하이드로사이클론은 원심력을 이용하여 슬러리를 분리하는 장치이다. 초기에는 빠른 마모, 짧은 장비 수명, 공정 매개변수 제어의 어려움으로 인해 널리 채택되지 않았습니다. 그러나 하이드로사이클론에 내마모성 고무 라이너가 도입되면서 수명이 크게 늘어나 시장에서 널리 수용되고 사용됩니다.

이 기사에서는 내마모성 하이드로사이클론의 구조, 작동 원리, 특정 기능, 응용 분야, 일반적인 문제 및 고려 사항을 다루는 자세한 개요를 제공합니다.

I. 하이드로사이클론의 구조 및 작동 원리:

다이어그램에 표시된 것처럼 하이드로사이클론은 속이 빈 원통형 상부 부분과 원뿔형 하부 부분으로 구성되어 챔버를 형성합니다. 상부에는 공급 장치가 있고, 상부에는 오버플로 장치가 있으며, 하부에는 모래 배출구가 있습니다. 이러한 구성 요소는 플랜지와 나사를 사용하여 연결됩니다. 유입 파이프, 모래 배출구 및 챔버 내부는 마모되기 쉽습니다. 이 문제를 해결하기 위해 일반적으로 고무로 만들어진 내마모성 고무 라이너가 이러한 취약한 영역에 추가됩니다.

하이드로사이클론의 작동 원리는 슬러리에 압력을 가하고(0.5-2.5kg/cm²) 이를 약 5-12m/초의 속도로 챔버에 도입하는 것입니다. 부유 고체 입자를 포함하는 슬러리가 접선 방향으로 챔버에 들어갈 때, 슬러리의 빠른 회전으로 인해 슬러리가 챔버의 원형 구조를 따르게 됩니다. 이 회전은 원심력을 생성하여 더 큰 크기의 입자가 더 큰 관성으로 인해 방수 저항을 더 잘 극복하게 만듭니다. 결과적으로 연속 회전 중에 다양한 원심력과 중력으로 인해 다양한 크기와 물의 입자가 층을 형성하여 슬러리 구성 요소가 분리됩니다.

II. 하이드로사이클론의 기능과 응용:

1. 입자 분리 작업:
   • 입자 등급: 비슷한 밀도의 입자를 크기에 따라 분리하여 거친 입자와 미세한 입자로 나누거나 두 카테고리 중 하나를 제품에서 제거합니다. 정확도를 높이기 위해 여러 개의 하이드로사이클론이 사용되는 경우가 많습니다.
   • 입자 분류: 중-중 또는 수-중 하이드로사이클론을 활용하여 밀도에 따라 입자를 분리합니다.
   
   예를 들어, 160-200g/L 고체 함량을 포함하는 슬러리를 갖춘 플랜트(+100 메쉬 입자는 53%를 구성하고 -200 메쉬 입자는 37.4%)는 하이드로사이클론을 사용합니다. 처리 후 오버플로 제품에는 96% -100메시 입자가 포함되고, 언더플로우 제품에는 85% +100메시 입자가 포함됩니다.
   
   
2. 농축 작업:
   하이드로사이클론은 탈수를 통해 재료를 농축하므로 사전 농축이 가능하고 후속 장비의 부하가 줄어듭니다. 언더플로우 농도는 50% 이상, 생산 수율은 70% 이상의 농도를 달성할 수 있습니다. 하이드로사이클론은 종종 진공 필터, 스크리닝 기계, 탈수 기계 및 농축기와 함께 작동하여 크고 값비싼 중력 침전 장치를 대체합니다.
   
   예를 들어, 광산의 광미 처리에서 하이드로사이클론, 농축기 및 탈수 스크린으로 구성된 시스템은 슬러리를 15% 수분 함량 미만으로 농축합니다.
   
   
3. 설명 작업:
   하이드로사이클론은 액체에서 분산상 물질을 제거하여 깨끗한 유체를 보장합니다. 분산상 물질의 크기 및 밀도 차이에 따라 직경 및 원뿔 각도와 같은 구조적 매개변수를 적절하게 조정하는 것은 효과적인 정화를 위해 필수적입니다. 하이드로사이클론 이전에 필터링하면 막힘을 줄일 수 있습니다.
   
   CaCO3 및 먼지 입자가 포함된 슬러리를 필터링하는 화학 플랜트에서 하이드로사이클론은 15μm 미만의 입자를 효율적으로 제거하여 70%-85%의 분리율을 달성합니다.
   
   하이드로사이클론은 구조와 용도가 점점 다양해지고 있습니다. 더 미세한 제품 분리를 위해 직렬로 사용하거나, 수율 증가를 위해 병렬로 사용하거나, 기존 탈수 공정을 최적화하기 위해 조합하여 사용할 수 있습니다. 그들은 광업, 제지, 건설, 화학 및 기타 분야에서 응용 분야를 찾습니다.

III. 하이드로사이클론 효율성에 영향을 미치는 요인:

1. 지름: 일반적으로 하이드로사이클론이 클수록 효율이 더 높습니다.
2. 콘 각도: 원뿔 각도가 클수록 흐름 저항이 증가하여 효율성이 낮아집니다.
3. 입구 파이프 직경: 더 큰 흡입 파이프는 효율성을 향상시킵니다.
4. 오버플로 파이프 직경: 일정한 챔버 압력으로 더 큰 오버플로 파이프로 효율성이 향상됩니다.
5. 입구 모양과 크기: 입구의 모양과 크기는 하이드로사이클론의 효율성에 영향을 미칩니다.
6. 언더플로우 출구 직경: 콘센트가 클수록 분류가 더 세밀해집니다. 또한 효율성도 향상됩니다.
7. 내부 벽 거칠기: 내부 벽 거칠기는 효율성에 최소한의 영향을 주지만 DEF Rubber의 내마모성 고무 라이너를 사용하면 효율성이 향상됩니다.
8. 슬러리 점도: 입구 슬러리의 점도는 하이드로사이클론 효율에 영향을 미칩니다.
9. 오버플로우 출구 직경에 대한 언더플로우 출구 직경의 비율(원추 비율): 원뿔 비율이 높을수록 분류가 더 정밀해지지만 효율성은 감소합니다.

그러나 하이드로사이클론을 선택할 때 높은 효율성이 유일한 기준은 아닙니다. 사용자는 생산 요구 사항과 원하는 분리 결과를 모두 고려해야 합니다.

IV: 하이드로사이클론의 일반적인 문제 및 개선 제안:

1. 하이드로사이클론의 단락 흐름 제거 및 개선:
   단락 흐름을 제어하려면 오버플로 파이프 구조를 수정하는 것이 중요합니다. 접근 방식에는 상단 덮개와 오버플로 파이프 사이에 원형 단락 흐름 배출구를 만들고 오버플로 파이프의 외벽에 원형 톱니를 추가하는 것이 포함됩니다. 실제 적용에서는 이러한 변경 사항을 구현하면 8%로 분류 효율성을 향상시키고 분리 정밀도를 1.8배 높일 수 있음이 나타났습니다.
   
   
2. 하이드로사이클론의 공기 기둥 제거 및 개선:
   공기 기둥은 분리 공정에 부정적인 영향을 미칩니다. 이전 공기 기둥 공간을 차지하는 솔리드 로드는 공기 기둥을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 실제 테스트에 따르면 솔리드 로드를 통합하면 내부 손실이 평균 51.5% 감소하는 것으로 나타났습니다. 그러나 중앙에 단단한 막대를 추가하면 하이드로사이클론의 오버플로량이 줄어듭니다.
   
   
3. 하이드로사이클론 입구의 흐름 구조 개선:
   방향 전환과 팽창으로 인해 발생하는 하이드로사이클론 입구의 흐름 구조는 에너지 손실과 난류를 초래합니다. 곡선형 입구 구조를 갖춘 하이드로사이클론은 이러한 문제를 효과적으로 완화하여 분리 효율성을 크게 향상시킵니다.

결론적으로, 이 포괄적인 개요는 내마모성 하이드로사이클론의 구성 및 작동 원리부터 다양한 적용 및 효율성 개선 전략에 이르기까지 통찰력을 제공합니다. 하이드로사이클론 및 러버 라이너 솔루션에 대한 추가 문의 사항이 있으면 언제든지 DEF Rubber에 문의하십시오.