臥螺離心機在泥漿處理工程中的應用

摘要：

介紹建筑泥漿的特性,分析了泥漿處理對離心機的要求,闡述了泥漿離心機的結構特點和選型參數(shù),最后以尾礦廢水處理為例說明泥漿離心機的具體應用。

關鍵字：泥漿 臥螺離心機 點擊進入觀看頻：泥漿脫水離心機使用現(xiàn)場。

1 前言

泥漿水是一種水中含有一定量的微細泥顆粒的懸浮液體.泥漿的特性取決于它的成分，和當?shù)氐牡刭|條件有關，一般有如下特性：外觀：土黃色，均勻有粘性，長時間靜止不分層，比重：1.20～1.46；(其中黃沙比重1.6);含泥量20%～30%，PH值：6～7。這些泥漿來源于建筑打樁、砂場、隧道山洞、礦山尾礦等。

建筑泥漿處理不當會污染環(huán)境、造成大量水土流失、淤塞河道、影響水質、破壞市政設施。

早期處理泥漿的方法有填埋、自然干燥等，這些較原始的方法費用高效率低，遠遠不能滿足日益增長的泥漿處理需要，成了困擾工程正常施工的難題。因此，近年推出在泥漿脫水干化處理的基礎上，進行真空吸濾、壓濾和離心分離的新工藝。

有關人員對上述三種方法進行了對比試驗[1]，發(fā)現(xiàn)：

（1）真空吸濾法效果較差，原因是泥漿沉降在下層，抽真空時，泥層變得較密實，水難于吸出。

（2）壓濾法效果尚可，但考慮如果用于現(xiàn)場需要配置壓濾機，但這種泥漿水含泥量很高，不適于用壓濾機，所以也很難用于施工現(xiàn)場。

（3）離心脫水干化法的處理效果比上述兩種方法好得多，離心機密閉自動連續(xù)運行，不需要絮凝設備，適合于現(xiàn)場施工環(huán)境，可以從根本上取代目前原始落后的處理方式，提高處理效率，降低處理費用，保護城市環(huán)境，做到現(xiàn)場文明施工。

本文從泥漿處理對離心機的要求入手，詳細分析了泥漿離心機的結構特點，并以應用實例進行說明。

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2 泥漿處理對離心機的要求

2．1 單機處理量大

泥漿的產生有3個特點：

①產泥量大：施工機械一旦開機，在短時間內即可產生大量的泥漿；

②存儲困難：現(xiàn)場沒有大容積的泥漿池，直接排放會污染環(huán)境，汽車運輸成本很高，就地處理是最佳方案；

這就要求離心機的單機處理量大，有足夠的“肚量”將泥漿吃進肚子及時“消化”掉。

③容易分離：泥漿的固相和液相比重差較大，容易分離，因此設計泥漿離心機時應取較小的長徑比,而運行時應保持較大的差轉速；

2．2 適應于惡劣現(xiàn)場

泥漿離心機往往安裝在建筑工地現(xiàn)場，惡劣的環(huán)境要求離心機5個不怕：

①不怕風吹日曬：現(xiàn)場環(huán)境溫度變化大，空氣中存在大量的灰塵；

②不怕過載沖擊：泥漿成分的變化，進料流量的波動，要求離心機要有足夠的功率余量，有完善的保護措施；

③不怕泥砂磨損：轉鼓內的固相顆粒（泥砂）象砂輪機一樣在磨損著各個接觸部位，要求這些部位具有足夠高的抵抗磨損的能力；

④不怕電氣干擾：現(xiàn)場大功率設備頻繁起/停，各種電器設備運行時產生的電弧，致使電源電壓大幅度波動，諧波干擾可能使儀器儀表失靈；

⑤不怕錯誤操作：建筑工人文化水平不高，離心機電氣操作件要少，操作要簡單，控制程序設計要容錯；

3 泥漿離心機的設計要點

3．1高耐磨

根據(jù)不同情況，關鍵部位采用硬質合金和轉鼓防磨技術設計：

（1）碳化鎢鎳基合金粉噴焊(含碳化鎢35%)；

（2）碳化鎢焊條堆焊（含碳化鎢60%）；

（3）硬質合金鑲塊、合金瓦、鑲套（含碳化鎢100%）；

（4）陶瓷鑲塊：其抗磨性能和硬質合金鑲塊基本相同；

實際應用證明推力面硬質合金鑲塊可使螺旋輸送器的壽命提高五倍以上（普通碳鋼的硬度為HB<241，碳化鎢合金的硬度為HRa≥90）。

由于碳化鎢合金價格昂貴，表面看來，離心機的初次投資高于普通材質離心機，但從長遠角度看，設備壽命延長，維修費用降低，停機時間減少…，這些實惠帶來的經濟效益遠高于首次投資的差額。

圖1 出渣口的保護措施對比

可更換的硬質合金鑲套呈圓錐形，安裝時從錐形轉鼓的里面往外套。

圖2 陶瓷鑲塊和硬質合金鑲塊的螺旋輸送器

圖3 硬質合金鑲塊使螺旋壽命提高五倍以上

3．2 大差速

3．2．1 臥螺離心機的處理量模型

在“柱塞”流假設的條件下，臥式螺旋卸料沉降離心機的處理量計算式為[2，3]

Q=εV0Σ (1)

式中 Q----處理量，m3/h

V0----重力場中固相粒子的自由沉降速度，m/s

Σ----離心機生產能力指數(shù)，㎡

ε----修正系數(shù)，ε=0.25

重力場中固相粒子的自由沉降速度（Stokes定律）計算式：

(2)

Δρ=ρ2-ρ1 (3)

式中 d----粒子的當量直徑，m

μ----液體的動力粘度，kg/m s

Δρ----固液兩相的比重差，kg/m3

g---- 重力加速度，m/s2

對于如圖4所示柱錐形轉鼓，其生產能力指數(shù)式為：

 

式中 F----離心機的分離因數(shù)

L----沉降區(qū)長度 m

L1----圓柱長短 m

D----離心機轉鼓的公稱直徑 m

λ----液層深度系數(shù),即厚度與轉鼓半徑之比 λ=(r2-r1)/r2

圖4 計算離心機處理量用圖

F= r ω2/g (5)

式中 F----離心機的分離因數(shù)

r----轉鼓內半徑， m

ω----轉鼓回轉角速度，弧度/S

3．2．2 離心機的處理能力

在工程應用中，離心機處理能力是指離心機的干固體負荷和水力負荷。
干固體負荷是指每小時處理的不揮發(fā)固體重量，以 ＫｇＤＳ（干污泥）／ｈ 表示； 水力負荷指進入離心機的污泥流量， 以 ｍ３／ｈ 表示， 它與離心機進泥濃度（ ＭＬＳＳ， ｇ／Ｌ）的乘積即為干固體負荷。

杰能環(huán)保泥漿離心機的單機處理量：（進泥含固量為20%～30%）

表1

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?	單位	LWnj-F-3500	LWnj-A-5000	LWnj-B-6000	LWnj-C-7500	LWnj-D-10000
干固體負荷	Kgds/h	700～1000	1000～2000	3000～4500