フラクサンドのふるい分け方法

2014 年 8 月 22 日

「フラックサンド」は、岩石層の間に閉じ込められた石油や天然ガスを抽出するために水圧破砕プロセス（別名「フラッキング」）中に石油産業で使用される高純度の珪砂です。 抽出プロセスでは、フラクサンドは化学物質と増粘剤で処理された水と混合され、掘削井戸にポンプで汲み上げられます。 水の圧力により岩が砕けます。 その後、水とフラクサンドが亀裂の奥まで押し込まれ、さらに亀裂が広がります。 圧力が解放されると、水は後退し、フラクサンドが残り、亀裂を「支えて」開きます。 生じた開口部により、石油と天然ガスが岩石から井戸に放出され、そこで抽出されやすくなります。 各地層に存在する石油は異なる流動特性を持っているため、フラクサンドは坑井に合わせて調整する必要があります。 砂の効果を最適化するには、均一なサイズ、組成、形状で砂を供給する必要があります。 また、圧力が低下したときに岩層が閉じるときに、岩層による押しつぶしに耐える圧縮強度も備えていなければなりません。 砂がこれらの要件を満たしていることを確認するために、砂は圧縮強度と形状について評価され、その後洗浄、乾燥され、サイズに合わせてふるい分けされる必要があります。 フラクサンドの最終処理には、API 仕様 56 に準拠した正確なふるい分けが必要です。一般に、フラクサンドの製造に使用されるふるい機には、傾斜振動式ふるい機と回転式ふるい機またはふるい機の 2 種類があります。 ほとんどの傾斜振動スクリーナーは、直線または楕円運動を使用して材料をスクリーン表面に運びます。 回転式ふるい機は、より穏やかなふるい分け動作を使用し、主に水平方向の動きを利用して材料を搬送します。傾斜振動ふるい機まず、傾斜振動ふるい機から始めましょう。 傾斜スクリーナーの使用には利点と欠点の両方があります。 1つ目のメリットは、比較的安価であることです。 もう 1 つの利点は、傾斜スクリーナーが大量の製品を処理できることです。 工業用スクリーニング装置はかなり高価になる可能性がありますが、傾斜スクリーニング装置を使用すると、比較的低コストで大量の材料を処理できます。 ただし、これらの利点とともに、いくつかの欠点も伴います。 最初の欠点は、傾斜したスクリーナーにより、材料がスクリーンに供給されるときに材料の広がりが不十分になることです。 傾斜スクリーンは左右に動きません。 したがって、材料がスクリーン上に滴下されると、材料はスクリーンの長さに沿って直線的に流れる傾向があります。 したがって、これらの機械では、材料を全幅の入口に投入できるように材料を広げる別個の供給装置の使用が必要になることがよくあります。 このフィーダにより、コスト、複雑さが増し、機械の全高に垂直方向の高さが加わります。 スプレッダーがないと、素材が適切に拡散せず、画面表面積の多くが十分に活用されない可能性があります。 さらに、頻繁に使用される領域ではスクリーンの摩耗が非常に早くなり、早期にスクリーンが故障します。 傾斜スクリーナーのもう 1 つの欠点は、分離が不正確になることです。 スクリーンデッキの傾斜により、材料は「実測開口部」と「実効開口部」という 2 つの異なる開口部にさらされます。 「実測開口部」は、スクリーンメッシュの実際の開口部サイズです。 たとえば、30 US 標準ふるいの「実際に測定された目開き」は 600 ミクロンです。 「有効開口部」は、粒子がスクリーンにどのように影響するかに影響を与える重力の効果によって生じます。 したがって、30 US スクリーンを傾斜したスクリーナーに設置すると、スクリーンの角度により、メッシュの有効開口サイズが実際の開口サイズより小さくなります (資料 A を参照)。 したがって、傾斜ふるい機の製造業者は、粒度分布が必要とするよりも大きな開口部を使用して、ふるいの選択を「不正」にしなければなりません。 いくつかの例を挙げると、微粉除去アプリケーションでは、傾斜スクリーナーが 18 市場グレードのメッシュ (980μ) スクリーンを使用して 30 US (600μ) の分離を行うことがあります。 スクリーンを通過する過程で、「良好な」ほぼサイズの製品 (600 ～ 980 μ) の一部が微粉画分に失われます。 製品の損失を防止しようとしてメッシュを細かくすると、十分な微粉除去性能を達成できなくなります。 スキャルピング アプリケーションでは、通常、オープニングで「不正行為」をすることはできません。 600μ の頭皮には 600μ のスクリーン開口部の使用が必要です。 傾斜した振動機械でこのようなスクリーンを使用すると、約 400 μ ～ 600 μ の粒子がスクリーンを駆け下り、オーバーサイズの画分に失われるため、良好な製品の大幅なテールオーバーが発生します。回転式ふるい機傾斜式ふるい機と同様、回転式ふるい機にも利点があります。そしてデメリット。 回転式ふるい機は、一般的な傾斜型ふるい機よりも高価になる傾向があり、同じ基本設置面積では傾斜型ふるい機に比べて処理量が低くなります。 ただし、回転式ふるいはより効率的で、よりきれいで正確なカットを生成します。 さらに、ふるい機の旋回運動により、スクリーン領域をより効果的に使用するために材料がスクリーン上に広がる傾向があります。 回転式ふるい機を選択する際には、考慮する必要がある特性がいくつかあります。 まず、ふるいの動きを考慮する必要があります。 回転式ふるいは水平方向の動きのみを利用することに注意してください。 一部のふるい機は完全に回転円運動をします。 他のものは回転往復運動をします。 回転円運動は、スクリーン領域全体にわたって同じ運動を生成し、スクリーンデッキ全体で同等の効率を生み出します。 この動作が可能なのは、駆動系が機械の重心に位置しているためです。 このタイプの動きは、素材を画面上に均等に広げるのに役立ちます。 この動きは、自動洗浄ボールデッキでより効果的なボールアクションを生み出すのにも役立ちます。 回転往復運動は、円運動と直線運動の組み合わせです。 これは、ドライブが機械の送り側にある場合に発生します。 スクリーンデッキは機械の供給端で円形の経路を移動し、排出端で直線運動します。 円運動により材料を均等に広げることができますが、直線運動はボールデッキ内でのボールの動きにそれほど効果的ではないため、排出端でスクリーンが目詰まりし、効率とスループットが低下します。 考慮しなければならないもう 1 つの特性は、ふるいのストロークと速度です。 一部のふるい機はストロークが短く、動作速度が速いため、微粒子の分離に最適です。 他のふるい機は低速動作でストロークが長く、微粒子を分離するには動作が活発になりすぎます。 このタイプの動作は、粒子の選別などの粗い用途に適しています。 どちらの動作もさまざまな用途で効果的です。 重要なのは、プロセスの中で何が最もうまく機能するかということです。 最後に、回転式ふるい機を選択するときは、スクリーンデッキの長さを考慮する必要があります。 スクリーンデッキの長さはメーカーによって異なりますが、通常は長さ 7 ～ 12 フィートのスクリーン サイズが入手可能です。 短いスクリーンデッキを備えたシフターは設置面積がよりコンパクトですが、スクリーン上の材料の滞留時間も短くなります（図表 B を参照）。 材料の保持時間が長いほど、近いサイズの粒子がスクリーン開口部に良好に露出され、より正確なスクリーニングが可能になります。 さらに、複数のスクリーン デッキ構成で上映する場合は、長いスクリーン デッキの方が有利です (資料 C を参照)。 材料が上部のスクリーンデッキの長さを下って移動するにつれて、より小さな材料が次のスクリーンデッキに落ち、そのスクリーンを下降し始めます。 これは、最小の材料が最下部のスクリーンに到達し、下部のパンに落ちるまで発生し続けます。 スクリーンデッキが短い場合、小さい材料はスクリーン上で十分な滞留時間を持たず、底のパンに落ちることがよくあります。 これにより、スクリーニングが非効率になったり、サイズが小さい製品が大きな材料部分に混入したりする可能性があります。 これを解決する唯一の方法は、供給速度を遅くすることであり、これにより容量が減少します。 デッキの長さが長いほど、スクリーンが長くなり、スクリーン領域が増えるため、これをより簡単に処理できます。 ご覧のとおり、プロセス用のスクリーニング機器を購入する際には、考慮すべき要素や選択すべきオプションが数多くあります。 どのスクリーニング動作がプロセスに最適であるかを判断するときは、効率と正確な切断が要求される場合には、回転動作が直線動作や楕円動作よりもはるかに優れていることに留意してください。 さらに、旋回円運動により、スクリーン領域全体への材料の広がりが促進され、優​​れたスクリーン洗浄が促進されます。 どの回転式ふるい機が最適かを選択するときは、機械のストロークと速度が微粒子の分離に影響し、マルチデッキ用途を扱う場合にはデッキの長さが重要であることに留意してください。 お客様の作業を容易にし、機器メーカーがアプリケーションに適した機器を供給できるよう支援するために、考慮すべき 3 つのルールがあります。 1 つ目は、自分のプロセスを知ることです。 何を達成しようとしていますか? 料金の要件は何ですか? 製品の仕様は何ですか? スクリーニング手術の前後で何が起こるのでしょうか？ 2 つ目は、自社の製品について知ることです。 フリーフローですか？ 水分量とは何ですか？ かさ密度とは何ですか? 可能であれば、供給材料の粒度分布 (PSD) を知ってください。 そして 3 つ目は、臨床検査を要求し、それに参加することです。 テストに加えてプロセスと製品のすべての情報があれば、スクリーニング機器を選択する際に確実に正しい方向に進むことができます。 できる限り早い段階でスクリーニング機器のサプライヤーにプロセスに参加してもらい、これらのルールに従うことで、最終的に設置が成功する可能性が大幅に高まります。 Jeff Dierig は、MI LLC の事業部門である SWECO (ケンタッキー州フローレンス) のグローバル マーケティング マネージャーです。 詳細については、800-807-9326 までお電話いただくか、www.sweco.com をご覧ください。

関連記事、ニュース、装置レビューについては、スクリーニングおよび分離装置ゾーンをご覧ください。

テキスト形式の詳細

粉末およびバルク固体業界のマスター ディレクトリをチェックしてください。