離心濃縮／脫水機(jī)選型參數(shù)初論

針對(duì)離心機(jī)機(jī)型選擇的幾個(gè)重要參數(shù)，本文集中介紹了：
　　（1）脫水體積；
　　（2）物料的液相部分在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間；
　　（3）物料的固相部分在離心機(jī)的“沙灘”部分的停留時(shí)間；
　　（4）分離效果與轉(zhuǎn)速差Dn的關(guān)系，這四個(gè)概念和相關(guān)的計(jì)算說(shuō)明。
　　我們認(rèn)為，只有這些參數(shù)選擇的合理，才能確保離心機(jī)的選用是合理、可靠的。

    1　脫水體積

    離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)圓柱部分的脫水體積是指進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓圓柱部分的液體的總?cè)萘浚部梢岳斫鉃殡x心機(jī)實(shí)際工作的體積。脫水體積的大小直接決定了物料在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間（見(jiàn)下述第2部分），進(jìn)而決定了離心機(jī)的處理能力。用戶(hù)在買(mǎi)離心機(jī)時(shí)，既不是買(mǎi)它的轉(zhuǎn)鼓直徑，也不是買(mǎi)它的長(zhǎng)徑比，更不是買(mǎi)它的電功率的大小，實(shí)際上買(mǎi)的是這部分脫水體積。脫水體積的大小才是脫水能力的最重要的參數(shù)。它是轉(zhuǎn)鼓直徑、長(zhǎng)徑比等諸多參數(shù)的最終結(jié)果，是離心機(jī)處理能力的核心參數(shù)。
    現(xiàn)以某離心機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明：
　　
    計(jì)算圓柱部分的脫水體積應(yīng)考慮：轉(zhuǎn)鼓圓柱體部分的長(zhǎng)度L（米），轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑re（米）及非液環(huán)區(qū)半徑ri（米），ri可按re的60%考慮。
　　某離心機(jī) Dmax（最大轉(zhuǎn)鼓直徑）＝470mm
　　rmax（最大轉(zhuǎn)鼓半徑）＝0.235m（re）
　　ri＝60%×0.235＝0.141 m 
　　Lcyl（圓柱部分的長(zhǎng)度）＝1.23m 
　　脫水體積為：
　　（π×re2×Lcyl）－（π×ri2×Lcyl）＝（3.14×0.2352×1.23）－（3.14×0.1412×1.23）＝137 lts


    2　物料的液相部分在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間


    停留時(shí)間即液體從進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓直至排出前所保持的時(shí)間。停留時(shí)間越長(zhǎng)，達(dá)到的固－液分離效果越好，從而絮凝劑的耗量越少。
　　
    物料的液相部分在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間Rt的計(jì)算公式為：
　　　　　　　　Rt(秒）＝3600(秒)×btdw （轉(zhuǎn)鼓總的脫水體積）
　　　　　　　　Q＝進(jìn)料流量（升／小時(shí)）
　　　　　　　　btdw＝轉(zhuǎn)鼓總的脫水體積（升）
　　例：（1）某離心機(jī)X
　　　　處理量要求為Q＝22m3／h
　　　　脫水體積＝146升（裝備的可調(diào)溢流堰壩的直徑為：310mm）
　　　　Rt=（3600×146）/22000=24秒
　　例：（2）某離心機(jī)X
　　　　處理量要求為Q＝22m3／h
　　　　脫水體積＝179升（裝備的可調(diào)溢流堰壩的直徑為：273mm）

　　　　　　　Rt=（3600×179）/22000=29秒　　　　

　　　例：（3）某離心機(jī)Y
　　　　處理量要求為Q＝22m3／h
　　　　脫水體積＝73升（裝備的可調(diào)溢流堰壩的直徑為：273mm）

　　　　　　　Rt=（3600×73）/22000=12秒

    通過(guò)對(duì)比例（1）和例（3），可以看到離心機(jī)X的脫水體積和停留時(shí)間均為離心機(jī)Y的2倍。如果20秒為合理的最少停留時(shí)間，那么離心機(jī)Y明顯小于實(shí)際需求。如果采用離心機(jī)Y，則處理效果將不會(huì)滿(mǎn)足要求，或者絮凝劑用量明顯高于采用合理機(jī)型的情況。
    
    3　物料的固相部分在離心機(jī)的“沙灘”部分的停留時(shí)間Rt

    物料的固相部分在離心機(jī)的“沙灘”部分的停留時(shí)間Rt越長(zhǎng)，越容易獲得越高的泥餅干度。停留時(shí)間決定于“沙灘”部分的長(zhǎng)度，而“沙灘”部分的長(zhǎng)度取決于轉(zhuǎn)鼓圓錐角度，液面高度等離心機(jī)結(jié)構(gòu)因素。
　　下面以某離心機(jī)為例說(shuō)明。
　　Dn＝10
　　螺旋葉片空間＝13 cm
　　10×13＝130:20＝6.5
　　60（sec）:6.5＝9.2 seconds

　　Rt（seconds)=60×"沙灘"部分的長(zhǎng)度（cm）/△n×螺旋葉片空間（cm）
　　流速：22m3／h 


    假設(shè)：Dn＝10，進(jìn)料Q＝22 m3／h，固－液分離的停留時(shí)間為24秒。計(jì)算出停留時(shí)間內(nèi)，污泥在轉(zhuǎn)鼓“沙灘”部分的總長(zhǎng)度＝200 mm
　　
    比如：將Dn＝10變成Dn＝6，最終會(huì)得到更干的泥餅。
    
    4　分離效果與轉(zhuǎn)速差Dn的關(guān)系

　　總的轉(zhuǎn)鼓容量＝146升（裝備了直徑310 mm的可調(diào)溢流堰壩）
　　停留時(shí)間＝1分鐘
　　污泥進(jìn)料點(diǎn)：從液相出口100米處
　　輸入流量：22m3／h
　　AtoB＝轉(zhuǎn)鼓中的液相在排出前經(jīng)過(guò)的距離。它將是：
　　　　　　@ Dn＝0 100:13×3.14×0.47＝11 m
　　　　　　@ Dn＝10 11＋（10×3.14×0.47）＝25 m
　　
    由此可見(jiàn)，隨著Dn的增大，液相在被排出離心機(jī)之前經(jīng)過(guò)的路徑將增加，從而可以獲得更好的液相清度，即分離效率。
    
    由上述第3部分中對(duì)“物料的固相部分在離心機(jī)的“沙灘”部分的停留時(shí)間Rt”的分析中可以知道，Dn的增大會(huì)減少固相部分在離心機(jī)的“沙灘”部分的停留時(shí)間Rt，從而降低泥餅的干度。這是一個(gè)矛盾的兩個(gè)方面，片面強(qiáng)調(diào)其中任何一個(gè)方面都將影響離心機(jī)對(duì)物料的處理效果。