Гидроциклон ГЦ – инерционный центробежный фильтр для очистки воды, разделения и удаления механических примесей из жидких сред

Изготовитель пылегазоочистного, водоочистного и водоподготовительного оборудования «ПЗГО» предлагает к подробнейшему рассмотрению устройство, назначение, схему, принцип работы, типы, виды и особенности такого класса центробежных водяных фильтров как гидроциклон (ГЦ).

Вот уже более 30 лет мы – на профессиональном базисе – создаем и локально внедряем промышленное фильтрующее оборудование, которое, к текущему моменту, безупречно отрабатывает на более чем 200 индустриальных участках России, СНГ, Азии и Европы.

Задайте любой вопрос по водоподготовительному оборудованию

Определение и этимология понятия «гидроциклон»

Название данного фильтроагрегата происходит от двух греческих корней hydro (ὕδωρ) – вода и cyclon (κυκλῶν) – вращение.

Таким образом, в самом названии фильтра заложено описание базового принципа работы гидроциклонного фильтра – очистка среды через вращение, завихрение среды внутри цилиндрической или цилиндроконической камеры и инерционное механическое отделение взвешенных частиц и / или сепарация сред с разными плотностями.

^{Напорный однокорпусный гидроциклонный водоочиститель}

Не стоит путать гидроциклоны для очистки воды и классификации механических фракций с мокрыми орошаемыми циклонами, которые также утилизируют в своей работе инерционный центробежный захват поллютантов, но относятся к газоочистному оборудованию.

Базовая конструкция и устройство гидроциклона

Фундаментально, гидроциклонная установка ГЦ дублирует технологические черты и базовые конструктивные элементы, свойственные всем типам циклонных фильтров.

Ключевые элементы и характеристики установки:

• Корпус – конический или цилиндроконический, конусность может варьировать в зависимости от типа, плотности, абразивности и иных свойств обрабатываемой среды. Если не указано иное, угол конуса обычно составляет ≈ 20°;
• Ориентация – как правило, вертикальная, но существуют и горизонтальные прямоточные исполнения, (аналогично сухим прямоточным горизонтальным циклонам);
• Входная и выходная секции с патрубками (штуцерами). В подавляющем большинстве случаев патрубков 2 – входной (для ввода загрязненного потока) и выходной (для отвода очищенной, осветленной жидкости). Впрочем, встречаются исполнения с тремя патрубками, (т.н. трехпродуктовые модели) – для ввода среды, для отвода сгущенной пульпы (т.н. фугата) и отвода очищенной среды соответственно. Выходной патрубок может быть дополнительно оборудован т.н. насадкой – для увеличения абразивной стойкости;
• Устройство для закручивания подводимой в агрегат среды – тангенциально (к центральной оси колонны) расположенный патрубок, улитка, винтовая розетка или иной элемент, обеспечивающий завихрение водопотока.
• Грязесборник – емкость для приема сжиженной пульпы / механического осадка;
• Система автоматизации, мониторинга и управления. Опционально – система автоматической выгрузки уловленного осадка, (например, с помощью электромагнитного клапана);
• Опорная рама, вспомогательные и обслуживающие конструкции.

Принцип работы гидроциклона, анимированная схема функционирования аппарата

Рассмотрим принцип действия центробежного вихревого водоочистителя на примере «традиционного» противоточного двухпродуктового напорного однокорпусного гидроциклона для песка. Принцип работы фундаментально совпадает с таковым у сухого циклонного пылеуловителя – разница лишь в фазе обрабатываемой среды.

^{Анимированная схема циклонной водоочистки}

Очистка раствора происходит по следующим этапам:

• Загрязненная (т.н. исходная) вода нагнетается в аппарат насосом. Подвод среды осуществляется тангенциально (или с помощью специальных винтовых элементов, обеспечивающих первоначальное закручивание воды перед попаданием в рабочую камеру);
• Круглое (цилиндрическое или конусное) сечение агрегата приводит к ускорению ротации среды, в силу чего механические частицы (или более плотные фракции) начинают, под центробежной силой, относиться на внутренние стенки камеры;
• Гидродинамический поток эффективно увлекает взвешенные компоненты пристеночного слоя вниз, где они, через сливной штуцер, отводятся в отстойник (грязесборник) – скорость осаждения песка в гидроциклонных установках напорного типа может превышать скорость естественного гравитационного осаждения в сотни и тысячи раз;
• На высоте около 0.7 D (для вертикальных конусных исполнений) водопоток разворачивается в гидроциклоне на 180 градусов и начинает подниматься вверх – к верхнему патрубку, откуда выбрасывается в емкость для очищенной воды или в магистраль;
• Фильтрация продолжается покуда идет поступление среды в аппарат.

В случае присутствия нерастворимых поллютантов в объеме свыше 10% от массы жидкой фазы целесообразна последовательная установка двух или более аппаратов – КПД / степень фильтрации драматически возрастает.

Типы, виды аббревиатуры и классификация гидроциклонов

Несмотря на кажущуюся простоту конструкции, системы «гидроциклон» представлены широкой номенклатурой разновидностей. Для наглядности, категорируем агрегаты по ключевым технологическим и отраслевым особенностям.

Для подбора максимально рационального исполнения, которое удовлетворит Вашим технологическим потребностям, пожалуйста, не стесняйтесь обратиться за консультацией в «ПЗГО».

Конструкционные материалы, футеровка

Гидроциклоны ГЦ могут быть изготовлены из широкого спектра конструкционных материалов, выбор которых зависит от условий работы, концентрации, природы загрязнителей и других свойств обрабатываемой среды / воды.

^{Агрегат из нержавеющей стали с блоком управления}

Так, тяжелые и тяжелосредние гидроциклоны, работающие в нагруженных режимах с плотными средами, (например, в углеобогатительной отрасли), обычно изготавливаются из нержавеющей износостойкой, антикоррозионной стали, а более «легкие» исполнения, (например, для пищевой промышленности) – из полимерных составов, часто – из легкого, но стойкого полиуретана.

Для усиления противостояния абразии и агрессивным химическим соединениям рабочие камеры гидроциклонов (и другие ответственные элементы) могут быть футерованы (усилены) дополнительным слоем резины (ГЦР), керамики (ГЦК) или полиуретана (ГЦП).

^{Легкие полиуретановые исполнения}

Футеровка может быть как постоянной (наносится дополнительный абразивостойкий слой), так и в виде съемных втулок, например, из износостойкой стали или полимера / полиуретана.

Сливные насадки

Для еще большего укрепления и увеличения долговечности сливной секции гидроциклона – которая испытывает максимальные механические нагрузки при отводе загрязнителей из рабочей камеры, – также нередко используются специальные насадки – пескового и струйного типа.

Насадки представляют собой сменные элементы, (обычно – из износостойкого сплава или стали), устанавливающиеся на оконечную часть конуса циклона.

^{Песковая насадка}

Песковые насадки используются в гидроциклонных фильтрах, работающих в режиме улавливания песков, сепарации тяжелых и / или высокоабразивных механических конгломератов, а струйные насадки – в моделях, предназначенных для менее нагруженных процедур фильтрации – осветления воды, разделения эмульсий и т.д.

Многопоточные фильтры, мультициклоны, гидроциклонные батареи (кластеры)

Как и в случае с сухими мультициклонными сепараторами, гидроциклоны могут объединяться в кластеры, батареи – т.н. мультициклоны (мультигидроциклоны) малого и сверхмалого диаметра.

^{Мультигидроциклонный кластер}

Такой подход показывает высокую рациональность при очистке больших объемов воды или обработки иной жидкости. Широко применяются такие агрегаты в нефтеперерабатывающей промышленности – для кластеризации фракций:

• Значительно увеличивается производительность установки по среде;
• Снижение гидродинамического давления в фильтрующем поле;
• Снижение энергопотребления пульповых насосов.

Назначения и области применения гидроциклонных установок

Гидроциклоны широко применяются во всех отраслях промышленности, где имеется потребность в очистке воды от механических примесей, обесшламливании, в сгущении или фракционном разделении жидкостных фаз:

• Системы промышленной водоочистки и водоподготовки;
• Очистка сточных вод, илоотделение, сеперация флотационных, флокуляционных шламов;
• Нефтедобыча (буровая сфера – очистка бурового раствора, обезвоживание шламов), нефтепереработка (нефтеотделение), нефтехимия;
• Пищевой сектор (процессинг эмульсий, сиропов, суспензий);
• Обогатительные фабрики (сгущение и концентрация пульпы), гидрометаллургическая, угольная, минеральная промышленности;
• Металлургический сектор и другие промышленные сектора (осветление технической оборотной воды).

ООО «ПЗГО» также предлагает к реализации современные, высокоэффективные и производительные декарбонизаторы для обезуглероживания, обезжелезивания и деминерализации (обессоливания), обесщелачивания и дегазации воды.

Преимущества гидроциклонных сепараторов перед другими водоочистными фильтрами схожего назначения

Во многих случаях гидроциклоны демонстрируют неоспоримые преимущества перед другими типами фильтров.

Так, к примеру, в отличие от центрифуг, они не имеют движущихся частей и потому показывают несравнимо большую надежность и практически абсолютную долговечность – при соизмеримом КПД очистки или сепарации примесей.

Помимо прочего, при содержании примесей в объеме более 100 мг. / литр дисковые, картриджные, сетчатые / решетчатые или засыпные (песчаные, кварцевые, угольные и иные) фильтры не показывают достаточной эффективности (либо подразумевают большие временные и материальные затраты) – быстрый засор фильтрующих функторов вынуждает к частой промывке или полной регулярной замене засыпного материала.

^{Засыпные водные фильтры малой производительности}

Немаловажным преимуществом гидроциклонов является и их способность с одинаково хорошей эффективностью обрабатывать смеси с широким диапазоном дисперсностей механопримесей, чем не могут похвастаться ни дисковые, ни сетчатые, ни решетчатые фильтраторы.

Высокая компактность и широкий диапазон габаритов также обеспечивает частое превосходство гидроциклонов перед радиальными отстойниками.

Технические характеристики оборудования от «ПЗГО»

• Степень очистки воды от песков и КПД других процедур ≈ 90%, (с сетчатым фильтром первичной грубой очистки – до 100% КПД);
• Дисперсность улавливаемых частиц – от 50 µ и менее, (эффективность фильтров не падает даже при широко варьирующемся дисперсном составе механических загрязнителей – вплоть до 5000 µ);
• Производительность циклонных водоагрегатов по среде – от 1 до 400 м³ / час при концентрациях примесей вплоть до 300 г. / литр;
• Богатая комплектность базовой поставки, включающая все необходимое вспомогательное оборудование и конструкции для быстрого ввода гидроциклона в эксплуатацию. Опционально – система управления и мониторинга исходной и отводимой сред, система автоматической выгрузки уловленного осадка, сливные насадки, футеровка;
• Надежность, компактность, современность, эстетичный внешний вид и цена прямого производителя, доступная даже малым предприятиям.

Изготовление и внедрение фильтров

По любым вопросам, касающимся изготовления или приобретения компактных, эффективных и неприхотливых гидроциклонов для очистки воды от песка, обесшламливания, сгущения пульпы или осветления сред, пожалуйста, контактируйте с Клиентским Отделом «ПЗГО» удобным способом.

Быстро произведём и поставим водоочистные системы и установки до любой точки России, СНГ, Азии, Европы. Монтаж, шефмонтаж. Обучим штат навыкам эксплуатации оборудования. Полный комплект документации. Гарантия.