Düşük Kaliteli Isı Kullanılarak Pilot Ölçekli Toroidal Akışkan Yataklı Kurutucuda Çeşitli Kökenli Linyitlerin Kurutulması
AÖzet
Farklı menşe yerlerinden, yani Polonya, Yunanistan, Romanya ve Avustralya'dan gelen linyitleri için toroidal yataklı bir kurutucu kullanılarak deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Sabit kurutma koşulları altında zamanla nem içeriğindeki kayıp da dahil olmak üzere sıcaklığın kurutma verimliliği üzerindeki etkisi araştırmanın konusu olmuştur. Ana amaç, bir kazan baca gazları gibi kaynaklardan gelen düşük kaliteli ısıyı kullanabilen ve böyle bir sistem için optimum parametreleri belirleyebilen bir kurutma sistemi için bir temel olarak toroidal bir yatağın kullanılma olasılığını doğrulamaktı. Yürütülen çalışma, toroidal bir yatakta linyit kurutmak için düşük sıcaklıklı ısı kaynaklarının kullanımının uygulanabilirliğini kesin olarak kanıtlamıştır. Toroidal yatak kullanılarak, test edilen linyitlerin çoğu için %20'lik bir nem içeriği, makul derecede kısa kalma süreleri (yaklaşık 30 dakika) ve 60 °C kadar düşük bir hava sıcaklığı ile elde edilebilmiştir. Dahası, parçacık boyutu dağılımındaki değişiklik, ıslak, ince parçacıkların sürüklenmesi nedeniyle nihai nem içeriğini bir dereceye kadar etkilemiştir. Çalışmada ayrıca parçacıkların yatak içinde aşınmasının, ince parçacıkların oluşumundan kısmen sorumlu olduğu belirlendi.
Anahtar kelimeler:
kurutma;linyit;toroidal yatak;aşınma;enerji verimliliği
1. Giriş
1.1. Linyitin kurutulması
Linyit, çoğunlukla güç üretimi için kullanılan katı bir fosil yakıttır. Kurulu yenilenebilir enerji kaynağı gücündeki son artışlara rağmen, linyit kullanımı tüm dünyada hala önemlidir. 2015 yılında dünya çapında linyit madenciliği yaklaşık 811 milyon tona ulaştı [1], AB genelinde çıkarılan 399 milyon ton dahil [2]; Avustralya, Bulgaristan, Çek Cumhuriyeti, Almanya, Yunanistan, Polonya, Romanya, Sırbistan ve diğerleri gibi birçok ülkede linyitten kaynaklanan güç üretiminin payı %20'yi aşmaktadır [2]. Linyit düşük dereceli katı bir yakıttır [3], yüksek nem içeriği ile karakterize edilir. Linyitin nem içeriğinin kullanımından önce azaltılması, kalorifik değerini artırabilir, uzun mesafeli nakliye maliyetini düşürebilir ve kullanımından kaynaklanan sera gazı emisyonlarını azaltabilir. Kurutma, toprak iyileştiricileri gibi linyitten yüksek katma değerli ürünler üretmeyi amaçlayan teknolojiler için de tipik bir ön koşuldur [4]. Bu nedenle, linyit kullanımını rasyonelleştirmeyi ve aynı zamanda aksi takdirde israf olacak olan düşük kaliteli ısıyı değerlendirmeyi amaçlayan bir araştırmanın haklı olduğu görülmektedir.
Son zamanlarda linyit kurutmanın temel yönleri üzerinde çok sayıda çalışma yapılmıştır. Park ve diğerleri, kurutma süresi, sıcaklık ve kurutma maddesinin hızının Endonezya linyitinin kurutma verimliliği üzerindeki etkisini araştırmış ve kalma süresine ve kurutma koşullarına bağlı olarak nem içeriğinin tahmin edilmesine olanak tanıyan bir matematiksel model geliştirmiştir [5]. Si ve diğerleri, Shengli topak linyitinin 3 aşamalı mikrodalga destekli akışkan yataklı kurutulmasını araştırdılar ve kurutulmuş linyitin gözenekliliğinin mikrodalgaların artan gücüyle azaldığını belirlediler [6]. Song ve diğerleri, Doğu İç Moğolistan'dan gelen linyitin genel nem içeriğinin daha yüksek mikrodalga gücü altında daha hızlı azaldığını belirlediler [7]. Pusat ve Herdem, sabit yataklı bir kurutucuda Türk Konya-Ilgin linyitinin kurutma özelliklerini belirledi [8]. Çalışma, gerekli kurutma süresinin yatak yüksekliğinin artmasıyla arttığını ve sıcaklığın kurutma oranı üzerindeki etkisinin yatak yüksekliğinin artmasıyla arttığını belirlemiştir [8]. Yang ve diğerleri, sabit bir yatakta kurutulduktan sonra linyitin nemi tekrar emmesini deneysel olarak test ettiler ve mezo gözeneklerin yüksek hacim oranı nedeniyle 100 °C'de kurutulan linyit için en yüksek tekrar emilen nem verimini belirlediler [9]. Feng ve diğerleri, Mekanik Termal İfadenin linyitin yapısı üzerindeki etkisini araştırdılar ve ham linyit ile 120 °C ile 150 °C arasındaki kurutma sıcaklıklarında ve sırasıyla 10 MPa ve 30 MPa basınç altında kurutulan linyit arasındaki gözenek hacmindeki değişimleri belirlediler [10]. Wen ve diğerleri, ham ve yeniden nemlendirilmiş linyitin kuruma kinetiğini araştırdı ve birincisinin kuruma hızının ikincisine kıyasla daha yavaş olduğunu belirledi [11]. Ayrıca, çalışma nemlendirilmiş linyit için etkili difüzyon katsayısının ham linyit için karşılık gelen değerden daha yüksek olduğunu buldu [11].
Pawlak-Kruczek ve diğerleri, düşük sıcaklıkta bir kurutma maddesi (hava, maks. 50 °C) kullanılarak akışkanlaştırılmış bir yatakta linyit kurutmanın hem deneysel incelemesini hem de sayısal simülasyonunu içeren bir çalışma yürütmüştür [12]. Çalışma, düşük sıcaklıkta bir ısı kaynağının kullanım konseptinin genel uygulanabilirliğini kanıtlamıştır. Dahası, çalışma, kurutma sırasında büzülmesiyle birlikte linyitin yapısal özellikleri gibi faktörlerin önemini ortaya koymuştur [12]. Agraniotis ve diğerleri, CFD simülasyonlarını 1 MWth toz yakıt yakma tesisinden elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırdı [13]. Sonuçlar simülasyon ile deneysel sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğunu gösterdi. Fırının ekseni boyunca ölçülen sıcaklıklar, özellikle fırının alt kısmında, buharların ve taşıyıcı gazın fırına yeniden dolaştırılmadığı kuru linyit ateşlemesi durumunda en yüksekti [13]. Bu, Tahmasebi ve diğerleri tarafından yürütülen ve Çin ve Endonezya linyit parçacıklarının nem içeriği ile tutuşması arasındaki ilişkiyi inceleyen başka bir çalışmanın sonuçlarıyla büyük ölçüde örtüşüyor gibi görünüyor [14]. Bu çalışma, test edilen linyitin nem içeriğindeki artışın tutuşmalarını önemli ölçüde geciktirdiğini belirlemiştir [14]. Drosatos ve diğerleri tarafından gerçekleştirilen sayısal simülasyonlar, önceden kurutulmuş linyitin kullanımının kazanın esnekliğini artırabileceğini ve nominal yükün %35'ine eşit son derece düşük yük altında çalışmasına olanak sağlayabileceğini göstermiştir [15]. Komatsu ve diğerleri, 110 °C'den 170 °C'ye kadar aşırı ısıtılmış buhar kullanarak, linyitin kaba parçacıklarının kurutulmasını içeren deneyler yürüttüler [16]. Çalışma, sabit kurutma hızı periyodu sırasında kurutma hızı değerinin yalnızca linyitin sıcaklığına ve parçacık boyutuna bağlı olduğu, buna karşın azalan kurutma hızı periyodu sırasında kurumuş parçacığın yüzeyinde oluşmaya başlayan çatlaklar nedeniyle ilişkinin çok daha karmaşık olduğu sonucuna varmıştır [16]. Pusat ve diğerleri, 70 °C ile 130 °C arasındaki sıcaklıklarda ve 0,4 ile 1,1 m/s arasındaki hızlarda kurutma havası kullanarak sabit bir yatakta Türk linyitinin kurutulmasını araştırdılar [17]. Linyitin parçacık boyutu 20 ila 50 mm arasında değişti ve bu tür kaba parçacıklar için gerçekleştirilen deneyler sırasında sabit bir kuruma hızı periyodu gözlenmedi [17]. Sciazko ve diğerleri, aşırı ısıtılmış buhar kurutmada Turoszów linyitinin kurutma özellikleri üzerinde petrografik özelliklerin etkisine ilişkin deneysel araştırmalar gerçekleştirdiler [18]. Araştırma, 110 °C ile 170 °C arasındaki sıcaklıklarda 5 mm ve 10 mm küresel parçacıklar kullanılarak gerçekleştirildi [18] ve kurutma süresinin, kurutma hızının, sıcaklık gradyanlarının, çatlama ve büzülme davranışının test edilen linyitin litotipine bağlı olduğu sonucuna varmıştır [18].
Stokie ve arkadaşları tarafından gerçekleştirilen kapsamlı bir çalışmanın konusu, Avustralya linyitinin sabit yatak ve akışkan yatakta 130 °C sıcaklıkta kurutulması sırasında meydana gelen kırılma ve aşınmaydı.19]. Çalışma, kırılmanın ana nedeninin, dökme su ile dondurulamayan su arasındaki geçiş olduğu sonucuna vardı [19]. Küçük sabit yatak ile küçük akışkan yatak (10 g'lık numune) arasındaki parçacık boyutundaki değişiklikler, d50 çapı ile gösterildiği gibi önemsizdi. Bununla birlikte, büyük akışkan yatak (numune boyutu 3 kg) için parçacık boyutundaki değişiklikte önemli bir fark kaydedildi ve bu, yatağın ölçeğinin etkisinin büyük etkisini gösteriyordu.
1.2. Toroidal Yataklı Reaktör
Toroidal akışkan yataklı reaktör, reaktörün alt kısmında bulunan açılı kanatlardan oluşan bir gaz dağıtım sistemine sahip özel bir akışkan yataklı reaktör türüdür [20]. Bu düzenleme, yatak performansının yoğunlaştırılmasına olanak tanır [21,22], yani ısı ve kütle transferinin yoğunlaşması [20,21] ve ayrıca geliştirilmiş karıştırma [21,23,24]. Bu, girdap akış deseninden kaynaklanır ve tüm girdap reaktörleri için karakteristiktir [24,25,26,27]. Reaktörün performansı açısından, daha az kalma süresiyle daha fazla verim (artırılmış üretkenlik) sağlamaktadır [28]. Şimdiye kadar bu tür yataklar üzerinde yayınlanan çalışmaların çoğu, çeşitli tipte termal işlemleri içermektedir [29,30], kalsinasyon işlemi [31] veya karbon yakalama için sorpsiyonun yoğunlaştırılması [32]. Toroidal akış desenlerine sahip bu tür akışkan yataklarda kurutma hakkında çok az bilgi bulunmaktadır [33]. Bu çalışmanın amacı bu bilgi açığını kapatmaktır.
1.3. Yapılan Çalışmanın Amaçları, Kapsamı ve Yenilik Yönleri
Gösterildiği gibiBölüm 1.1, linyit kurutma, birçok parametreye (sıcaklık, kalma süresi, kurutma maddesi, kurutma yöntemi ve linyitin özellikleri) bağlı olan karmaşık bir işlemdir. Yüksek türbülanslı toroidal yataklarda kurutma için kurutma kinetiği ve enerji tüketimi konusunda bir bilgi boşluğu vardır. Dahası, düşük kaliteli atık ısı kullanan bu tür kurutucuların linyit santrallerine entegre edilmesini amaçlayan herhangi bir çalışma için ön koşuldur. Bu, yeni çözümlerin kullanımının potansiyel tasarruflarını, daha yüksek sıcaklıklarda kurutma maddeleri kullanılarak mevcut linyit kurutma çözümleri için halihazırda gösterilmiş olan enerji tasarruflarıyla karşılaştırmayı sağlayacaktır [34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46].
Bu çalışma, havayı kurutma maddesi olarak kullanarak toroidal bir yatakta çeşitli kökenli linyitlerin kurutulması üzerine araştırma yaparak bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır. Böyle bir yapılandırmanın kütle ve ısı transferinin yoğunlaşmasına neden olacağı ve daha sonra kurutma maddesinin nispeten düşük bir sıcaklıkta kullanılmasını sağlayacağı bekleniyordu. Polonya, Yunanistan, Romanya ve Avustralya gibi farklı kökenli ülkelerden gelen linyitlerde toroidal yataklı bir kurutucu kullanılarak deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Sabit kurutma koşullarında zamanla nem içeriğinin kaybı da dahil olmak üzere sıcaklığın kurutma verimliliği üzerindeki etkisi araştırmanın konusu olmuştur. Farklı ortalama sıcaklıklarda kurutma sırasında kurutma kinetiği ve enerji tüketimi belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Çalışma, kurutma hızı ve enerji tüketimini hesaba katarak, kurutma işlemi parametrelerinin, yani sıcaklık ve kalış süresinin optimumunu belirlemeyi amaçlamıştır. Bununla birlikte, kurutma maddesinin bağıl nemi ve hammaddenin doğal özellikleri gibi diğer faktörler de kurutma işlemi üzerinde derin bir etkiye sahipti. Çalışmada kullanılan metodoloji genel olarak kurutma işlemleri için evrensel olarak uygulanabilir. Bu bağlamda, gerçekleştirilen deneyler dizisi, test yönteminin geniş uygulanabilirliğini kanıtlayan bir vaka çalışması olarak değerlendirilebilir.
Gerçekleştirilen çalışmanın temel amacı, bir kazan baca gazları gibi kaynaklardan gelen düşük kaliteli ısıyı kullanabilen bir kurutma sisteminin temeli olarak toroidal bir yatak kullanma olasılığını doğrulamaktı. Bu tür bir akışkan yataklı kurutucu, linyiti kurutmak için hiç kullanılmamıştır ve bu, düşük kaliteli ısının potansiyel kullanımıyla birlikte, gerçekleştirilen çalışmanın yeniliğini vurgulamaktadır. Dahası, gerçekleştirilen çalışma, en etkili kurutucu parametrelerini, yani linyit parçacıklarının yüzeyinde ve gözeneklerinde bulunan 1 kg H2O'yu gidermek için minimum enerji tüketimini elde etmeyi sağlayan parametreleri bulmayı amaçlamıştır.
2. Malzemeler ve Yöntemler
2.1. Test Edilen Linyitlerin Özellikleri
Polonya linyit örnekleri Sieniawa açık ocak madeninden elde edildi. Sieniawa'dan elde edilen linyit, ağırlıklı olarak ksilodetritik ve detroksilitik litotiplerden oluşmaktadır [47]. Yunan linyiti, Public Power Corporation tarafından işletilen Agios Dimitrios elektrik santraline yakıt sağlayan South Field madeninden elde edildi. Rumen linyitinin bir örneği, Oltenia Energy Complex'in Rovinari elektrik santraline yakıt sağlayan Peșteana madeninden alındı. Avustralya linyiti, Energy Australia'nın Yallourn elektrik santralini besleyen Latrobe Vadisi'ndeki Yallourn madeninden elde edildi. Tüm linyitler, gerçekleştirilen testlerden önce nominal üst boyutu 8 mm olacak şekilde önceden ezilmişti.
Bu çalışmada kullanılan linyitlerin temel karakterizasyonu, katı yakıtları karakterize etmenin tipik bir yolu olan yakın ve nihai analiz yoluyla gerçekleştirildi. Linyitlerin yakın analizi (Tablo 1) Perkin Elmer Diamond TGA (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, ABD) kullanılarak gerçekleştirildi. Bu testler sırasında aşağıdaki program uygulandı:
Tablo 1.Test edilen linyitlerin yaklaşık ve elementel analizleri.
(1) İlk aşama
∘
105 °C'ye kadar ısıtma; 10 °C/dakika artış
∘
10 dakika tutun
(2 a) Kül içeriğini elde etmek için hava kullanıldı:
∘
815 °C'ye kadar ısıtma; 50 °C/dakika rampa
∘
15 dakika tutun
(2 b) Uçucu madde içeriğini elde etmek için argon kullanıldı:
∘
850 °C'ye kadar ısıtma; 50 °C/dakika rampa
∘
15 dakika tutun
Yüksek ısıtma değeri, ISO 1928 normuna uygun olarak bir IKA C2000 temel bomba kalorimetresi (KA®-Werke GmbH & Co. KG, Janke & Kunkel-Str. 10, 79219 Staufen, Almanya) kullanılarak belirlendi. İzoperibolik yöntem kullanıldı. Düşük Isıtma Değeri, nem ve hidrojen içeriği kullanılarak hesaplandı. Nihai analiz (Tablo 1) Polonya standardı PKN-ISO/TS 12902:2007'ye göre bir Perkin Elmer 2400 analizörü (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, ABD) kullanılarak gerçekleştirildi. Parçacık boyutu dağılımı, ISO 3310-1'e uygun bir dizi kalibre edilmiş elek kullanılarak belirlendi.
2.2. Test Donanımı—Toroidal Akışkan Yataklı Kurutucu
Bu çalışmada açıklanan deneyler dizisi sırasında, kurutmayı gerçekleştirmek için toroidal akışkan yataklı bir teçhizat kullanıldı. Kurulumun bir diyagramıŞekil 1. Test düzeneği parti modunda çalıştı. Yaklaşık 2,5 kg'lık bir linyit partisi, bir besleme hunisinden (E4) elle beslendi.Şekil 1) her test sırasında. Kurutma havasının sıcaklığı, her biri 3 kW nominal güce sahip sıcaklık kontrol sistemine sahip iki ısıtıcı kullanılarak korundu (E20 ve E17Şekil 1). Kurutma havası bir üfleyici (E3) tarafından sağlandıŞekil 1) her bir test için aynı hızları elde etmek amacıyla yaklaşık 130 m3/saatlik sıcak hava akış hızıyla kontrol edildi. Akış hızı, vanalar (E7) kullanılarak kontrol edildiŞekil 1).
Şekil 1.Torblu tesisat—diyagram.
Şekilde gösterilen toroidal yataklı kurutucuŞekil 1, üst kısmı ters kesik koni ile kapatılmış dikey silindirik bir kolondur, burada hava ile kurutulmuş malzeme arasındaki ısı alışverişi doğrudan gerçekleşir. Akışkanlaştırma odasının altına, kurutma odasının içinde bir girdap oluşturmak için girdap kanatları yerleştirilmiştir.
Gerçekleştirilen deneyler sırasında aşağıdaki parametreler ölçüldü: sıcaklık, bağıl nem, hava akış hızı ve her bir cihaz tarafından tüketilen elektrik. Sıcaklık ve nem sensörleri kurutucuya sıcak hava girişine yerleştirildi (T4 ve Rh1Şekil 1) ve tesisatın çıkışında (T2 ve Rh2Şekil 1). Sıcaklıklar, EN 60751'de tanımlanan sınıf A gereksinimlerine uygun özelliklere sahip standart Pt1000 sensörleri kullanılarak ölçüldü. Belirli bir sıcaklık ve basınç için havadaki su buharı hacminin maksimum su buharı hacmine bölünmesiyle elde edilen bağıl nem (RH), 0 ila %100 RH çalışma aralığına sahip, -40 ila 80 °C arasındaki sıcaklık aralığına sahip, tepki süresi < 15 sn olan ve doğruluğu %2,4'e ulaşan (95% güven aralığı için) HC1000-400 sensörleri ve EE31 vericileri kullanılarak ölçüldü. Kurutma havasının akış hızı, okumanın ±%2'si doğruluğunda bir FCI ST-50 kütle akış ölçeri ile ölçüldü. Üfleyicinin elektrik yükü, ölçüm aralığının (1,65 kW) ±%1'i doğruluğunda, Lumel tarafından üretilen bir ND20 şebeke sayacı kullanan bir Wattmetre ile ölçüldü. Tüm değerler 1 sn’lik örnekleme aralığıyla kaydedildi.
2.3. Kurutmanın Sıfır Boyutlu Hesaplama Modeli—Kurutucunun Isı Dengesi
Bu çalışmada kullanılan kurutucunun sıfır boyutlu modelinin diyagramı aşağıda gösterilmiştir.Şekil 2. Model, ek bir harici kurutma maddesi ısıtıcısına sahip tek aşamalı bir kurutucuyu tanımlar. Model birkaç alt bileşenden oluşur. Tüm deney boyunca kurutucunun tükettiği enerjinin hesaplanması ve kurutucunun çıkışındaki havanın bağıl nemine dayanarak çıkarılan suyun kütlesinin hesaplanması için kullanılmıştır. Enerjinin korunumu yasasına göre, kurutucuya giren entalpi toplamı, kurutucudan çıkan entalpi toplamına eşit olmalıdır. Kurutucunun ilgili modelinin denklemi şudur:
��1+��2=��3+��4+��5�1+�2=�3+�4+�5
(1)
Neresi:
Şekil 2.Ek harici kurutma maddesi ısıtıcısına sahip tek kademeli bir kurutucunun şeması.
��1�1 ısı değiştiricinin çıkışındaki kurutma havasının entalpisidir;
��2�2, kurutucuya giren ıslak linyitin entalpisidir ve malzemedeki suyun entalpisi ve kuru maddenin entalpisi olarak ayrılabilir;
��3�3 kurutucudan çıkan nemli havanın entalpisidir;
��4�4, kurutucudan çıkan kurutulmuş linyitin entalpisidir;
��5�5 kurutucunun kasası tarafından ortama verilen entalpi kaybını temsil eder.
EN ISO 13788:2001 standardına göre doymuş buhar basıncı hesaplanmıştır:
��������=610·��17,269·��237,5+�� ������ ��≥0 °������=610·�17,269·�237,5 +� ��� �≥0 °�
(2)
Neresi:
Pdoygunluk—doymuş buhar basıncı, Pa;
T—sıcaklık, °C.
Ölçülen bağıl nem dikkate alınarak havadaki mutlak nem oranı:
��=0,622��·��������100·��−��·���������=0,622�·����100·�−�·����
(3)
Neresi:
X—havadaki mutlak nem içeriği, kg·m−3 (kuru hava);
φ—havanın bağıl nemi, %;
P—nemli (ortam) hava basıncı, Pa;
Pdoygunluk—doymuş buhar basıncı, Pa.
Linyitteki nem oranının azalmasına karşılık havadaki nem oranının artması:
Δ��=0,622(��2·��������2100·��−��2·��������2−��0·��������0100 ·��−�� 0·��������0)Δ�=0,622(�2·����2100·�−�2·����2−�0·����0100·�−�0 ·����0)
(4)
Neresi:
ΔX—kurutma maddesinin (havanın) mutlak neminin artışı, kg·m−3;
Linyitten belirli bir zaman aralığında uzaklaştırılan su miktarı, kurutucunun giriş ve çıkışındaki havada bulunan su miktarı farkına karşılık gelir. Linyit tarafından kaybedilen suyun anlık değeri (iki an arasında)T1 veT2) aşağıdaki formülden belirlenir:
����������=Δ����������·��������·��������(��2−��1)� ����=Δ�����·����·����(�2−�1)
(5)
Neresi:
Mbuharlaşmak—kömürdeki su kaybı, kg;
ΔX—kurutma maddesinin (havanın) mutlak neminin artışı, kg·m−3;
������������—ıslak havanın yoğunluğu, kg·m−3;
������������—kuru havanın yoğunluğu, kg·m−3;
Vıslak—kurutucunun girişindeki hava akışı, m3·h−1.
2.4. Test Yöntemi ve Programı
Sunulan stantta kurutma testleri gerçekleştirildi.Şekil 135 °C, 50 °C, 60 °C, 70 °C ve 80 °C sıcaklıklarında 130 m3·h−1'lik sıcak hava akımı için. Kurutma havasının nemindeki değişimin kurutucunun girişi ile çıkışı arasında önemsiz olduğu kabul edilene kadar testler gerçekleştirildi (bkz.Şekil 3). Bu noktaya ulaşıldığında, linyit gelen kuru hava ile dengeye ulaşmıştı, bu nedenle daha fazla kurutma mümkün değildi. Kurutucunun bu duruma ulaşması, son nem içeriğine ulaşma olarak adlandırılır ve bu değere ulaşma süresine kurutma süresi denir. Kurutma maddesi sıcaklığının artmasıyla, genellikle nispeten daha kısa kurutma süreleri içinde daha düşük bir son nem içeriğine ulaşıldı.Şekil 350 °C sıcaklıkta Polonya linyitinin kurutma testi sırasında ölçülen ve kaydedilen değerleri gösterir. Grafik yalnızca kurutma kinetiğini hesaplamak ve kurutma işleminin enerji tüketimini belirlemek için kullanılan parametreleri gösterir, yani hava akışı, kurutucunun giriş ve çıkışındaki sıcaklık ve nem).
Şekil 3.Polonya linyitinin 50 °C sıcaklıktaki kurutma testine bir örnek.
3. Sonuçlar
Torbed kurutucu için kurutma testleri, Polonya, Yunanistan, Romanya ve Avustralya'dan gelen linyitleri kullanarak gerçekleştirildi. Yakın ve elementel analiz sonuçları şu şekilde sunulmuştur:Tablo 1.Şekil 4Tüm sıcaklık aralığında gerçekleştirilen tüm testlerin ortalamaları olan parçacık boyut dağılımlarını sunar.
Şekil 4.Torbed tesisinde kurutulmadan önce ve kurutulduktan sonra çeşitli menşeli linyitlerin parçacık boyut dağılımı.
Şekil 5ıslak ve kuru linyit için medyan parçacık boyutunu karşılaştırır ve bu çalışmada elde edilen sonuçları akışkan yatakta kurutma üzerine yapılan başka bir çalışmada yayınlanan sonuçlarla karşılaştırır. Gerçekleştirilen kurutma nedeniyle her bir linyit için medyan parçacık boyutunun (d50) ilgili değişikliklerini tasvir eder. Bu çalışmada kullanılan Polonya linyiti ile diğer linyitleri arasındaki farkı tasvir eder. Ayrıca medyan parçacık boyutundaki değişikliklerin linyitlere göre değiştiğini gösterir. d50 çaplarındaki değişiklikler farklı linyitlere göre değişti (Şekil 5), göreceli değişim Avustralya linyitinde en yüksek, Romanya linyitinde ise en düşük seviyededir.
Şekil 5.Islak ve kurutulmuş linyit için ortanca parçacık boyutu (d50) (* Stokie ve diğerlerinin sonuçları [19] karşılaştırma için).
Toroidal yataklı kurutucunun çalışma prensibini göz önünde bulundurarak, parçacıkların aşınmasının kurutmadan sonra parçacık boyutu dağılımının değişimini etkileyen faktörlerden biri olarak da düşünülebileceğini beklemek makul görünüyor. Toroidal yatakta kurutulan parçacıkların zayıflamış, çatlamış yapısının kanıtı, Şekil 8'de gösterilen SEM resimlerinde gösterilmiştir.
Şekil 6VeŞekil 7farklı boyutlardaki parçacıklar arasındaki farklı nem içeriği dağılımlarına dair örnekler gösterir. Bu iki şekil, ince parçacıkların toroidal yataktan erken sürüklendiğini açıkça göstermektedir. Bu, kurutucunun çıkışında sürüklenen ince parçacıkların daha yüksek nem içeriğine sahip olmasıyla sonuçlanmıştır.Şekil 8Biri 100 °C'de kül fırınında, diğeri ise 50 °C'de toroidal yatakta kurutulmuş iki linyit parçacığının yüzeyleri açısından farklılık göstermektedir.
Şekil 6.Islak ve kurutulmuş linyit için farklı boyutlardaki parçacıkların nem içerikleri arasındaki fark—Yunan linyitinin kurutma işleminin çeşitli sıcaklıklarına göre bir örneği.
Şekil 7.Islak ve kurutulmuş linyit için farklı boyutlardaki parçacıkların nem içeriği arasındaki fark - kurutma işleminin çeşitli sıcaklıkları için Avustralya linyiti örneği. Sieniawa linyiti için kurutma kinetiği, torblanmış tesiste ve uzaklaştırılan su başına toplam enerji tüketimi,Şekil 9VeŞekil 10Sırasıyla.Şekil 9Sieniawa madeninden linyit için nem kaybını temsil eden eğrileri gösterir. %15'lik son nem içeriğinin altında, kurutma maddesinin tüm sıcaklıkları için kurutma oranında önemli bir azalma meydana gelir. Bu değere kritik nem içeriği denir ve çoğunlukla linyitin yapısına ve kimyasına bağlıdır. Bu, kılcal kuvvetler yoluyla linyitin yapısı içinde fiziksel olarak tutulan suyun oranını ve örneğin OH fonksiyonel gruplarıyla zayıf hidrojen bağları yoluyla kimyasal olarak bağlanan su miktarını belirlemeye olanak tanıyan yararlı bir göstergedir. Parametrenin kendisi keskin bir kesme noktası vermez ve kurutma koşullarına biraz bağlıdır.
Şekil 8.100 °C'de laboratuvar tipi bir mufla fırınında kurutulmuş Avustralya linyitinin SEM görüntüleri (A,C,E) ve 50 °C'de torped kurutucu (B,D,F)—büyütmeler ×300 (A,B), ×750 (C,D) ve ×1500 (E,F); numune 0,4 mm açıklığa sahip elekten elenir.
Şekil 9.Polonya linyitinin torped tesisinde kurutma kinetiği.
Şekil 10.Torblu tesiste Polonya linyitinin kurutulması sırasında uzaklaştırılan su başına kg başına toplam enerji tüketimi.
Benzer şekilde, Yunan linyiti için, torped tesisinde kurutma kinetiği ve uzaklaştırılan su başına toplam enerji tüketimi aşağıdaki şekilde sunulmaktadır:Şekil 11VeŞekil 12, sırasıyla. Yunan linyiti, Polonya linyitine kıyasla aynı nem içeriğine ulaşmak için çok daha yüksek kalma süreleri gerektirdi. Gösterilen belirli kurutma enerjisiŞekil 12, Polonya linyiti için kaydedilen seviyelere benzerdi. Ancak, özgül enerji tüketimindeki hızlı artış Yunan linyiti için çok daha erken başladı. Polonya ve Yunan linyitinin neredeyse aynı olan ilk nem içeriğini hesaba katarsak, ikincisinin daha yüksek bir kritik nem içeriğine sahip olduğu sonucuna varmak makul görünüyor - yani, kurutulması daha zordur.
Şekil 11.Yunan linyitinin torped tesisinde kurutma kinetiği.
Şekil 12.Torbed tesisinde Yunanistan linyitinin kurutulması sırasında uzaklaştırılan su başına kg başına toplam enerji tüketimi.
Şekil 13VeŞekil 14sırasıyla, Romanya linyiti için torped tesisindeki kurutma kinetiğini ve uzaklaştırılan suyun kg'ı başına toplam enerji tüketimini gösterir. Kurutma kinetiği açısından Romanya linyiti (Şekil 13) Yunan linyitine kıyasla daha hızlı ve Polonya linyitine kıyasla daha yavaş kuruyan bir ara tip olarak düşünülebilir. Rumen linyit örneği, test edilen tüm örnekler arasında en düşük başlangıç nem içeriğini gösterdi. Özgül enerji tüketimi açısından, Rumen linyiti, keskin artışın başladığı zamana göre Yunan linyitine benzer bir davranış gösterdi (Şekil 14). Avustralya linyiti için, torpillenmiş tesiste kurutma kinetiği ve uzaklaştırılan su kg'ı başına toplam enerji tüketimi,Şekil 15VeŞekil 16.
Şekil 13.Romanya linyitinin torped tesisinde kurutma kinetiği.
Şekil 14.Romanya linyitinin torbaj tesisinde kurutulması sırasında uzaklaştırılan su başına kg başına enerji tüketimi.
Şekil 15.Avustralya linyitinin torped tesisindeki kurutma kinetiği.
Şekil 16.Avustralya linyitinin torbada kurutulması sırasında uzaklaştırılan su başına kg başına enerji tüketimi.
Sunulan verilerŞekil 17Avustralya linyiti hariç, %20 nem içeriğine ulaşmak için gereken gerekli kalış süresine dair bir gösterge verir. Bu durumda, %35'lik son nem içeriğine ulaşmak için gereken kurutma süresi gösterilir. Avustralya linyiti genellikle diğer örneklere kıyasla önemli ölçüde daha yüksek kalış sürelerine ihtiyaç duyar.
Şekil 17.Torbalı tesiste test edilen çeşitli kökenli linyitlerin nihai nem içeriğine ulaşmak için gereken kurutma süresi.
Şekil 18Torbed tesisinde test edilen linyit tipleri için %20 nem içeriğine ulaşmak için gereken ortalama enerji tüketimini özetler (nem içeriği %35'e kadar kurutma enerjisi verilen Avustralya linyiti hariç).Şekil 18toroidal yatak tasarımına dayalı bir linyit kurutucusu için kurutma sürecinin optimizasyonunda yardımcı olabilecek biraz fikir verir. Kurutma süreci sırasında uzaklaştırılan kg su başına ortalama toplam enerji tüketimini gösterir. Bir ortalama alınır, çünkü tüm süreç tarafından tüketilen enerji pratik açıdan ilgi çekicidir. Avustralya linyiti, test edilen diğer linyitlerden farklıydı, başlangıçtaki nem içeriği %65'e yakındı ve %2'den biraz daha düşük olan istisnai derecede düşük kül içeriğine sahipti (bkz.Tablo 1). Bu linyitin kurutulması en zor olanı olduğu kanıtlandı (bkz.Şekil 15) ve diğer linyitlerin elde ettiği değerlere benzer bir son nem içeriğine ulaşmak için en uzun süreyi gerektirdi. Genel olarak, her bir kurutma sıcaklığı için son nem içeriği (kurutma havası sıcaklığındaki denge nem değerine karşılık gelir) Avustralya linyitinde en yüksekti.
Şekil 18.Torbe tesisinde test edilen linyit tipleri için %20 nem içeriğine ulaşmak için gereken ortalama enerji tüketimi (* Avustralya linyiti için enerji tüketimi, nispeten yüksek bir başlangıç nem içeriği nedeniyle %35'lik nihai nem içeriğine göre verilmiştir).
4. Tartışma
Linyitin toroidal yataklı kurutucuda kurutulması, bireysel parçacık boyutlarının küçülmesini takip eder ve bu da boyut dağılımında önemli bir değişikliğe neden olur. Açıkça görüldüğü gibi,Şekil 4, kurutma işlemi sırasında belirli miktarda daha ince parçacıkların üretildiği. Stokie ve diğerleri tarafından aynı tip linyit için elde edilen sonuçlar biraz farklıydı, yani aşınma çok daha düşüktü (Şekil 5). Stokie ve diğerlerine göre akışkanlaştırılmış yatakta [19], ölçeğin etkisi önemliydi, çünkü 10 g numuneyle yapılan deneyler hiçbir aşınmaya yol açmazken, 3 kg numuneyle yapılan deneyler ıslak ve kurutulmuş linyit numunelerinin d50'si arasında bazı farklılıklar gösterdi (Şekil 5). Bu çalışmada kullanılan örneklem büyüklüğü benzer olduğundan (2,5 kg), toroidal yatakta kurutma sırasında aşınmanın etkisinin tipik bir akışkan yatakla karşılaştırıldığında çok daha yüksek olduğu söylenebilir. Bu, toroidal yatakta daha yüksek derecede türbülans meydana geldiğinin bir teyidi olarak kullanılabilir.
Yunanistan ve Avustralya linyitinin kurutma etkisine ilişkin örneklere bakıldığında (Şekil 6VeŞekil 7, sırasıyla) ince parçacıkların toroidal yatakta kurutulduktan sonra genellikle nispeten daha yüksek nem içeriği sergilediğini gözlemlemek nispeten kolaydır. Bunun, parçacığın yoğunluğu kurutma ile azaldığında ve böylece belirli parçacığın son hızı düştüğünde, ince parçacıkların toroidal yataktan sürüklenmesinden kaynaklandığını varsaymak makul görünüyor. En yüksek fark, diğer linyit türlerine kıyasla çok daha düşük kül içeriğine sahip olan Avustralya linyiti için elde edildi. Düşük kül içeriğinin parçacıkların daha düşük gerçek yoğunluğuna karşılık geldiğini varsaymak makul görünüyor. Gözlemlenen sürüklenme, parçacıkların kalma süresini azalttı ve bu da ince parçacıkların kurumasını engelledi. Açıkça, kurutma maddesinin toroidal yataktaki yeterince düşük sıcaklığı, buharlaşma ile azaldığında, ıslak ince parçacıkların kaybını en aza indirmek için hızını yeterince azaltır, bu daŞekil 7.
Bazı durumlarda (Şekil 7) ayrıca, tepe boyutuna nispeten yakın bir çapa sahip Avustralya linyit parçacıkları, tüm numune için ortalamanın üzerinde bir nem içeriği sergiledi. Öte yandan, bu, linyitin önemli ölçüde yüksek başlangıç nem içeriğinin bir sonucu olan yetersiz kurutma süresine atfedilmelidir. Kaba parçacıklar durumunda, ortalama boyuttaki parçacıklarınkine benzer nem içeriğine ulaşmak için daha yüksek kalma süresi gerekecektir.
Kurutulmuş numunenin parçacık boyutu dağılımının değişmesine önemli rol oynayan bir diğer faktör de kurutma işlemi sırasında parçacıkların küçülmesidir; bu daha önce gösterilmiştir.Şekil 4. Bu davranış, daha büyük parçacıkların büzülmesine neden olabilir ve böylece kümülatif boyut dağılımı dikkate alındığında ince parçacıkların toplam payı artar. Öte yandan, parçacık büzülmesinin, parçacığın aynı kuru kütlesi için parçacığın hacminin azalması nedeniyle artan yoğunluk nedeniyle ince parçacıkların erken sürüklenmesinin yukarıda belirtilen etkisini dengelemesini beklemek makuldür.
Yapının çatlakları daha yüksek büyütme oranlarında (×1500) SEM resimlerinde açıkça görülebilir. Bu çatlaklar, aynı numune bir laboratuvar kül fırınında (tepsi üzerinde) kurutulduğunda ortaya çıkmadı. Bu nedenle, çatlakların suyun buharlaşmasından değil, yatağın çalışma prensibinden kaynaklandığı sonucuna varmak makul görünüyor. Bu nedenle, parçacıkların aşınması ve parçalanması, kurutulmuş linyitin parçacık boyut dağılımındaki değişimi etkileyen faktörlerden biri olarak düşünülebilir. Yukarıda belirtilen kurutulmuş parçacıkların yapısının zayıflaması nedeniyle, kurutulmuş linyitin öğütülebilirliğinin karşılık gelen ıslak hammaddeye kıyasla kesinlikle artacağı makul bir şekilde beklenebilir. Dahası, farklı kökenli linyitlerin arasındaki değişim derecesi aynı kurutma koşulları için önemli ölçüde değişti (Şekil 4), bu da bu çalışma kapsamındaki tüm farklı linyit tipleri arasında bazı yapısal farklılıklar olduğunu ima eder. Ancak, olumsuz etkiler göz ardı edilmemelidir, çünkü ek miktarda ince tanecik üretimi kurutma maddesi ve kurutulmuş linyit karışımını patlayıcı konsantrasyon sınırına getirebilir ve bu da yüksek sürtünmeyle birleşerek statik deşarja ve patlamaya neden olabilir. Bu nedenle, tasarımcının dikkatinin çoğu, kurutma maddesi tarafından sürüklenen malzeme yatağıyla temas halinde olan kurutucu ve kanallardaki parçaları topraklamaya yönlendirilmelidir. Dahası, belirli hammaddenin alt patlayıcı sınırının (LEL) altında bir ince tanecik konsantrasyonu elde etmek için katı yük (hacimsel hava akışının hammaddenin kütle akış hızına oranı) dikkatlice dikkate alınmalıdır.
Bir kilogram suyun uzaklaştırılması için tüketilen özgül enerji, şekilde gösterilmiştirŞekil 10, kurutma maddesini (havayı) ortam sıcaklığından kurutma sıcaklığına ısıtmak için gereken ısıdan ve üfleyici tarafından tüketilen elektrikten oluşur. İkincisi, kademeli kurutma nedeniyle azalan kütle nedeniyle toroidal yataktaki basınç düşüşündeki azalma nedeniyle hafifçe değişir. Ancak, özgül kurutma enerjisindeki büyük değişiklik, havanın aynı termal enerji girişinin malzemeden uzaklaştırılan daha az miktarda nem tarafından tüketilmesinden kaynaklanır - yani, nem uzaklaştırma nedeniyle kütle kaybı kademeli olarak daha küçüktür (daha küçük dm/dt). Benzer bilgiler şuradan elde edilebilir:Şekil 3, kurutucunun çıkışında kurutma maddesinin bağıl neminin belirgin bir maksimum gösterdiği ve bu noktadan sonra azalmaya başladığı noktadır.
Kurutma için toplam özgül enerji, özellikle daha yüksek hava sıcaklığı girişi için, çıkış havasından ısı geri kazanımı durumunda önemli ölçüde daha düşük olabilir. Gözlemler, test edilen tüm linyit numuneleri için benzerdir. Bununla birlikte, ortak bir deseni paylaşmalarına rağmen sonuçların kendileri farklıdır. Bu farklılıklar, farklı kökenlere sahip linyitlerin yapısal farklılıkları olduğunu göstermektedir.
İlginç bir olgu, Romanya linyitinin 35 °C ve 50 °C'de kurutulması için daha yüksek enerji tüketimiydi. Bu, yatağın diğer linyitlere kıyasla nispeten yüksek direnciyle açıklanabilir. Dahası, ıslak ve kurutulmuş Romanya linyiti arasındaki parçacık boyutu dağılımındaki değişim, tüm linyitlerin arasında en düşük olanlardan biridir (bkz.Şekil 4). Bu, aşınmanın yalnızca 50 °C'den daha yüksek sıcaklıklarda kurutulduktan sonra daha önemli hale geldiğini gösterebilir. Bunu Yunan linyitinin kurutulması için harcanan enerjiyle karşılaştırdığımızda (Şekil 12) Romanya linyitinde aşınma eşiğinin daha yüksek olduğu sonucuna varmak makuldür (Şekil 4). Sadece Yunan linyiti durumunda, 35 °C'de gerçekleştirilen test, aynı linyitin daha yüksek sıcaklıklarda kurutulmasıyla karşılaştırıldığında daha yüksek enerji tüketimi sağladı. Her iki linyit türü durumunda, yapısal farklılıklar bu davranışın tek makul açıklaması gibi görünüyor. Dahası, böyle bir davranış Polonya linyiti ile gerçekleştirilen denemeler sırasında gözlemlenmedi. Yapısal benzerliğin ortak bir göstergesi kül içeriği olabilir, çünkü hem Yunan hem de Romanya linyiti için benzerdi (yaklaşık %40), bu da her iki Polonya linyitinden farklıydı (her ikisi için de kül içeriği yaklaşık %20).
Optimum kurutma parametrelerinin doğru seçimi, her linyit türü için, yapısıyla belirlenen benzersiz özellikleri nedeniyle ayrı ayrı seçilmelidir. Ayrıca, kurutma parametrelerinin ilk tahmini, kurutulan linyitin gerekli nem içeriğiyle tanımlanan kapasite ve ürün kalitesi açısından gerekli beklentileri karşılaması gereken kurutucunun doğru boyutlandırılması açısından da kritik öneme sahiptir. Verilerin özeti şu şekilde sunulmuştur:Şekil 17VeŞekil 18Elde edilen sonuçlar, gerekli kalma süresindeki değişimin 60 °C'den yüksek kurutma sıcaklıkları için önemini kaybettiğini açıkça göstermektedir; bu da daha yüksek kurutma sıcaklıklarının kurutma ekipmanının küçültülmesi açısından önemli bir kazanıma izin vermeyeceği anlamına gelir. Veriler, benzer test prosedürünün belirli linyite uygulanacağı varsayımı altında mevcut ünitenin optimizasyonu için de kullanılabilir. Sunulan veriler, her bir linyit için pratikte elde edilebilecek nem içeriğine ilişkin beklentilerin yönetilmesinde de yardımcı olabilir. Gerçekleştirilen testler, çoğu linyit için kurutmadan sonra elde edilebilecek uygulanabilir nem içeriğinin %20 olduğunu belirlememizi sağladı. Tek istisna, kurutmadan sonra uygulanabilir nem içeriğinin %35 olarak değerlendirildiği Avustralya'dan gelen linyittir. Sieniawa'dan gelen linyit, Polonya linyitleri için genel bir temsili örnek olarak seçildi.
Avustralya linyitinin yüksek başlangıç nem içeriği ve fiziksel yapısı, yatak malzemesinin topaklarının duvarlara yapışması ve aşınma nedeniyle yatağa geri düşmesi nedeniyle pratik zorluklara yol açmış ve bu da özgül enerji tüketiminin ölçümlerini bozmuştur (bkz.Şekil 16). Kurutucunun duvarlarına yapışan topaklar, muhtemelen toroidal yatağın neden olduğu aşınma nedeniyle bir noktada aşağı düştü. Bununla birlikte, Avustralya linyitinin kurutulması için özgül enerji tüketiminin, %10 mertebesindeki son nem için diğer tüm linyit türlerinden çok daha yüksek olduğu söylenebilir.
Genel olarak Avustralya linyiti hariç tüm linyitlerin benzer gerekli kalma süreleri vardır, bu da bu durumlarda gerekli kurutucu boyutunun önemli ölçüde farklı olmayacağını gösterir. Polonya linyitinin 35 °C'de kurutulması durumunda, gerekli süre Romanya ve Yunanistan linyitiyle karşılaştırıldığında da önemli ölçüde farklıdır. Polonya linyiti için, 35 °C'de linyit kurutma süresi 73 dakikaydı ve %12,9'luk bir son nem içeriğine ulaştı. 70 °C ve 80 °C'de kurutma önemli ölçüde daha kısa bir kurutma süresiyle (yaklaşık 28 dakika) sonuçlandı ve %8'in altında bir son nem oranına ulaşarak daha yüksek bir kurutma derecesine ulaşılmasını sağladı.
BakıyorumŞekil 18Avustralya linyiti hariç tüm linyitlerde, enerji optimizasyonu açısından 60 °C'lik bir kurutma sıcaklığının en faydalı olduğunu açıkça ortaya koymaktadır, çünkü enerji tüketimini en aza indirmeye olanak tanır. Avustralya linyiti için optimum kurutma sıcaklığı açıkça 50 °C'dir. Rumen linyiti için özgül enerji tüketiminin 60 °C'den yüksek kurutma sıcaklıklarında hala biraz azaldığını belirtmek önemli görünmektedir. Ancak, önem önemsizdir, bu nedenle bu durumda uygulanabilir en düşük kurutma sıcaklığı önerilir. Bunun nedeni doğrudan kurutucunun kendisiyle değil, ısı kaynağıyla bağlantılı olacaktır. Kurutmanın, enerji santralinin de bulunduğu linyit kaynağında gerçekleşeceğini varsayarsak, ısıtılmış hava için olası ısı kaynaklarından biri hava ön ısıtıcısından sonraki baca gazları olacaktır. Bu nedenle kurutma havasının daha düşük sıcaklığı daha yüksek Δ'ya izin verecektirTkurutma havasını önceden ısıtan ısı değiştirici için. Bu nedenle daha küçük bir ısı değişim yüzeyi gerekir, bu da böyle bir cihazın daha düşük maliyetli olması anlamına gelir. Dahası, baca gazlarının çiğ noktasının altındaki bir sıcaklığa ulaşılabilseydi, yoğuşmalı ısı değiştirici baca gazlarından ek ısının geri kazanılmasına izin verirdi.
En önemli parametrelerden biri, malzemeden uzaklaştırılan kg başına enerji tüketimidir. Enerji tüketimi, kurutma işleminin ekonomisi açısından çok önemlidir. Değeri, kurutma için ısının mevcudiyetine ve atık ısının kullanılma olasılığına bağlı olacaktır. Kalış süresi de önemlidir, çünkü ekipmanın boyutunu belirler ve bu da kurutucunun toplam maliyeti üzerinde derin bir etkiye sahiptir.
Herhangi bir linyit türü için seçilebilecek en iyi olası kurutucu türü konusunda genel bir kural yok gibi görünüyor. En uygun kurutucu türünün seçiminde ve ardından optimum işlem parametrelerinin seçiminde, birden fazla faktör hesaba katılmalıdır. Toroidal yatakta kurutma açısından, optimum işlem parametrelerini belirleyen faktörlerden biri, hammaddenin parçacık boyut dağılımıdır. Endişeler hem performans hem de sağlık ve güvenlik açısından geçerlidir. Temel hususlardan biri, kurutma maddesinin akış hızı ve kurutma maddesinin kurutulmuş katı miktarına oranıdır. Kurutma maddesinin çok düşük hacimsel akış hızıyla kurutma, nispeten yüksek kalma süresine ihtiyaç duyacaktır ve bu da daha büyük kurutucu nedeniyle daha yüksek bir sermaye harcamasına neden olabilir. Öte yandan, kurutma maddesinin çok yüksek hacimsel akış hızı, ince tanelerin yataktan erken sürüklenmesi nedeniyle düzgün olmayan bir kurutmaya neden olabilir. Dahası, toroidal yatağın doğası nedeniyle, artan sürtünme ince tane oluşumunu artırabilir ve böylece işlemi hızlandırabilir. Bunun üstüne, özellikle statik deşarjı (tutuşma kaynağı) tetikleyebilecek sürtünmeyi hesaba katarak, patlayıcı bir atmosfer elde etmek için yeterli miktarda ince tanecik üretilirse, ek ince tanecik üretimi potansiyel olarak bir güvenlik sorunu oluşturabilir. Neyse ki, bu durumda kurutma havası tarafından taşınan su buharları doğal bir inhibitördür. Ancak, bu husus her bir durum için ayrı ayrı ele alınmalıdır, çünkü farklı linyitlerin kurutma sırasında ince tanecik üretimi açısından farklı davranışlar sergilemesi söz konusudur. Cihazın uygun şekilde topraklanması, her durumda statik deşarja karşı bir önlem olarak uygulanmalıdır. Dahası, işlenmiş hammaddenin daha uygun bir boyut dağılımıyla sonuçlanan parçalama makinesinin uygun şekilde seçilmesi, güvenlik hususunu daha da iyileştirebilir. Sıcaklık, hem kurutma işlemi üzerindeki etkisi hem de kurutma maddesinin akış hızı üzerindeki etkisi nedeniyle önemli bir parametredir, çünkü kurutma maddesinin yoğunluğunu değiştirir ve ayrıca yatağın kendisine karşı hidrolik direnci üzerinde bir miktar etkiye sahiptir. Çok düşük sıcaklık, kalma süresini artıracak ve çok yüksek sıcaklık, farklı boyutlardaki parçacıkların eşit olmayan şekilde kurumasını daha da artırabilir.
Öte yandan, kurutma havasının yüksek sıcaklığı ve yüksek akış hızı, parçacıkların çatlamasını artırır ve bu da kurutulmuş linyitin öğütülebilirliği açısından faydalı olabilir. Enerji verimliliği açısından, kurutucunun çıkışındaki ve girişindeki kurutma maddesinin bağıl nemi arasındaki farkı en üst düzeye çıkarmak faydalı görünmektedir. Bu, yukarıda belirtilen bazı ek güvenlikle ilgili faydalar sağlayabilir (su buharları etkisizleştirici özelliklere sahiptir). Dahası, mümkün olan en yüksek bağıl nem, kurutucuyu takiben bir ısı eşanjöründe gizli ısının en azından kısmen geri kazanılması durumunda faydalı görünmektedir. Tasarlanan kurutucunun enerji santraline yerleştirilmesi durumunda, mümkün olan en düşük kurutma sıcaklığı, düşük kaliteli ısının kullanılmasını sağlayarak baca gazlarından gizli ısı geri kazanımını da artıracaktır. Aynısı, kondenserin soğutma suyundan ısı geri kazanımı için de geçerli olacaktır. Ancak, bu durumda kurutma maddesinin sıcaklığı, ortamdan alınan kurutma maddesi ile kondenserden çıkan soğutma suyu arasında ısı alışverişine izin verecek kadar düşük olmalıdır. Her iki durumda da, ısı değiştiricilerin boyutu, kurutucunun boyutu ve üfleyiciler gibi yardımcı ekipmanlar için elektrik tüketimi arasında bir denge kurulacaktır.
Özellikle, hammadde açısından bakıldığında, farklı linyit türlerinin özellikleri arasındaki farkların ve kurutma testlerinden elde edilen farklı sonuçların, test edilen türler arasında yapısal farklılıklara işaret ettiğini belirtmek önemli görünüyor. Dahası, kül içeriğinin iki farklı linyit türü arasındaki benzerliğin ve kurutma sırasındaki davranışının değerli bir göstergesi olabileceği anlaşılıyor.
Daha düşük sıcaklık aralığında hava kullanılarak yapılan kurutma, istenen nem içeriğine ulaşmak için çok daha fazla kalma süresine ihtiyaç duyulacağını kan
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
