علم و دانش مهندسی شیمی

ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن در بستر سیال

محمدرضا فرزان
نوشته شده توسط محمدرضا فرزان

ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺶ ﯾﻪ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺎز،ﺣﺬف ﻓﺎز ﻓﺮار و ﯾﺎ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﮔﯿﺮد،ﮐﻪ از ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد ﻫﺎي آن ﻧﻘﺶ داﺷﺘﻦ در ﺗﻮﻟﯿﺪ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎ و ﺳﯿﻤﺎن اﺳﺖ.ﮐﻪ اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ در راﮐﺘﻮرﻫﺎي ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺑﻪ ﺧﻮﺑﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﮔﯿﺮد و ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﻋﻠﺖ آن ﻫﻢ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﻣﻨﺎﺳﺐ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل اﺳﺖ در واقع ﺑﺮاي ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن در ﯾﮏ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل، ﺑﺎﯾﺪ دﻣﺎي راﮐﺘﻮر ﺑﺮاﺑﺮ ﺑﺎ دﻣﺎي ﻧﻘﻄﻪ ذوب ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺑﺎﺷﺪ.و ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﮐﻪ ﺟﺰء ﺗﺮم ﻫﺎي ﻣﻬﻢ ،در ﻃﺮاﺣﯽ ﯾﮏ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل اﺳﺖ ﻫﺮ ﭼﻪ ﮐﻮﭼﮑﺘﺮ ﺑﺎﺷﺪ، ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﺑﻬﺘﺮ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد. و ﺗﺮم دﯾﮕﺮ دﺑﯽ ﺟﺮﯾﺎن ﮔﺎز اﺳﺖ ،ﮐﻪ اﻓﺰاﯾﺶ دﺑﯽ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﭼﺸﻤﮕﯿﺮي در اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﺷﺪه ﻧﺪارد. ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ دﻣﺎ در ﻫﺮ دو ﻧﻮع راﮐﺘﻮر ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ اﻣﺎ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺳﺮﻋﺖ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﺑﺎﻻﺗﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ اﯾﻦ ﺑﻪ دﻟﯿﻞ اﯾﻦ اﺳﺖ، ﮐﻪ به همان دلیل اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت بهتر در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل است.

ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﯾﮏ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ در ﺣﻀﻮر اﮐﺴﯿﮋن و ﻫﻮا روي ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﯽ و ﺟﺎﻣﺪات اﺳﺖ ﮐﻪ ﻣﻮﺟﺐ ﯾﮏ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ،اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺎز ﯾﺎ ﺣﺬف ﻓﺎز ﻓﺮار ﻣﯽ ﺷﻮد.

ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ از ﮐﻠﻤﻪ to burn lime ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه ﭼﻮن ﺑﯿﺸﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد را در ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ، ﺗﺠﺰﯾﻪ ﮐﻠﺴﯿﻢ ﮐﺮﺑﻨﺎت ﺑﻪ ﮐﻠﺴﯿﻢ اﮐﺴﯿﺪ و ﮐﺮﺑﻦ دي اﮐﺴﯿﺪ را دارد.

ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺣﺎﺻﻞ از ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ را ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﻣﯽ ﻧﺎﻣﻨﺪ

اﻣﮑﺎن اﻧﺠﺎم اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ در ﮐﻮره ﻫﺎي ﻣﺤﻮري،ﮐﻮرﻫﺎي ﭼﺮﺧﺎن،ﮐﻮره ﻫﺎي ﭼﻨﺪ ﮔﺎﻧﻪ و راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل وﺟﻮد دارد.

در زﯾﺮ ﻣﻮاردي از ﮐﺎرﺑﺮد ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ آﻣﺪه اﺳﺖ

  • ﺗﺠﺰﯾﻪ ﮐﺮﺑﻨﺎت ﻣﻌﺪﻧﯽ ﺑﺮاي ﺑﻪ دﺳﺖ آوردن ﮐﺮﺑﻦ دي اﮐﺴﯿﺪ
  • ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻫﯿﺪرات ﻣﻌﺪﻧﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﺑﻮﮐﺴﯿﺖ
  • ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻣﻮاد ﻓﺮار ﺷﺎﻣﻞ زﻏﺎل ﺳﻨﮓ ﭘﺘﺮوﻟﯿﻢ ﺧﺎم
  • ﻋﻤﻠﯿﺎت ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ در اﻧﺘﻘﺎل ﻓﺎز ﻣﺜﻞ واﺷﯿﺸﻪ اي ﺷﺪن ﻣﻮاد ﺷﯿﺸﻪ اي
  • ﺣﺬف ﯾﻮن ﻫﺎي آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم در ﭘﯿﻮﻧﺪﻫﺎي زﺋﻮﻟﯿﺖ

واﮐﻨﺶ ﻫﺎي ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﺷﺪن ﻣﻌﻤﻮﻻ در دﻣﺎي ﺗﺠﺰﯾﻪ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ اﺗﻔﺎق ﻣﯽ اﻓﺘﺪ.ﮐﻪ اﯾﻦ دﻣﺎ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان دﻣﺎي اﺳﺘﺎﻧﺪارد اﻧﺮژي آزاد ﮔﯿﺒﺲ ﺑﺮاي ﯾﮏ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﺷﺪن در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد.

ﻣﻌﺮﻓﯽ ﮐﻠﺴﯿﻢ ﮐﺮﺑﻨﺎت،آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ و ﻓﺴﻔﺎت

ﮐﻠﺴﯿﻢ ﮐﺮﺑﻨﺎت

ﮐﻠﺴﯿﻢ ﮐﺮﺑﻨﺎت ﯾﮏ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﻓﺮﻣﻮل CaCO3اﺳﺖ.ﮐﻪ درﺳﻨﮓ ﻫﺎ ودر ﻫﻤﻪ ﺟﺎي ﺟﻬﺎن ﯾﺎﻓﺖ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ ﻗﺴﻤﺖ ﻋﻤﺪه اي از ﭘﻮﺳﺘﻪ ي ارﮔﺎﻧﯿﺴﻢ ﻫﺎي درﯾﺎﯾﯽ،ﺻﺪف ﻫﺎ،زﻏﺎل ﺳﻨﮓ،ﻣﺮوارﯾﺪﻫﺎ و ﭘﻮﺳﺘﻪ ي ﺗﺨﻢ ﻣﺮغ را ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ.

ﮐﻠﺴﯿﻢ ﮐﺮﺑﻨﺎت ﻋﻨﺼﺮ ﻓﻌﺎل در ﮐﻠﺴﯿﻢ اﮐﺴﯿﺪ زراﻋﺘﯽ اﺳﺖ

وﻗﺘﯿﮑﻪ ﯾﻮن ﻫﺎي ﮐﻠﺴﯿﻢ در آب ﺳﺨﺖ ﺑﺎ ﯾﻮن ﻫﺎي ﮐﺮﺑﻨﺎت واﮐﻨﺶ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ ،limescale ﺑﻪ وﺟﻮد ﻣﯽ آﯾﺪ ﮐﻪ در ﭘﺰﺷﮑﯽ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻣﮑﻤﻞ ﮐﻠﺴﯿﻢ ﯾﺎ آﻧﺘﯽ اﺳﯿﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽ ﺷﻮد اﻣﺎ ﻣﺼﺮف زﯾﺎد آن ﺧﻄﺮﻧﺎك اﺳ

آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ

آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ ﺑﺎ ﻓﺮﻣﻮل ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ Al(OH)3از ﺗﺠﺰﯾﻪ ﺳﻨﮓ ﺑﻮﮐﺴﯿﺖ ﻃﯽ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﺎﯾﺮ ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽ آﯾﺪ وﭼﻮن ﺧﻨﺜﯽ ﮐﻨﻨﺪه اﺳﯿﺪ اﺳﺖ ﺑﺮاي ﺧﻨﺜﯽ ﮐﺮدن اﺳﯿﺪ ﻣﻌﺪه  ﻣﺼﺮف داروﯾﯽ ﻧﯿﺰ دارد.

ﻓﺴﻔﺎت

ﺳﻨﮓ ﻣﻌﺪن ﻓﺴﻔﺎت ﻋﻤﺪﺗﺎ ﺑﺎ ﮐﻠﺴﯿﻢ ﻓﺴﻔﺎت و ﺳﻠﯿﮑﺎ،آﻫﻦ،آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم اﮐﺴﯿﺪ،ﻣﻮاد ارﮔﺎﻧﯿﮏ،ﮐﺮﺑﻨﺎت ﻫﺎ و ﻣﻮاد رﺳﯽ ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﻧﺎﺧﺎﻟﺼﯽ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﯽ ﺷﻮد و دﻫﻤﯿﻦ ﻋﻨﺼﺮ ﻓﺮاوان در ﭘﻮﺳﺘﻪ ي زﻣﯿﻦ اﺳﺖ و ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻓﺴﻔﺎت ﮐﻠﺴﯿﻢ در ﺑﺎﻓﺖ ﻫﺎي اﺳﺘﺨﻮاﻧﯽ ﺑﺪن ﻧﯿﺰ وﺟﻮد دارد.

ﯾﮑﯽ از ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻣﻬﻢ ﻓﺴﻔﺎت ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﮐﺸﺎورزي اﺳﺘﻔﺎده از آن ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﮐﻮد در ﮐﺸﺎورزي اﺳﺖ.ﮐﻪ ﺑﻌﺪ از ﮐﻮدﻫﺎي ﻧﯿﺘﺮوژﻧﯽ  ﮐﻮدﻫﺎي ﻓﺴﻔﺎﺗﻪ ﭘﺮ ﻣﺼﺮف ﺗﺮﯾﻦ ﮐﻮد ﺑﻪ ﺷﻤﺎر ﻣﯽ آﯾﻨﺪ.

ﻣﻬﻤﺘﺮﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮد ﺳﻨﮓ ﻓﺴﻔﺎت، اﺳﺘﻔﺎده از آن در ﺳﺎﺧﺖ اﺳﯿﺪ ﻓﺴﻔﺮﯾﮏ و ﺑﻪ ﺗﺒﻊ آن اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﮐﻮدﻫﺎي ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ اﺳﺖ، ﺑﻄﻮري ﮐﻪ ۹۰ درﺻﺪ ﻣﺸﺘﻘﺎت اﺳﯿﺪ ﻓﺴﻔﺮﯾﮏ ﺗﻮﻟﯿﺪ در ﺳﻄﺢ ﺟﻬﺎن در اﯾﻦ زﻣﯿﻨﻪ ﺑﮑﺎر ﻣﯽرود. ۱۰ درﺻﺪ ﺑﺎﻗﯽ ﻣﺎﻧﺪه در ﺻﻨﺎﯾﻊ ﻓﻠﺰي ﺟﻬﺖ اﯾﺠﺎد ﻻﯾﻪ ﺿﺪ زﻧﮓ ﺑﺮ روي ورﻗﻪ ﻫﺎي ﻓﻠﺰي، ﺻﻨﺎﯾﻊ ﺷﯿﺸﻪ ﺳﺎزي، دﻧﺪاﻧﺴﺎزي، ﻻﺳﺘﯿﮏ ﺳﺎزي و ﺻﻨﺎﯾﻊ ﭘﺘﺮوﺷﯿﻤﯽ ﺑﮑﺎر ﻣﯽرود.

ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﻓﺴﻔﺎت در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل

در ﮔﺬﺷﺘﻪ ﮐﻮرﻫﺎي  دوار ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ ﮐﺎرﺑﺮد داﺷﺘﻪ اﺳﺖ.اﻣﺎ اﻣﺮوزه ﺑﻪ ﻋﻠﺖ زﻣﺎن زﯾﺎدي ﮐﻪ ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻋﻤﻠﯿﺎت ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن در اﯾﻦ راﮐﺘﻮرﻫﺎ ﻻزم ﺑﻮده و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﭘﺎﯾﯿﻦ ﺑﻮدن اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﯿﻦ دو ﻓﺎز ﮔﺎز و ﺟﺎﻣﺪ ﮐﻮره ﻫﺎي دوار ﮐﺎرﺑﺮد ﺧﻮد را در اﯾﻦ زﻣﯿﻨﻪ از دﺳﺖ داده اﻧﺪ و راﮐﺘﻮرﻫﺎي ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل و ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ ﺟﺎي آﻧﻬﺎ را ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.ﻻزم ﺑﻪ ذﮐﺮ اﺳﺖ ﮐﻪ اﺳﺘﻔﺎده از راﮐﺘﻮرﻫﺎي ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل و ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻪ ﺟﺎي ﮐﻮره ﻫﺎي دوار از ﻧﻘﻄﻪ ﻧﻈﺮ اﻗﺘﺼﺎدي ﻧﯿﺰ ﺑﻪ ﺻﺮﻓﻪ اﺳﺖ.

در اﯾﻦ ﻗﺴﻤﺖ ﺷﺮاﯾﻂ ﻻزم ﺑﺮاي ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﻓﺴﻔﺎت در ﯾﮏ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل را ﺑﺮرﺳﯽ ﻣﯽ ﮐﻨﯿﻢ

ﺷﺪت ﺟﺮﯾﺎن ﮔﺎز

ﻫﻤﺎﻧﻄﻮر ﮐﻪ ﻗﺒﻼ ﺑﯿﺎن ﺷﺪ ﺑﺮاي ﻋﻤﻠﯿﺎت ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﻣﺎ ﺑﻪ ﺟﺮﯾﺎن ﺳﻮﺧﺖ ﺑﺮاي اﺣﺘﺮاق ﻧﯿﺎز دارﯾﻢ ، در ﺷﺮاﯾﻄﯽ ﮐﻪ دﻣﺎ ۸۰۰ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد اﺳﺖ، و ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﺑﯿﻦ ۵۰۰ ﺗﺎ ۷۰۰ ﻣﯿﮑﺮو ﻣﺘﺮ اﺳﺖ، اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﯿﺎل ﺗﺎ  ۲،۴ ،۶ ،۸ و۱۰ﺑﺮاﺑﺮ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻨﯿﻤﻢ ﺳﯿﺎﻟﯿﺖ نشان می دهد که ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ ﺑﻪ ﻃﻮر ﺟﺰﯾﯽ اﻓﺰاﯾﺶ ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ.

ﻋﻠﺖ اﻓﺰاﯾﺶ ﺟﺰﯾﯽ  ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ  ﺑﺮ اﺛﺮاﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﮔﺎز ،اﻓﺰاﯾﺶ ﺑﺮﺧﻮرد ﺑﯿﻦ ذرات داﺧﻠﯽ ودر ﻧﺘﯿﺠﻪ ﺳﺎﯾﯿﺪﮔﯽ و ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺎﯾﺰ ذرات اﺳﺖ.ﮐﻪ ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﺑﺎﻋﺚ ﻣﯽ ﺷﻮد ﺗﻤﺎس ﺑﯿﻦ دو ﻓﺎز ﮔﺎز و ﺟﺎﻣﺪ ﺑﻬﺘﺮ ﺻﻮرت ﮔﯿﺮد در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.

و ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ اﻓﺰاﯾﺶ ﺷﺪت ﺟﺮﯾﺎن ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﯾﺶ اﻧﺘﻘﺎل ﮔﺮﻣﺎ و ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ ﺷﺪن دﻣﺎي ﺑﺴﺘﺮ ﻣﯽ ﺷﻮداﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﺑﻪ ﻣﻘﺪار ﺑﯿﺸﺘﺮ ﭼﻮن ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺸﯿﺪه ﺷﺪن ذرات ﻣﯽ ﺷﻮد ﺑﺮرﺳﯽ ﻧﺸﺪه اﺳﺖ

ﺳﺎﯾﺰ ذرات

ﯾﮑﯽ از ﭘﺎراﻣﺘﺮﻫﺎي ﻣﻬﻢ ﻃﺮاﺣﯽ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل، ﺳﺎﯾﺰ ذرات اﺳﺖ. در ﺷﺮاﯾﻄﯽ ﮐﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﮔﺎز ﺑﻪ ﻣﻨﯿﻤﻢ ﺳﺮﻋﺖ ۴ اﺳﺖ و دﻣﺎ ۸۰۰درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد است، اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﺑﺎﻋﺚ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺸﻦ ﻣﯽ ﺷﻮد ﭼﻮن ﺑﺎ اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﺗﻤﺎس ﺑﻪ ﺧﺒﯽ ﺑﯿﻦ دو ﻓﺎز اﻧﺠﺎم ﻧﻤﯽ ﺷﻮد.و اﯾﻦ ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﺎ ﮐﺎﻫﺶ ﺳﺎﯾﺰ ذرات ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽ ﯾﺎﺑﺪ.

 ﺗﺎﺛﯿﺮ دﻣﺎ

ﺗﺎﺛﯿﺮ دﻣﺎ روي ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ را ﺑﺮاي ذرات ﺑﺎ ﺳﺎﯾﺰ ۵۰۰ﺗﺎ۷۱۰ ﻣﯿﮑﺮو ﻣﺘﺮ و ﺳﺮﻋﺖ ﺟﺮﯾﺎن ﮔﺎز ۴ ﺑﺮاﺑﺮ ﻣﻘﺪار ﻣﻨﯿﻤﻢ ﺳﺮﻋﺖ ﺳﯿﺎﻟﯿﺖ ،در رﻧﺞ دﻣﺎﯾﯽ ۶۰۰ ﺗﺎ ۹۰۰ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﻧﺸﺎن می دهد که در دﻣﺎي ۹۰۰ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﻓﺮآﯾﻨﺪ در ﻣﺪت زﻣﺎن ۸ دﻗﯿﻘﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر ﮐﺎﻣﻞ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد اﻣﺎ اﯾﻦ دﻣﺎ ﻣﻤﮑﻦ ﺑﺎﻋﺚ ذوب ﺷﺪن ﺳﻄﺢ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد و از اﯾﻦ ﺟﻬﺖ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﯿﺶ در ﯾﮏ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﻧﯿﺴﺖ.

در واقع  ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن ﻓﺴﻔﺎت در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺳﺮﯾﻊ ﺗﺮ از راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد و ﻋﻠﺖ اﯾﻦ اﺳﺖ ﮐﻪ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ ﮐﻢ ﺗﺮ اﺳﺖ ﭼﻮن ،اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت در ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ و رﺳﺎﻧﺶ و  ﺗﺸﻌﺸﻊ اﺳﺖ.اﻣﺎ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﻓﻘﻂ ﺷﺎﻣﻞ ﺗﺸﻌﺸﻊ و رﺳﺎﻧﺶ اﺳﺖ.در ﻧﺘﯿﺠﻪ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﺎﻋﺚ اﻓﺰاﯾﺶ ﻣﻘﺪار ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﺷﺪه اﺳ

ﺳﺎﺧﺘﺎر ﺧﻠﻞ و ﻓﺮج ﻫا

آﺧﺮﯾﻦ ﺗﺮم ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﯽ ﺗﻮزﯾﻊ ﺧلل و ﻓﺮج ﻫﺎ در ﯾﮏ راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل و ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ.  poreﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮاي ذرات در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ۰,۳۱۴  و در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ۱,۲۸۷ اﺳﺖ

ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪرو اﮐﺴﯿﺪ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل

آﺧﺮﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ از ﯾﮏ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﺎﯾﺮ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ در ﯾﮏ راﮐﺘﻮرﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺑﺮاي دﺳﺖ ﯾﺎﺑﯽ ﺑﻪ آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم اﮐﺴﯿﺪ و ﺣﺬف ﻫﯿﺪرات ﻫﺎ اﺳﺖ. اﻧﺮژي ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺑﺮاي اﻧﺠﺎم واﮐﻨﺶ، از ﻃﺮﯾﻖ اﺣﺘﺮاق ﻣﺴﺘﻘﯿﻢ ﺳﻮﺧﺖ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻣﯽ ﺷﻮد ﮐﻪ ﺳﻮﺧﺖ ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﻣﻌﻤﻮﻻ از ﻧﻔﺖ و ﮔﺎﻫﯽ از ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ اﺳﺘﻔﺎده  ﻣﯽ ﺷﻮد.

ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﺎﯾﺮ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﮐﺎرل ﺟﻮزف در اﺗﺮﯾﺶ در ﺳﺎل ۱۸۸۸ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﯾﺎﻓﺖ و ﺛﺒﺖ ﮔﺮدﯾﺪ.در اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺑﺎﮐﺴﯿﺖ ﺧﺮد ﺷﺪه در ﻣﺤﻠﻮل ﻗﻮي ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ ﺳﺪﯾﻢ در دﻣﺎﻫﺎي ﺗﺎ  ۲۴۰ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﺣﻞ ﻣﯽ ﮔﺮدد.ﺑﯿﺸﺘﺮ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎ ﻃﯽ اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺣﻞ ﺷﺪه و رﺳﻮب ﻗﺮﻣﺰ رﻧﮕﯽ ﮐﻪ ﻋﻤﺪﺗﺎً از اﮐﺴﯿﺪﻫﺎي آﻫﻦ و ﺳﯿﻠﯿﺲ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ ،ﺑﺎﻗﯽ ﻣﯽ ﻣﺎﻧﺪ ﮐﻪ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﻓﯿﻠﺘﺮ ﮐﺮدن ﺟﺪا ﻣﯽ ﺷﻮد.

ﻏﻠﻈﺖ ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ ﺳﺪﯾﻢ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ دﻣﺎ و ﻓﺸﺎر ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺑﺮ ﺣﺴﺐ ﻃﺒﯿﻌﺖ ﮐﺎﻧﻪ ﺑﺎﮐﺴﺖ،ﻣﺨﺼﻮﺻﺎً درﺻﺪ ﺷﮑﻠﻬﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎيγ ،β، αﻣﻮﺟﻮد در ﮐﺎﻧﻪ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﯽ ﺷﻮد.

AL2O3XH2O+2NaOH→NaAlO2+(x+1)H2O

ﻣﺘﻌﺎﻗﺒﺎً در ﻣﺮﺣﻠﻪ دوم ﺑﻪ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻣﻮﺳﻮم اﺳﺖ ﺷﺮاﯾﻂ ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪ اي ﺗﻨﻈﯿﻢ ﻣﯽ ﮔﺮدد ﮐﻪ واﮐﻨﺶ در ﺟﻬﺖ ﻋﮑﺲ ﺑﻪ ﭘﯿﺶ ﺑﺮود

۲NaALO2+2H2O→۲NaOH+Al2O3.3H2O

واﮐﻨﺶ ﻣﺰﺑﻮر ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ ﺳﺮد ﮐﺮدن و رﻗﯿﻖ ﻧﻤﻮدن ﻣﺤﻠﻮل و ﺗﻠﻘﯿﺢ ﺑﺎ ﮐﺮﯾﺴﺘﺎﻟﻬﺎي آﺑﺪار Al2O3.3H2Oﺣﺎﺻﻞ ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.ﮐﻪ ﻃﯽ آن رﺳﻮب ﭘﻮدري ﺷﮑﻞ اﯾﻦ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺑﻪ ﺟﺎي ﺷﮑﻞ ژﻻﺗﯿﻨﯽ آن ﺑﻪ دﺳﺖ ﻣﯽ آید.

واﮐﻨﺶ ﺗﺠﺰﯾﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً در دﻣﺎي ﺣﺪود۵۰درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد در ﻣﺨﺎزﻧﯽ ﮐﻪ ﺑﻪ آﻫﺴﺘﮕﯽ ﻫﻢ زده ﻣﯽ ﺷﻮد اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﮔﯿﺮد و ﮐﺎﻣﻞ ﺷﺪن واﮐﻨﺶ ﺗﺎ ﺣﺪود ۳۰ ﺳﺎﻋﺖ ﻣﻤﮑﻦ اﺳﺖ ﺑﻪ ﻃﻮل ﺑﮑﺸﺪ. اﮐﺴﯿﺪ آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻢ ﺣﺎﺻﻞ از واﮐﻨﺶ ﺗﺠﺰﯾﻪ را ﺟﺪا ﮐﺮده و ﺷﺴﺘﺸﻮ ﻣﯽ دﻫﻨﺪ در ﺣﺎﻟﯽ ﮐﻪ ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ ﺳﺪﯾﻢ ﺣﺎﺻﻠﻪ ﺑﺎزﯾﺎﻓﺖ ﺷﺪه و ﺑﻪ راﮐﺘﻮر اﻧﺤﻼل(ﻣﺮﺣﻠﻪ اول) ﺑﺮﮔﺮداﻧﺪه ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ.ﺳﭙﺲ اﮐﺴﯿﺪ آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻢ آﺑﺪار در ﮐﻮره ﻫﺎي ﺗﻮﻧﻠﯽ و ﯾﺎ اﺧﯿﺮاً در ﺑﺴﺘﺮﻫﺎي روان ﻣﻮرد ﻋﻤﻞ ﺗﮑﻠﯿﺲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و آﻟﻮﻣﯿﻨﺎ ﺑﻪ دﺳﺖ ﺧﻮاﻫﺪ آﻣﺪ.ﻋﻤﻞ ﺗﮑﻠﯿﺲ در دو ﻣﺮﺣﻠﻪ اﺗﻔﺎق اﻓﺘﺪ ﮐﻪ ﻃﯽ آن اﮐﺜﺮ آب ﺗﺒﻠﻮر اﮐﺴﯿﺪ آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻢ ، در ﻣﺤﺪوده دﻣﺎﯾﯽ ۴۰۰ﺗﺎ۶۰۰درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﺣﺬف ﻣﯽ ﺷﻮد. آﻟﻮﻣﯿﻨﺎي ﺑدﺳﺖ آﻣﺪه در اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﺑﻪ ﺷﮑﻞ ﻓﻌﺎل ﻣﯽ ﺑﺎﺷﺪ ﮐﻪ ﺑﺎ ﺣﺮارت دادن ﺑﯿﺸﺘﺮ در دﻣﺎي ۱۲۰۰ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﺑﻪ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎي ﻧﺴﺒﺘﺎً ﺧﻨﺜﯽ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽ ﺷﻮد.ﺷﮑﻞ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎ داراي ﻣﺸﺨﺼﺎت ﻓﯿﺰﯾﮑﯽ ﻣﺘﻔﺎوت ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﮐﻪ در واﺣﺪﻫﺎي آﻟﻮﻣﯿﻨﯿﻢ ﺳﺎزي ﮐﻨﺘﺮل و ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽ ﮔﺮدد. ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﻫﻤﮕﻦ ﺑﻮدن دﻣﺎ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل،ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻣﺤﺼﻮل ﺑﻪ ﺳﻄﺢ وﯾﮋه ﺑﺴﺘﮕﯽ دارد

واﮐﻨﺶ ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ

Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O2

اﯾﻦ واﮐﻨﺶ در راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل در دﻣﺎي ۹۰۰ ﺗﺎ ۱۰۰۰درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد اﻧﺠﺎم ﻣﯽ ﺷﻮد و ﻣﻘﺪار دﻗﯿﻖ دﻣﺎ ﺑﻪ ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻣﺤﺼﻮﻟﯽ ﮐﻪ ﻣﯽ ﺧﻮاﻫﯿﻢ ﺑﺪﺳﺖ آورﯾﻢ ﺑﺴﺘﮕﯽ دارد.

ﻋﻠﺖ ﺑﺮﺗﺮي راﮐﺘﻮر ﺑﺴﺘﺮ ﺳﯿﺎل ﺑﺮاي  ﮐﻠﺴﯿﻨﻪ ﮐﺮدن آﻟﻮﻣﻨﯿﻮم ﻫﯿﺪروﮐﺴﯿﺪ

  • ﮐﻢ ﺑﻮدن اﻧﺮژي ﻣﺼﺮفی
  • ﻫﻤﮕﻦ ﺑﻮدن دﻣﺎ در ﺳﻄﺢ راﮐﺘﻮر
  • ﻣﮑﺎن ﮐﻨﺘﺮل ﮐﯿﻔﯿﺖ ﻣﺤﺼﻮل
  • ﻋﻤﻠﯿﺎت آﺳﺎن ﮐﺎرﺧﺎﻧﻪ اي ﺑﺪون ﻧﯿﺎز ﺑﻪ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﭘﯿﭽﯿﺪه
[تعداد رای:0]

درباره نویسنده

محمدرضا فرزان

محمدرضا فرزان

کارشناسی مهندسی نفت-بهره برداری
کارشناسی ارشد مهندسی شیمی-ترمودینامیک

دیدگاهتان را بنویسید