Компания Shenzhou Machinery — профессиональный производитель промышленных центрифуг и поставщик центробежных сепараторов в Китае.
Профессиональные производители центрифуг-декантеров.
Что такое центрифуга-декантер?
Декантерная центрифуга — это устройство, использующее высокую скорость вращения для разделения компонентов различной плотности. Это актуально в большинстве промышленных задач, где твердые вещества, жидкости и газы смешиваются в единую смесь, и необходимо разделение этих различных фаз. Декантерная центрифуга (также известная как центрифуга с чашей для твердых частиц) непрерывно отделяет твердые материалы от жидкостей в суспензии и поэтому играет важную роль в очистке сточных вод, химической, нефтяной и пищевой промышленности. На производительность декантерной центрифуги влияют несколько факторов, и для ее проектирования необходимо придерживаться определенных эвристических принципов, зависящих от конкретных задач.
Принцип работы центрифуги-декантера основан на разделении за счет плавучести. Естественно, компонент с большей плотностью оседает на дно смеси, а компонент с меньшей плотностью остается над ним. Центрифуга-декантер увеличивает скорость осаждения за счет непрерывного вращения, создавая перегрузку, эквивалентную от 1000 до 4000 G. Это значительно сокращает время осаждения компонентов, благодаря чему смеси, которые раньше осаждались часами, теперь могут быть осаждены за считанные секунды с помощью центрифуги-декантера. Такой способ разделения обеспечивает более быстрые и контролируемые результаты.
Исходный продукт перекачивается в центрифугу-декантер через входное отверстие. Исходный материал поступает в горизонтальную вращающуюся чашу. Чаша состоит из цилиндрической и конической частей. Разделение происходит в цилиндрической части чаши. Быстрое вращение создает центробежные силы до 4000 x g. Под действием этих сил твердые частицы с более высокой плотностью собираются и уплотняются на стенках чаши. Внутри чаши вращается шнек (также называемый винтовым конвейером) с немного другой скоростью. Эта разница скоростей называется дифференциальной скоростью. Таким образом, шнек транспортирует осевшие частицы вдоль цилиндрической части чаши и до конца конической части чаши. На самом узком конце конической части чаши обезвоженные твердые частицы покидают чашу через выпускное отверстие. Осветленная жидкость выходит через центробежный насос (внутренний центробежный насос).
С помощью трехфазной центрифуги-декантера можно разделить три фазы друг от друга всего за один технологический этап. Например, две жидкости, которые не могут смешиваться из-за разной плотности (например, масло и вода), отделяются от твердой фазы. Тяжелая жидкость (вода) собирается посередине между слоем масла и слоем твердых частиц. Таким образом, две разделенные жидкости могут быть отведены из декантера. Твердые частицы транспортируются через спираль к выходным отверстиям, как это происходит и при двухфазном разделении.[2]
Типичными областями применения трехфазного разделения являются производство пищевых масел, таких как оливковое масло, переработка нефтяных шламов, производство биодизеля и т. д.
Через систему подачи разделяющая среда, подлежащая обработке, может быть введена в центр подающей камеры спирального сепаратора, где она ускоряется. Производительность будет влиять на время пребывания.[3]
В чаше декантера разделительная среда достигает максимальной скорости, в результате чего твердые частицы оседают на внутренней поверхности чаши. Характерной особенностью чаши является ее цилиндрическая/коническая форма.
В промышленных центрифугах-декантерах существует разница скоростей вращения между чашей декантера и шнеком, которая создается редуктором. Эта разница скоростей определяет содержание твердых частиц на выходе.
Глубина пруда / Диски водослива
Осветленная жидкость поступает в цилиндрический конец чаши в центрифуге-декантере, откуда вытекает через отверстия в крышке чаши. В этих отверстиях расположены точно регулируемые переливные диски/пластины, с помощью которых можно устанавливать глубину заполнения чаши. Переливные диски определяют объем заполнения чаши.
Основное применение центрифуг-декантеров — непрерывное отделение больших объемов твердых веществ от жидкостей. Они также используются в промышленности для промывки и сушки различных твердых веществ, таких как полистироловые гранулы, осветления жидкостей и концентрирования твердых веществ. В таблице 1.0 представлены различные примеры использования центрифуг-декантеров в разных отраслях промышленности.
Технические параметры двухфазной центрифуги-декантера:
Технические параметры трехфазной центробежной декантерной смеси:
Отрасли с соответствующими примерами использования центрифуг-декантеров.
Переработка пищевых продуктов:
Съедобный животный жир
животный белок
Восстановление белка
Растительные масла, такие как оливковое масло и растительное масло.
Осветление вина
Фруктовые, ягодные и овощные соки
Соевый белок
Молочная промышленность (извлечение лактозы, сывороточных отходов и отходов производства сыра)
Кофе и чай
Пектин
Нефтехимическая промышленность/нефтепереработка:
Переработка
Осушение
бурение нефтяных скважин
Присадки к смазочным маслам
Переработка отходов нефтепереработки
Переработка отходов:
муниципальные сточные воды
Очистка промывочной воды
переработка рыбы
Рыбная мука
Рыбий жир
Химический состав:
Лекарственные травы
Химическая экстракция
Переработка минералов:
производители бентонита и диоксида титана
Обработка каолиновой глины и карбоната кальция
органическая химическая промышленность
Органические промежуточные и конечные продукты
Полимерная промышленность:
Термопласты, например ПВХ, синтетический каучук и волокна.
Неорганическая химическая промышленность:
Отбеливающие средства
Кислоты
Кремниевые продукты
Удобрения
Преимущества центрифуги-декантера
Декантерные центрифуги имеют чистый внешний вид и практически не имеют запаха.
Устройство не только легко устанавливается и быстро запускается и выключается, но и занимает мало места для работы по сравнению с другими аналогичными процессами.
Декантерная центрифуга универсальна, поскольку позволяет выбирать различную длину цилиндрической секции чаши и угол конуса для разных задач. Кроме того, система может быть предварительно запрограммирована с использованием различных расчетных кривых для прогнозирования типа осадка, в то время как некоторые конкурирующие процессы, такие как ленточный фильтр-пресс, не позволяют менять тип ленты для работы с различными типами осадка. Универсальность машины позволяет выполнять различные функции, например, сгущение или обезвоживание.
Данная машина может работать с большей производительностью, чем машины меньшего размера. Это также позволяет сократить количество необходимых единиц оборудования.
Устройство легко оптимизировать и эксплуатировать, поскольку оно имеет небольшое количество основных переменных и предоставляет надежную обратную связь.
Центрифуга-декантер обеспечивает снижение трудозатрат по сравнению с другими процессами, поскольку требует минимального постоянного технического обслуживания и внимания оператора.
По сравнению с некоторыми конкурирующими процессами, такими как ленточная фильтрация, центрифуга-декантер обладает большей гибкостью процесса и более высокими показателями производительности.
К основным типам центрифуг-декантеров относятся центрифуги с вертикальной ориентацией, с горизонтальной ориентацией и конвейерные/спиральные центрифуги.
В вертикальных центрифугах-декантерах вращающийся узел устанавливается вертикально, его вес поддерживается одним подшипником снизу или подвешивается сверху. Редуктор и чаша подвешиваются к приводной головке, которая соединена с рамой.[5] Вертикальный декантер позволяет работать при высоких температурах и/или высоком давлении благодаря ориентации и вращательным уплотнениям, предусмотренным на одном конце. Однако это делает устройство дороже, чем горизонтальная центрифуга-декантер, которая не находится под давлением и имеет открытую конструкцию. Преимущество вертикальной машины перед горизонтальной заключается в том, что уровень шума, издаваемого во время производства, значительно ниже из-за меньшей вибрации.
В горизонтальных центрифугах-декантерах, как показано на рисунке 1, вращающийся узел установлен горизонтально с подшипниками на каждом конце на жесткой раме, что обеспечивает хорошую герметизацию для работы под высоким давлением. Подача материала осуществляется через один конец подшипников, а редуктор крепится к другому концу и работает ниже критической скорости. Производительность достигает 40 000 фунтов (18 000 кг) твердых частиц в час при скорости подачи жидкости до 300 галлонов США (1,1 м³) в минуту. Горизонтальная машина устроена таким образом, что суспензия подается в центр вращающейся горизонтальной цилиндрической чаши. Шнековый разгрузочный механизм направляет твердые частицы к одному концу чаши, где они собираются на стенках. Такая ориентация является наиболее распространенной конструкцией, используемой в промышленности.
В центрифугах с конвейерным декантером конвейер или шнековый механизм располагается внутри вращающейся чаши и перемещает твердые частицы, осевшие у стенок, проталкивая их по поверхности к нижнему потоку, где происходит выгрузка твердых частиц. Конвейер позволяет повысить эффективность разделения и производительность подачи.
Процесс разделения в центрифуге-декантере зависит от нескольких характеристик процесса, таких как центробежная сила или перегрузка, скорость осаждения и коэффициент разделения, разница скоростей между конвейером и чашей, а также прозрачность выходящей жидкости.
Для отделения твердых частиц от жидкости в центрифугах-декантерах необходима центробежная сила. Эта характеристика зависит от радиуса центрифуги и ее угловой скорости вращения. Центрифуга-декантер создает силу, эквивалентную нескольким тысячам G, что сокращает время осаждения частиц. Также предпочтительно поддерживать большую перегрузку (G), что приведет к улучшению разделения.
Скорость седиментации является важной характеристикой процесса разделения в декантерной центрифуге. На скорость седиментации влияют размер частиц, их форма, разница в плотности твердой и жидкой фаз, а также вязкость жидкости. Эту характеристику процесса можно улучшить, используя флокулирующие агенты. Скорость седиментации также зависит от коэффициента разделения декантерной центрифуги, который связан с центробежной силой.
Внешняя чаша и шнековый конвейер вращаются с разной высокой скоростью. Эта разница скоростей между ними отвечает за осаждение по всему цилиндру центрифуги-декантера. Высокая разница скоростей приводит к сокращению времени пребывания осадка в цилиндре, поэтому необходимо свести толщину осадка к минимуму, чтобы избежать ухудшения качества выгрузки. Сведение толщины осадка к минимуму также способствует улучшению процесса обезвоживания осадка. По этой причине необходимо подобрать оптимальную разницу скоростей для баланса между толщиной осадка и его качеством.
Главная характеристика, влияющая на прозрачность выходящей жидкости, зависит от объемного расхода [5], при этом более высокий расход приведет к низкой прозрачности жидкости. Другой характеристикой, влияющей на прозрачность выходящей жидкости, является дифференциальная скорость. Низкая дифференциальная скорость приводит к лучшей прозрачности, тем самым способствуя процессу разделения. Перегрузки (G-сила) также играют роль в прозрачности выходящей жидкости. Более высокая перегрузка приводит к увеличению отделения твердых частиц от жидкости и обеспечивает лучшую прозрачность.