Eksperimentalno istraživanje uticaja temperature vazduha i masenog odnosa zeolita i inertnog materijala na efikasnost procesa sušenja u fluidizovanom sloju

Abstract

Fluidizacija je poslednjih decenija postala predmet velikog interesovanja u oblasti procesne industrije i hemijskog inženjerstva. Ovaj rad prikazuje deo rezultata istraživanja kinetike sušenja sitnozrnastog materijala u dvokomponentnom fluidizovanom sloju. Dat je kratak pregled teorijskog i eksperimentalnog istraživanja aerodinamike fluidizovanog sloja i minimalne brzine fluidizacije sa posebnim osvrtom na dvokomponentne fluidizovene slojeve (binarne mešavine), kao i osnove toplotnog i materijalnog bilansa u sloju. Uzajamna spregnutost hidrodinamike i prenosnih mehanizama komplikuje analizu, dizajn i predviđanja procesa kod gasom fluidizovanih slojeva. Bazirajući se na eksperimentalnim istraživanjima u kojima je zeolit korišćen kao fini sitnozrnasti materijal a poletilen kao inertni materijal (druga komponenta), prikazana je analiza uticaja radnih parametara na proces sušenja u dvokomponentnom fluidizovanom sloju. Pre toga, eksperimentalno su određivane minimalne brzine u dvokomponentnom fluidizovanom sloju sa cesticama različitih veličina i gustina. Takođe je ukratko opisana sposobnost odnošenja finih čestica iz sloja. U radu su krivama sušenja prikazani rezultati eksperimentalnog istraživanja uticaja određenih parametara kao što su temperatura agensa sušenja i odnos masenog učešća zeolita i inertnog materijala. Učešće inertnog materijala može znatno povećati intenzitet prenosa toplote i materije u fluidizovanom sloju.

Fluidization has become a subject of wide interest in chemical engineering during the past few decades. This paper presents one part of the results of the kinetics research into the drying of fine grained material in a two-component fluidized bed. A review of theoretical and experimental investigations of aerodynamics of the fluidized bed and minimum fluidization velocity of particles are given, with a special insight into two-component fluidized beds (binary mixture), as well as the basics of heat and material transfer through a fluidized bed. The interaction between complex hydrodynamics and transfer mechanisms complicates the analysis, design and prediction of gas-fluidized-bed processes. Based on experimental investigations, where zeolits was used as a representative of fine grained material, and polyethylene as a representative of the inert material (another component), an analysis of the influence of working parameters on drying in a two-component fluidized bed has been performed. Before that, the minimum velocities for two-component fluidized bed with particles of different sizes and densities were studied experimentally. Also, the ability of elutriation of fine particles from the fluidized bed is described. The present paper deals with the experimental results on the influence of the considered parameters, such as the drying agent temperature and the mass ratio of zeolite and the inert material on the drying curve. The participation of the inert material can considerably increase the intensity of heat and material transfer in the flui dized bed.