技术专题

3月 20 2020

卧螺离心机主要由转鼓、螺旋、差速系统、液位挡板、驱动系统及控制系统等组成。是针对石油钻井液的特点,设计的固液分离专用设备,可在全速运转下完成进料、离心沉降、卸料等各道工序,主要用于回收重晶石,清除细小固体,降低钻井液的固体含量,控制钻井液的密度、粘度,保证钻井液的性能以及对快速钻井均有重要作用。GNLW系列离心机是利用离心沉降原理对钻井悬浮液进行分离,悬浮液由进料管经螺旋推料器中出液孔进入转鼓,在离心力的作用下固相颗粒被推向转鼓内壁,通过螺旋推料器上的叶片推至转鼓小端排渣口排出,液相则通过转鼓大端的溢流孔溢出。如此不断循环,以达到连续分离的目的。沉降型离心机属于卧式螺旋离心机范畴,全称卧式螺旋沉降型离心机。冠能固控生产的卧式沉降型泥浆离心机广泛应用于石油钻井行业。

1:卧螺离心机的脱水原理

卧螺离心机是利用固液两相的密度差,在离心力的作用下,加快固相颗粒的沉降速度来实现固液分离的。具体分离过程为污泥和絮凝剂药液经入口管道被送入转鼓内混合腔,在此进行混合絮凝(若为污泥泵前加药或泵后管道加药,则已提前絮凝反应),由于转子(螺旋和转鼓)的高速旋转和摩擦阻力,污泥在转子内部被加速并形成一个圆柱液环层(液环区),在离心力的作用下,比重较大固体颗粒沉降到转鼓内壁形成泥层(固环层),再利用螺旋和转鼓的相对速度差把固相推向转鼓锥端,推出液面之后(岸区或称干燥区)泥渣得以脱水干燥,推向排渣口排出,上清液从转鼓大端排出,实现固液分离。

decanter-centrifuge

2:影响卧螺离心机使用效果的因素

卧螺离心机的使用效果,其机械部分带来的影响分为可调节因素和不可调节因素,现分别进行说明,首先了解了其作用原理,就能够在使用中对其进行有效的掌控

2.1:不可调节的机械因素有:转鼓直径和有效长度. 转鼓半锥角. 螺距. 螺旋类型.下面分类进行说明:转鼓直径和有效长:,转鼓直径越大,有效长度越长,其有效沉降面积越大,处理能力也越大。转鼓半锥角:沉降在离心机转鼓内侧的沉渣沿转鼓锥端被推向出料口时,由于离心力的作用而受到向下滑移的回流力作用。转鼓半锥角:离心机设计中较为重要的参数。从澄清效果来讲,要求锥角尽可能大一些;而从输渣和脱水效果来讲,要求锥角尽可能小些。螺距:即相邻两螺旋叶片的间距,是一项很重要的结构参数,直接影响输渣的成败。在螺旋直径一定时,螺距越大,螺旋升角越大,物料在螺旋叶片间堵塞的机会就越大。同时大螺距会减小螺旋叶片的圈数,致使转鼓锥端物料分布不均匀而引起机器振动加大。因此对于难分离物料如活性污泥,输渣较困难,螺距应小些。螺旋类型:根据液体和固体在转鼓内相对移动方式的不同分为逆流式和顺流式。逆流式离心机的加料腔在螺旋中部,也就是位于干燥区和沉降区之间的边界附近,以保证液相有足够的沉降距离,但固相仅能停留其通过圆锥部位所需的时间,因此要求有较高的离心力;物料由这里进入转鼓内会引起此区已沉降的固体颗粒因扰动再度浮起,还会产生湍流和附加涡流,使分离效果降低。

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2.2:可调节的机械因素有:转鼓转速,差速度(差数比) ,液环层厚度,工艺因素,下面分类进行说明:转鼓转速:转鼓转速的调节通常通过变频电机或液压马达来实现。转速越大,离心力越大,有助于提高泥饼含固率。但转速过大会使污泥絮凝体被破坏,反而降低脱水效果。同时较高转速对材料的要求高,对机器的磨损增大,动力消耗、振动及水平也会相应增加。差速度(差数比) ,差速度直接影响排渣能力、泥饼干度和滤液质量提高差速度,有利于提高排渣能力,但沉渣脱水时间会缩短,脱水后泥饼含水率大,同时过大差速度会使螺旋对澄清区液池的扰动加大,滤液质量相对差一些(俗称“返混”)。液环层厚度:液环层厚度是设备优化的一个重要参数,直接影响离心机的有效沉降容积和干燥区(岸区)长度,进而影响污泥脱水的处理效果。一般在停机状态下通过手动调节液位挡板的高低来实现,调整时必须确保各个液位挡板的高低一致,否则会导致离心机运行时剧烈振动。液环层厚度增加,会使沉降面积增大,物料在机内停留时间也会相应增加,滤液质量提高,但同时机内的干燥区(岸区)长度缩短,导致泥饼干度降低。相反,调低液环层厚度可获得较高的泥饼含固率,但要以牺牲滤液质量为代价。工艺因素:为改善污泥脱水性能,进行机械脱水前一般应均匀加入适量的有机高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺(PAM),来降低污泥的比阻,使污泥固相和液相分离后更易于脱水,絮凝剂的种类必须和污泥特性相适应及与设备类型和运行工况相适应。很多情况下,在絮凝剂选型烧杯试验中表现较好的药剂,并没有在实际应用中有更好的表现,很重要的原因就是药剂特性虽然在一定程度上满足污泥特性,但是与设备的运行工况并不能完全满足。

影响卧螺离心机脱水效果的因素很多,并且各个因素又互相影响,因此处理效果是以上所述各个因素综合作用的结果,离心机的选型应结合工程项目的实际情况进行,运行参数的调整应从脱水后泥饼最终处置方法所要求最佳泥饼含水率、固体率和经济性等因素综合考虑。