菲利普·莱克为您报道EvenFlo™feedwell为了给最终用户提供在絮凝剂用量和粒径方面最经济的增稠剂而设计给料浆的均匀分布。
重力增稠剂浓缩矿物浆中的悬浮固体。这些泥浆通常被引入到罐体的中心，并使其增稠到所需的密度。任何增稠机的关键部件都是进料井，它有以下功能:
- 控制能量和动量耗散
- 饲料de-aeration
- 饲料稀释(如果需要)
- 优化絮凝条件
- 将料流均匀地分配到增稠机中
为了克服细粒不稳定固体进入溢流洗涤机的短路，以均匀和同心的方式引入浓缩机进料是至关重要的。
在过去，通过添加更多的聚合物或提供更大的沉淀池来克服不稳定固体的不均匀分布和相关的短路问题。两者都有重大的成本影响。进入浓缩机的进料分布不均匀也会导致粗固体的不均匀沉积，导致浓缩机地板上出现沙洲。因此，耙臂在这一区域陷入困境，由此产生的扭矩峰值是由增厚机驱动器遇到的。
WesTech开发了一种改进的系统、方法和/或设备，用于均匀分配料浆，以便在聚合物消耗和尺寸方面为最终用户提供最经济的增稠剂。本文介绍了解决这些问题的WesTech EvenFlo馈井设计。
传统的应用程序
如下图1所示，由于进料井设计不良，许多增稠剂存在短路和高絮凝剂消耗的问题。进料井内的旋转气流常被带入浓稠机本体，并在进料入口对面的一侧具有“吹出”的作用。
图1:大型增稠机中分布不良
它还会导致较重的固体过早地沉降在一个集中区域，造成扭矩峰值。不均匀的流动意味着稠化机只有一部分用于重力分离，而稠化机内的湍流类型不利于静态重力沉降。在定向给料流下，絮凝剂的混合效率不高，因为没有确定的混合或剪切区域来均匀地分散絮凝剂。此外，目前的进料井设计不利于饲料转弯，这也会对饲料分配产生不利影响。
典型馈井类型研究
通过使用计算流体动力学(CFD)，可以比较三种最常见的进料井配置。目的是注意分布模式的差异，并确定WesTech EvenFlo进料井是否解决了与短路和絮凝剂混合不足相关的问题。
切向流馈井
这是目前工业中最常用的进料井设计。目的是让进料中的角动量将气流带到进料井的另一侧，然后随着材料在进料井中继续旋转而消散动量。
偏转Feedwell
在一些增稠机中使用了底部搁板，以努力转移饲料浆料的向下动量。
威斯泰克，flo Feedwell
两级设计首先使用内部通道将切向进料能量转换为同心径向流，流入主进料井。在第二阶段，流动通过底部部分从内部通道流出，向外径向流入进料井，用于絮凝剂和固体的最佳混合，独特地利用进料井体积的所有区域。
该方法将最佳混合区域扩展到外部给料井的整个外围，提供了行业中最大的一致混合区域，并创造了一个生产快速沉降絮凝剂的环境。此外，EvenFlo的外部进料井提供了一个非常坚固、有效的自稀释系统，使用端口将清洁水从澄清区返回到进料井。
CFD比较研究
在相同的流量和进料井直径下，对三种不同的进料井配置进行了对比研究。在切向流动和偏转板设计下，固体颗粒的分布与进料井的同心度降低。EvenFlo设计创造了一个大而有效的混合强度(进料速度)区域。
常见的切向流进料井设计有很大的短路倾向，并将固体带出浓缩机顶部。尽管偏转板进料井的结果略好，但旋转动量传递到增稠器本体的问题没有得到解决。角动量没有被有效地抑制。EvenFlo进料井实现了良好的饲料分布到稠化槽。图2显示了EvenFlo进给井如何将进给旋转动量转变为径向流动。箭头表示径向流开始的间隙。它清楚地显示了顶部的旋转流动，然后通过收缩后的径向流动。箭头表示收缩。图3显示了路径线和流动强度。
图2:旋转动量对径向流
图3:EvenFlo能量耗散
在澄清池周边，对出水排放附近的流速分布进行CFD分析，证实EvenFlo流速非常均匀，小于常规进料井平均流速的五分之一。
CFD结果确认
CISRO独立分析了EvenFlo进料井设计，并得出以下结论:
- EvenFlo进给井提供了一种将进给旋转能量转换为近径向流动的新方法
- 馈井设计实现了良好的动量和能量耗散
- 进料井设计在一定流量范围内始终能产生均匀的排放流量
- 固体和絮凝剂在该区域内混合和分散良好
- 絮凝剂的添加策略是非常有效的
- 在给料井设计中，是否有意建立再循环区或絮凝区，但这是非常有效的
他们的模型显示固体从内腔中流出，在此内腔中加入絮凝剂，形成一个短暂的高速区域。然后絮凝体在给料井的主区快速生长，并被均匀排出。
饲料稀释
增稠剂通常需要稀释饲料，以提高沉降率和絮凝剂的消耗。依赖于饲料和上清液之间比重差的稀释系统通常是有限的。WesTech公司的AirLift™稀释系统使用气升泵将澄清水从增稠剂表面均匀地吸入进料井。多点均匀抽吸防止静态沉降区流动干扰，同时确保饲料井内适当的稀释/饲料混合。稀释流量可由操作员精确调节或自动调节进入系统的气流。
结论
目前，WesTech已经安装了许多EvenFlo进料井，或处于不同的生产阶段。WesTech公司的EvenFlo设计由两部分馈井系统组成。内腔将馈能转化为同心径向流。然后主进料井室将进料均匀地分配到浓缩机的沉淀区。WesTech EvenFlo进料井具有以下优点:
- 低聚合物用量
- 增加容量
- 增强溢出清晰度
- 均匀分布
EvenFlo进料井还可以防止以下操作问题与许多增稠机一致:
- 由于短路造成的清晰度问题
- 高絮凝剂用量
- 由于加厚机地板上的沙洲导致扭矩激增