Ekraninio verpalo centrifugos veikimas: kaip ji padidina procesų greitį?

Tolydžios filtravimo principas, kuris keičia našumo lygtį

Ekraninio sliekio centrifūga veikia visiškai kitu principu nei nuosėdų tipo centrifūgos. Vietoje to, kad remtųsi gravitacija arba centrifūgine jėga, siekdamos nuosėdų susidarymo per skysčio sluoksnį, ekraninis sliekas stumia kietąsias daleles per cilindrinį ekraną, tuo tarpu skystis prasiskverbia per ekranų angas. Šis tolydus, teigiamos perdavimo jėgos veiksmas reiškia, kad įrenginys nelaiko, kol kietosios dalelės nusėda – jis aktyviai perneša jas per atskyrimo zoną. Rezultatas – našumo rodiklis, kuris gali būti dvigubai ar net trigubai didesnis už tokio pat dydžio nuosėdų centrifūgos našumą, apdorojant tą pačią laisvai nubegantį kristalinį dumblo mišinį.

Ekranų konstrukcijos kompromisas, kuris nulemia praktinį greičio ribą

Ekranas yra ribojantis komponentas ekraninėje sukimosi nuosėdų atskyrimo įrangoje. Skystis turi praeiti per ekranų angas, o bendras atviras plotas nulemia maksimalią hidraulinę našumą. Ekranas su 0,10 mm plyšiais duoda labai skaidrų filtratą, tačiau apriboja srautą. Ekranas su 0,25 mm plyšiais leidžia per jį pratekėti 30–50 procentų daugiau skysčio, tačiau leidžia išeiti daugiau smulkių kietųjų dalelių kartu su filtratu .

Praktinė ekraninio centrifugos našumas – t. y. tiekimo našumas, kurį ji gali išlaikyti be perpildymo arba per didelio kietųjų dalelių pernešimo – tiesiogiai priklauso nuo ekranėlio pasirinkimo. Įmonė, perdirbanti natrio sulfato kristalus, nustatė, kad pakeitus 0,15 mm plyšio ekranėlį į 0,20 mm plyšio ekranėlį, ilgalaikis tiekimo našumas padidėjo 38 procentais. Filtrato skaidrumas šiek tiek sumažėjo, tačiau žemesniame procese esantis kristalizatorius galėjo be jokių problemų apdoroti papildomas smulkias daleles. Proceso greičio pagerinimas buvo pasiektas ne padidinant įrenginio sukimosi dažnį, o pritaikant ekranėlį pagal žemesniame procese leistiną kietųjų dalelių pernešimą.

Ekrano užsikimšimas – kitas veiksnys, ribojantis nuolatinį greitį. Kai smulkūs kietieji dalelės įstrigsta ekrano angose, atviro ploto plotas mažėja ir įrenginys užpildomas skystu. Geriausias apsaugos nuo užsikimšimo būdas – tai ekranas su pjautinės vielos konstrukcija, kurio plyšiai iš vidaus pločėja, todėl dalelės gali praeiti per juos, o ne įstrigti. Įmonės, kurios perdirba lipnias ar šiek tiek higroskopines medžiagas, dažnai įrengia ekrano plovimo sistemą, kuri periodiškai iš išorės purškia plovimo skystį per ekraną, kad pašalintų įstrigusias daleles.

Sukamojo veleno geometrija, kuri nulemia perduodamo kiekio normą ir džiovinimo trukmę

Viduje esančio ekrano sliekelyje sraigto vijos ne tik judina kietąsias medžiagas – jos taip pat kontroliuoja, kiek laiko kietosios medžiagos lieka sąlyčio su ekranu ir kiek mechaninės įtampos yra taikomos pyragui. Vienojo žingsnio sraigto su siauru žingsniu kietosios medžiagos ilgiau lieka ekrane, todėl gaunamas sausesnis pyragas, tačiau tūrinis pratekėjimas ribojamas. Dviejų žingsnių sraigto su agresyvesniu žingsniu kietųjų medžiagų perdirbimo našumas gali beveik išaugti dvigubai, nors pyragas dažniausiai išeina drėgnesnis. .

Sraigto geometrijos pasirinkimas reiškia sąmoningą kompromisą tarp proceso greičio ir pyrago kokybės. Įmonė, kuriai reikia sauso pyrago tolesniam apdorojimui – pavyzdžiui, sukamajam džiovintuvui su nustatyta drėgmės riba – gali pasirinkti vieno žingsnio sraigtą ir priimti mažesnį pratekėjimą. Įmonė, kurioje pyragas tiesiogiai patenka į talpyklą tolesniam apdorojimui, gali pasirinkti dviejų žingsnių sraigtą, kad maksimaliai padidintų linijos našumą.

Kai kurie naujesni ekraninių verpštų konstrukcijų variantai naudoja kintamo žingsnio sraigtes, kurių žingsnis pradžioje (maitinimo gale) yra siauras, kad būtų maksimaliai padidinta skysčio atskyrimo efektyvumas, o išleidimo gale – platesnis, kad pagreitėtų kietųjų dalelių išleidimas. Ši kintamoji geometrija leidžia įrenginiui vienu metu pasiekti tiek gerą skysčio atskyrimą, tiek didelį perdirbimo našumą tuo pačiu maitinimu. Mechaninė sudėtingumas yra didesnis, tačiau procesinio greičio padidėjimas gali būti reikšmingas.

Maitinimo paskirstymas kaip nepastebėta našumo sąlyga

Tai, kaip tirpalas patenka į ekraninę verpštą, nulemia tai, ar visas ekranas veikia naudingai. Netolygus maitinimas vieną ekranų dalį užlieja, o kitą palieka nepakankamai apkrautą. Rezultatas – įrenginys veikia tik 60–70 procentų savo tikrosios našumo galimybės ribose, o pernagrinėtoje dalyje filtracinis skystis tampa nešvarus, o kita ekranų dalis lieka neefektyviai panaudota .

Tinkamas maitinimo pasiskirstymas reikalauja maitinimo pasiskirstytuvo, kuris vienodai išsklaido dumblo mišinį visuose ekranų pločiuose. Kai kurios mašinos naudoja besisukančią kūginę dalį, kuri išmeta dumblo mišinį į išorę vienodu modeliu. Kitos naudoja nejudamąjį pasiskirstytuvą su tiksliai suprojektuotais užkliovais. Pasiskirstytuvas taip pat turi gebėti tvarkyti maitinimo koncentracijos svyravimus – staigus kietųjų dalelių kiekio padidėjimas neturėtų sukelti pasiskirstytuvo užsikimšimo arba koncentruoto srauto siuntimo į vieną ekranų dalį.

Hebeje esančioje kalio sulfato perdirbimo įmonėje buvo atnaujintas maitinimo pasiskirstytuvas – vietoj paprasto vamzdelio įdiegtas besisukantis kūginis pasiskirstytuvas. Tvarus maitinimo našumas padidėjo 22 procentais be jokių kitų mašinos pakeitimų. Šis pagerinimas buvo pasiektas tik geriau panaudojant turimą ekranų plotą.

Priešdengimas ir maitinimo koncentracija, kuri leidžia pasiekti maksimalų greitį

Ekraninės verčiamosios centrifuogos veikia geriausiai, kai įtekėjimo medžiagos kietųjų dalelių koncentracija viršija tam tikrą slenkstį – paprastai 40–60 procentų kietųjų dalelių pagal masę žemiau šio diapazono skysčio tūris viršija ekraninės centrifuogos hidraulinį pajėgumą ir įrenginys užfloodina dar prieš pasiekdamas savo kietųjų dalelių perdirbimo potencialą.

Įtekėjimo medžiagos išankstinis sutirštinimas – naudojant nuosėdų rezervuarą, hidrocikloną ar mažą dekantatorių – gali padidinti kietųjų dalelių koncentraciją iki optimalaus diapazono ir atverti ekraninės verčiamosios centrifuogos pilną greičio galimybę. Amonio sulfato perdirbimo chemijos gamykla Džiangsu įdiegė mažą hidrocikloną prieš ekraninę verčiamąją centrifuogą. Hidrociklonas padidino įtekėjimo medžiagos kietųjų dalelių koncentraciją nuo 32 iki 48 procentų. Ekraninės verčiamosios centrifuogos pastovus įtekėjimo srautas padidėjo 65 procentais, o filtrato skaidrumas pagerėjo, nes ekranas daugiau nebebuvo perkraunamas skysčio tūriu.

Išankstinio sutankinimo žingsnis prideda įrangos ir sudėtingumo, tačiau perdirbimo našumo padidėjimas dažnai pateisina šį investavimą. Gamyklose, kur ekraninės verpetinės centrifuogos yra susiaurėjusios vietos, išankstinis sutankinimas gali būti veiksmingiausias būdas padidinti linijos greitį.

Gamintojai, turintys išsamų patirties kiekvienoje ekraninės verpetinės centrifuogos taikymo srityje, pvz., „Huada“, siūlo taikomosios inžinerijos paramą, kad padėtų vartotojams pasirinkti tinkamą ekraną, sraigto geometriją ir maitinimo paruošimo strategiją konkrečiam medžiagų tipui. Teisingai sukonfigūruotos sistemos procesinio greičio padidėjimas gali būti reikšmingas, tačiau tam reikia sistemingo visos atskyrimo sistemos, o ne vien tik centrifuogos optimizavimo požiūrio.