कच्च्या कोकच्या कणांच्या आकार वितरणाचा, पदार्थाच्या थराच्या पारगम्यतेवर आणि फिरत्या भट्टीतील कॅल्सिनेशनच्या एकसमानतेवर होणाऱ्या संख्यात्मक परिणामांचे विश्लेषण, कणांच्या आकाराचे मापदंड आणि प्रक्रिया निर्देशकांमधील सहसंबंधाद्वारे खालीलप्रमाणे केले जाऊ शकते:
१. पदार्थाच्या थराच्या पारगम्यतेवर कण आकार वितरणाचा संख्यात्मक परिणाम
कणांच्या आकारातील एकरूपता (PDI मूल्य)
- व्याख्या: कण आकार वितरण फैलाव निर्देशांक (PDI = D90/D10, जिथे D90 म्हणजे चाळणीचा आकार ज्यामधून 90% कण जातात आणि D10 म्हणजे चाळणीचा आकार ज्यामधून 10% कण जातात).
- परिणामाचा नमुना:
PDI चे कमी मूल्य (जे कणांचा अधिक एकसमान आकार दर्शवते) पदार्थाच्या थराची सच्छिद्रता वाढवते, ज्यामुळे पारगम्यता निर्देशांक (K मूल्य) अंदाजे १५% ते २०% ने वाढतो. - प्रायोगिक डेटा:
जेव्हा PDI 2.0 वरून 1.3 पर्यंत कमी होतो, तेव्हा भट्टीमधील दाब घट 22% ने कमी होते आणि वायू प्रवाहाचा दर 18% ने वाढतो, जे पारगम्यतेमध्ये लक्षणीय सुधारणा दर्शवते. - कार्यप्रणाली:
कणांचा एकसमान आकार मोठ्या कणांमधील पोकळी लहान कणांनी भरण्याची घटना कमी करतो, “कण सेतू” प्रभाव टाळतो आणि त्यामुळे हवेच्या प्रवाहाचा रोध कमी होतो.
सूक्ष्म कणांचे प्रमाण (<०.५ मिमी)
- गंभीर उंबरठा:
जेव्हा सूक्ष्म कणांचे प्रमाण १०% पेक्षा जास्त होते, तेव्हा पारगम्यता झपाट्याने खालावते. - संख्यात्मक संबंध:
बारीक कणांमध्ये प्रत्येक ५% वाढीसाठी, भट्टीमधील दाब घट सुमारे ३०% ने वाढते आणि वायू प्रवाहाचा दर २५% ने कमी होतो. - केस स्टडी:
पेट्रोलियम कोक कॅल्सिनेशन भट्टीमध्ये, जेव्हा बारीक कणांचे प्रमाण 8% वरून 15% पर्यंत वाढते, तेव्हा भट्टीच्या तोंडाशी असलेला ऋण दाब -200 Pa वरून -350 Pa पर्यंत वाढतो, ज्यामुळे भट्टीचे कार्य चालू ठेवण्यासाठी इंड्युस्ड ड्राफ्ट फॅनची शक्ती वाढवणे आवश्यक होते, परिणामी ऊर्जा वापरात 12% वाढ होते.
सरासरी कण आकार (D50)
- इष्टतम श्रेणी:
जेव्हा D50 चे मूल्य ८ ते १५ मिमी च्या दरम्यान असते, तेव्हा सर्वोत्तम पारगम्यता प्राप्त होते. - विचलनाचा परिणाम:
जेव्हा D50 हे 5 मिमी पेक्षा कमी असते, तेव्हा पदार्थाच्या थराची सच्छिद्रता 35% पेक्षा कमी होते आणि पारगम्यता निर्देशांक 40% ने कमी होतो;
जेव्हा D50 20 मिमी पेक्षा जास्त असतो, तेव्हा सच्छिद्रता जास्त असूनही, कणांमधील संपर्क क्षेत्र कमी होते, ज्यामुळे उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता 15% ने कमी होते आणि अप्रत्यक्षपणे कॅल्सीनेशनच्या एकसमानतेवर परिणाम होतो.
II. कॅल्सीनेशनच्या एकसमानतेवर कण आकार वितरणाचा संख्यात्मक परिणाम
तापमान वितरणाचे मानक विचलन (σT)
- व्याख्या:
भट्टीच्या आतील अक्षीय तापमानाच्या चढउताराच्या तीव्रतेचा एक सांख्यिकीय निर्देशक, ज्यामध्ये लहान σT अधिक एकसमान कॅल्सिनेशन दर्शवते. - कणांच्या आकाराचा परिणाम:
जेव्हा कणांचा आकार एकसमान असतो (PDI < 1.5), तेव्हा σT ±15℃ च्या आत नियंत्रित केले जाऊ शकते;
जेव्हा कणांचा आकार असमान असतो (PDI > 2.5), तेव्हा σT ±40℃ पर्यंत विस्तारते, ज्यामुळे स्थानिक अतिज्वलन किंवा अल्पज्वलन होते. - केस स्टडी:
ॲल्युमिनियम कार्बन रोटरी भट्टीमध्ये, PDI 2.8 वरून 1.4 पर्यंत कमी करण्यासाठी कणांच्या आकार वितरणाचे अनुकूलन केल्याने, उत्पादनातील बाष्पशील घटकांचे मानक विचलन 0.8% वरून 0.3% पर्यंत कमी होते, ज्यामुळे कॅल्सिनेशनची एकसमानता लक्षणीयरीत्या सुधारते.
प्रतिक्रिया आघाडीच्या हालचालीचा वेग (Vr)
- व्याख्या:
पदार्थाच्या थरातील कॅल्सीनेशन प्रतिक्रिया इंटरफेसचा प्रणोदन वेग, जो कॅल्सीनेशन कार्यक्षमता दर्शवतो. - कणांच्या आकाराशी असलेला सहसंबंध:
सूक्ष्म कणांच्या (<3 मिमी) प्रमाणात प्रत्येक 10% वाढीसाठी, Vr अंदाजे 25% ने वाढतो, परंतु त्यामुळे अतिशय जलद प्रतिक्रिया आणि स्थानिक अतिउष्णता निर्माण होण्याची शक्यता असते;
जाड कणांच्या (>20 मिमी) प्रमाणात प्रत्येक 10% वाढीसाठी, उष्णता हस्तांतरण प्रतिरोध वाढल्यामुळे Vr मध्ये 15% घट होते. - समतोल बिंदू:
जेव्हा कणांच्या आकाराचे वितरण द्विरूपी असते (उदा., 3-8 मिमी आणि 15-20 मिमी कणांचे मिश्रण), तेव्हा एकसमानता सुनिश्चित करताना Vr इष्टतम श्रेणीमध्ये (0.5-1.0 मिमी/मिनिट) राखला जाऊ शकतो.
उत्पादन पात्रता दर (Q)
- संख्यात्मक संबंध:
कणांच्या आकारातील एकसमानतेमध्ये प्रत्येक 0.5 युनिट वाढीसाठी (म्हणजेच, PDI मूल्यामध्ये घट), उत्पादन पात्रता दर अंदाजे 8% ने वाढतो;
सूक्ष्म कणांच्या प्रमाणात प्रत्येक ५% घट झाल्यामुळे, अपुरे ज्वलन किंवा अतिरिक्त ज्वलनामुळे होणाऱ्या वाया जाण्याचे प्रमाण १२% ने कमी होते. - औद्योगिक डेटा:
टायटॅनियम डायऑक्साइड रोटरी भट्टीमध्ये, कच्च्या मालाच्या कोकच्या कणांचा आकार (D50 = 12 मिमी, PDI = 1.6) नियंत्रित केल्याने, उत्पादनाच्या पांढरेपणाचे मानक विचलन 1.2 वरून 0.5 पर्यंत कमी होते आणि प्रथम-श्रेणी उत्पादनाचा दर 75% वरून 92% पर्यंत वाढतो.
III. सर्वसमावेशक इष्टतमीकरण शिफारसी
कणांच्या आकार नियंत्रणाची उद्दिष्ट्ये:
- D50: ८-१५ मिमी (सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांनुसार समायोजित करण्यायोग्य);
- PDI: <1.5;
- सूक्ष्म कणांचे (<०.५ मिमी) प्रमाण: <८%.
प्रक्रिया समायोजन धोरणे:
- कणांच्या आकाराचे केंद्रीकृत वितरण सुनिश्चित करण्यासाठी बहु-स्तरीय क्रशिंग आणि स्क्रीनिंग प्रक्रियांचा अवलंब करा;
- उडून जाणारे नुकसान कमी करण्यासाठी बारीक कणांवर पूर्व-आकारण प्रक्रिया (उदा., ब्रिकेटिंग) करा;
- भट्टीच्या प्रकारानुसार (लांबी-व्यास गुणोत्तर, फिरण्याचा वेग) कणांच्या आकाराचे वर्गीकरण अनुकूलित करा, उदाहरणार्थ, लांब भट्ट्यांसाठी मुख्य घटक म्हणून जाडसर कण वापरा आणि लहान भट्ट्यांसाठी बारीक कणांची जोड द्या.
देखरेख आणि अभिप्राय:
- भट्टीत प्रवेश करणाऱ्या पदार्थाच्या कणांच्या आकारमानाचे वितरण प्रत्यक्ष पाहण्यासाठी ऑनलाइन कण आकार विश्लेषक स्थापित करा;
- कणांच्या आकाराचे मापदंड आणि कॅल्सिनेशन पद्धती गतिमानपणे समायोजित करण्यासाठी, भट्टीमधील तापमान क्षेत्राच्या कम्प्युटेशनल फ्लुइड डायनॅमिक्स (CFD) मॉडेलिंगसह एकत्रित करा.
पोस्ट करण्याची वेळ: १६ एप्रिल २०२६