Improvement of hydrocyclone separation performance by incorporating a conical filtering wall

Vieira, Luiz Gustavo Martins; Damasceno, João Jorge Ribeiro; Barrozo, M. A. S.

doi:10.1016/j.cep.2010.03.011

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“…In present work the interfacial mass transfer wasn't considered, hence the equation of momentum gets simplified to (4).…”

Section: Equation Of Momentum Conservationmentioning

confidence: 99%

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Non-Isothermal Separation Process of Two-Phase Mixture Water/Ultra-Viscous Heavy Oil by Hydrocyclone

Souza¹,

Farias²,

Swarnakar³

et al. 2011

ACES

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Environmental agencies do not allow effluents, from the petroleum productions, which contain oil concentrations that exceed the amounts permitted by the regulations. In recent time heavy oil operating petroleum industries are generating oil/water mixture by products, which are difficult to separate. Industrially, hydrocyclone is generally used to separate oil from an oil/water mixture. This is due to its high performance of separation, low cost of installation and maintenance. In the present work, therefore, the thermal fluid dynamics of water/ultra-viscous heavy oil separation process in a hydrocyclone has been studied. A steady state mathematical model which simulates the performance of a non-isothermal separation process is presented. The Eulerian-Eulerian approach for the interface of the phases involved (water/ultra-viscous heavy-oil) is used and the two-phase flow is considered as incompressible, viscous and turbulent. For carrying out numerical solutions of the governing equations the CFX11 ® commercial code was used. Results of the behavior of the two-fluid flow inside the hydrocyclone and separation efficiency are presented and analyzed. The role of the average temperature of the fluid, oil droplet diameter and the fluid mixture inlet velocity on the separation efficiency of the hydrocyclone are verified.

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“…In present work the interfacial mass transfer wasn't considered, hence the equation of momentum gets simplified to (4).…”

Section: Equation Of Momentum Conservationmentioning

confidence: 99%

“…A number of studies have been found in literature using cyclones or hydrocyclones in the two-phase separation processes [1][2][3][4]. Hydrocyclones have been used for over a hundred years by chemical process industries.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Non-Isothermal Separation Process of Two-Phase Mixture Water/Ultra-Viscous Heavy Oil by Hydrocyclone

Souza¹,

Farias²,

Swarnakar³

et al. 2011

ACES

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“…Existe uma classe de separadores denominados hidrociclones filtrantes, os quais foram desenvolvidos por pesquisadores da FEQUI/UFU, cuja diferença está na parede porosa da parte cônica (HCoF) em substituição à parede maciça. Tais separadores centrífugos proporcionam um menor consumo energético (número de Euler) nas mesmas condições operacionais de um hidrociclone totalmente maciço (Vieira et al, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Estudo Experimental Do Tipo De Separação De Partículas Em Um Hidrociclone Concentrador

Salvador¹,

Silva²,

Barrozo³

et al. 2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -Hidrociclones são separadores centrífugos que se destinam à separação de partículas sólidas ou líquidas de um fluido em função da densidade e distribuição granulométrica da fase dispersa. O objetivo deste trabalho foi estudar, experimentalmente, a separação no hidrociclone, a fim de se verificar se esta ocorria por diferença de densidade ou de tamanho das partículas. Para tanto, foi escolhido como objeto desse estudo um hidrociclone concentrador. Os ensaios experimentais foram conduzidos com suspensões aquosas de rocha fosfática em um nível de queda de pressão fixo e um picnômetro a gás hélio foi utilizado para determinação da densidade das partículas presentes nas correntes de alimentação, overflow e underflow. Diante dos resultados empíricos e posterior análise estatística, foi possível verificar, com 95% de confiabilidade, que não havia diferença entre as densidades das correntes do hidrociclone, concluindo que o equipamento realizava a separação pelo tamanho das partículas. INTRODUÇÃOOs hidrociclones são equipamentos versáteis, pois podem ser utilizados como separadores, tanto para suspensões diluídas quanto concentradas, sendo a fase dispersa sólida, líquida ou gasosa. Hidrociclones também são usados como clarificadores, concentradores e equipamento de lavagem, podendo ainda funcionar como desgaseificadores e classificadores (Heiskanen, 1993). Outras vantagens na utilização desse equipamento são a sua simplicidade de construção, o baixo custo de instalação e operação, a versatilidade de aplicação e seu pequeno tamanho quando comparado a outros separadores (Svarovsky, 2000).Inicialmente os hidrociclones foram utilizados no beneficiamento de minérios, porém, a alta eficiência de separação e capacidade de processamento, aliadas ao pequeno espaço requerido por esse separador, os tornam ideais para operações onde o espaço físico é crítico. Atualmente este equipamento é empregado em diversos setores indutriais, tais como o petroquímico, alimentício, processamento mineral, extrativista etc (Svarovsky, 2000).Hidrociclones são constituídos por uma seção cônica acoplada por uma seção cilíndrica na sua parte superior, com uma corrente de entrada e duas de saída (a diferentes concentrações). Entretanto, com o intuito de otimizar o desempenho desse separador, modificações vêm sendo realizadas em sua geometria. Existe uma classe de separadores denominados hidrociclones filtrantes, os quais foram desenvolvidos por pesquisadores da FEQUI/UFU, cuja diferença está na parede porosa da parte cônica (HCoF) em substituição à parede maciça. Tais separadores centrífugos proporcionam um menor consumo energético Área temática: Fenômenos de Transporte e Sistemas Particulados 1

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“…Sendo que no novo equipamento existe uma corrente adicional de fluido oriunda da região cônica porosa do separador além das correntes de alimentação, overflow e underflow. Vieira et al (2010) Nos estudos anteriores, foi verificado que os benefícios técnicos e científicos alcançados com o novo hidrociclone são inquestionáveis. Entretanto, acreditando que há possibilidade de melhorar ainda mais esse equipamento separador H11, o objetivo desse trabalho foi estudar uma nova configuração de hidrociclone filtrante, agora com uma parede cilíndrica porosa e avaliar a influência que distintas permeabilidades teriam sobre o desempenho do hidrociclone cilíndrico filtrante.…”

Section: Introductionunclassified

Estudo Do Efeito Da Permeabilidade Na Performance Do Hidrociclone Cilíndrico Filtrante

Salvador¹,

Kyriakidis²,

Gonçalves³

et al. 2015

Anais Do XXXVII Congresso Brasileiro De Sistemas Particulados

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RESUMOOs hidrociclones são equipamentos utilizados em diversos setores industriais e se baseiam no princípio da sedimentação centrífuga. Podem ser empregados em processos de classificação de partículas de acordo com tamanho/densidade, espessamento, deslamagem, retirada de gotas de óleo do líquido de interesse. Propostas para a modificação desse equipamento visando alavancar seu desempenho sempre estiveram presentes na literatura. Dessa maneira, o intuito deste trabalho foi dar continuidade aos estudos realizados pelo grupo de pesquisa da Faculdade de Engenharia Química da Universidade Federal de Uberlândia ao incorporar uma parede cilíndrica permeável, dando origem ao hidrociclone cilíndrico filtrante. Objetivou-se avaliar como a permeabilidade da matriz porosa cilíndrica influenciava o desempenho do hidrociclone HCiF. Os experimentos foram realizados utilizando três permeabilidades distintas para a parede porosa. Os resultados mostraram que menores permeabilidades fornecem equipamentos com maior capacidade de processamento. O consumo energético foi, em média, 24% menor no HCiF de menor permeabilidade se comparado ao de maior permeabilidade. A razão de líquido e a eficiência total de separação sofreram pequenas modificações devido ao uso de diferentes permeabilidades para a parede filtrante.

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Improvement of hydrocyclone separation performance by incorporating a conical filtering wall

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Non-Isothermal Separation Process of Two-Phase Mixture Water/Ultra-Viscous Heavy Oil by Hydrocyclone

Non-Isothermal Separation Process of Two-Phase Mixture Water/Ultra-Viscous Heavy Oil by Hydrocyclone

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