विवरण
जलचक्रवातहाइड्रोसाइक्लोन शंकु-बेलनाकार आकार के होते हैं, जिनमें बेलनाकार भाग में स्पर्शरेखीय फीड इनलेट और प्रत्येक अक्ष पर एक आउटलेट होता है। बेलनाकार भाग पर स्थित आउटलेट को वर्टेक्स फाइंडर कहा जाता है और यह इनलेट से सीधे शॉर्ट-सर्किट प्रवाह को कम करने के लिए साइक्लोन में विस्तारित होता है। शंक्वाकार सिरे पर दूसरा आउटलेट, स्पिगोट होता है। आकार पृथक्करण के लिए, दोनों आउटलेट आमतौर पर वायुमंडल में खुले होते हैं। हाइड्रोसाइक्लोन आमतौर पर स्पिगोट को निचले सिरे पर रखकर लंबवत रूप से संचालित किए जाते हैं, इसलिए मोटे उत्पाद को अंडरफ्लो और वर्टेक्स फाइंडर से निकलने वाले महीन उत्पाद को ओवरफ्लो कहा जाता है। चित्र 1 एक विशिष्ट हाइड्रोसाइक्लोन की मुख्य प्रवाह और डिजाइन विशेषताओं को योजनाबद्ध रूप से दर्शाता है।जलचक्रवातदो भंवर: स्पर्शरेखीय प्रवेश द्वार और अक्षीय निकास द्वार। स्पर्शरेखीय प्रवेश द्वार के आस-पास के क्षेत्र को छोड़कर, चक्रवात के भीतर द्रव की गति में त्रिज्या समरूपता होती है। यदि एक या दोनों निकास द्वार वायुमंडल में खुले हों, तो निम्न दाब क्षेत्र के कारण आंतरिक भंवर के भीतर ऊर्ध्वाधर अक्ष के अनुदिश एक गैस कोर का निर्माण होता है।
चित्र 1. जलचक्रवात की प्रमुख विशेषताएं।
इसका कार्य सिद्धांत सरल है: निलंबित कणों को ले जाने वाला द्रव साइक्लोन में स्पर्शरेखीय रूप से प्रवेश करता है, नीचे की ओर सर्पिलाकार गति करता है और मुक्त भंवर प्रवाह में अपकेंद्री क्षेत्र उत्पन्न करता है। बड़े कण सर्पिलाकार गति में द्रव से होकर साइक्लोन के बाहरी भाग की ओर बढ़ते हैं और द्रव के एक अंश के साथ स्पिगोट से बाहर निकल जाते हैं। स्पिगोट के सीमित क्षेत्रफल के कारण, एक आंतरिक भंवर बनता है, जो बाहरी भंवर की ही दिशा में घूमता है लेकिन ऊपर की ओर बहता है, और अधिकांश द्रव और महीन कणों को अपने साथ ले जाकर भंवर खोजक के माध्यम से साइक्लोन से बाहर निकल जाता है। यदि स्पिगोट की क्षमता से अधिक द्रव आ जाता है, तो वायु कोर बंद हो जाता है और स्पिगोट से निकलने वाला द्रव छाते के आकार के स्प्रे से बदलकर रस्सी के आकार का हो जाता है और मोटे कण ओवरफ्लो में बह जाते हैं।
बेलनाकार अनुभाग का व्यास, अलग किए जा सकने वाले कणों के आकार को प्रभावित करने वाला प्रमुख कारक है, हालांकि पृथक्करण को बदलने के लिए आउटलेट व्यास को स्वतंत्र रूप से बदला जा सकता है। शुरुआती शोधकर्ताओं ने 5 मिमी व्यास जितने छोटे साइक्लोन पर प्रयोग किए थे, जबकि वर्तमान में व्यावसायिक हाइड्रोसाइक्लोन का व्यास 10 मिमी से 2.5 मीटर तक होता है, और 2700 kg m−3 घनत्व वाले कणों के लिए पृथक्करण आकार 1.5–300 μm होता है, जो कण घनत्व बढ़ने के साथ घटता जाता है। परिचालन दबाव में गिरावट छोटे व्यास के लिए 10 बार से लेकर बड़े यूनिटों के लिए 0.5 बार तक होती है। क्षमता बढ़ाने के लिए, कई छोटे हाइड्रोसाइक्लोन का उपयोग किया जा सकता है।जलचक्रवातएक ही फीड लाइन से कई गुना लाइनें जोड़ी जा सकती हैं।
हालांकि संचालन का सिद्धांत सरल है, फिर भी इसके संचालन के कई पहलुओं को अभी भी ठीक से समझा नहीं गया है, और औद्योगिक संचालन के लिए हाइड्रोसाइक्लोन का चयन और पूर्वानुमान काफी हद तक अनुभवजन्य है।
वर्गीकरण
बैरी ए. विल्स, जेम्स ए. फिंच एफआरएससी, एफसीआईएम, पी.ईएनजी., विल्स की खनिज प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी (आठवां संस्करण), 2016 में।
9.4.3 हाइड्रोसाइक्लोन बनाम स्क्रीन
बंद ग्राइंडिंग सर्किट (<200 µm) में महीन कणों के वर्गीकरण के लिए हाइड्रोसाइक्लोन का उपयोग प्रमुखता से किया जाता रहा है। हालांकि, स्क्रीन तकनीक में हाल के विकास (अध्याय 8) ने ग्राइंडिंग सर्किट में स्क्रीन के उपयोग में नए सिरे से रुचि जगाई है। स्क्रीन आकार के आधार पर पृथक्करण करती हैं और फीड खनिजों में घनत्व के फैलाव से सीधे प्रभावित नहीं होती हैं। यह एक लाभ हो सकता है। स्क्रीन में बाईपास अंश भी नहीं होता है, और जैसा कि उदाहरण 9.2 में दिखाया गया है, बाईपास काफी अधिक हो सकता है (उस मामले में 30% से अधिक)। चित्र 9.8 साइक्लोन और स्क्रीन के लिए विभाजन वक्र में अंतर का एक उदाहरण दर्शाता है। डेटा पेरू के एल ब्रोकल कंसंट्रेटर से लिया गया है, जिसमें ग्राइंडिंग सर्किट में हाइड्रोसाइक्लोन को डेरिक स्टैक साइजर® (अध्याय 8 देखें) से बदलने से पहले और बाद के मूल्यांकन शामिल हैं (डुंडार एट अल., 2014)। अपेक्षा के अनुरूप, साइक्लोन की तुलना में स्क्रीन में अधिक तीव्र पृथक्करण (वक्र का ढलान अधिक है) और बहुत कम बाईपास था। स्क्रीन लगाने के बाद टूटने की दर अधिक होने के कारण ग्राइंडिंग सर्किट की क्षमता में वृद्धि दर्ज की गई। इसका कारण बाईपास का खत्म होना था, जिससे ग्राइंडिंग मिलों में वापस भेजे जाने वाले महीन कणों की मात्रा कम हो गई, जो कणों के आपस में टकराने को कम करने में सहायक होती है।
चित्र 9.8. एल ब्रोकल कंसंट्रेटर में ग्राइंडिंग सर्किट में साइक्लोन और स्क्रीन के लिए विभाजन वक्र।
(डुंडर एट अल से अनुकूलित (2014))
हालाँकि, परिवर्तन एकतरफा नहीं है: एक हालिया उदाहरण सघन पेमिनरल्स (सैस्सेविले, 2015) के अतिरिक्त आकार में कमी का लाभ उठाने के लिए स्क्रीन से साइक्लोन में बदलाव है।
धातुकर्म प्रक्रिया और डिजाइन
इओइन एच. मैकडोनाल्ड, हैंडबुक ऑफ गोल्ड एक्सप्लोरेशन एंड इवैल्यूएशन, 2007 में।
जलचक्रवात
हाइड्रोसाइक्लोन बड़ी मात्रा में स्लरी को आकार देने या उससे स्लाइम हटाने के लिए किफायती और कम जगह घेरने वाली पसंदीदा इकाइयाँ हैं। ये एक समान प्रवाह दर और पल्प घनत्व पर चलने पर सबसे प्रभावी ढंग से काम करती हैं और वांछित कुल क्षमता प्राप्त करने के लिए इन्हें व्यक्तिगत रूप से या समूहों में उपयोग किया जा सकता है। स्लरी को आकार देने की क्षमता इकाई के माध्यम से उच्च स्पर्शरेखीय प्रवाह वेग द्वारा उत्पन्न अपकेंद्री बलों पर निर्भर करती है। आने वाली स्लरी द्वारा निर्मित प्राथमिक भंवर आंतरिक शंकु की दीवार के चारों ओर सर्पिल रूप से नीचे की ओर कार्य करता है। अपकेंद्री बल द्वारा ठोस पदार्थ बाहर की ओर फेंके जाते हैं, जिससे पल्प के नीचे की ओर बढ़ने पर उसका घनत्व बढ़ता है। वेग के ऊर्ध्वाधर घटक शंकु की दीवारों के पास नीचे की ओर और अक्ष के पास ऊपर की ओर कार्य करते हैं। अपकेंद्री बल द्वारा अलग किया गया कम घनत्व वाला स्लाइम अंश भंवर खोजक के माध्यम से ऊपर की ओर धकेला जाता है और शंकु के ऊपरी सिरे पर स्थित छिद्र से बाहर निकल जाता है। दोनों प्रवाहों के बीच एक मध्यवर्ती क्षेत्र या आवरण में शून्य ऊर्ध्वाधर वेग होता है और यह नीचे की ओर गतिमान मोटे ठोस पदार्थों को ऊपर की ओर गतिमान महीन ठोस पदार्थों से अलग करता है। प्रवाह का अधिकांश भाग छोटे आंतरिक भंवर में ऊपर की ओर प्रवाहित होता है और उच्च अपकेंद्रीय बल महीन कणों में से बड़े कणों को बाहर की ओर धकेल देते हैं, जिससे महीन आकार के कणों का अधिक कुशल पृथक्करण होता है। ये कण वापस बाहरी भंवर में लौट आते हैं और जिग फीड में पुनः शामिल हो जाते हैं।
एक विशिष्ट सर्पिल प्रवाह पैटर्न के भीतर की ज्यामिति और परिचालन स्थितियाँजलचक्रवातइन्हें चित्र 8.13 में दर्शाया गया है। परिचालन चर हैं लुगदी घनत्व, फ़ीड प्रवाह दर, ठोस पदार्थों की विशेषताएँ, फ़ीड इनलेट दबाव और साइक्लोन के माध्यम से दबाव में कमी। साइक्लोन चर हैं फ़ीड इनलेट का क्षेत्रफल, वर्टेक्स फ़ाइंडर का व्यास और लंबाई, और स्पिगोट डिस्चार्ज व्यास। ड्रैग गुणांक का मान आकार से भी प्रभावित होता है; कण जितना अधिक गोलाकार से भिन्न होता है, उसका आकार कारक उतना ही छोटा होता है और उसका अवसादन प्रतिरोध उतना ही अधिक होता है। महत्वपूर्ण तनाव क्षेत्र 200 मिमी तक के आकार के कुछ सोने के कणों तक भी फैल सकता है, इसलिए अत्यधिक पुनर्चक्रण और परिणामस्वरूप कीचड़ के जमाव को कम करने के लिए वर्गीकरण प्रक्रिया की सावधानीपूर्वक निगरानी आवश्यक है। ऐतिहासिक रूप से, जब 150 की पुनर्प्राप्ति पर बहुत कम ध्यान दिया गया थाμसोने के कणों में, कीचड़ के अंशों में सोने का स्थानांतरण काफी हद तक सोने के नुकसान के लिए जिम्मेदार प्रतीत होता है, जो कई स्वर्ण प्लेसर संचालन में 40-60% तक दर्ज किया गया था।
8.13. हाइड्रोसाइक्लोन की सामान्य ज्यामिति और परिचालन स्थितियाँ।
चित्र 8.14 (वार्मन चयन चार्ट) 9-18 माइक्रोन से लेकर 33-76 माइक्रोन तक के विभिन्न D50 आकारों पर पृथक्करण के लिए साइक्लोन का प्रारंभिक चयन दर्शाता है। यह चार्ट, साइक्लोन प्रदर्शन के अन्य चार्टों की तरह, एक विशिष्ट प्रकार के सावधानीपूर्वक नियंत्रित फ़ीड पर आधारित है। यह चयन के लिए प्रारंभिक मार्गदर्शक के रूप में पानी में 2,700 kg/m³ ठोस पदार्थ की मात्रा मानता है। बड़े व्यास वाले साइक्लोन का उपयोग मोटे पृथक्करण के लिए किया जाता है, लेकिन उचित कार्य के लिए उच्च फ़ीड मात्रा की आवश्यकता होती है। उच्च फ़ीड मात्रा पर महीन पृथक्करण के लिए समानांतर रूप से संचालित होने वाले छोटे व्यास वाले साइक्लोन के समूहों की आवश्यकता होती है। सटीक आकार के लिए अंतिम डिज़ाइन मापदंडों को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया जाना चाहिए, और यह महत्वपूर्ण है कि सीमा के मध्य के आसपास एक साइक्लोन का चयन किया जाए ताकि संचालन की शुरुआत में आवश्यक कोई भी मामूली समायोजन किया जा सके।
8.14. वारमैन प्रारंभिक चयन चार्ट।
सीबीसी (परिसंचारी तल) चक्रवात 5 मिमी व्यास तक के जलोढ़ स्वर्ण फ़ीड पदार्थों को वर्गीकृत करने और अंडरफ़्लो से लगातार उच्च जिग फ़ीड प्राप्त करने में सक्षम होने का दावा करता है। पृथक्करण लगभग होता है।D2.65 घनत्व वाले सिलिका पर आधारित 50/150 माइक्रोन। सीबीसी साइक्लोन अंडरफ्लो को जिग पृथक्करण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त माना जाता है क्योंकि इसका आकार वितरण वक्र अपेक्षाकृत चिकना होता है और यह महीन अपशिष्ट कणों को लगभग पूरी तरह से हटा देता है। हालांकि, इस प्रणाली द्वारा अपेक्षाकृत लंबी आकार सीमा वाले फ़ीड (जैसे खनिज रेत) से एक ही पास में सम-श्रेणी के भारी खनिजों का उच्च-श्रेणी का प्राथमिक सांद्रण प्राप्त करने का दावा किया जाता है, लेकिन महीन और परतदार सोने वाले जलोढ़ फ़ीड सामग्री के लिए ऐसे प्रदर्शन आंकड़े उपलब्ध नहीं हैं। तालिका 8.5 में AKW के लिए तकनीकी डेटा दिया गया है।जलचक्रवात30 से 100 माइक्रोन के बीच के कट-ऑफ बिंदुओं के लिए।
तालिका 8.5. AKW हाइड्रोसाइक्लोन के लिए तकनीकी डेटा
| प्रकार (केआरएस) | व्यास (मिमी) | दबाव में गिरावट | क्षमता | कट पॉइंट (माइक्रोन में) | |
|---|---|---|---|---|---|
| स्लरी (मी³/घंटा) | ठोस पदार्थ (प्रति घंटा अधिकतम)। | ||||
| 2118 | 100 | 1–2.5 | 9.27 | 5 | 30–50 |
| 2515 | 125 | 1–2.5 | 11–30 | 6 | 25–45 |
| 4118 | 200 | 0.7–2.0 | 18–60 | 15 | 40–60 |
| (आरडब्ल्यूएन)6118 | 300 | 0.5–1.5 | 40–140 | 40 | 50–100 |
लौह अयस्क के चूर्णन और वर्गीकरण प्रौद्योगिकियों में विकास
ए. जानकोविक, आयरन ओर में, 2015
8.3.3.1 हाइड्रोसाइक्लोन विभाजक
हाइड्रोसाइक्लोन, जिसे साइक्लोन भी कहा जाता है, एक वर्गीकरण उपकरण है जो अपकेंद्री बल का उपयोग करके घोल के कणों के जमने की गति को तेज करता है और कणों को आकार, आकृति और विशिष्ट गुरुत्व के आधार पर अलग करता है। इसका व्यापक रूप से खनिज उद्योग में उपयोग किया जाता है, और खनिज प्रसंस्करण में इसका मुख्य उपयोग एक वर्गीकरण उपकरण के रूप में होता है, जो सूक्ष्म कणों को अलग करने में अत्यंत कुशल सिद्ध हुआ है। इसका व्यापक रूप से बंद-परिक्रमण पीसने की प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है, लेकिन इसके कई अन्य उपयोग भी हैं, जैसे कि स्लाइमिंग, डीग्रिटिंग और थिकनिंग।
एक सामान्य हाइड्रोसाइक्लोन (चित्र 8.12a) में एक शंक्वाकार पात्र होता है, जिसका शीर्ष या निचला प्रवाह भाग खुला होता है, और यह एक बेलनाकार भाग से जुड़ा होता है, जिसमें स्पर्शरेखीय फीड इनलेट होता है। बेलनाकार भाग का ऊपरी सिरा एक प्लेट से बंद होता है, जिससे होकर एक अक्षीय रूप से लगा हुआ ओवरफ्लो पाइप गुजरता है। यह पाइप एक छोटे, हटाने योग्य भाग द्वारा साइक्लोन के भीतर विस्तारित होता है, जिसे वर्टेक्स फाइंडर कहा जाता है, जो फीड को सीधे ओवरफ्लो में जाने से रोकता है। फीड को स्पर्शरेखीय प्रवेश द्वार के माध्यम से दबाव में डाला जाता है, जिससे लुगदी में एक घुमावदार गति उत्पन्न होती है। इससे साइक्लोन में एक भंवर उत्पन्न होता है, जिसमें ऊर्ध्वाधर अक्ष के अनुदिश एक निम्न-दबाव क्षेत्र होता है, जैसा कि चित्र 8.12b में दिखाया गया है। अक्ष के अनुदिश एक वायु-कोर विकसित होता है, जो सामान्यतः शीर्ष छिद्र के माध्यम से वायुमंडल से जुड़ा होता है, लेकिन आंशिक रूप से निम्न-दबाव क्षेत्र में विलयन से निकलने वाली घुली हुई वायु द्वारा भी बनता है। अपकेंद्रीय बल कणों के जमने की गति को तेज करता है, जिससे कण आकार, आकृति और विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार अलग हो जाते हैं। तेजी से जमने वाले कण चक्रवात की दीवार की ओर बढ़ते हैं, जहाँ वेग सबसे कम होता है, और शीर्ष छिद्र (अंडरफ्लो) की ओर चले जाते हैं। घर्षण बल के कारण, धीरे-धीरे जमने वाले कण अक्ष के अनुदिश कम दाब वाले क्षेत्र की ओर बढ़ते हैं और भंवर खोजक के माध्यम से ऊपर की ओर बहकर ओवरफ्लो तक पहुँच जाते हैं।
चित्र 8.12. हाइड्रोसाइक्लोन (https://www.aeroprobe.com/applications/examples/australian-mining-industry-uses-aeroprobe-equipment-to-study-hydro-cyclone) और हाइड्रोसाइक्लोन बैटरी। कैवेक्स हाइड्रोसाइक्लोन अवलोकन ब्रोशर, https://www.weirminerals.com/products_services/cavex.aspx।
हाइड्रोसाइक्लोन अपनी उच्च क्षमता और सापेक्ष दक्षता के कारण लगभग सर्वत्र ग्राइंडिंग सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। ये कणों के आकार की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला (आमतौर पर 5-500 μm) में वर्गीकरण कर सकते हैं, जबकि छोटे व्यास वाली इकाइयों का उपयोग महीन वर्गीकरण के लिए किया जाता है। हालांकि, मैग्नेटाइट ग्राइंडिंग सर्किट में साइक्लोन का उपयोग मैग्नेटाइट और अपशिष्ट खनिजों (सिलिका) के घनत्व अंतर के कारण अक्षम संचालन का कारण बन सकता है। मैग्नेटाइट का विशिष्ट घनत्व लगभग 5.15 है, जबकि सिलिका का विशिष्ट घनत्व लगभग 2.7 है।जलचक्रवातसघन खनिज हल्के खनिजों की तुलना में महीन कट साइज पर अलग हो जाते हैं। इसलिए, मुक्त मैग्नेटाइट साइक्लोन अंडरफ्लो में केंद्रित हो रहा है, जिसके परिणामस्वरूप मैग्नेटाइट का अत्यधिक पिसाई हो रही है। नेपियर-मुन्न एट अल. (2005) ने नोट किया कि सही कट साइज (d50सी) और कण घनत्व प्रवाह की स्थितियों और अन्य कारकों के आधार पर निम्नलिखित रूप के एक व्यंजक का अनुसरण करता है:
कहाँρs ठोस का घनत्व है।ρl द्रव का घनत्व है, औरnयह 0.5 और 1.0 के बीच है। इसका मतलब है कि साइक्लोन के प्रदर्शन पर खनिज घनत्व का प्रभाव काफी महत्वपूर्ण हो सकता है। उदाहरण के लिए, यदिdमैग्नेटाइट का 50c 25 μm है, तोdसिलिका कणों का आकार 40–65 μm होगा। चित्र 8.13 औद्योगिक बॉल मिल मैग्नेटाइट ग्राइंडिंग सर्किट के सर्वेक्षण से प्राप्त मैग्नेटाइट (Fe3O4) और सिलिका (SiO2) के लिए साइक्लोन वर्गीकरण दक्षता वक्र दर्शाता है। सिलिका के लिए आकार पृथक्करण काफी मोटा है,dFe3O4 के लिए 50c का मान 29 μm है, जबकि SiO2 के लिए यह 68 μm है। इस घटना के कारण, हाइड्रोसाइक्लोन के साथ बंद सर्किट में मैग्नेटाइट पीसने वाली मिलें अन्य बेस मेटल अयस्क पीसने वाले सर्किटों की तुलना में कम कुशल और कम क्षमता वाली होती हैं।
चित्र 8.13. मैग्नेटाइट Fe3O4 और सिलिका SiO2 के लिए चक्रवात दक्षता—औद्योगिक सर्वेक्षण।
उच्च दाब प्रक्रिया प्रौद्योगिकी: मूलभूत सिद्धांत और अनुप्रयोग
एमजे कोसेरो, पीएचडी, औद्योगिक रसायन विज्ञान पुस्तकालय, 2001
ठोस-पृथक उपकरण
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जलचक्रवात
यह ठोस पदार्थों को अलग करने वाले उपकरणों के सबसे सरल प्रकारों में से एक है। यह एक उच्च-दक्षता वाला पृथक्करण उपकरण है और उच्च तापमान और दबाव पर ठोस पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। यह किफायती है क्योंकि इसमें कोई गतिशील भाग नहीं होते और इसे कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।
ठोस पदार्थों के लिए पृथक्करण दक्षता कण-आकार और तापमान का एक मजबूत कार्य है। सिलिका और 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान के लिए लगभग 80% की सकल पृथक्करण दक्षता प्राप्त की जा सकती है, जबकि उसी तापमान सीमा में, सघन ज़िरकॉन कणों के लिए सकल पृथक्करण दक्षता 99% से अधिक है [29]।
हाइड्रोसाइक्लोन के संचालन की मुख्य बाधा कुछ लवणों की साइक्लोन की दीवारों से चिपकने की प्रवृत्ति है।
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क्रॉस माइक्रो-फिल्ट्रेशन
क्रॉस-फ्लो फिल्टर सामान्य परिवेशीय परिस्थितियों में क्रॉसफ्लो फिल्ट्रेशन के समान व्यवहार करते हैं: बढ़ी हुई अपरूपण दर और कम द्रव श्यानता के परिणामस्वरूप फिल्ट्रेट संख्या में वृद्धि होती है। क्रॉस-माइक्रोफिल्ट्रेशन का उपयोग ठोस पदार्थों के रूप में अवक्षेपित लवणों के पृथक्करण के लिए किया गया है, जिससे कण पृथक्करण दक्षता आमतौर पर 99.9% से अधिक प्राप्त होती है। गोएमेंसइत्यादि।[30] ने अतिक्रांतिक जल से सोडियम नाइट्रेट के पृथक्करण का अध्ययन किया। अध्ययन की परिस्थितियों में, सोडियम नाइट्रेट पिघले हुए लवण के रूप में मौजूद था और फ़िल्टर को पार करने में सक्षम था। पृथक्करण दक्षता तापमान के साथ बदलती रही, क्योंकि तापमान बढ़ने पर घुलनशीलता घटती है, जो 400°C और 470°C पर क्रमशः 40% और 85% के बीच थी। इन शोधकर्ताओं ने पृथक्करण तंत्र को पिघले हुए लवण की तुलना में अतिक्रांतिक विलयन के प्रति फ़िल्टरिंग माध्यम की विशिष्ट पारगम्यता के परिणाम के रूप में समझाया, जो उनकी स्पष्ट रूप से भिन्न श्यानता पर आधारित था। इसलिए, न केवल अवक्षेपित लवणों को ठोस रूप में फ़िल्टर करना संभव होगा, बल्कि उन कम गलनांक वाले लवणों को भी फ़िल्टर करना संभव होगा जो पिघली हुई अवस्था में हैं।
परिचालन संबंधी समस्याएं मुख्य रूप से लवणों द्वारा फिल्टर के क्षरण के कारण थीं।
कागज: पुनर्चक्रण और पुनर्चक्रित सामग्री
एमआर दोशी, जेएम डायर, रेफरेंस मॉड्यूल इन मैटेरियल्स साइंस एंड मैटेरियल्स इंजीनियरिंग, 2016
3.3 सफाई
सफाईकर्मी याजलचक्रवातपानी और संदूषक के घनत्व अंतर के आधार पर लुगदी से संदूषकों को हटाया जाता है। इन उपकरणों में शंक्वाकार या बेलनाकार-शंक्वाकार दाब पात्र होते हैं, जिनमें लुगदी को बड़े व्यास वाले सिरे से स्पर्शरेखीय रूप से डाला जाता है (चित्र 6)। क्लीनर से गुजरने के दौरान लुगदी एक चक्रवात के समान भंवर प्रवाह पैटर्न विकसित करती है। प्रवाह प्रवेश द्वार से दूर और क्लीनर की दीवार के भीतरी भाग में शीर्ष या अधोप्रवाह छिद्र की ओर बढ़ते हुए केंद्रीय अक्ष के चारों ओर घूमता है। शंकु का व्यास घटने पर घूर्णी प्रवाह वेग तेज हो जाता है। शीर्ष सिरे के पास छोटा व्यास वाला छिद्र अधिकांश प्रवाह के निकास को रोकता है, जो इसके बजाय क्लीनर के केंद्र में एक आंतरिक भंवर में घूमता है। आंतरिक केंद्र में प्रवाह शीर्ष छिद्र से दूर बहता है जब तक कि यह क्लीनर के केंद्र में बड़े व्यास वाले सिरे पर स्थित भंवर खोजक के माध्यम से निकास नहीं हो जाता। अपकेंद्री बल के कारण क्लीनर की दीवार पर केंद्रित उच्च घनत्व वाली सामग्री शंकु के शीर्ष पर डिस्चार्ज हो जाती है (ब्लिस, 1994, 1997)।
चित्र 6. हाइड्रोसाइक्लोन के भाग, प्रमुख प्रवाह पैटर्न और पृथक्करण प्रवृत्तियाँ।
सफाई करने वाले यंत्रों को संदूषकों के घनत्व और आकार के आधार पर उच्च, मध्यम या निम्न घनत्व में वर्गीकृत किया जाता है। 15 से 50 सेंटीमीटर (6-20 इंच) व्यास वाले उच्च घनत्व वाले सफाई यंत्रों का उपयोग धातु के टुकड़े, पेपर क्लिप और स्टेपल जैसी चीजों को हटाने के लिए किया जाता है और इन्हें आमतौर पर पल्पर के ठीक बाद लगाया जाता है। सफाई यंत्र का व्यास घटने के साथ-साथ छोटे आकार के संदूषकों को हटाने की इसकी क्षमता बढ़ती जाती है। व्यावहारिक और आर्थिक कारणों से, कागज उद्योग में आमतौर पर 75 मिलीमीटर (3 इंच) व्यास वाला साइक्लोन सबसे छोटा सफाई यंत्र होता है।
रिवर्स क्लीनर और थ्रूफ्लो क्लीनर मोम, पॉलीस्टाइनिन और चिपचिपे पदार्थों जैसे कम घनत्व वाले प्रदूषकों को हटाने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। रिवर्स क्लीनर का नाम इसलिए रिवर्स क्लीनर रखा गया है क्योंकि इसमें आने वाली धारा क्लीनर के शीर्ष पर एकत्रित होती है जबकि अस्वीकृत धारा ओवरफ्लो से बाहर निकलती है। थ्रूफ्लो क्लीनर में, आने वाली और अस्वीकृत धाराएँ क्लीनर के एक ही सिरे से बाहर निकलती हैं, जहाँ आने वाली धाराएँ क्लीनर की दीवार के पास होती हैं और अस्वीकृत धाराएँ क्लीनर के केंद्र के पास स्थित एक केंद्रीय ट्यूब द्वारा अलग होती हैं, जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है।
चित्र 7. थ्रूफ्लो क्लीनर का योजनाबद्ध आरेख।
1920 और 1930 के दशक में लुगदी से रेत हटाने के लिए उपयोग किए जाने वाले निरंतर अपकेंद्री यंत्रों का उपयोग हाइड्रोसाइक्लोन के विकास के बाद बंद कर दिया गया था। फ्रांस के ग्रेनोबल स्थित सेंटर टेक्निक डू पेपर में विकसित गाइरोक्लीन में एक सिलेंडर होता है जो 1200-1500 आरपीएम की गति से घूमता है (ब्लिस, 1997; जूलियन सेंट अमांड, 1998, 2002)। अपेक्षाकृत लंबे समय तक स्थिर रहने और उच्च अपकेंद्री बल के संयोजन से कम घनत्व वाले संदूषकों को क्लीनर के केंद्र तक पहुंचने के लिए पर्याप्त समय मिल जाता है, जहां से वे केंद्र में बने भंवर के माध्यम से बाहर निकल जाते हैं।
एमटी थेव, एनसाइक्लोपीडिया ऑफ सेपरेशन साइंस, 2000
सार
हालाँकि ठोस-तरलजलचक्रवातबीसवीं शताब्दी के अधिकांश भाग में स्थापित होने के बावजूद, संतोषजनक द्रव-द्रव पृथक्करण क्षमता 1980 के दशक तक प्राप्त नहीं हुई थी। अपतटीय तेल उद्योग को पानी से बारीक कणों में विभाजित संदूषक तेल को हटाने के लिए कॉम्पैक्ट, मजबूत और विश्वसनीय उपकरणों की आवश्यकता थी। इस आवश्यकता को एक बिल्कुल अलग प्रकार के हाइड्रोसाइक्लोन द्वारा पूरा किया गया, जिसमें स्वाभाविक रूप से कोई गतिशील भाग नहीं थे।
इस आवश्यकता को और अधिक विस्तार से समझाने और खनिज प्रसंस्करण में ठोस-तरल चक्रवाती पृथक्करण के साथ इसकी तुलना करने के बाद, उन लाभों को बताया गया है जो हाइड्रोसाइक्लोन ने इस कार्य को पूरा करने के लिए पहले से स्थापित उपकरणों के प्रकारों पर प्रदान किए थे।
पृथक्करण प्रदर्शन मूल्यांकन मानदंड, फ़ीड संरचना, ऑपरेटर नियंत्रण और आवश्यक ऊर्जा, अर्थात् दबाव में कमी और प्रवाह दर के गुणनफल के संदर्भ में प्रदर्शन पर चर्चा करने से पहले सूचीबद्ध किए जाते हैं।
पेट्रोलियम उत्पादन के वातावरण में सामग्रियों के लिए कुछ सीमाएँ निर्धारित होती हैं, जिनमें कणों के क्षरण की समस्या भी शामिल है। उपयोग की जाने वाली विशिष्ट सामग्रियों का उल्लेख किया गया है। तेल पृथक्करण संयंत्रों के प्रकारों के लिए सापेक्ष लागत डेटा, पूंजीगत और आवर्ती दोनों, का संक्षिप्त विवरण दिया गया है, हालांकि स्रोत सीमित हैं। अंत में, आगे के विकास के लिए कुछ संकेत दिए गए हैं, क्योंकि तेल उद्योग समुद्र तल या कुएं के तल पर स्थापित उपकरणों की ओर देख रहा है।
नमूनाकरण, नियंत्रण और द्रव्यमान संतुलन
बैरी ए. विल्स, जेम्स ए. फिंच एफआरएससी, एफसीआईएम, पी.ईएनजी., विल्स की खनिज प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी (आठवां संस्करण), 2016 में।
3.7.1 कण आकार का उपयोग
कई इकाइयाँ, जैसे किजलचक्रवातऔर गुरुत्वाकर्षण विभाजक, आकार पृथक्करण की एक डिग्री उत्पन्न करते हैं और कण आकार डेटा का उपयोग द्रव्यमान संतुलन के लिए किया जा सकता है (उदाहरण 3.15)।
उदाहरण 3.15 नोड असंतुलन को कम करने का एक उदाहरण है; यह सामान्यीकृत न्यूनतम वर्ग न्यूनीकरण के लिए प्रारंभिक मान प्रदान करता है। इस ग्राफिकल दृष्टिकोण का उपयोग तब किया जा सकता है जब घटक डेटा की अधिकता हो; उदाहरण 3.9 में इसका उपयोग किया जा सकता था।
उदाहरण 3.15 में साइक्लोन को नोड के रूप में उपयोग किया गया है। दूसरा नोड सम्प है: यह 2 इनपुट (ताजा फ़ीड और बॉल मिल डिस्चार्ज) और एक आउटपुट (साइक्लोन फ़ीड) का उदाहरण है। इससे एक और द्रव्यमान संतुलन प्राप्त होता है (उदाहरण 3.16)।
अध्याय 9 में हम समायोजित डेटा का उपयोग करके साइक्लोन विभाजन वक्र निर्धारित करने के लिए इस ग्राइंडिंग सर्किट उदाहरण पर वापस आते हैं।
पोस्ट करने का समय: 7 मई 2019