Fluidization Engineering Practice

دسته بندی: شیمیایی
ویرایش:  
نویسندگان: Passos M.L.,  Barrozo M.A.S.,  Mujumdar A.S.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 276 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 7 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 45,000

لاوال - کانادا، 2013. - 276 ص. — ISBN 978-0-9919117-0-7. در این کتاب الکترونیکی Fluidization Engineering Practice، شش کاربرد مختلف از فناوری سیال سازی با تمرکز بر طراحی و ملاحظات مدل، شبیه‌سازی و موارد مورد مطالعه، با مروری بر فرآیند درگیر و شرح مختصری از سناریوی صنعتی واقعی. مزایا و نتایج مرتبط به‌دست‌آمده با استفاده از فناوری سیال‌سازی نیز در هر فصل مورد تأکید قرار گرفته است.
با تمرکز بر مدل‌سازی و شبیه‌سازی راکتورهای بستر سیال هسته‌ای، فصل اول یک روش محاسباتی مهم و جدید برای حل سیستم‌های جفت شده دیفرانسیل جزئی ارائه می‌کند. معادلات مدل که فرآیندهای پیچیده چند فیزیکی را توصیف می کنند. در مورد خاص مورد تجزیه و تحلیل، یک شبیه‌ساز کامپیوتری برای سیستم‌های هسته‌ای توسعه یافته است که شامل مدل‌های انتقال سیال چند فازی و مدل‌های انتقال تابش نوترون است. نتایج جالب و مهمی از این شبیه ساز در مورد پایداری، طراحی و عملکرد راکتور هسته ای به دست آمده است. این نتایج تأیید می‌کند که این شبیه‌ساز می‌تواند واحدهای هسته‌ای صنعتی را برای جلوگیری از حوادث بحرانی و جدی بهبود بخشد و به آنها کمک کند.
پس از بررسی تکامل فرآیند پلیمریزاسیون فاز گاز صنعتی و نیازها، فصل دوم دو مدل پویا را برای توصیف کوپلیمریزاسیون اتیلن فرموله می‌کند. در راکتورهای بستر سیال، یکی مدل پدیدارشناسی و دیگری مدل کاهش یافته پارامتر تخمینی است. با ترکیب مناسب این دو مدل، یک مدل اصلاح شده برای دستیابی به تخمین پارامتر بهتر و سریعتر به دست می آید. این روش جدید از ترکیب مدل‌ها، که به صورت محاسباتی توسعه یافته است، برای نظارت و کنترل فرآیند یک کارخانه صنعتی به کار می‌رود. نتایج به‌دست‌آمده ارائه و مورد بحث قرار می‌گیرند، این روش‌شناسی را تأیید می‌کند و اهمیت آن را در بهبود استراتژی کنترل صنعتی، طراحی کنترل‌کننده و کیفیت محصول تأیید می‌کند.
فصل سوم مکانیسم‌های پوشش و تراکم را به منظور شناسایی پارامترهای اساسی برای اندازه‌گیری و اندازه‌گیری توضیح می‌دهد. کنترل هر یک از عملیات فرآیند در تجهیزات بستر سیال. آزمایش‌های تجربی در یک واحد بستر سیال در مقیاس آزمایشگاهی گزارش شده‌اند که شامل این عملیات می‌شود. با تجزیه و تحلیل نتایج تجربی در دیدگاه مکانیسم‌های فرآیند، اصلاحات طراحی بستر سیال معمولی برای بهبود عملکرد پوشش ذرات و تجمع ذرات ارائه می‌شود. استراتژی‌های کنترلی اضافی بر اساس نظارت بر رژیم سیال‌سازی پیشنهاد و به‌عنوان نیاز اساسی برای عملکرد یک پوشش‌دهنده بستر سیال ارائه شده‌اند.
با تمرکز بر کریستالایزرهای بستر ارتعاشی، فصل چهارم ابتدا اصول کریستالیزاسیون و سیستم‌های ارتعاشی و کاربردهای صنعتی آنها را معرفی می‌کند. . بر اساس این مقدمه، عملیات تبلور در واحدهای بستر ارتعاشی تجزیه و تحلیل شده و پارامترهای بدون بعد برای توصیف این عملیات - فرآیند شناسایی می‌شوند. نتایج تجربی از یک کریستالایزر ارتعاشی در مقیاس آزمایشگاهی، این گروه‌های بی‌بعد و استفاده از آن‌ها را برای انجام بهتر این فرآیند-عملیات تأیید می‌کند. مطالعه سه مورد برای تولید بلورهای ساکارز و اسید سیتریک ارائه و تجزیه و تحلیل شده است.
احتراق در بسترهای سیال در فصل پنجم توضیح داده شده است. رژیم های سیال شدن، انواع سوخت ذرات و مکانیسم های واکنش احتراق به طور همزمان تجزیه و تحلیل می شوند تا تکامل محفظه محفظه بستر سیال، طراحی های مختلف و شرایط عملیاتی و نیازهای واقعی را توضیح دهند. آلودگی محیطی با توجه به NO_x، SO₂ و انتشار گرد و غبار متمرکز شده است و جایگزین های عملیاتی مربوطه برای به حداقل رساندن این انتشارات و همچنین برای کاهش مشکلات خوردگی لوله ها و سطوح مورد بحث قرار گرفته است. مبدل های حرارتی.
فصل ششم یک واحد راکتور بستر سیال یکپارچه برای تولید سیلیکون درجه خورشیدی را تجزیه و تحلیل می کند. یک تکامل زمانی فرآیندهای صنعتی برای تولید سیلیکون خالص ارائه شده است که نیاز به فرآیند جدید برای تولید سیلیکون درجه خورشیدی کارآمد در مصرف انرژی کم را توجیه می‌کند. همانطور که نشان داده شده است، ادغام دو راکتور بستر سیال عملی ترین مسیر تکنولوژیکی برای پاسخگویی به این تقاضای صنعتی است. بنابراین، مدلی برای شبیه‌سازی عملیات فرآیند در اولین راکتور سیال شده، با در نظر گرفتن جریان دینامیک سیال جامد، توازن جرم و انرژی بین چند فاز، و همچنین مکانیسم‌های واکنش جنبشی همگن و ناهمگن ایجاد شده است. یک شبیه‌ساز بر اساس این مدل توسعه‌یافته طرح‌واره‌سازی می‌شود تا به طراحی و بهینه‌سازی عملیات این راکتور بستر سیال کمک کند.

Laval – Canada, 2013. — 276 p. — ISBN 978-0-9919117-0-7. In this e-book Fluidization Engineering Practice, six different applications of fluidization technology are presented, focusing on design and model considerations, simulation and studied cases, with an overview of the process involved and a brief description of the actual industrial scenario. Advantages and relevant results obtained by using the fluidization technology are also emphasized in each chapter.
Focusing on modeling and simulation of nuclear fluidized bed reactors, the first chapter presents an important and new computational methodology for solving coupled systems of partial-differential model-equations that describe complex multi-physical processes. In the particular case analyzed, a computer simulator is developed for nuclear systems, involving coupled multiphase fluid flow and neutron-radiation transport models. Interesting and important results are obtained from this simulator concerning the nuclear reactor stability, design and operation. These results corroborate that this simulator can improve and assist industrial nuclear units to avoid critical and serious incidents.
Having reviewed the industrial gas-phase polymerization process evolution and needs, the second chapter formulates two dynamic models for describing the copolymerization of ethylene in fluidized bed reactors, one a phenomenological model and the other an estimation parameter reduced model. By combining properly these two models, a modified model is obtained to attain better and faster parameter estimation. This new methodology of combining models, developed computationally, is applied for process monitoring and control of an industrial plant. Results obtained are presented and discussed, validating this methodology and corroborating its importance in improving the industrial control strategy, controller design and the product quality.
The third chapter describes coating and agglomeration mechanisms in order to identify the basic parameters to measure and control each one process operation in fluidized bed equipment. Experimental tests are reported in a laboratorial-scale fluidized bed unit, involving these operations. By analyzing experimental results in the view of process mechanisms, modifications of the conventional fluidized bed design are presented for improving particle-coating and particle agglomeration operation. Additional, control strategies based on monitoring the fluidization regime are proposed and presented as the basic requirement for operating a fluidized bed coater.
Focusing on vibrofluidized bed crystallizers, the fourth chapter first introduces fundamentals of crystallization and vibrating systems and their industrial applications. Based on this introduction, the crystallization operation is analyzed in vibrofluidized bed units and the dimensionless parameters for describing this operation-process are identified. Experimental results from a laboratorial-scale vibrofluidized crystallizer corroborate these dimensionless groups and their use to better perform this process-operation. Study of three cases for producing crystals of sucrose and of acid citric are presented and analyzed.
Combustion in fluidized beds is described in the fifth chapter. Fluidization regimes, particulate fuel types and combustion reaction mechanisms are analyzed simultaneously to explain the fluidized bed combustor evolution, different designs and operation conditions and the actual needs. Environment pollution regarding NO_x, SO₂ and dust emissions is focused and relevant operating alternatives for minimizing these emissions are discussed, as well as for reducing corrosion problems of tubes and surfaces of heat exchangers.
The sixth chapter analyzes an integrated fluidized bed reactor unit for solar grade silicon production. A chronological evolution of industrial processes for producing pure silicon is presented, justifying the need of new process to produce efficiently solar grade silicon at low energy consumption. As shown, the integration of two fluidized bed reactors is the most feasible technological route to attend this industrial demand. Therefore, a model is developed to simulate the process operation in the first fluidized reactor, considering dynamic solid-fluid flow, mass and energy balances between multi-phases, as well as homogeneous and heterogeneous kinetic reaction mechanisms. A simulator is schematized based on this developed model to assist the design and operation optimization of this fluidized bed reactor.