Сепаратор – это аппарат для разделения веществ. Работа сепаратора (от англ. separate – разделять) заключается в разделении материала на фракции (части). При этом материал на выходе не станет абсолютно чистым, а будет иметь содержание изначальных компонентов или определенных фракций. Такой аппарат способен отделить друг от друга материал с разными характеристиками.
Существует несколько видов сепараторов. Разберемся подробнее:
1. Воздушные сепараторы.
Воздушными сепараторами называют устройства и машины, сортирующие мелкоизмельченный материал по крупности и удельному весу с помощью воздушного потока.
Разделение осуществляется в турбулентных двухфазных потоках одновременно по размеру, плотности и форме частиц, составляющих исходную смесь. Твердые частицы материала в воздушном потоке находятся под воздействием сил тяжести и инерции и сил давления и трения, создаваемых воздушным потоком. Частицы материала при свободном падении в неподвижной среде или в вертикальном потоке двигаются ускоренно относительно среды до тех пор, пока сила тяжести уравновесится давлением потока. При равновесии сил, когда скорость осаждения станет постоянной, а при восходящем потоке, двигающемся со скоростью, частицы витают в потоке, оставаясь неподвижными относительно стенок трубы или камеры, в которой двигается поток. Такую скорость называют скоростью витания, а чем меньше размер частицы и ее плотность, тем меньше скорость витания.
Принцип действия воздушных сепараторов основан на различии скоростей осаждения и витания частиц различной крупности, так как силы тяжести и инерции зависят от куба диаметра частицы, а сила давления потока — от квадрата диаметра. Скорость и направление воздушного потока подбирают такими, чтобы крупные частицы осаждались, а более мелкие уносились воздушным потоком или осаждались на некотором расстоянии от крупных.
Особенность конструкций сепарационных камер центробежных и гравитационных воздушных сепараторов такова, что материал, как правило, подвергается однократной классификации. Эффективность разделения значительно возрастает при увеличении кратности этого процесса. Такое оборудование является самым дешевым, неприхотливым и простым в использовании.
2. Водные сепараторы.
Водные сепараторы используются как для полноценного разделения металлов и пластика после дробления, так и для тонкой очистки пластика от металлических включений.
Также на сепараторе возможно разделение меди и алюминия между собой.
Основное отличие от других видов сепараторов, например воздушного, чистота конечного продукта. А также количество отходов – оно минимально, следовательно конечный продукт чище. Для водных сепараторов не нужны большие системы вентиляции, из-за чего снижается потребление электричества. Однако он требует постоянного отопления того помещения, в котором находится.
Возможно использование в качестве основного сепаратора, а также вспомогательного сепаратора в линии по переработке кабеля.
Может так же применяться для отделения других различных частиц например:
- Электронных отходов
- Переработки промышленных радиаторов
- Утилизированных батарей
- Катализаторов или для разделения любых двух частиц с разным удельным весом
Что касается именно разделения водных материалов, то для функционирования сепараторов необходимы два фактора:
- Разделяемые жидкости не должны растворяться друг в друге.
- Одна жидкость должна быть легче другой.
Разделение жидкостей в сепараторе зависит от силы тяжести. Но сепарация невозможна только при действии силы тяжести, если жидкости растворяются друг в друге. Например, смесь из дистиллята и сырой нефти не будет разделяться в сепараторе, поскольку они растворяются друг в друге. Их нужно разделять в процессе перегонки.
Поскольку при разделении жидкостей сепараторы зависят от силы тяжести, скорость, с которой две жидкости могут быть разделены, зависит от разницы в весе жидкостей. Газ обычно имеет вес 5% от веса нефти, поэтому нефть и газ разделяются за секунды. С другой стороны, нефть может весить 75% от веса воды и на их разделение уйдет несколько минут. Разница в весе жидкостей является главным фактором, влияющим на процесс сепарации.
3. Электростатические сепараторы.
Электростатическое разделение — это процесс, в котором для отделения измельченных частиц материала используются электростатические заряды. Промышленный процесс, используемый для отделения больших количеств частиц материала. Чаще всего используется в процессе сортировки меди и пластика. Этот процесс может помочь удалить посторонний материал для очистки вещества.
Электростатической сепарацией разделяют материалы с различной электропроводностью. Барабанэлектростатических сепараторов снабжают отрицательно заряженным электродом от выпрямителя электрического тока. Частицы, обладающие высокой электропроводностью, при движении ленты по поверхности барабана заряжаются отрицательно и, отталкиваясь от ленты, ссыпаются в бункер, поставленный на некотором расстоянии от барабана, а частицы, не обладающие электропроводностью (диэлектрики), ссыпаются в бункер, расположенный ближе к барабану.
Электростатическое обогащение основано на различии электрической проводимости компонентов сырья. Этот способ применяют для разделения электропроводящих частиц от диэлектриков.
Техническим результатом оборудования является устранение вихревого характера электрического поля за счет введения соответствующих параметров рабочих электродов.
Результат достигается тем, что электростатический сепаратор, содержащий верхний и нижний рабочие электроды, загрузочное и разгрузочное устройства и привод (при этом привод соединен с нижним электродом, который имеет форму кольца) отличается тем, что он снабжен очистным устройством, установленным на нижнем электроде, верхний электрод выполнен в виде сектора, заизолированного с боковых сторон и расположенного над нижним электродом с противоположной по отношению к очистному устройству стороны, а разгрузочное устройство выполнено в виде приемных бункеров, расположенных под нижним электродом, при этом один из них установлен со стороны верхнего электрода, а другой - со стороны очистного устройства.
Данное оборудование является самым дорогостоящим, но при этом и самым эффективным. Высокая производительность обеспечивает быстрое разделение фракции на чистую медь и чистый пластик.