নিম্নমানের তাপ ব্যবহার করে পাইলট স্কেলে টরয়েডাল ফ্লুইডাইজড বেড ড্রায়ারে বিভিন্ন উত্সের লিগনাইট শুকানো

কbstract

টোরয়েডাল বেড ড্রায়ার ব্যবহার করে বিভিন্ন উৎপত্তিস্থল, যেমন পোল্যান্ড, গ্রীস, রোমানিয়া এবং অস্ট্রেলিয়ার লিগনাইটের জন্য একটি পরীক্ষামূলক গবেষণা করা হয়েছিল। শুকানোর দক্ষতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব, নির্দিষ্ট শুকানোর অবস্থার অধীনে সময়ের সাথে আর্দ্রতা হ্রাস সহ তদন্তের বিষয় ছিল। প্রধান লক্ষ্য ছিল একটি শুকানোর সিস্টেমের ভিত্তি হিসাবে একটি টরয়েডাল বিছানা ব্যবহারের সম্ভাবনা নিশ্চিত করা যা একটি বয়লার থেকে ফ্লু গ্যাসের মতো উত্স থেকে নিম্নমানের তাপ ব্যবহার করতে পারে এবং এই জাতীয় সিস্টেমের জন্য সর্বোত্তম পরামিতি নির্ধারণ করতে পারে। পরিচালিত গবেষণায় টরয়েডাল বিছানায় লিগনাইট শুকানোর জন্য নিম্ন তাপমাত্রার তাপ উত্স ব্যবহারের সম্ভাব্যতা চূড়ান্তভাবে প্রমাণিত হয়েছে। টোরয়েডাল বেড ব্যবহার করে বেশিরভাগ পরীক্ষিত লিগ্নাইটের জন্য 20% আর্দ্রতা অর্জন করা যেতে পারে, যেখানে থাকার সময় যুক্তিসঙ্গতভাবে সংক্ষিপ্ত (প্রায় 30 মিনিট) এবং বাতাসের তাপমাত্রা 60 ডিগ্রি সেলসিয়াস কম। অধিকন্তু, কণার আকারের বন্টনের পরিবর্তন, কিছু পরিমাণে, ভেজা, সূক্ষ্ম কণার প্রবেশের কারণে চূড়ান্ত আর্দ্রতার পরিমাণকে প্রভাবিত করে। অধ্যয়ন আরও নির্ধারণ করে যে কণার বিছানায় ক্ষয়প্রাপ্তি জরিমানা তৈরির জন্য আংশিকভাবে দায়ী।

কীওয়ার্ড:

শুকানো;লিগনাইট;toroidal বিছানা;ক্ষয়;শক্তি দক্ষতা

1. ভূমিকা

1.1। লিগনাইট শুকানো

লিগনাইট হল একটি কঠিন জীবাশ্ম জ্বালানী যা বেশিরভাগই বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। ইনস্টল করা নবায়নযোগ্য শক্তির উৎস শক্তির সাম্প্রতিক বৃদ্ধি সত্ত্বেও, লিগনাইটের ব্যবহার এখনও সারা বিশ্বে তাৎপর্যপূর্ণ। 2015 সালে বিশ্বব্যাপী লিগনাইট খনির পরিমাণ প্রায় 811 মিলিয়ন টনে পৌঁছেছে [1], ইইউ জুড়ে খনন করা 399 মিলিয়ন টন সহ [2]; অস্ট্রেলিয়া, বুলগেরিয়া, চেক, জার্মানি, গ্রীস, পোল্যান্ড, রোমানিয়া, সার্বিয়া এবং অন্যান্য [2]। লিগনাইট হল নিম্নমানের কঠিন জ্বালানী [3], উচ্চ আর্দ্রতা কন্টেন্ট দ্বারা চিহ্নিত. লিগনাইট ব্যবহারের আগে এর আর্দ্রতা হ্রাস করা এর ক্যালরির মান বৃদ্ধি করতে পারে, এর দীর্ঘ দূরত্ব পরিবহনের খরচ কমাতে পারে এবং এর ব্যবহার থেকে গ্রীনহাউস গ্যাস নির্গমন কমাতে পারে। লিগনাইট থেকে উচ্চ-সংযোজিত মূল্যের পণ্য যেমন মাটি সংশোধনের লক্ষ্যে প্রযুক্তির জন্যও শুকানো একটি সাধারণ পূর্বশর্ত।4]। অতএব, লিগনাইটের ব্যবহারকে যৌক্তিক করার লক্ষ্যে এবং একই সময়ে নিম্ন গ্রেডের তাপ ব্যবহার করার লক্ষ্যে একটি তদন্ত, যা অন্যথায় নষ্ট হয়ে যেত, তা যথাযথ বলে মনে হয়।

লিগনাইট শুকানোর মৌলিক দিক নিয়ে সম্প্রতি অনেক কাজ করা হয়েছে। পার্ক এট আল। ইন্দোনেশিয়ান লিগনাইটের শুকানোর দক্ষতার উপর শুকানোর সময়, তাপমাত্রা এবং শুকানোর এজেন্টের বেগের প্রভাব তদন্ত করে এবং একটি গাণিতিক মডেল তৈরি করে যা বাসস্থানের সময় এবং শুকানোর অবস্থার উপর নির্ভর করে আর্দ্রতার পরিমাণের পূর্বাভাস দেয়।5]। Si et al. একটি 3-পর্যায়ের মাইক্রোওয়েভ সাহায্যে শেংলি লাম্প লিগনাইটের তরলযুক্ত বিছানা শুকানোর তদন্ত করেছে এবং নির্ধারণ করেছে যে মাইক্রোওয়েভের শক্তি বৃদ্ধির সাথে শুকনো লিগনাইটের ছিদ্রতা হ্রাস পেয়েছে [6]। গান এবং অন্যান্য. নির্ধারণ করা হয়েছে যে পূর্ব অভ্যন্তরীণ মঙ্গোলিয়া থেকে লিগনাইটের সামগ্রিক আর্দ্রতা উচ্চতর মাইক্রোওয়েভ শক্তির অধীনে আরও দ্রুত হ্রাস পেয়েছে [7]। পুসাত এবং হার্ডেম একটি নির্দিষ্ট বিছানা ড্রায়ারে তুর্কি কোনিয়া-ইলগিন লিগনাইটের শুকানোর বৈশিষ্ট্যগুলি নির্ধারণ করেছিলেন [8]। গবেষণায় নির্ধারণ করা হয়েছে যে বিছানার উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে প্রয়োজনীয় শুকানোর সময় বৃদ্ধি পেয়েছে এবং বিছানার উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে শুকানোর হারের উপর তাপমাত্রার প্রভাব বৃদ্ধি পেয়েছে [8]। ইয়াং এট আল। পরীক্ষামূলকভাবে একটি নির্দিষ্ট বিছানায় শুকানোর পর লিগনাইট দ্বারা আর্দ্রতা পুনঃশোষণের পরীক্ষিত এবং মেসোপোরগুলির উচ্চ আপেক্ষিক আয়তনের অনুপাতের কারণে 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুকানো লিগনাইটের জন্য সর্বোচ্চ পুনঃশোষিত আর্দ্রতা ফলন নির্ধারণ করা হয়েছে।9]। ফেং এট আল। লিগনাইটের গঠনের উপর যান্ত্রিক তাপীয় অভিব্যক্তির প্রভাব তদন্ত করেছে এবং যথাক্রমে 10 MPa এবং 30 MPa চাপে 120 °C এবং 150 °C এর মধ্যে শুকানো তাপমাত্রায় শুকানো কাঁচা লিগনাইট এবং লিগনাইটের মধ্যে ছিদ্রের আয়তনের পরিবর্তন নির্ধারণ করেছে [10]। ওয়েন এট আল। কাঁচা এবং পুনরায় ময়শ্চারাইজড লিগনাইটের শুকানোর গতিবিদ্যা তদন্ত করে এবং নির্ধারণ করে যে পূর্বের শুকানোর হার পরবর্তীটির তুলনায় ধীর ছিল [11]। অধিকন্তু, গবেষণায় দেখা গেছে যে ময়শ্চারাইজড লিগনাইটের জন্য কার্যকর প্রসারণ সহগ একটি কাঁচা লিগনাইটের জন্য একটি সংশ্লিষ্ট মানের চেয়ে বেশি।11]।

Pawlak-Kruczek et al. একটি অধ্যয়ন পরিচালনা করেছে যা পরীক্ষামূলক তদন্ত এবং লিগনাইট শুকানোর সংখ্যাগত সিমুলেশন উভয়ই জড়িত একটি তরলযুক্ত বিছানায়, একটি নিম্ন তাপমাত্রা শুকানোর এজেন্ট ব্যবহার করে (বাতাস, সর্বোচ্চ 50 °সে) [12]। অধ্যয়নটি নিম্ন তাপমাত্রার তাপ উৎসের ব্যবহারের ধারণার সামগ্রিক সম্ভাব্যতা প্রমাণ করেছে। অধিকন্তু, গবেষণায় লিগনাইটের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য এবং শুকানোর সময় এর সংকোচনের মতো কারণগুলির গুরুত্ব প্রকাশ করা হয়েছে।12]। Agraniotis et al. 1 MWth pulverized জ্বালানী দহন সুবিধা থেকে পরীক্ষামূলক ফলাফলের সাথে CFD সিমুলেশনের তুলনা [13]। ফলাফল সিমুলেশন এবং পরীক্ষামূলক ফলাফলের মধ্যে ভাল চুক্তি দেখিয়েছে। চুল্লির অক্ষ বরাবর পরিমাপ করা তাপমাত্রা, বিশেষ করে চুল্লির নীচের অংশে, শুকনো লিগনাইট ফায়ারিংয়ের ক্ষেত্রে সর্বোচ্চ ছিল, যেখানে বাষ্প এবং বাহক গ্যাস চুল্লিতে পুনরায় সঞ্চালিত হয় না।13]। এটি তাহমাসেবি এট আল দ্বারা পরিচালিত অন্য একটি গবেষণার ফলাফলের সাথে ভাল একমত বলে মনে হচ্ছে। যা চীনা এবং ইন্দোনেশিয়ান লিগনাইটের কণার আর্দ্রতা এবং ইগনিশনের মধ্যে সম্পর্ক তদন্ত করেছে।14]। এই গবেষণায় স্থির করা হয়েছে যে পরীক্ষিত লিগনাইটের আর্দ্রতা বৃদ্ধির ফলে তাদের ইগনিশনে উল্লেখযোগ্যভাবে বিলম্ব হয়েছে [14]। সংখ্যাসূচক সিমুলেশন, Drosatos et al দ্বারা সম্পাদিত। প্রমাণিত হয়েছে যে প্রাক-শুকনো লিগনাইটের ব্যবহার বয়লারের নমনীয়তা উন্নত করতে পারে এবং নামমাত্র লোডের 35% এর সমান অত্যন্ত কম লোডের অধীনে এটিকে পরিচালনা করতে দেয়।15]। কোমাটসু এট আল। 110 °C থেকে 170 °C পর্যন্ত সুপারহিটেড বাষ্প ব্যবহার করে লিগনাইটের মোটা কণা শুকানোর সাথে জড়িত পরীক্ষাগুলি পরিচালিত হয়।16]। সমীক্ষাটি উপসংহারে পৌঁছেছে যে ধ্রুবক শুকানোর হারের সময়কালে শুকানোর হারের মান শুধুমাত্র লিগনাইটের তাপমাত্রা এবং কণার আকারের উপর নির্ভর করে, যেখানে ক্রমবর্ধমান শুকানোর হার সময়কালে সম্পর্কটি আরও জটিল ছিল ফাটলগুলির কারণে, যা পৃষ্ঠের উপর তৈরি হতে শুরু করে। শুকনো কণা [16]। পুসাত এট আল। 70 °C এবং 130 °C তাপমাত্রায় এবং 0.4 এবং 1.1 m/s এর মধ্যে বেগ ব্যবহার করে একটি নির্দিষ্ট বিছানায় তুর্কি লিগনাইটের শুকানোর তদন্ত করা হয়েছে।17]। লিগনাইটের কণার আকার 20 থেকে 50 মিমি এর মধ্যে পরিবর্তিত হয় এবং এই ধরনের মোটা কণার জন্য একটি ধ্রুবক শুকানোর হার পরিলক্ষিত হয়নি পরীক্ষা চলাকালীন [17]। Sciazko et al. সুপারহিটেড বাষ্প শুকানোর ক্ষেত্রে তুরোসজো লিগনাইটের শুকানোর বৈশিষ্ট্যের উপর পেট্রোগ্রাফিক বৈশিষ্ট্যের প্রভাবের উপর পরীক্ষামূলক তদন্ত করেছে [18]। 110 °C থেকে 170 °C পর্যন্ত তাপমাত্রা সহ 5 মিমি এবং 10 মিমি গোলাকার কণা ব্যবহার করে তদন্ত করা হয়েছিল।18] এবং উপসংহারে পৌঁছেছেন যে শুকানোর সময়, শুকানোর হার, তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট, ক্র্যাকিং এবং সঙ্কুচিত আচরণ পরীক্ষিত লিগনাইটের লিথোটাইপের উপর নির্ভরশীল।18]।

স্থির বিছানায় অস্ট্রেলিয়ান লিগনাইট শুকানোর সময় ভাঙ্গন এবং অ্যাট্রিশন এবং 130 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় তরলযুক্ত বিছানা ছিল স্টোকি এট আল দ্বারা সম্পাদিত একটি বিস্তৃত গবেষণার বিষয়। [19]। সমীক্ষায় উপসংহারে বলা হয়েছে যে ভাঙ্গনের প্রধান কারণ হল বাল্ক এবং অ হিমায়িত জলের মধ্যে স্থানান্তর [19]। ছোট স্থির বিছানা এবং ছোট তরলযুক্ত বিছানার (10 গ্রাম নমুনা), d50 ব্যাস দ্বারা নির্দেশিত কণার আকারের পরিবর্তনগুলি নগণ্য ছিল। তা সত্ত্বেও, কণার আকারের পরিবর্তনের একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য বড় তরলযুক্ত বিছানার (নমুনা আকার 3 কেজি) জন্য লক্ষ করা হয়েছিল যা বিছানার স্কেলের প্রভাবের বড় প্রভাবকে নির্দেশ করে।

1.2। Toroidal বিছানা চুল্লি

টরয়েডাল ফ্লুইডাইজড বেড রিঅ্যাক্টর হল একটি বিশেষ ধরনের ফ্লুইডাইজড বেড রিঅ্যাক্টর, যেখানে একটি গ্যাস ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেম থাকে যা চুল্লির নীচে অবস্থিত কৌণিক ব্লেডগুলি নিয়ে থাকে।20]। এই ব্যবস্থা বিছানা কর্মক্ষমতা তীব্রতা অনুমতি দেয় [21,22], অর্থাৎ, তাপের তীব্রতা এবং ভর স্থানান্তর [20,21] পাশাপাশি উন্নত মিশ্রণ [21,23,24]। এটি ঘূর্ণি প্রবাহ প্যাটার্নের কারণে এবং সমস্ত ঘূর্ণি চুল্লির জন্য বৈশিষ্ট্যযুক্ত [24,25,26,27]। চুল্লির কর্মক্ষমতার পরিপ্রেক্ষিতে এটি বাসস্থানের সময় হ্রাসের সাথে বর্ধিত থ্রুপুট (উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি) অনুমতি দেয়।28]। এ পর্যন্ত প্রকাশিত বেশিরভাগ কাজ, এই ধরনের বিছানায়, বিভিন্ন ধরনের তাপ প্রক্রিয়াকরণের সাথে জড়িত [29,30], ক্যালসিনেশন প্রক্রিয়া [31] বা কার্বন ক্যাপচারের জন্য শোর্পশনের তীব্রতা [32]। টরয়েডাল ফ্লো প্যাটার্ন সহ এই জাতীয় তরলযুক্ত বিছানায় শুকানোর বিষয়ে খুব কম তথ্য রয়েছে [33]। এই অধ্যয়নের লক্ষ্য এই জ্ঞানের ব্যবধান মোকাবেলা করা।

1.3। সম্পাদিত কাজের লক্ষ্য, সুযোগ এবং অভিনব দিক

যেমন দেখানো হয়েছেধারা 1.1, লিগনাইট শুকানো একটি জটিল প্রক্রিয়া, যা অনেক পরামিতির (তাপমাত্রা, বসবাসের সময়, শুকানোর এজেন্ট, শুকানোর পদ্ধতি এবং লিগনাইটের বৈশিষ্ট্য) উপর নির্ভর করে। অত্যন্ত অশান্ত টরয়েডাল বিছানায় শুকানোর গতিবিদ্যা এবং শক্তি খরচ সম্পর্কে জ্ঞানের ব্যবধান রয়েছে। তদুপরি, নিম্নমানের বর্জ্য তাপ ব্যবহার করে, লিগনাইট পাওয়ার প্লান্টে এই জাতীয় ড্রায়ারগুলিকে একীভূত করার লক্ষ্যে যে কোনও গবেষণার জন্য এটি একটি পূর্বশর্ত। এটি উচ্চ তাপমাত্রায় শুকানোর এজেন্ট ব্যবহার করে বিদ্যমান লিগনাইট শুকানোর সমাধানের জন্য ইতিমধ্যে প্রদর্শিত শক্তি সঞ্চয়ের সাথে অভিনব সমাধান ব্যবহারের সম্ভাব্য সঞ্চয়ের তুলনা করার অনুমতি দেবে।34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46]।

এই অধ্যয়নের লক্ষ্য হল টরয়েডাল বিছানায় বিভিন্ন উৎসের লিগনাইট শুকানোর বিষয়ে তদন্তের মাধ্যমে সেই শূন্যতা পূরণ করা, বাতাসকে শুকানোর এজেন্ট হিসেবে ব্যবহার করা। এটি প্রত্যাশিত ছিল যে এই ধরনের কনফিগারেশনের ফলে ভর এবং তাপ স্থানান্তর তীব্র হবে, পরবর্তীকালে তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায় শুকানোর এজেন্ট ব্যবহার করতে সক্ষম হবে। একটি পরীক্ষামূলক অধ্যয়ন, একটি টরয়েডাল বেড ড্রায়ার ব্যবহার করে, উৎপত্তির বিভিন্ন দেশ, যেমন, পোল্যান্ড, গ্রীস, রোমানিয়া এবং অস্ট্রেলিয়ার লিগনাইটের জন্য বাহিত হয়েছিল। শুকানোর দক্ষতার উপর তাপমাত্রার প্রভাব, নির্দিষ্ট শুকানোর পরিস্থিতিতে সময়ের সাথে আর্দ্রতা হ্রাস সহ তদন্তের বিষয় ছিল। বিভিন্ন গড় তাপমাত্রায় শুকানোর সময় শুকানোর গতিবিদ্যা এবং শক্তি খরচ নির্ধারণ এবং তুলনা করা হয়েছিল। অধ্যয়নের লক্ষ্য ছিল শুকানোর প্রক্রিয়ার পরামিতিগুলির সর্বোত্তম শনাক্ত করা, যেমন, তাপমাত্রা এবং বসবাসের সময়, শুকানোর হার এবং শক্তি খরচ বিবেচনা করে। যাইহোক, অন্যান্য কারণ, যেমন শুকানোর এজেন্টের আপেক্ষিক আর্দ্রতা এবং ফিডস্টকের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলিও শুকানোর প্রক্রিয়ার উপর গভীর প্রভাব ফেলেছিল। গবেষণায় ব্যবহৃত পদ্ধতিটি সাধারণভাবে শুকানোর প্রক্রিয়াগুলির জন্য সর্বজনীনভাবে প্রযোজ্য। সেই ক্ষেত্রে, পরীক্ষার সঞ্চালিত স্যুটটিকে একটি কেস স্টাডি হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে যা পরীক্ষা পদ্ধতির ব্যাপক প্রযোজ্যতা প্রমাণ করে।

সম্পাদিত অধ্যয়নের মূল উদ্দেশ্য ছিল একটি শুকানোর সিস্টেমের জন্য একটি বেস হিসাবে একটি টরয়েডাল বিছানা ব্যবহার করার সম্ভাবনা নিশ্চিত করা যা বয়লার থেকে ফ্লু গ্যাসের মতো উত্স থেকে নিম্নমানের তাপ ব্যবহার করতে পারে। এই ধরনের তরলযুক্ত বেড ড্রায়ার কখনোই লিগনাইট শুকানোর জন্য ব্যবহার করা হয়নি যা নিম্নমানের তাপের সম্ভাব্য ব্যবহারের পাশাপাশি সম্পাদিত গবেষণার নতুনত্বকে আন্ডারলাইন করে। অধিকন্তু, সম্পাদিত অধ্যয়নের লক্ষ্য ছিল সবচেয়ে কার্যকর ড্রায়ার পরামিতিগুলি খুঁজে বের করা, অর্থাৎ, যে প্যারামিটারগুলি যা একজনকে পৃষ্ঠে থাকা 1 কেজি H2O এবং লিগনাইট কণার ছিদ্রগুলি অপসারণ করতে শক্তির ন্যূনতম খরচ অর্জন করতে সক্ষম করে।

2. উপকরণ এবং পদ্ধতি

2.1। পরীক্ষিত লিগনাইটের বৈশিষ্ট্য

পোলিশ লিগনাইটের নমুনা সিয়েনিয়াওয়া খোলা ঢালাই খনি থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল। সিয়েনিয়াওয়া থেকে লিগনাইট প্রধানত জাইলোডেট্রিটিক এবং ডেট্রোক্সিলাইটিক লিথোটাইপ নিয়ে গঠিত [47]। গ্রীক লিগনাইট সাউথ ফিল্ড খনি থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল যা পাবলিক পাওয়ার কর্পোরেশন দ্বারা পরিচালিত Agios Dimitrios পাওয়ার প্লান্ট সরবরাহ করে। রোমানিয়ান লিগনাইটের একটি নমুনা পেসটিয়ানা খনি থেকে নেওয়া হয়েছিল, যা ওল্টেনিয়া এনার্জি কমপ্লেক্সের রোভিনারি পাওয়ার প্লান্টে জ্বালানি সরবরাহ করে। অস্ট্রেলিয়ান লিগনাইট ল্যাট্রোব উপত্যকার ইয়ালোর্ন খনি থেকে প্রাপ্ত হয়েছিল, যা এনার্জি অস্ট্রেলিয়ার ইয়ালোর্ন পাওয়ার প্ল্যান্টকে ফিড করে। সম্পাদিত পরীক্ষার আগে, সমস্ত লিগনাইট 8 মিমি নামমাত্র শীর্ষ আকারে পূর্ব-চূর্ণ করা হয়েছিল।

এই অধ্যয়নের জন্য ব্যবহৃত লিগ্নাইটগুলির মৌলিক বৈশিষ্ট্যগুলি আনুমানিক এবং চূড়ান্ত বিশ্লেষণের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়েছিল, যা কঠিন জ্বালানির বৈশিষ্ট্য চিহ্নিত করার সাধারণ উপায়। লিগনাইটের আনুমানিক বিশ্লেষণ (টেবিল 1) পারকিন এলমার ডায়মন্ড TGA (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, USA) ব্যবহার করে সম্পাদিত হয়েছিল। এই পরীক্ষার সময় নিম্নলিখিত প্রোগ্রাম প্রয়োগ করা হয়েছিল:

টেবিল 1।পরীক্ষিত লিগনাইটের আনুমানিক এবং প্রাথমিক বিশ্লেষণ।

(1) প্রাথমিক পর্যায়

∘

105 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপ; র‌্যাম্প 10 °C/মিনিট

∘

10 মিনিট ধরে রাখুন

(2 ক) ছাই সামগ্রী পাওয়ার জন্য বায়ু ব্যবহার করা হয়েছিল:

∘

815 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপ; র‌্যাম্প 50 °C/মিনিট

∘

15 মিনিট ধরে রাখুন

(2 খ) উদ্বায়ী পদার্থ সামগ্রী পেতে আর্গন ব্যবহার করা হয়েছিল:

∘

850 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত তাপ; র‌্যাম্প 50 °C/মিনিট

∘

15 মিনিট ধরে রাখুন

ISO 1928 আদর্শের সাথে সম্মতিতে IKA C2000 মৌলিক বোমা ক্যালোরিমিটার (KA®-Werke GmbH & Co. KG, Janke & Kunkel-Str. 10, 79219 Staufen, Germany) ব্যবহার করে উচ্চতর গরম করার মান নির্ধারণ করা হয়েছিল। আইসোপিরিবলিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। নিম্ন উত্তাপের মান আর্দ্রতা এবং হাইড্রোজেন সামগ্রী ব্যবহার করে গণনা করা হয়েছিল। চূড়ান্ত বিশ্লেষণ (টেবিল 1পোলিশ স্ট্যান্ডার্ড PKN-ISO/TS 12902:2007 অনুযায়ী পারকিন এলমার 2400 বিশ্লেষক (331 Treble Cove Rd., Billerica, MA 01862, USA) ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয়েছিল। আইএসও 3310-1-এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ ক্যালিব্রেটেড সিভের একটি সেট ব্যবহার করে কণা আকারের বন্টন নির্ধারণ করা হয়েছিল।

2.2। টেস্ট রিগ-টরয়েডাল ফ্লুইডাইজড বেড ড্রায়ার

এই গবেষণায় বর্ণিত পরীক্ষার স্যুটের সময়, একটি টরয়েডাল তরলযুক্ত বিছানা রিগ শুকানোর জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। ইনস্টলেশনের একটি ডায়াগ্রাম দেখানো হয়েছেচিত্র 1. টেস্ট রিগ একটি ব্যাচ মোডে কাজ করেছে। আনুমানিক 2.5 কেজি লিগনাইটের একটি ব্যাচ একটি ফিডিং হপারের মাধ্যমে ম্যানুয়ালি খাওয়ানো হয়েছিল (E4 ইনচিত্র 1) প্রতিটি পরীক্ষার সময়। তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা সহ দুটি হিটার ব্যবহার করে শুকানোর বাতাসের তাপমাত্রা বজায় রাখা হয়েছিল, প্রতিটির নামমাত্র শক্তি 3 কিলোওয়াট (E20 এবং E17 ইনচিত্র 1) শুকানোর বাতাস একটি ব্লোয়ার দ্বারা সরবরাহ করা হয়েছিল (E3 inচিত্র 1) প্রতিটি পরীক্ষার জন্য একই বেগ পেতে প্রায় 130 m3/h গরম বাতাসের প্রবাহের হার সহ। ভালভ ব্যবহার করে প্রবাহের হার নিয়ন্ত্রণ করা হয়েছিল (E7 inচিত্র 1)

চিত্র 1।টর্বড ইনস্টলেশন - ডায়াগ্রাম।

টরয়েডাল বেড ড্রায়ার, এতে দেখানো হয়েছেচিত্র 1, হল একটি উল্লম্ব নলাকার কলাম যা উপরের দিকে একটি উল্টানো ছাঁটা শঙ্কু দিয়ে বন্ধ থাকে, যেখানে বাতাস এবং শুকনো উপাদানের মধ্যে তাপ বিনিময় সরাসরি হয়। ফ্লুইডাইজেশন চেম্বারের নীচে ঘূর্ণায়মান ব্লেডগুলি ইনস্টল করা হয় যাতে শুকানোর চেম্বারের ভিতরে একটি ঘূর্ণি তৈরি হয়।

সঞ্চালিত পরীক্ষার স্যুট চলাকালীন নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি পরিমাপ করা হয়েছিল: তাপমাত্রা, আপেক্ষিক আর্দ্রতা, বায়ু প্রবাহের হার এবং প্রতিটি ডিভাইস দ্বারা বিদ্যুতের ব্যবহার। তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা সেন্সর ড্রায়ারের গরম বাতাসের প্রবেশপথে ইনস্টল করা হয়েছিল (T4 এবং Rh1 ইনচিত্র 1) এবং ইনস্টলেশনের আউটলেটে (T2 এবং Rh2 inচিত্র 1) মান Pt1000 সেন্সর ব্যবহার করে তাপমাত্রা পরিমাপ করা হয়েছিল, EN 60751 তে সংজ্ঞায়িত A শ্রেণীর প্রয়োজনীয়তার সাথে সঙ্গতিপূর্ণ স্পেসিফিকেশন। আপেক্ষিক আর্দ্রতা (RH), যা একটি প্রদত্ত তাপমাত্রা এবং চাপের জন্য বায়ুতে জলীয় বাষ্পের সর্বোচ্চ আয়তন দ্বারা ভাগ করা হয়। , HC1000-400 সেন্সর এবং EE31 ট্রান্সমিটার ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয়েছিল 0 থেকে 100% RH এর কাজের পরিসীমা, তাপমাত্রার পরিসর −40 থেকে 80 °C এর মধ্যে পড়ে, প্রতিক্রিয়া সময় <15 s এবং নির্ভুলতা 2.4% পর্যন্ত পৌঁছায় (আস্থার ব্যবধানের জন্য 95%)। শুকানোর বাতাসের প্রবাহের হার একটি FCI ST-50 ভর ফ্লো মিটার দ্বারা পরিমাপ করা হয়েছিল যার সঠিকতার ±2% রিডিং। Lumel দ্বারা উত্পাদিত ND20 নেটওয়ার্ক মিটার ব্যবহার করে ব্লোয়ারের বৈদ্যুতিক লোড একটি ওয়াট মিটার দিয়ে পরিমাপ করা হয়েছিল, পরিমাপের পরিসরের ±1% (1.65 কিলোওয়াট) নির্ভুলতা সহ। সমস্ত মান 1 সেকেন্ডের নমুনা ব্যবধানের সাথে রেকর্ড করা হয়েছিল।

2.3। শুকানোর জিরো-ডাইমেনশনাল ক্যালকুলেশন মডেল - ড্রায়ারের তাপের ভারসাম্য

এই গবেষণার জন্য ব্যবহৃত ড্রায়ারের একটি শূন্য মাত্রিক মডেলের একটি চিত্র দেখানো হয়েছেচিত্র 2. মডেলটি একটি অতিরিক্ত বাহ্যিক শুকানোর এজেন্ট হিটার সহ একটি একক পর্যায় ড্রায়ার বর্ণনা করে। মডেলটিতে কয়েকটি উপ-উপাদান রয়েছে। এটি পুরো পরীক্ষায় ড্রায়ার দ্বারা ব্যবহৃত শক্তির গণনার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল, সেইসাথে ড্রায়ারের আউটলেটে বাতাসের আপেক্ষিক আর্দ্রতার উপর ভিত্তি করে সরানো জলের ভর গণনার জন্য। শক্তি সংরক্ষণের আইন অনুসারে, ড্রায়ারে প্রবেশকারী এনথালপির যোগফল ড্রায়ার থেকে বের হওয়া এনথালপির যোগফলের সমান হতে হবে। ড্রায়ারের সংশ্লিষ্ট মডেলের সমীকরণ হল:

��1+��2=��3+��4+��5�1+�2=�3+�4+�5

(1)

কোথায়:

চিত্র 2।অতিরিক্ত বাহ্যিক শুকানোর এজেন্ট হিটার সহ একটি একক পর্যায়ের ড্রায়ারের চিত্র।

��1�1 তাপ এক্সচেঞ্জারের প্রস্থানে শুকানোর বায়ুর এনথালপি;

��2�2 হল ড্রায়ারে প্রবেশ করা ভেজা লিগনাইটের এনথালপি, যা পদার্থের পানির এনথালপি এবং শুষ্ক পদার্থের এনথালপিতে আলাদা করা যেতে পারে;

��3�3 হল ড্রায়ার থেকে বেরিয়ে আসা আর্দ্র বাতাসের এনথালপি;

��4�4 হল ড্রায়ার ছেড়ে যাওয়া শুকনো লিগনাইটের এনথালপি;

��5�5 ড্রায়ারের আবরণ দ্বারা পরিবেষ্টিত এনথালপির ক্ষতির প্রতিনিধিত্ব করে।

স্ট্যান্ডার্ড EN ISO 13788:2001 অনুযায়ী স্যাচুরেটেড বাষ্পের চাপ গণনা করা হয়েছিল:

��������=610·��17,269·��237,5+�� ������ ��≥0 °������=610·�17,269·�237,5 +� ��� �≥0 °�

(2)

কোথায়:

পিবসে-স্যাচুরেটেড বাষ্প চাপ, পা;

টি-তাপমাত্রা, °সে.

পরিমাপকৃত আপেক্ষিক আর্দ্রতা বিবেচনায় নিয়ে বাতাসে পরম আর্দ্রতার পরিমাণ:

��=0.622��·��������100·��−��·����������=0.622�·����100·�−�·����

(৩)

কোথায়:

এক্স—বাতাসে পরম আর্দ্রতা, kg·m−3 (শুষ্ক বাতাস);

φ-বায়ু আপেক্ষিক আর্দ্রতা,%;

পি—আর্দ্র (পরিবেষ্টিত) বায়ুচাপ, পা;

পিবসে-স্যাচুরেটেড বাষ্প চাপ, পা।

লিগনাইটের আর্দ্রতা হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত বাতাসে আর্দ্রতার পরিমাণ বৃদ্ধি:

Δ��=0.622(��2·������2100·��−��2·������2−��0·��������0100 ·��−��0·��������0)Δ�=0.622(�2·����2100·�−�2·��2−�0·���� 0100·�−�0·����0)

(4)

কোথায়:

Δএক্স—শুকানোর এজেন্ট (বায়ু), kg·m−3 এর পরম আর্দ্রতা বৃদ্ধি;

একটি নির্দিষ্ট সময়ের ব্যবধানে লিগনাইট থেকে সরানো জলের পরিমাণ ড্রায়ারের খাঁড়ি এবং আউটলেটে বাতাসে থাকা জলের পরিমাণের পার্থক্যের সাথে মিলে যায়। লিগনাইট দ্বারা জলের ক্ষতির তাত্ক্ষণিক মান (দুই মুহুর্তের মধ্যেt1 এবংt2) সূত্র থেকে নির্ধারিত হয়:

����������=Δ����������·��������·������(��2−��1)� ����=Δ�����·����·����(�2−�1)

(5)

কোথায়:

এমবাষ্প করা-কয়লায় পানির ক্ষয়, কেজি;

Δএক্স—শুকানোর এজেন্ট (বায়ু), kg·m−3 এর পরম আর্দ্রতা বৃদ্ধি;

������������—ভিজা বাতাসের ঘনত্ব, kg·m−3;

������������—শুষ্ক বাতাসের ঘনত্ব, kg·m−3;

ভিভিজা— ড্রায়ারের খাঁড়িতে বায়ু প্রবাহ, m3·h−1।

2.4। পরীক্ষার পদ্ধতি এবং সময়সূচী

উপস্থাপিত স্ট্যান্ডে শুকানোর পরীক্ষা করা হয়েছিলচিত্র 135°C, 50°C, 60°C, 70°C এবং 80°C তাপমাত্রায় 130 m3·h−1 গরম বাতাসের প্রবাহের জন্য। ড্রায়ারের খাঁড়ি এবং আউটলেটের মধ্যে শুকানোর বাতাসের আর্দ্রতার পরিবর্তন না হওয়া পর্যন্ত পরীক্ষাগুলি করা হয়েছিল (দেখুনচিত্র 3) যখন সেই বিন্দুতে পৌঁছেছিল, তখন লিগনাইট আগত শুষ্ক বাতাসের সাথে ভারসাম্য অর্জন করেছিল, তাই আর শুকানো সম্ভব ছিল না। ড্রায়ার দ্বারা এই অবস্থায় পৌঁছানোকে বলা হয় চূড়ান্ত আর্দ্রতার পরিমাণে পৌঁছানো এবং এই মান পৌঁছানোর সময়কে শুকানোর সময় বলা হয়। শুকানোর এজেন্ট তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে একটি কম চূড়ান্ত আর্দ্রতা সাধারণত অপেক্ষাকৃত কম শুকানোর সময়ের মধ্যে পৌঁছায়।চিত্র 350 °C তাপমাত্রায় পোলিশ লিগনাইটের শুকানোর পরীক্ষার সময় পরিমাপ করা এবং রেকর্ড করা মান দেখায়। গ্রাফটি কেবলমাত্র সেই প্যারামিটারগুলি দেখায় যা শুকানোর গতিবিদ্যা গণনা করতে এবং শুকানোর প্রক্রিয়ার শক্তি খরচ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন, ড্রায়ার ইনলেট এবং আউটলেটে বায়ু প্রবাহ, তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা)।

চিত্র 3।50 °C তাপমাত্রায় পোলিশ লিগনাইটের শুকানোর পরীক্ষার একটি উদাহরণ।

3. ফলাফল

পোল্যান্ড, গ্রীস, রোমানিয়া এবং অস্ট্রেলিয়া থেকে লিগনাইট ব্যবহার করে টর্বড ড্রায়ারের জন্য শুকানোর পরীক্ষা করা হয়েছিল। প্রক্সিমেট এবং প্রাথমিক বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি উপস্থাপন করা হয়েছেটেবিল 1.চিত্র 4কণার আকার বিতরণ উপস্থাপন করে, যা সমস্ত পরীক্ষার গড়, তাপমাত্রার সম্পূর্ণ পরিসরের মধ্যে সঞ্চালিত হয়।

চিত্র 4।টরবেড ইনস্টলেশনে শুকানোর আগে এবং পরে বিভিন্ন উত্সের লিগনাইটের কণা আকার বিতরণ।

চিত্র 5ভেজা এবং শুষ্ক লিগনাইটের জন্য মাঝারি কণার আকারের তুলনা করে এবং তরলযুক্ত বিছানায় শুকানোর উপর অন্য একটি গবেষণায় প্রকাশিত ফলাফলের সাথে এই গবেষণায় প্রাপ্ত ফলাফলের তুলনা করে। এটি সঞ্চালিত শুকানোর কারণে প্রতিটি লিগনাইটের জন্য মাঝারি কণার আকারের (d50) স্বতন্ত্র পরিবর্তনগুলি চিত্রিত করে। এটি এই গবেষণার জন্য ব্যবহৃত পোলিশ লিগনাইট এবং অন্যান্য লিগনাইটের মধ্যে পার্থক্য চিত্রিত করে। এটি আরও দেখায় যে লিগনাইটগুলির মধ্যে মধ্যকণার আকারের পরিবর্তনগুলি পরিবর্তিত হয়। d50 ব্যাসের পরিবর্তন বিভিন্ন লিগনাইটের মধ্যে পরিবর্তিত হয় (চিত্র 5), আপেক্ষিক পরিবর্তন অস্ট্রেলিয়ান লিগনাইটের জন্য সর্বোচ্চ এবং রোমানিয়ান লিগনাইটের জন্য সর্বনিম্ন।

চিত্র 5।ভেজা এবং শুকনো লিগনাইটের জন্য মধ্যকণার আকার (d50) (* Stokie et al. এর ফলাফল। [19] তুলনার জন্য)।

টরয়েডাল বেড ড্রায়ারের পরিচালনার নীতিটি বিবেচনায় নিয়ে, এটি আশা করা যুক্তিযুক্ত বলে মনে হয় যে কণার অ্যাট্রিশনটি শুকানোর পরে কণার আকার বন্টনের পরিবর্তনকে প্রভাবিত করে এমন একটি কারণ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। টরয়েডাল বিছানায় শুকনো কণার দুর্বল, ফাটল গঠনের প্রমাণ, চিত্র 8 এ দেখানো SEM ছবিতে প্রদর্শিত হয়েছে।

চিত্র 6এবংচিত্র 7বিভিন্ন আকারের কণার মধ্যে আর্দ্রতা সামগ্রীর বিভিন্ন বিতরণের উদাহরণ দেখান। এই দুটি পরিসংখ্যান স্পষ্টভাবে দেখায় যে সূক্ষ্ম কণাগুলি অকালে টরয়েডাল বিছানা থেকে প্রবেশ করেছিল। এর ফলে ড্রায়ারের আউটলেটে প্রবেশ করা জরিমানাগুলির আর্দ্রতা বেশি হয়।চিত্র 8দুটি লিগনাইট কণার পৃষ্ঠের পরিপ্রেক্ষিতে পার্থক্য দেখায়, একটি 100 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি মাফল ফার্নেসে শুকানো হয় এবং অন্যটি 50 ডিগ্রি সেলসিয়াসে টরয়েডাল বেডে শুকানো হয়।

চিত্র 6.ভেজা এবং শুকনো লিগনাইটের জন্য বিভিন্ন আকারের কণার আর্দ্রতার পরিমাণের মধ্যে পার্থক্য - শুকানোর প্রক্রিয়ার বিভিন্ন তাপমাত্রার জন্য গ্রীক লিগনাইটের একটি উদাহরণ।