อิทธิพลของแผ่นกระจายอากาศและการเกาะกันของอนุภาคที่มีต่อฟลูอิไดเซชัน

Influence of distributor and agglomeration on fluidization

Name: สุรชัย ภัทรพงศ์เกษม

ThaSH: ฟลูอิไดเซชัน

ThaSH: อนุภาค

Abstract: ปัจจุบันในอุตสาหกรรมได้มีการนำระบบฟลูอิไดเซชันมาใช้กันอย่างแพร่หลายเช่น ในกระบวนการทางปิโตรเคมี ชีวเคมี ไฟฟ้าเคมี เป็นต้น ในส่วนของระบบฟลูอิไดเซชันแบบ 3 วัฏภาคบ่อยครั้งมักจะเกิดปัญหาการที่ของเหลวในระบบทำให้อนุภาคของของแข็งเกิดการจับและเกาะตัวกันขึ้น น้ำหนักของอนุภาคที่เกิดการเกาะตัวกันจะมากขึ้น ซึ่งส่งผลให้กระบวนการเกิดฟลูอิไดเซชันเป็นไปอย่างไม่สมบูรณ์หรือเกิดดีฟลูอิไดเซชัน ปัจจัยที่ทำให้เกิดกระบวนการฟลูอิไดเซชันที่สมบูรณ์มีด้วยกันหลายอย่างเช่น ชนิดและสมบัติของอนุภาค ของไหล อุณหภูมิ ความดัน และแผ่นกระจายอากาศ เป็นต้น ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงได้ศึกษาถึงผลของแผ่นกระจายอากาศและการเกาะกันของอนุภาคที่มีต่อระบบฟลูอิไดเซชัน จากการศึกษาโดยใช้อนุภาคเม็ดพลาสติกขนาด 0.6 ซม. ซึ่งอยู่ใน Geldart กลุ่ม D ในหอทดลองขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1416 เมตร พบว่า เมื่อการเกาะกันของอนุภาคมากขึ้นจาก 1 เม็ดเป็น 2 4 5 และ 6 เม็ด ขนาดของอนุภาคจะใหญ่ขึ้น ค่าความเร็วต่ำสุดในการเกิดฟลูอิไดเซชันจะมีค่าเพิ่มขึ้นเป็น 1.6 1.7 1.85 2.1 และ 2.2 เมตร/วินาที ตามลำดับ เนื่องจากเมื่อมีขนาดใหญ่ขึ้นน้ำหนักก็จะเพิ่มมากขึ้นทำให้เกิดแรงต้านการเคลื่อนที่มากขึ้นซึ่งก็คือแรงลอยตัว จึงต้องใช้ความเร็วอากาศสูงขึ้นในการทำให้เกิดฟลูอิไดเซชัน และพบว่าค่าความเร็วต่ำสุดในการเกิดฟลูอิไดเซชันจากการทดลองและจากการคำนวณมีค่าไม่ค่อยใกล้เคียงกันเช่นในอนุภาคแบบ 6 เม็ดคำนวณได้ 1.75 เมตร/วินาที แต่จากการทดลองได้ 2.2 เมตร/วินาที จึงใช้ทฤษฎีของแฟรคทัลเข้ามาช่วยแก้ปัญหาในการคำนวณในส่วนของค่าแฟคเตอร์รูปร่างจะได้ค่าเป็น 2.39 เมตร/วินาที ซึ่งให้ค่าใกล้เคียงกว่า ในการจำลองการไหลของแผ่นกระจายพบว่าแผ่นกระจายอากาศแบบ I และ J ที่มีการเจาะในลักษณะแบบตรงและแบบเฉียงด้วยนั้นจะให้ผลของการกระจายดีที่สุด เพราะทำให้เกิดการหมุนวนและเกิดแรงเฉือนขึ้น ในระบบที่มีความชื้นและน้ำโดยใช้เมล็ดถั่วเขียวเป็นเบดนั้น พบว่าค่าความเร็วต่ำสุดในการเกิดฟลูอิไดเซชันคือ 1.5 เมตร/วินาที ซึ่งมากกว่าเมื่อเทียบกับระบบแห้ง 1 เมตร/วินาที จึงเห็นได้ว่าของเหลวที่อยู่ในระบบนั้นมีความสำคัญมากเนื่องจากมีผลกระทบโดยตรงกับระบบ

Abstract: Fluidization system has been widely used in many industries such as petrochemical, biochemical, and electrochemical processes. One of the major problems of 3-phase fluidization systems is that the liquid in the system causes the particle agglomeration, which results in an incomplete fluidization, or so-called defluidization. Since the factors that make a complete fluidization system include type and properties of particle, liquid, temperature, pressure, and distributor, we herein report our study in the effect of distributors and agglomerating particles on the fluidization. In a gas-solid fluidization experiment with plastic particles (0.6 cm in diameter), the minimum fluidization velocity (Umf) changed from 1.6 to 1.7, 1.85, 2.1, 2.2 m/s when the number of agglomerating particles increased from 1 to 2, 4, 5, 6, respectively, which was due to the movement resistance of the increased particle weight and buoyancy force. In order to achieve a complete fluidization at that stage, a higher air velocity is required. We found that the calculated and experimental values of minimum fluidization velocity of agglomerating particle are significantly different. For instance, in the case with 6 particles the calculate Umf was of 1.75 m/s whereas the experimental data was 2.2 m/s. We, therefore, decided to solve this problem by using fractal theory in the part of shape factor. This resulted in a much better agreement between the two values (new calculated Umf 2.39 m/s vs experimental Umf 2.2 m/s). We also found that the distributors type I and J which possess both straight and oblique air flows were the most efficient ones. In a system which contains mung bean (as a bed), moisture and water, the minimum fluidization velocity was higher than that in the dry system or 2-phase (Umf 1.5 m/s for the 3-phase and 1 m/s for the 2-phase system). Therefore, the liquid in the system is of great significance to the fluidization

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: กัญจนา บุญเกียรติ

Role: ที่ปรึกษา

Name: วิษณุ มีอยู่

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2544

Modified: 2560-04-11

Issued: 2560-04-01

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9740305458

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	surachaiPa.pdf	5.55 MB	3	2018-06-09 19:21:52

ใช้เวลา

0.034572 วินาที