo sistemos staigus kietųjų dalelių kiekio padidėjimas į tiekiamą medžiagą gali užkimšti būgną, todėl reikės rankinio išardymo, kuris sustabdys gamybą visą pamainą. Eksploatavimas esant labai kintamoms tiekiamos medžiagos sąlygoms žymiai naudojasi automatinio, sukimo momento reakciją užtikrinančio valdymo sistema, o darbo laiko padidėjimas dažnai pateisina papildomą sąnaudų sumą jau pirmaisiais metais.

Pagrindo projektavimas ir sklindanti vibracija

Dideliems decantams sukeldami dinaminiai apkrovos, kurios sklinda per jų atraminę konstrukciją. Dubenys, besisukantis 3000 apsukų per minutę su kelių šimtų kilogramų vidine mase, veikia guolius ir pagrindo rėmą jėgomis, lygiomis kelioms tonoms. Pamatas turi būti suprojektuotas atsižvelgiant į dinaminį, o ne tik statinį apkrovos atvejį. Betoninė plokštė, suprojektuota tik mašinos savojo svorio išlaikymui, perduos virpesius į gretimus įrenginius, sukeliant nepatogumus signalizuojant ir laikui bėgant – susidėvėjimą prijungtuose vamzdžiuose. Skid’ais montuojami decantai supaprastina montavimą, tačiau vis tiek reikalauja tinkamai nurodyto inercijos bloko ar izoliacinės sistemos. Patikima tiekėjo įmonė pateiks pamato apkrovos duomenis ir virpesių kriterijus kaip dalį pasiūlymo rinkinio, o toks detalumo lygis dažnai atskiria patyrusį gamintoją nuo paprasto prekių tiekėjo.

Tiekėjo atliktų bandymų naudojimas specifikacijos rizikos sumažinimui

Decantacinio centrifugos pasirinkimas be prieš tai išbandant tikrąją įtekėjimo medžiagą yra rizikingas sprendimas, kurį gali sau leisti tik nedaugelis procesų inžinierių. Bandomieji bandymai su mažojo masto įrenginiu suteikia duomenis, reikalingus tikram pilnojo masto įrenginio būgnio geometrijos, Δ greičio diapazono ir dėvėjimosi apsaugos nustatymui. Bandomasis paleidimas taip pat atskleidžia ypatumus, kurių nei vienas techninis dokumentas nepateikia: kaip išsiskiria nuosėdos, ar centratinė skystoji fazė putuoja, kaip kietosios dalelės reaguoja į flokuliatorių koncentracijos pokyčius. „HuaDa“ centrifugos siūlo bandomųjų bandymų galimybes ir bendradarbiauja su inžinerinėmis komandomis, kad bandomųjų bandymų rezultatus verčiant į pilnojo masto technines specifikacijas. Partnerystė su tiekėju, kuris nuo pat pradžių investuoja į taikomuosius bandymus, gali žymiai sutrumpinti įdiegimo laikotarpį ir padėti užtikrinti, kad decantacinė centrifuga veiktų kaip numatyta, kai ji bus perkelta iš bandomosios patalpos į gamybos plotą.