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离心机和离心机

离心是一种利用离心力的作用促进固体-液体混合物中颗粒的加速沉降的分离过程。在离心过程中,血管中会形成两个不同的主要相:

沉积物

通常没有统一的结构。

下面是一个沉积物的例子:

利用离心力分离centrate这是上清液。

由于有极细的存在,常常是清亮的尽管有时是多云的胶体粒子这是不容易解决的。然而,如果混合物的间质液体含有不同密度的元素,例如油,它也可能包含几个相。

在水处理中的应用

离心力

在一个以角速度w(rad/s)或N (rpm)旋转的圆柱形容器中,含有一个平均半径R (m)的液体环,离心加速度Fc粒子所受的(m/s)为:

Fc= w2R = 0.011 n2R

单位重量粒子所受的力表示为:

Fc = 0.011 N2R (rs - rL) x 1/g = g (rs - rL),

G = w2R / g = 0.11 N2R / 9.81 = 11.2 × 104N2R
在r年代:颗粒密度
rl:间质液体密度

离心机

离心机通过快速旋转产生的加速重力来实现分离。这既可以取代悬浮沉降中的正常重力,也可以通过某种过滤介质在过滤中提供驱动力。
最常见的应用是从高浓度悬浮液中分离固体物质。以这种方式用于污水污泥的处理,它使脱水生产或多或少一致的沉淀物取决于污泥的性质要处理,并加速低浓度污泥的稠化。

原则
这种分离在原理上类似于重力分离过程。驱动力更高,因为驱动力来自液体的旋转:在沉淀的情况下,驱动力来自固体颗粒和液体之间的密度差,分离的力是重力的1000到20000倍。

类型
大多数离心机靠某种电机驱动转动。用于沉淀的离心机的类型包括:

沉淀离心机是为液固分离而发明的,不是为处理固体而发明的。很快,人们发现这些机器有更广泛的应用,包括固体杂质的存在,从而用于从液体中分离固体。2021欧洲杯单场彩票007胜胜

水力旋流器

利用离心力实现分离的最简单的装置是水力旋流器。它并不是真正的离心机:离心分离是由料浆的运动产生的,由料浆的切向引入引起。它的工作原理是基于离心场中固体颗粒的终端沉降速度的概念。下图描述了水力旋流器的运行情况。

进料切向进入水力旋流器的圆柱形部分,并遵循一个循环路径,流体从外部流入轴上的涡流查找器。由高循环速度产生的离心场在轴上形成一个空气芯,该空气芯通常延伸到锥形截面底部的旋塞开口上,通过旋涡探测器到达顶部的溢流处。为了使这种情况发生,离心力场必须比引力场大几倍。经历这种离心力场的粒子会倾向于相对于携带流体向外移动,因为它们相对更大的密度。较大、较重的颗粒会迅速迁移到圆柱形部分的外壁,然后被迫向下移动到圆锥壁的内部。另一方面,小颗粒将被流体向内拉,当它移动到涡流探测器。固体分离发生在悬浮液沿着水力旋流器的筒体的通道中,在外壁形成加厚的浆液,然后从水力旋流器的排放喷嘴作为连续的流离开。

管碗式离心机

管状碗式离心机比大多数其他设计的离心机使用的时间更长。它基于一个非常简单的几何结构:它是由一个长度是其直径几倍的管子组成的,在两端的轴承之间旋转。工艺流从离心机底部进入,高离心力作用将固体分离出来。固体的大部分会粘附在碗的壁上,而液相则从离心机的顶部流出。

由于这种类型的系统缺乏固体排出系统,固体只能通过停止机器、拆卸机器和手动刮除或冲洗来清除。

管状碗式离心机具有脱水能力,但固相能力有限。起泡可能是一个问题,除非系统包括特殊的撇脂或向心泵。

室碗离心机

室碗离心机是由若干管状碗同轴排列而成。它有一个主碗,里面有圆柱形的插入物,将碗的体积浸入一系列的环形腔室中,这些腔室是串联工作的。进料进入碗的中心,悬浮液依次通过每个腔室,与轴的距离越来越远。固体沉淀在每个腔室的外壁上,澄清的液体从最大直径的腔室溢出。该装置还提供了悬浮固体的分类:粗颗粒沉积在内腔室和越来越细的颗粒沉积在后续腔室。去除沉淀物需要停止旋转进行手动清洗。

磁盘堆栈分离器

最简单的设计是一个封闭的碗,包含磁盘堆栈,任何固体目前聚集在碗的外部部分,他们必须在停止旋转后手动清除。固体通过多种方法从碗中排出,包括喷嘴的基本使用,喷嘴是连续打开的,允许浓浆排出。在更复杂的设计中,当碗中的固体深度达到一定值时,阀门喷嘴自动打开,然后在大部分固体排出后再次关闭。在最复杂的设计中,碗是打开的:它的外壳在短时间内周向分裂,开口也由碗中的固体深度控制。

无孔篮离心机

当悬浮液的固体含量较高时,使用无孔篮离心机。它由一个简单的鼓形篮子或碗组成,通常绕着垂直轴旋转。固体在离心力的作用下积累和压缩,但它们不会脱水。当碗停止转动时,残余液体被排出。通过手动刮除或铲除固体层。卸载可以半自动完成,首先使用撇油管去除残留的液体,然后将刀片放入固体中,从碗中切割出来。这可以避免关闭机器。

玻璃水瓶

蒸馏离心机是唯一的沉淀离心机设计从一开始就处理饲料悬浮液中的显著固体浓度。同时,它可以达到相当好的澄清程度的液体浓缩。虽然这是一个复杂的机器,但它体现了一个简单的原理。它们主要由一个高速旋转的水平圆柱碗(1)和同轴放置的螺旋抽油螺钉(2)组成。螺丝完美地贴合碗的内部轮廓,只允许间隙之间的碗和卷轴。螺旋和涡旋之间的速度差提供了输送运动,以收集和清除积聚在碗壁的固体。

1.Cylindroconical碗
2.螺旋拔牙螺钉(滚轴)
3.饲料
4.经销商
5.环形空间
6.解决产品
7.液面
8.干燥区
9.澄清液体
10.可调阈值

待处理的产品(3)由适当的分配器(4)轴向引入单元内,推进进入由碗的内表面和卷体形成的环形空间(5)。分离过程基本上发生在碗的圆柱形部分内部。卷轴的相对速度推动沉淀的产品(6)沿着碗。固体的运输进入锥的长度,使沉淀物通过澄清的液相。由于进料是连续的,因此在单元中根据构成液体环内表面的圆柱面建立液位(7)。一旦固体从液环中流出,锥形的其余部分一直到喷射器提供最后的排水:这部分被称为干燥区(8)。澄清的液体(9)通过流经可调阈值(10)在碗的另一端收集,该阈值限制了单元的液环。使澄清的液体和沉淀物被收集的盖子保护转子。

蒸馏器的工作原理主要是沉淀法,这是一种分离悬浮固体的过程,因为悬浮固体的密度高于悬浮固体的液体。如果密度差大于重力可以提供足够的驱动力使分离在合理的时间内发生。如果密度差很小,或者颗粒尺寸非常小,那么重力分离将花费太长时间,分离力必须通过离心力的施加来增加,其离心力是单独重力的许多倍。

优势

该蒸馏器的主要有益特性是它能够完全连续地从分离区去除分离的固体。

通过比较:

  • 重力沉淀:蒸馏器可以实现在澄清器或片层分离器中非常困难的分离,并产生更干燥的固体。

  • 旋流器:滗水器有更高的液体容量,可以处理更高的泥浆浓度,并产生更干燥的固体。

  • 管状碗式离心机:滗水器提供更高的容量,处理浓缩浆液的能力,和连续操作。

  • 无孔篮离心机:滗水器连续运行,可以处理更高的固体浓度,并产生更干燥的固体。

  • 盘式堆叠离心机:蒸馏器是真正的连续操作,可以处理饲料浆中更高的固体浓度,并产生更干燥的固体。

蒸馏器的优点是其潜在的广泛使用范围,加上它的连续操作,它的能力接受广泛的饲料浓度,并可在广泛的饲料容量。

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蒸馏离心机可用于大多数类型的液体/固体分离。它可用于液体悬浮液中固体的分类或液体的澄清。它还可以用于从液体中的悬浮液中回收有价值的固体,它可以从母液中洗涤回收的固体。蒸馏器也可以脱水浆液到较高的干燥程度,它可以最终操作,以作为增稠剂,产生清澈的液体和更浓缩的浆液。

参考文献

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