monet tekijät otetaan huomioon kiertouunia suunniteltaessa. Jokainen vaikuttaa kykyyn tuottaa haluttu kemiallinen reaktio/faasimuutos tehokkaasti. Ominaisuudet, kuten irtotiheys, ominaislämpö ja juoksevuus, vaikuttavat toisiinsa vaikuttaen siihen, miten materiaali reagoi käsittelyyn, ja myöhemmin siihen, miten uuni on suunniteltava näiden ominaisuuksien ympärille halutun tuloksen aikaansaamiseksi. Yksi kriittinen tekijä kiertouunin suunnittelussa on ilmavirran konfiguraatio eli se, mihin suuntaan prosessikaasu virtaa uunin läpi suhteessa materiaaliin.
kiertouunin Ilmavirtauskonfiguraatioita
kiertouuneja on saatavilla kahdentyyppisinä ilmavirtauskonfiguraatioina: rinnakkaisvirta ja vastavirta. Molempia vaihtoehtoja on kehitetty laajalla tutkimus-ja kehitystyöllä prosessin lämpötehokkuuden maksimoimiseksi. Suunnitteluprosessin aikana valinta siitä, mikä ilmavirran kokoonpano sopii parhaiten sovellukselle, perustuu materiaalin ominaisuuksiin sekä prosessin yleisiin vaatimuksiin. Tämän vuoksi on tärkeää ymmärtää, miten kukin ilmavirtausvaihtoehto toimii, jotta voidaan täysin ymmärtää kunkin tarjoamat edut.
Rinnakkaisvirtaus
Yhteisvirtausilmavirta, jota kutsutaan myös rinnakkaisvirtaukseksi, on silloin, kun palamistuotteet virtaavat samaan suuntaan kuin materiaali. Tällöin kylmin materiaali joutuu välittömästi kosketuksiin uunin kuumimman kaasun kanssa, mikä johtaa nopeaan alkulämpötilan muutokseen. Rinnakkaisvirtauunit toimivat parhaiten materiaaleilla, jotka eivät tarvitse asteittaista lämpötilan nousua hallittuun muuntamiseen. Orgaanisessa palamisprosessissa käytetään yleisesti tätä ilmavirtakonfiguraatiota, koska se ei vaadi kovin erityistä lopputuotetta. Tässä esimerkissä uuniin lisätään jätemateriaalia (esim.kaatopaikkatuote), joka sisältää sekä orgaanista että epäorgaanista materiaalia. Nämä materiaalit voivat joutua välittömään kosketukseen korkean lämmön kanssa ja uuni voi helpottaa faasimuutosta hyvin varhaisessa vaiheessa prosessia. Orgaaninen materiaali poltetaan pois kovalla lämmöllä ja jäljelle jää kuiva tuhka.
Vastavirtailmavirta
Vastavirtailmavirta on, kun ilma virtaa materiaalivirran vastakkaiseen suuntaan. Tässä mallissa materiaali kuumennetaan vähitellen kulkiessaan uunin läpi. Tässä kokoonpanossa materiaali joutuu kosketuksiin kuumimpien palamistuotteiden kanssa juuri ennen purkautumista. Tämän ilmavirtauskonfiguraation tärkein hyöty on lämpöhyötysuhde; polttimen ollessa asennettuna termisen prosessointisyklin lopussa tarvitaan vähemmän lämpöä, mikä vähentää polttoaineen kulutusta. Tämä käy ilmi alla olevista taulukoista.
rinnakkaisvirtakonfiguraatio tarvitsee paljon korkeamman alkulämpötilan (tässä esimerkissä 4000°) kuumentaakseen prosessimateriaalin alkulämpötilasta ja saadakseen halutun faasin tai kemiallisen muutoksen, joka tässä esimerkissä tapahtuu 2000°: ssa. Sen sijaan vastavirtakonfiguraatiossa materiaali ja prosessikaasun lämpötila korreloivat suoraan keskenään. Kaavion esimerkissä ilmavirran (prosessikaasun) lämpötilan on oltava vain hieman korkeampi kuin materiaalin muuntamiseen vaadittu lämpötila. Tuloksena on alhaisempi polttimen lämpötila ja pienemmät käyttökustannukset.
lisäksi vastavirtarakennetta käytetään yleisesti kontrolloidummassa faasissa tai kemiallisessa muutoksessa, jossa materiaalin lämpötilaa on asteittain nostettava halutun lopputuloksen saavuttamiseksi. Lämmön kovettuminen on yleinen prosessi, jossa käytetään vastavirtailmavirtaa hallitun faasimuutoksen ylläpitämiseksi. Asteittainen, mutta äärimmäinen lämmitys prosessi mahdollistaa materiaalin, kuten proppant, muuntua paljon kovempaa materiaalia.
kunkin ilmavirtausjärjestelmän toiminnan ymmärtäminen on yksi monista seikoista suunniteltaessa kaikkein tehokkainta kiertouunia työhön. Molemmilla ilmavirtauskonfiguraatioilla on ainutlaatuiset ja vaihtelevat edut materiaalin muuntamisessa. FEECO kannustaa, että jokainen materiaali käy läpi tutkimus-ja kehitysprosessin paikan päällä sijaitsevassa Innovaatiokeskuksessamme. FEECON hyväksi todettujen testausmenetelmien kautta saadun tiedon avulla voimme suunnitella tehokkaimman ja hyödyllisimmän kiertouunin asiakkaan materiaalitarpeisiin.