اصول کار سانتریفیوژ دکانتر
در سیستم کنترل جامدات حفاری میدان نفتی، از سانتریفیوژ دکانتور سیال حفاری برای جداسازی سوسپانسیون حاوی ذرات جامد (با قطر ≥2μm) و گل حفاری استفاده میشود. سانتریفیوژ دکانتور سیال حفاری چگونه کار میکند؟
اصول کار سانتریفیوژ دکانتر
جداسازی فازهای جامد و مایع در گل و لای در یک درام سانتریفیوژ انجام میشود. اصل کار جداسازی سانتریفیوژ استفاده از چرخش پرسرعت درام برای هدایت چرخش پرسرعت گل و لای است، گل به دیواره درام پرتاب میشود تا یک “حلقه مایع” تشکیل دهد. ذرات جامد در “حلقه مایع” تحت نیروی گریز از مرکز چندین برابر بیشتر از گرانش خود قرار میگیرند. ذرات جامد بر مقاومت ویسکوزیته گل غلبه میکنند و به سرعت روی دیواره داخلی درام قرار میگیرند تا یک لایه فاز جامد تشکیل دهند. مایع یک لایه مایع تشکیل میدهد. نسبت نیروی گریز از مرکز به گرانش خود، ضریب جداسازی یک سانتریفیوژ نامیده میشود. سانتریفیوژهایی با ضرایب جداسازی بزرگتر میتوانند ذرات ریزتر را از گل جدا کنند.
سه نوع سانتریفیوژ دکانتر
سه نوع سانتریفیوژ دکانتوری بر اساس اندازه ضریب جداسازی: سانتریفیوژ دکانتوری با سرعت پایین، سانتریفیوژ دکانتوری با سرعت متوسط، سانتریفیوژ دکانتوری با سرعت بالا.
۱. سانتریفیوژ دکانتور با سرعت پایین: همچنین به عنوان سانتریفیوژ بازیابی باریت شناخته میشود. ضریب جداسازی آن ۵۰۰ تا ۷۰۰ میکرومتر است، برای فاز جامد با چگالی کم، نقطه جداسازی آن ۶ تا ۱۰ میکرومتر است، برای فاز جامد با چگالی بالا، نقطه جداسازی ۴ تا ۷ میکرومتر است. این نوع سانتریفیوژ دکانتور برای بازیابی باریت استفاده میشود.
۲. سانتریفیوژ دکانتور سرعت متوسط: ضریب جداسازی آن حدود ۸۰۰ میکرومتر است و میتواند فاز جامد ۵-۷ میکرومتر را از گل حفاری جدا کند. این سانتریفیوژ پرکاربردترین سانتریفیوژ در کنترل جامدات حفاری است.
۳. سانتریفیوژ دکانتور سرعت بالا: ضریب جداسازی آن حدود ۱۲۰۰ تا ۲۱۰۰ میکرومتر است. سانتریفیوژ دکانتور سرعت بالا و سانتریفیوژ دکانتور سرعت پایین میتوانند به عنوان سیستم سانتریفیوژ دکانتور به هم متصل شوند. در این سیستم سانتریفیوژ، سانتریفیوژ سرعت پایین به عنوان مرحله اول میتواند باریت را در مخزن گل جدا و بازیابی کند. مایع از سانتریفیوژ سرعت پایین ابتدا به یک مخزن بافر تخلیه میشود. سپس مایع موجود در مخزن بافر میتواند توسط پمپ گریز از مرکز به سانتریفیوژ دکانتور سرعت بالا منتقل شود. جامدات جدا شده توسط سانتریفیوژهای دکانتور سرعت بالا از مخزن گل خارج شده و مایع به سیستم گردش گل بازگردانده میشود. استفاده از «سیستم سانتریفیوژ» میتواند جامدات مضر را به طور موثر حذف کرده و مقدار زیادی باریت را ذخیره کند.
کاربرد سانتریفیوژ دکانتر
در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی
معادن نفت و گاز و تصحیح محصول استخراجی
بازیافت مواد نفتی از سانتریفیوژها
در صنایع آب و فاضلاب
امروزه با وجود کمبود آب فرآیند جداسازی آب از فاضلاب، پروسه ای بسیار حائز اهمیت به شمار می آید
دکانتورها به دلیل سیکل پیوسته و بدون وقفه ای که دارند و همچنین به دلیل انجام عملیات تصفیه با کیفیت بالا، به عنوان یکی از بهترین ها دستگاه های مورد استفاده در صنعت آب و فاضلاب شناخته می شوند.
در صنعت آب و فاضلاب و تصفیه آب
صرفه جویی در مصرف آّب شیرین
نسبت قیمت به عملکرد مناسب نسبت به روش های دیگر تصفیه
کوچک بودن دستگاه و راحتی عملیات تعمیر و نگهداری در مقایسه با دستگاه های تصفیه کننده مختلف
در صورت عایق بندی درست دستگاه، میزان صدا و ارتعاشات به حداقل می رسد و نیازی به استفاده از محافظ های گوش وجود ندارد.
در صنایع غذایی و خوراکی
دکانتورها یکی از بهترین تصفیه کننده ها جهت انواع عذاها و نوشیدنی ها به حساب می آیند
این دستگاه ها ایده آل برای تصفیه آّب میوه ها یا سبزیجات، پروسه ساخت شراب در کارخانجات خارجی و آماده سازی و استخراج مواد غذایی با بهترین و بالاترین استانداردهای ایمنی و بهداشتی و مطابق با سخت ترین قوانین نظارتی می باشند.
در تولید روغن زیتون
یکی از کاربردهای اصلی سانتریفیوژ در جداسازی فاز جامد از فاز مایع و گرفتن روغن زیتون از طریق نیروی نیروی گریز از مرکز و به صورت مداوم می باشد.
امروزه اکثر کارخانجات تولید روغن زیتون، به دستگاه های سانتریفیوژ دکانتر مجهز می باشند.
مزایای روغن زیتون گیری با سانتریفیوژ دکانتر
مصرف آب بسیار کم و مقدار کم پساب خروجی
کیفیت بالای روغن تصفیه شده و بازده بالای مواد
نیاز به پرسنل کم به دلیل عملکرد مداوم و خودکار
هزینه کم انرژی و فرآیند
عمر طولانی ماشین آلات و نیاز به تعمیر و نگهداری نسبتا کم
در صنایع شیمیایی
سانتریفیوژها یکی از بهترین راه حل ها جهت تصفیه میانی یا نهایی مواد محسوب می شوند، همچنین این دستگاه ها در بازیافت مواد زائد کاربرد گسترده ای دارند. دکانترها در صنایع دارویی، بیوتکنولوژی، پروسه تولید مواد شیمیای و فلزات کاربرد گسترده ای دارند.
کاربردهای دیگر سانتریفیوژ دکانتر
تصفیه مایعات با خلوص بسیار بالا
آبگیری از لجن ها و سوسپانسیون ها
غلیظ نمودن لجن ها
جداسازی مخلوط های سه فازی (دو فاز مایع، یک فاز جامد)
طبقه بندی مواد جامد موجود در سوسپانسیون بر اساس اندازه ذرات (درصد رطوبت)
طبقه بندی کردن جامدات بر اساس چگالی
عملا هر فرایند صنعتی در جهان در برخی از نقاط نیازمند جداسازی مایعات و جامدات مختلف از یکدیگر می باشند.
برای جداسازی جامدات از یک یا دو فاز مایع در یک عملیات مداوم، سانتریفیوژهای دکانتر بسیار ایده آل می باشند. این کار به واسطه نیروی گریز از مرکز انجام می شود.
تکنولوژی سانتریفیوژ دکانتر، با توجه به قابلیتهایی نظیر:
عملکرد متداوم
قابلیت اطمینان بالا
نسبت هزینه به ظرفیت پایین
هزینه نگهداری پایین
همواره اولین انتخاب برای چنین جداسازی هایی می باشد.
کاربردها
تصفیه خانه های فاضلاب شهری در مقیاس کوچکتر.
بازیابی سولفات باریم.
جداسازی با سرعت بالا.
صنایع نشاسته به خصوص برای جداسازی آب موجود در نشاسته سیب زمینی.
جداسازی آب در صنعت اتانول و سوخت های زیستی.
صنایع فولاد
فرآوری مواد معدنی و تصویه پس ماندها.
صنایع مواد غذایی و آشامیدنی که در آن استانداردهای بهداشت خیلی مهم است.
زنجیره تولید روغن زیتون.
جداسازی آب از مواد کریستالی، فیبر و مواد جامد غیر متبلور(آمورف).
صنایع حفاری.
اصول جداسازی در دکانتر
اصول کار دکانتر بر اساس عمل ته نشینی است. فرایندی که منجر به جدایش ذرات جامد معلق با استفاده از خاصیت چگال تر بودن نسبت به فاز مایعی است که در آن معلق هستند.
اگر اختلاف چگالی زیاد باشد این امکان وجود دارد که عمل ته نشینی در یک مدت زمان معقول و کاربردی انجام شود. اما اگر اختلاف چگالی کم باشد و یا ابعاد ذرات بسیار کوچک باشد،
زمان ته نشینی طولانی می شود. در این حالت نیروی جدایش می بایست با نیروی دیگری به نام گریز از مرکز همراه شود.
تعریف کلی:
محفظه ای بسته با محوری مارپیچی وچرخان در مرکز، که جدا کننده فاز ها با چگالی مختلف می باشد که تقریبا در سراسر دنیا به نام سانتریفیوژ دکانتر شناخته می شود، در واقع دستگاهی پر کاربرد با گستره وسیعی از فعالیت های جداسازی جامد/ مایع می باشد.
کاربرد های این دستگاه در جداسازی آب از گل و لای و فاضلاب، آن را یک ابزار ارزشمند در مواجهه با آلودگی های محیط زیستی کرده است. این موضوع دکانتر را به یک تجهیز بسیار شناخته شده و تقدیر شده در بیشتر عرصه های صنعتی کرده است.
سانتریفیوژ دکانتر به زبان ساده:
اگرچه سانتریفیوژ دکانتر جزو ماشین آلات پیچیده است، اما اصولی دارد که در واقع همان مکانیزم انتقال مواد بوسیله “اسکرو” است. به زبان ساده، دکانتر شامل یک محفظه داخلی (bowl) سیلندری شکل است که با سرعت بالا می چرخد. داخل محفظه داخلی (bowl) یک تیغه مارپیچ چرخان (در سرعتی متفاوت) وجود دارد.
سرعت متمایز میان محفظه داخلی (bowl) و تیغه چرخان، حرکت جلو برنده ای را ایجاد می کند که جامدی را که دیواره محفظه داخلی (bowl) جمع شده است را جمع آوری و حرکت می دهد.
دوغابی از مایع و جامدات معلق، به قسمت مرکزی دستگاه (موقعیت های ثابتی در میانه محفظه داخلی (bowl)) تزریق می شود و به واسطه حرکت چرخشی و نیروی گریز از مرکز حاصل شده از این حرکت، به سمت دیواره محفظه داخلی (bowl) شتاب می گیرد و حوضچه هایی در آن قسمت تشکیل می دهد. در ادامه ذرات جامد موجود در دوغاب در این حوضچه ها ته نشین شده و در دیواره محفظه داخلی (bowl) جمع می شوند. سپس مایع عاری از ذرات در طول دیواره حرکت کرده و به سمت یکی از خروجی ها هدایت و در نهایت از محفظه ,و از بالای زائده لبه مانند (که تنظیم کننده سطح آب در دیواره می باشد)خارج می شود. سمت دیگر محفظه داخلی شیبی به سمت داخل و مرکز دارد. بنابراین با ایجاد یک کناره (مانند ساحل دریا-beach) که فاز جامد به سمت آن هدایت می شود، شرایط خروج فاز جامد را فراهم می آورد.
هم زمان با اینکه فاز جامد به سمت کناره هدایت می شود، فاز مایع موجود در فاز جامد در جهت مخالف و به سمت خروجی درین (drain) حرکت می کند.
“اسکرو” معمولا بر روی یک هاب محوری تو خالی سوار شده است که در داخل این هاب دوغاب به سمت منطقه خوراک (feed zone) جریان می یابد. قطر، تعداد و فاصله تیغه های انتقال دهنده (conveyor) و همچنین طول محفظه داخلی، عمق حوضچه، سرعت دیفرانسیل و زاویه شیب کناره مطابق نوع دوغابی که قرار است جداسازی شود انتخاب می شود.
بیشتر دکانتر ها با محور افقی کار می کنند که در این وضعیت بلبرینگ های اصلی در دو طرف محفظه داخلی قرار میگیرند. در مورد دکانترهای عمودی محور محفظه داخلی فقط توسط یک سری بلبرینگ نگهداری می شود. محفظه داخلی در داخل محفظه بیرونی قرار دارد. محفظه بیرونی بخش بندی شده است به طوری که اطمینان حاصل شود مایع و جامد با یکدیگر مجددا ترکیب نشوند. دکانتر با یک موتور برقی و یک گیربکس که سرعت دیفرانسیل را تنظیم میکند تکمیل می شود.
اصول جداسازی در دکانتر:
اصول کار دکانتر بر اساس عمل ته نشینی است. فرایندی که منجر به جدایش ذرات جامد معلق با استفاده از خاصیت چگال تر بودن نسبت به فاز مایعی است که در آن معلق هستند. اگر اختلاف چگالی زیاد باشد این امکان وجود دارد که عمل ته نشینی در یک مدت زمان معقول و کاربردی انجام شود. اما اگر اختلاف چگالی کم باشد و یا ابعاد ذرات بسیار کوچک باشد، زمان ته نشینی طولانی می شود. در این حالت نیروی جدایش می بایست با نیروی دیگری به نام گریز از مرکز همراه شود.
انواع مختلف سیستم ته نشینی فاز جامد به وسیله نیروی گریز از مرکز:
نیروی گریز از مرکز می تواند توسط خاصیت جریان چرخشی دوغاب و یا بوسیله یک سیستم چرخشی مکانیکی ایجاد شود.
انواع مختلفی از سیستم ته نشینی فاز جامد به وسیله نیروی گریز از مرکز وجود دارد که به شرح زیر می باشند:
سانتریفیوژ نوع محفظه تیوبی: عموما برای جداسازی فاز مایع/مایع مورد استفاده قرار می گیرد.
سانتریفیوژ نوع سبد نفوذ ناپذیر: عموما برای جداسازی فاز جامد/مایع مورد استفاده قرار می گیرد.
سانتریفیوژ نوع دیسکی: برای جدا سازی فاز مایع/مایع (مثل خامه از شیر)، اما ارتقاء داده شده برای جداسازی جامدات به صورت پیوسته
دکانتر
مشخصه خاص دکانتر در میان طیفی از سانتریفیوژ ها، توانایی حذف کردن جامدات جدا شده از جریان ورودی به صورت مداوم و بدون وقفه است. این فرایند بدون نیاز به مراقبتی ویژه، بدون توقف برای هفته ها و یا حتی ماه ها قابل انجام است.
مزایای دکانتر سانتریفیوژ نسبت به بلت فیلتر پرس
قابلیت کار با مخلوطهای شامل روغن
صرفه جویی در مصرف آب بدلیل عدم نیاز به شستشو) در مقایسه با سایر روشهای جداسازی (
عدم نیاز به شستشوی شیمیایی
قابلیت ثابت نگاه داشتن جامد خروجی علی رغم تغییر میزان ورودی) با تغییر در گشتاور دستگاه (
گستره وسیعی از ظرفیت (پوشش تمام نیازهای بخش محیط زیست)
نیروی انسانی کمتر جهت نظارت حین کار
حداکثر غلظت کیک خروجی % 25
سیستم کاملا بسته و عدم تولید بو
فضای اشغالی کمتر در ظرفیت یکسان
ابلیت کارکرد به صورت مداوم و 24 ساعته بدون نیاز به شستشو در حین کار
قابلیت پذیرش لجن ورودی با درصد جامد خشک زیر 1 درصد
لجن کش GEA برای صنایع و کارهای آب
سانتریفیوژهای اسکرول دیوار جامد نیز شناخته می شوند، دکانترها به روشی مشابه سانتریفیوژهای لوله ای کار می کنند، اما دارای یک اسکرول افقی هستند که با اختلاف سرعت کم به کاسه می چرخد. در این فرآیند مواد جامد به طور مداوم جدا و تخلیه می شوند. نتیجه عملکرد جداسازی بالا در یک فضای کوچک است.
Decanter لجن GEA یک راه حل کارآمد انرژی برای صنایع و کارهای آب ارائه می دهد. سانتریفیوژ decanter به طور خاص برای تصفیه فاضلاب فرآیند و تمیز کردن فاضلاب و همچنین لجن طراحی شده است.
برای فرآیندهای تولید با هزینه های بهینه و حداکثر در دسترس بودن، کیفیت و کارایی
آبگیری محیطی Decanter Prime
می توان به طور انعطاف پذیر برای فرآیندهای آماده سازی بسیار پیچیده با نیازهای فردی و ظرفیت های زیاد پیکربندی کرد
اجرای فوق العاده
کمترین مصرف برق (مثلاً 0.7 کیلووات ساعت/ متر مکعب در ساعت)
GEA summationdrive® برای اندازه گیری خودکار گشتاور و تنظیم سرعت دیفرانسیل
GEA sludge Decanter pro
GEA کود Decanter pro
پیکربندی استاندارد ماشین برای ادغام plug & play در فرآیندها بدون نیاز به تنظیمات
کارایی بالا، سرمایه گذاری اقتصادی و هزینه های چرخه عمر
مصرف برق کم (به عنوان مثال 0.9 کیلووات ساعت در متر مکعب در ساعت)
موتور ثانویه خطی (بدون تسمه) برای بالاترین راندمان و نگهداری کم
مزایای دکانتر لجن GEA
طراحی حوضچه عمیق برای حداکثر راندمان جداسازی
هندسه تغذیه ملایم برای لخته سازی بهینه و سایش کم
جریان مواد بسته
تمام قطعات در تماس با محصول از فولاد ضد زنگ ساخته شده اند
کمترین فضای مورد نیاز (m3/h در هر متر مربع)
دسترسی خوب به تمام اجزا
کارکرد و نگهداری آسان
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.