آخرین بخش بسیاری از فرآیندهای مهندسی شیمی خشک کردن می باشد. در مواردیکه خشک کردن حجم زیادی پودر یا گرانول به طور پیوسته مد نظر باشد، استفاده از خشک ک نهای دوار غالبا بهترین گزینه ممکن است. از آنجا که این خشک کن ها دارای مصرف انرژی نسبتا بالایی هستند بهینه سازی و روشهای نوین کنترل آن حایز اهمیت می باشد. شبیه سازی فرایندا یک ابزار مفید برای دستیابی به این اهداف است. به دلیل گستردگی استفاده از این خشک کن ها در صنعت تولید شکر در سالیان اخیر محققان زیادی شبیه سازی خش ککن های دوار با ماده خشک شونده شکر را به انجام رسانده اند. در این تحقیق مقایسه دو معادله انتقال حرارت فریدمن-مارشال و رنز-مارشال تصحیح شده در تخمین رفتار یک خشک کن دوار صنعتی با ماده خش کشونده شکر مورد مطالعه قرار گرفته است. مطابق نتایج بدست آمده معادله انتقال حرارت رنز-مارشال تصحیح شده نتایج دقیقتری نسبت به معادله انتقال حرارت فریدمن-مارشال بدست می دهد.
عبارت خشک کردن معمولا به خارج کردن رطوبت از یک جسم اطلاق می گردد.بطور مثال ، یک جامد مرطوب مثل چوب و پارچه را می توان با تبخیر رطوبت به وسیله جریان گاز یا حتی بدون وجود گازخشک کرد .ولی همین جداسازی به روش مکانیکی مثل فشردن یا سانتریفوژ را نمی توان خشک کردن به حساب آورد .
یک محلول را می توان با پخش آن به صورت ذرات ریز در گاز داغ وخشک ، خشک و مایع آنرا تبخیر کرد . ولی تبخیر یک محلول با جوشاندن آن در محیطی که فاقد گاز حامل رطوبت است ، جزء عملیات خشک کردن محسوب نمی شود.
رطوبت موجود در یک محلول مایع یا جامد مرطوب فشار بخاری اعمال می کند که به طبیعت رطوبت ، جسم جامد و درجه حرارت بستگی دارد . بنابراین اگر یک جامد مرطوب در معرض یک جریان تازه گاز، که حاوی بخار با فشار جزیی P است قرار بگیرد، جسم تا جایی رطوبت خودرا با تبخیر از دست می دهد و یا رطوبت می گیرد که فشار بخار رطوبت جسم به p برسد .بعد از آن گاز و جامد در حال تعادل خواهند بود و به مقدار رطوبت جسم در آن حالت رطوبت تعادلی می گویند .
عملیات خشک کردن را می توان بر حسب اینکه عملکرد به صورت مداوم یا ناپیوسته باشد دسته بندی کرد.این عبارات از جهت ماده ایست که باید خشک گردد.بنابر این عملیاتی که در آن خشک کردن ناپیوسته اطلاق می گردد در حقیقت یک فرآیند نیمه پیوسته است که در آن مقدار ماده ای که باید خشک گردد در مسیر جریان مداومی از هوا قرار می گیرد تا رطوبت تبخیر گردد.
در عملیات مداوم ، ماده خشک شونده هم مانند جریان گاز به طور مداوم از دستگاه عبور می کند .اکثر عملیات ها بر اساس تماس مداوم گاز و جسم خشک شونده اند و معمولا روشهای مرحله ای به کار نمی روند.
دستگاههای استفاده شده در عملیات خشک کردن را می توان بر اساس نوع دستگاه و چگونگی فرآیند خشک کردن تقسیم بندی کرد.تقسیم بندی زیر برای تئوری های موجود مربوط به خشک کردن و روش های طراحی مناسب است .
انواع خشک کن ها
1- خشک کن ها در ایستگاههای CNG :
به طورکلی در ایستگاه های CNG از دو نوع خشک کن استفاده می شود. یکی دستگاه های خشک کن PSA که بر اساس تغییرات فشار کار می کنند و دیگری دستگاه های خشک کن TSA می باشند که بر اساس تغییرات دمایی کار می کنند. در هر دو نوع، از یک مادة جاذب مانند غربال مولکولی جهت جذب بخار آب از جریان گاز استفاده می شود. مهمترین تفاوت بین دو روش را می توان در نحوة دوباره فعال سازی یا خشک کردن، ماده جاذب دانست.
دستگاه خشک کن PSA
به طورکلی دستگاه های خشک کن PSA به منظور غنی سازی یا تخلیص مادة خاص در CNG به کار برده می شوند. در کاربرد خاص می توان از آن به عنوان خشک کن نیز استفاده نمود. در این حالت گاز اشباع شده در فشار کم را می توان به اتمسفر تخلیه نمود یا این که آن را سوزاند. استفاده از سیستم PSA دارای قیمت پایینی می باشد ولی از معایب آن می توان به از دست دادن مقداری گاز و افزایش بار کمپرسور اشاره نمود. شکل 15 جدا شدن مادة A را در فشار پایین نشان می دهد.
شکل 15 - خشک کن نوع PSA
دستگاه خشک کن TSA
در این سیستم از یک گرم کن به عنوان بازیابندة غربال مولکولی استفاده می شود. این سیستم معمولاً دارای دو نوع تک برجی (گرم کن خارجی) و دوبرجی می باشد. سیستم از نوع TSA دو برجی می تواند در قسمت خروجی کمپرسور نصب گردد.
خشک کن نوع TSA تک برجی:
سیستم خشک کن TSA تک برجی ، دارای گرم کن خارجی بوده و هر 1 تا 6 ماه، یک بار احتیاج به بازیابی دارد. در برخی اوقات یک بازیابندة متحرک مورد استفاده قرار می گیرد.سیستم تک برجی دارای امتیازاتی نظیر قیمت پایین، قابلیت اطمینان بالا، هزینة تعمیراتی کم (جدا از هزینة بازیابی) است و بعلاوه تمام امتیارات سیستم دو برجی را نیز دارا می باشد. شکل 17 دو نمونه خشک کن TSA تک برجی را نشان می دهد.
شکل 17 - دو نمونه از خشک کن نوع TSA تک برجی
این سیستم دارای معایبی نظیر هزینة بالای بازیابی و کمبود نیروی متخصص بازیاب در منطقة مشخص، می باشد. همچنین مسائل جوی و شرایط آب وهوایی نیز باید مساعد بازیابی باشند.
شامل 23 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
دانلود تحقیق خشک کن های دوار
