อิทธิพลของแผ่นกระจายอากาศและการเกาะกันของอนุภาคที่มีต่อฟลูอิไดเซชัน

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