沉降式离心机模拟料工艺性能验证试验

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 沉降式离心机模拟料工艺性能验证 试验 【摘 要】本试验首先对沉降式 离心机进行空载、水负载验证试验，在 运行达到稳定的基础上选用氧化铝（刚 玉粉磨料）作为料液的不溶悬浮固体， 以硝酸锶调节液相比重和粘度构成 Al2O3-Sr（NO3）2 水模拟体系，进行 沉降式离心机的模拟料液负载工艺性能 验证试验，从而基本确定了本沉降式离 心机的运行工况。 中国论文网 /8/view-12933178.htm 【关键词】沉降式离心机；模拟 料液；转速；振幅 中图分类号： TH244 文献标识 码： A 文章编号： 2095- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 2457（2018）03-0121-005 Degradation centrifuge simulation material process performance verification test YUE Liang （China Nuclear Industry Corporation No. 404 Factory Third Branch， Lanzhou Gansu 732850， China） 【Abstract】In this experiment， the centrifuge was set up to carry out no- load and water-load test to verify the stability of the operation. Alumina （corundum abrasive） was chosen as the insoluble suspended solids in the feed solution. Strontium nitrate was used to adjust the liquid specific gravity And the viscosity of the Al2O3-Sr （NO3） 2 water system were simulated， and the performance of the centrifuge was simulated to simulate the loading process -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 performance of the liquid. The operating conditions of the decanter centrifuge were basically determined. 【Key words】Decanter centrifuge； Simulation feed； Speed； Amplitude 沉降式离心机是后处理工艺的关 键设备，其工作原理是：依靠悬浮液中 固相和液相重度的不同而实现料液分离， 常用于固相比液相重度差较大而固相颗 粒较小、含固量较低的悬浮液。因此， 沉降式离心机较适合我们后处理工艺的 需求。现用此离心机的主要作用是去除 溶解液中的不溶残渣，为后续萃取工艺 提供保障。 本次沉降式离心机负载工艺性能 验证试验，其目的是：通过对沉降式离 心机空载和模拟料液沉降离心分离，摸 索出沉降式离心机的基本操作方法及运 行参数，了解沉降式离心机的工作性能， 从而验证其设计和加工制造的合理性、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 实用性。 1 试验体系 1.1 模拟原料的选择 试验选用氧化铝（刚玉粉磨料） 作为料液的不溶悬浮固体，以硝酸锶调 节液相比重和粘度构成 Al2O3- Sr（NO3）2 水模拟体系。 1.2 模拟料液的配制 1.2.1 所需试剂 a）Sr （NO3）2 化学纯 b）Al2O3 固体微粒，规格： 4.5m 和 9m c）浓硝酸：分析纯或化学纯 d）氢氧化钠：5mol/L 和 1mol/L 1.2.2 配制过程 向无离子水中加人 Sr（NO3） 2，调节料液密度后加入 Al2O3 微粉调 节溶液的粒径，微粉舛任 300mg/L，粒度为 4.5（95） +9（5） 。每批料液需配制 1000L。 具体模拟料液配制参数见表 1。 配制过程： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 a）向配制槽中加入 850L 的无离 子水，边搅拌边缓慢加入 616mL 的浓 硝酸，调节酸度 pH2.0。 b）边搅拌边向配制槽中加入预 先称好 562.5K 的 Sr（NO3 ）2 固体 （每次加入量小于 5K） ，直至所有固 体物完全溶解，此时溶液酸度 pH1.8。 c）分别用 5 mol/L 和 1mol/L NaOH 溶液调节 Sr（NO3）2 溶液的酸 度至 pH2.35。 d）将预先称好的 211g 4.5m 和 14g 9m 的 Al2O3 固体缓慢加入，搅拌 至固体微粒完全分散，取样分析合格后 即可作为模拟料液使用。 2 试验设备的主要技术特性 3 试验流程 设置模拟料液配制槽，料液经取 样合格后使其进入料液槽中，在 0.18MPa 的压空搅拌情况下模拟料液经 一级空气提升（用浮子流量计控制流量） 到恒液位前置罐，再由二级空气提升 （通过质量流量控制器控制流量）输送 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 至沉降式离心机转鼓内，经高速旋转分 离后的清液自流入清液槽，来不及沉降 分离的料液回流入料液槽。冲渣时用螺 杆泵将无离子水升压至 1.4MPa 后进入 离心机转鼓内进行高压冲洗。为便于模 拟料液的循环使用，高压冲渣时将渣水 排至废液槽，并将清液槽内的模拟料液 通过空气提升（用浮子流量计控制流量） 输送至有人孔的调料槽（0139V） ，最后 用不锈钢潜水泵分别将废液接收槽和调 料槽内的料液输送至模拟料液配制槽中 进行再利用。 模拟料液循环使用流程：模拟料 液配制合格后料液槽恒液位前置罐 沉降式离心机清液槽废液槽潜 水泵模拟料液配制槽进行分析和调 料（补充 Al2O3 微粉） 。 4 试验方法 4.1 空载验证试验 启动离心机，依次调整转速为： 20 rpm、1200 rpm、2000 rpm、2500 rpm，各转速状态下至少运行 5 分钟， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 正常后再依次下调直至停车。 4.2 水负载验证试验 用无离子水作为物料介质，先将 沉降式离心机升速至 500 rpm 运行 5 分 钟，无异常后升速至 1200rpm 运行 5 分 钟，无异常后通知量槽间和主控室在保 证料液槽一级空气提升至恒液位前置罐 液位达到满溢流状态下，按沉降式离心 机生产能力 500 L/h 的上料流量，开启 二级空气提升。待离心机清液口开始出 水且上料运行正常的前提下，升速至 2000rpm，进行高速沉降分离，当一批 料被处理完毕后降速至 1200rpm，待清 液口不再出水、料液槽不再有回流、离 心机运行平稳后降速至 500rpm，此时 认真观察并记录离心机过临界转速时的 最大振幅及运转状况，待清液口不再出 水、料液槽不再有回流后降速至 20 rpm，直至停车。 由于水负载验证试验的工作介质 为无离子水，而无离子水中不含有大量 颗粒物，因此在进行此项验证试验时只 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 为验证离心机在相应转速下的承载能力， 不进行取样。基于对离心机模拟料液排 渣时的安全性考虑，水负载验证试验过 程中进行冲渣，在离心机 20 rpm 下用 高压水冲洗 10 分钟，验证离心机冲渣 时的运行稳定性。 4.3 模拟料液负载验证试验 该项试验与水负载试验程序基本 相同，首先开启沉降式离心机至 500rpm 运行 5 分钟，若无异常后升速 至 1200rpm 再运行 5 分钟，若仍无异常 后再按照二级上料流量试验条件（流量： 300L/h、500L/h）开始上料。待离心机 清液口开始出料，且上料运转正常、取 样完毕的前提下，升速至分离转速 2500 rpm，每隔 30 分钟取样一次，待一批料 处理完毕后同水负载验证试验降速程序， 依次降速直至停车。 5 结果与讨论 5.1 空载验证试验 离心机的整个空载验证试验过程 中运行稳定，无明显震动及机械碰撞声。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 由图 3、表 2 可以看出：轴承温 升最高达到 84，通入 A3 压空进行强 行冷却后最高 49.5，整个过程电机、 上轴承、下轴承等离心机各运转部件均 运行正常；1200rpm 降速直至停车过程 中，最大电流达到 54.2A，但离心机就 地控制盘柜内未发生异常现象。由此证 明：离心机在 20rpm、1200rpm、2000rpm、2500rpm 空载工况下运行正常。 5.2 水负载验证试验 水负载验证试验过程中离心机运 行稳定，无明显震动及机械碰撞声。 由图 4、表 3 可以看出：离心机 在 1200rpm 以 200L/h 的流量开始上水 后，振幅最大达到 82.9m，降速至 500rpm 过程中，振幅最大达到 64.8m，有轻微振动。由此证明用无离 子水进行负载试验时离心机运行平稳。 5.3 模拟料液负载验证试验 5.3.1 二级上料流量：500L/h -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 由图 5 可以看出： 16：11 分时 离心机在 1200rpm 以 500L/h 的流量_ 始上料后，振幅最大达到 263.1m，18：03 分时离心机降速至 500rpm 过程中，振幅最大达到 413.2m，且振动强烈，由此证明生产 能力完全可达到 300L/h。5.3.2 二级上 料流量：300L/h 5.3.2.1 转速与振幅的对应关系 由图 6 可以看出： 11：35 分时 离心机在 2000rpm 以 300L/h 的流量开 始上料后，振幅最大达到 63.1m，14：40 分时离心机降速至 500rpm 过程中，振幅最大达到 409m ，未发生明显振动，由此证明本离心机 在二级上料流量为 300L/h 的工况下运 行正常。 5.3.2.2 轴承温升、电流分别与试 验时间的关系 由图 7 可以看出：在通入 A3 压 空进行强行冷却后，轴承温升最高达到 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 68.58，整个过程电机、上轴承、下轴 承等离心机各运转部件均运行正常； 1200rpm 降速直至停车过程中，最大电 流达到 58.3A，但离心机就地控制盘柜 内未发生异常现象。 5.3.2.3 转速对清液中含固量及不 溶物截留粒径的影响 由图 8 可以看出：自 2500rpm 降 速至 1200rpm 过程中，清液中含固量逐 渐增多至 1250mg/L 左右，对分离越不 利；在分离转速 2500rpm 状态下分离时 间越长清液中不溶物截留粒径越大，对 分离越有利。 5.3.2.4 二级上料流量对清液中含 固量及不溶物截留粒径的影响 由图 9 可以看出：在二级上料流 量为 200L/h350L/h 的状态下，清液中 含固量保持在 010mg/L，当二级上料 流量为 400L/h 时，清液中含固量出现 最大值 1300mg/L 左右；在二级上料流 量为 200L/h500L/h 的状态下清液中不 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 溶物截留粒径基本保持不变。由此证明： 二级上料流量应考虑 200L/h350L/h， 若再考虑一批料液的处理时间问题，应 选取二级上料流量为 350L/h。 5.3.2.5 二级上料流量、转速分别 对分离效率的影响图 10 模拟料液负载 试验时二级上料流量、转速分别对分离 效率的影响 由图 10 可以看出：在分离转速 为 2500rpm、二级上料流量为 200L/h400L/h 的状态下，离心机的分 离效率基本可保持在较高水平 99.85% 左右。 5.3.3 模拟料液负载验证试验参 数 6 结论 对沉降式