12. Гидроциклоны.

Принцип действия гидроциклонов основан на сепарации частиц твердой фазы во вращающемся потоке жидкости. Величина скорости сепарирования частицы в гидроциклоне не может превышать скорости осаждения частицы.

Основные преимущества:

1. Высокая удельная производительность

2. Низкие расходы на строительство и эксплуатацию установки

3. Центробежное поле создается за счет тангенциального ввода СВ, т.е.не требуются специальные механизмы для вращения воды.

Интенсификацию процессов осаждения взвешанных частиц осуществляют воздействием центробежных и центростремительных сил в низконапорных и напорных гидроциклонах.

Вращение потока способствует агломерации частиц и увеличению их гидравлической крупности.

1 – переферический водослив

2 – плоская диафрагма

3 – коническая диафрагма

4 – отвод осветленной воды

5 – отверстие для удаления шлама

6 – подача СВ

Открытые гидроциклоны применяются для выделения из СВ тяжелых примесей гидравлической крупностью >0,2 мм/с. В гидроциклоне выделяют коагулированные взвешенные вещества. Часто гидроциклоны используются в качестве первой ступени в комплексе с другими аппаратами для механической очистки СВ.

Значительным преимуществом гидроциклонов является высокая производительность: 2-20 м³/м²час.

У гидроциклонов небольшое гидравлическое сопротивление.

Число выпускных патрубков для более равномерного распределения потока должно быть не менее 2.

Скорость воды на входе в гидроциклон 0,1-0,5 м³/с.

Открытые гидроциклоны применяют следующих типов:

1. Без внутренних устройств для выделения из СВ крупных и мелкодисперсных взвешенных частиц

2. С конической диафрагмой и внутренним цилиндром для выделения оседающих и всплывающих мелкодисперсных взвешенных веществ.

3. Многоярусный гидроциклон с наклонными выпусками осветленной воды.

4. Многоярусный гидроциклон с периферийным отводом осветленной воды, которые применяются для выделения оседающих крупных и мелкодисперсных частиц.

13. Многоярусные циклоны.

Их применяют для интенсификации процесса очистки. В многояр.гидроц.объем разделен на отдельные ярусы коническими диафрагмами, из-за этого высота слоя отстаивания уменьшается, вращательное движение позволяет вполне использовать объем яруса и способствует укрупнению взвешенных частиц. При этом каждый ярус гидроциклона работает самостоятельно.

В конструкции многоярусного гидроциклона совмещены принципы открытого гидроциклона и тонкослойного отстойника. Это совмещение позволяет получить более высокую эффективность очистки при удельных гидравлических нагрузках в 10 раз и более превышающих нагрузки на обычные отстойники.

Очищенная СВ подается тангенциально через три патрубка.

Выбор типа гидроциклона определяется технико-экономическим сравнением вариантов.

Удельная гидравлическая нагрузка – осн. расчетная величина открытых гидроциклонов:

q = 3.6 K U₀

U₀ – гидравлическая крупность частиц, которые необходимо выделить для обеспечения требуемого эффекта. Определяется экспериментально.

К – коэффициент пропорциональности. Зависит от типа циклона.

Для открытых гидроциклонов К=0,61

Для циклонов с конической диафрагмой и внутренним цилиндром К=1,98

Для многоярусных циклонов К рассчитывается: К=0,75 n (D²-d²) / D²

Применяется для многоярусных гидроциклонов с наклонными выпусками.

D – диаметр гидроциклона.

d – диаметр окружности, на которой располагаются раструбы выпусков

n – число ярусов.

Для многоярусных гидроциклонов с периферийным отбором осветленной воды используется выражение:

n – число пар ярусов.

d₂ - диаметр отверстия средней диафрагмы пары ярусов.

Производительность аппарата определяется: Q=0.785qD²

Концентрация взвешанных веществ в осветленной воде: С_осв=Aq / H

А принимается равным при работе без коагулирования А=0,75

При работе с коагулированием А=0,033

Скорость восходящего потока принимают 0,5 м/с.

В основном многоярусные гидроциклоны имеют следующие параметры:

-диаметр гидроциклона 2-6 м

- высота яруса 100-250 мм

-число ярусов 4-20

- диаметр центрального отверстия в диафрагме 0,6-1,4 м

- ширина шламовыводящего выпеска 100-150 мм

- число выпусков до 3

- скорость воды на входе 0,3-0,4 м/с

- угол конуса диафрагмы 60⁰-80⁰

- зазор между корпусом и конической диафрагмой 50-70 мм.