fluidized bed drying, desorption isotherms, mathematical modeling
Abstrakt
Przedstawiono ujęcie ilościowe kinetyki procesu okresowego suszenia ziarnistych ciał stałych w aparatach fluidyzacyjnych z uwzględnieniem ciepła sorpcji i strat ciepła do otoczenia. Do charakterystyki hydrodynamicznej i kinetycznej analizowanego układu fluidalnego wykorzystano zmodyfikowany model złoża pęcherzykowego Kuniego i Levenspiela. Zastosowano model dwustrefowy, zakładając zaniedbywalną grubość chmury otaczającej pęcherz.
W kolejnym etapie pracy badano możliwość otrzymania równań równowagi desorpcji w oparciu o eksperymentalną krzywą suszenia fluidalnego. Zastosowano optymalizacyjną metodę odwrócenia działania modelu matematycznego. Zaproponowany sposób postępowania zweryfikowano doświadczalnie uzyskując zadowalające rezultaty potwierdzając, że metoda odwrócenia działania modelu matematycznego może być zastosowana do otrzymania równania równowagi desorpcji. Do stosowania tej metody, konieczna jest znajomości krzywej suszenia lub Uogólnionej Krzywej Suszenia analizowanych substancji.
Zaproponowana metoda postępowania tworzy więź między analitycznymi i półempirycznymi metodami analizy suszenia okresowego w złożach fluidalnych i pozwala na otrzymanie równania izotermy desorpcji przy minimalizacji zakresu badań laboratoryjnych. Wykazano możliwość wykorzystania w obliczeniach procesowych koncepcji Uogólnionej Krzywej Suszenia (GDC).
The Presented quantitive analysis of the batch fluidized bed drying kinetics includes effects of heat of sorption and heat exchange with surrounding. Kuni Levenspiel bubbling bed model has been used in order to characterize hydrodynamic and kinetic properties of the analyzed fluidized system. The mathematical model considers two zones and neglects thickness of cloud surrounding the bubble.
A possibility of generation of the desorption isotherms using experimental fluidized bed drying curves has been tested in the next stage of the work. Optimization method has been used in order to achieve reverse application of the mathematical model. The proposed method has been experimentally verified what confirms that the method of reverse application of the mathematical model may be used for generation of desorption isotherm equation.
Proposed method of reverse application of the model allows obtaining desorption isotherms. Experimental drying curve or Generalized Drying Curve is mandatory as feed for calculations.
The method allows receiving sorption isotherms by minimizing of the necessary laboratory tests and makes connection between analytic and semi-empirical methods of analysis of the fluidized bed drying. Possibility of application of Generalized Drying Curve (GDC) in calculations has been demonstrated.
