阿法拉伐培训资料,原理2.ppt

1、 Alfa Laval,Slide 1,卧式离心机的工作原理 及分离效果相关因素 卧螺机的工艺优化, Alfa Laval,Slide 2,V d g,d ( - ),Stokes 定律,18,2,V =,g,g,p,l,= 重力沉降速度 (m/s) = 颗粒直径 (m) = 颗粒密度 (kg/m) = 液体密度 (kg/m) = 液体黏度 (kg/ms) = 重力加速度 (m/s),g,p,l,根据密度不同形成的沉降分离, Alfa Laval,Slide 3,Q = 物料通过量, m3/s,vg = 重力沉降速度, m/s,A = 沉降面积，(l w), m2,分离效果,100,50,0,

2、Q,Throughput capacity directly proportional to settling area and velocity,入口,Q,W,I,出口,连续的重力分离, Alfa Laval,Slide 4,基本原理,相当于一个澄清器, Alfa Laval,Slide 5,从重力澄清器到卧螺机螺旋输送器排出固相,固相靠螺旋输送器排出,转鼓，旋转分离 和内部螺旋输送器,卧螺机概念,1,2,3, Alfa Laval,Slide 6,卧式离心机的外观,For more information see Notes Pages View, Alfa Laval,Slide 7,带

3、CIP 喷嘴的NX 438/439 B-31G,55 kW 马达 带调频器用于清洗程序,进料管带CIP清洗剂接口至内部,CIP喷嘴清洗转鼓外部,液体出口,4个堰板,固体排放口,齿轮箱 3.5 kN.m, Alfa Laval,Slide 8,离心机内部结构,卧螺机的工作部分是一个内装 螺旋输送器的转鼓，这个转鼓可看 作是个一端为圆锥形的沉降槽。当高 速旋转时，转鼓内产生大于重力加 速度千倍以上的离心力，悬浮液便 在这个离心力场中实现液固分离。 密度小的液体形成同心内层， 经过可调节的堰板连续地从转鼓大端排出。,密度较大的颗粒则迅速沉降至转鼓内壁上，被螺旋输送器从锥形端连续推出至转鼓外。 行星差

4、动齿轮箱是产生和调节差速的关键部件。差速与一定单位时间的固体排出量成正比。 正常情况下，如图所示，在转鼓内越靠近小端出口液体越少；越靠近大端出口固体越少。, Alfa Laval,Slide 9,物料进,齿轮箱,卧式离心机切面图,分离液池深,螺旋输送器,固体在转鼓 中的堆积,离心机锥 形脱水段,固体排出 口防磨保护,空心进料管 及驱动轮,背驱动 小轴, Alfa Laval,Slide 10,Direct Drive (DD) Gearbox直接驱动(DD)齿轮箱, Alfa Laval,Slide 11,NX 系列卧式离心机剖面图, Alfa Laval,Slide 12,物料进,Gearb

5、ox,进料管及进料区,不同的进料区 - 普通形 - BD3 - 双出口, Alfa Laval,Slide 13,物料进,固体出口,固体出料口 的防磨保护, Alfa Laval,Slide 14,液体出口,Can be2-phase (solid + liquid) 3-phase (solid + 2 liquids),清液出口, Alfa Laval,Slide 15,V d g,d ( - ),Stokes 定律,18,2,V =,g,g,p,l,= 重力沉降速度 (m/s) = 颗粒直径 (m) = 颗粒密度 (kg/m) = 液体密度 (kg/m) = 液体黏度 (kg/ms) =

6、 重力加速度 (m/s),g,p,l,根据密度不同形成的沉降分离, Alfa Laval,Slide 16,离心分离. 驱动力: r,沉降速度取决于 Stokes 定律,重力分离. 驱动力: 1g,.,2,18,V =,c,d ( - ),2,r,p,l,2,离心分离-在强制力作用下的沉降,n = revs/min,离心力,R = 转鼓半径, cm.,离心力 = R 2, Alfa Laval,Slide 18,G-Force,用离心加速度代替。 G-force 定义为与地心引力相当的离心力,n = revs/min,R = radius of bowl, cm.,g = 9,81 m/sec

7、, Alfa Laval,Slide 19,根据工艺参数 进料量 (Q m/h) 悬浮物颗粒尺寸 (flocculation m) 含固率 (%v/v) 液固比重差 (density Kg/m) 进料液的黏度 (heating ),根据卧式离心机的设计制造 液池深度 (R - r) (mm) 转速，转鼓直径 (g-force) (N) 长径比 () 差速 (n),对被分离的工艺流体影响的诸因素,1xG, Alfa Laval,Slide 20,卧式离心机的分离效果 与以下因素有关,颗粒尺寸, 黏度及进料量,分离效果,颗粒尺寸,分离效果,黏度,分离效果,进料量,d ( - ),18,2,V =,

8、g,r2,p,l, Alfa Laval,Slide 21,卧式离心机的分离效果 与以下因素有关,转鼓的转速 ( 相对于分离 因素-G ),转鼓速度与回收率,固体回收率,低,高,转鼓速度,% DS 固体相干度,低,高,转鼓速度,转鼓速度与固体干度 % DS, Alfa Laval,Slide 22,转鼓与螺旋推料器的速度差 ( D n),固体回收率,低,高,卧式离心机的分离效果 与以下因素有关,% DS 固体含量,低,高,差速,差速, Alfa Laval,Slide 23,转鼓的堰板高度 ( 液位高度 r ),固体回收率,低,高,卧式离心机的分离效果 与以下因素有关,% DS 固体含量,低,

9、高,液位,液位, Alfa Laval,Slide 24,何为分离因素,分离因素 G = 圆周加速度 a 与 重力加速度 g之比, 数值上是重力加速度的倍数。 G = a / g = r . / g = r . (2 n)/ g = r . n/900, Alfa Laval,Slide 25,临界颗粒尺寸,颗粒分布的相关尺寸,%,100%,50%,%,随固相排出,颗粒尺寸,颗粒尺寸,d,50,Definition: The particle size of which 50% is separated as solids phase and 50% follows the liquid ph

10、ase,d,50,随液相流出, Alfa Laval,Slide 26,卧式离心机分离效果,液池深度 (深, 浅),锥形斜坡 (长, 短, 斜角), Alfa Laval,Slide 27,普通离心机的排渣过程,防磨衬套,可更换防磨衬套, Alfa Laval,Slide 28,固相,进料,Dry beach,进料,Pond,液相,Type denomination: NX xxxB-31,2-phase open liquid outlet, Alfa Laval,Slide 29, Alfa Laval,Slide 30,卧式离心机的转鼓比较,卧螺机的工艺优化, Alfa Laval,Sl

11、ide 32,工艺参数影响设备性能 调整卧螺机 卧螺机堰板高度调节 螺旋差速调节 (n) 向心泵背压的调节,为什么优化 ?,怎样做:,卧螺机的工艺优化调节, Alfa Laval,Slide 33,工艺参数,卧螺机设计 (设定值),进料量 (Q) 进料含固率 颗粒大小 (絮凝剂的添加) 粘度 (加热),转速 (g-force) 螺旋输送器的差转速 (n) 液池深度 (R- r) 背压,怎么优化卧螺机, Alfa Laval,Slide 34,V,d,c,2,=,-,(,),r,r,h,w,p,r,1,2,18,粘度,分离效果,粘度,工艺参数的影响因素,固形物颗粒大小,分离效果,固形物大小 （含

12、固率多少）,进料量 (Q),分离效果,进料量, Alfa Laval,Slide 35,转速 (G - force),悬浮物回收率, %,转鼓转速 (N),固形物回收率, %,转鼓转速 (N), Alfa Laval,Slide 36,自然液位,正液位,负液位,正负液位和自然液位,正液位,液位半径 r 固相排出口半径 rd,自然液位,液位半径 r 固相排出口半径 rd （132mm),负液位,液位半径 r 固相排出口半径 rd, Alfa Laval,Slide 37,卧螺机分离效果的调节(一),一 相对固定的调节通过堰板 堰板是调节液位的部件。通过更换不同的堰板，可得到许多种不同半径的液位。

13、 根据有无BD板来确定液位的最高点。有BD板的可有较高的液位，但其最高点也是有限度的。 如无BD板，则根据液相最低澄清度和固相干度的要求来确定液位的最低点。一般来说，低的液位能得到较高的固相干度；高的液位能得到较高的液相澄清度。 二 转鼓转速的调节 较高的转速能得到较高的分离因数，得到较好的分离效果。但对某些物料来说，分离因数并非越高越好。, Alfa Laval,Slide 38,卧螺机分离效果的调节(二),当选择了合适的堰板和转鼓转速之后,在运行过程中可通过一些参数的调节来得到最佳的分离效果。这些参数调节原则一般如下： 差速越低，扭矩越高固相越干 差速越高，扭矩越低液相越清 三 随机的微调

14、 絮凝剂投入量大则液相澄清度高。 处理量过大则分离效果差。 悬浮液中含固量过低，不易得到高的固相干度 悬浮液中含固量过高则需降低处理量并提高差速，以平衡扭矩负载。, Alfa Laval,Slide 39,液相混浊,液相较清,固相较干,固相湿,Conveyor Differential (n),太低差速 (n),太高差速 (n),液相混浊 固相干 高扭矩,清洁的液相 较湿的固相 卧螺机的能力没有被充分利用 低螺旋扭矩, Alfa Laval,Slide 40,干固相,轻微混浊的夜相,完美的运行,持续稳定的 扭矩 等于 转鼓内有持续稳定的固形物,扭矩高于设定值 扭矩低于设定值,做什么？,何时,什么导致变化？,增大差速 减少差速,进料含固率改变 进料流量改变,稳定的扭矩等与稳定的性