bij het ontwerpen van een draaioven worden veel factoren in aanmerking genomen. Elk beïnvloedt het vermogen om een gewenste chemische reactie/faseverandering op een efficiënte manier te produceren. Kenmerken zoals bulkdichtheid, specifieke warmte en vloeibaarheid, onder andere, beïnvloeden allemaal hoe het materiaal zal reageren op verwerking, en vervolgens hoe de oven zal moeten worden ontworpen rond deze kenmerken om het gewenste resultaat te produceren. Een kritische factor bij het ontwerpen van een draaioven is de luchtstroomconfiguratie, of de richting waarin het procesgas door de oven stroomt ten opzichte van het materiaal.
roterende ovens Luchtstroomconfiguraties
roterende ovens zijn beschikbaar in twee soorten luchtstroomconfiguraties: co-stroom en tegenstroom. Beide opties zijn ontwikkeld door uitgebreid onderzoek en ontwikkeling om de thermische efficiëntie van het proces te maximaliseren. Tijdens het ontwerpproces is de selectie van welke luchtstroomconfiguratie het beste past bij de toepassing gebaseerd op de eigenschappen van het materiaal, evenals de Algemene procesvereisten. Daarom is het belangrijk om te begrijpen hoe elke luchtstroomoptie functioneert om de voordelen die elk te bieden heeft volledig te begrijpen.
Co-stroom luchtstroom
Co-stroom luchtstroom, ook wel parallelle stroom genoemd, is wanneer de verbrandingsproducten stromen in dezelfde richting als het materiaal. Dit brengt het koudste materiaal onmiddellijk in contact met het warmste gas in de oven, wat resulteert in een snelle begintemperatuur verandering. Co-current ovens werken het beste met materialen die geen geleidelijke temperatuurstijging nodig hebben voor een gecontroleerde transformatie. Een organisch verbrandingsproces maakt meestal gebruik van deze luchtstroomconfiguratie, omdat er geen zeer specifiek eindproduct voor nodig is. In dit voorbeeld wordt een afvalmateriaal (bv. stortgoed) dat zowel organisch als anorganisch materiaal bevat, in de oven gebracht. Deze materialen kunnen direct in contact komen met de hoge hitte en de oven kan de faseverandering al heel vroeg in het proces vergemakkelijken. Het organische materiaal wordt verbrand met de hoge hitte en wat overblijft is een droge as.
tegenstroom luchtstroom
tegenstroom luchtstroom is de luchtstroom in de tegenovergestelde richting van de materiaalstroom. In dit ontwerp wordt het materiaal geleidelijk verwarmd tijdens het reizen door de oven. In deze configuratie komt het materiaal vlak voor de ontlading in contact met de heetste verbrandingsproducten. Het belangrijkste voordeel van deze luchtstroomconfiguratie is de thermische efficiëntie; met de brander die aan het einde van de thermische verwerkingscyclus wordt gemonteerd, is er minder warmte nodig, wat resulteert in een lager brandstofverbruik. Dit wordt geïllustreerd in de onderstaande tabellen.
de co-stroomconfiguratie heeft een veel hogere begintemperatuur nodig (4000° in dit voorbeeld) om het procesmateriaal te verwarmen vanaf zijn begintemperatuur en de gewenste fase of chemische verandering te krijgen, die in dit voorbeeld bij 2000°plaatsvindt. In een contrastroomconfiguratie daarentegen zijn het materiaal en de procesgastemperatuur direct gecorreleerd. Voor het voorbeeld in de grafiek hoeft de luchtstroom (procesgas) temperatuur slechts iets hoger te zijn dan de vereiste temperatuur voor de materiaaltransformatie. Het resultaat is een lagere brandertemperatuur en lagere bedrijfskosten.
bovendien wordt het tegenstroomontwerp gewoonlijk gebruikt voor een meer gecontroleerde fase of chemische verandering, waarbij de materiaaltemperatuur geleidelijk moet worden verhoogd om het gewenste eindresultaat te bereiken. Het verharden van hitte is een gemeenschappelijk proces dat de tegenstroomluchtstroom gebruikt om een gecontroleerde faseverandering te handhaven. Het geleidelijke, maar toch extreme verwarmingsproces zorgt ervoor dat een materiaal zoals proppant, om te zetten in een veel harder materiaal.
inzicht in de werking van elk luchtstroomsysteem is een van de vele overwegingen bij het ontwerpen van de meest efficiënte en effectieve draaioven voor de taak. Beide luchtstroomconfiguraties hebben hun unieke en wisselende voordelen voor materiaaltransformatie. FEECO moedigt aan dat elk materiaal een onderzoeks-en ontwikkelingsproces ondergaat in ons on-site Innovation Center. Dankzij de informatie die we via de beproefde testprocedures van FEECO hebben verkregen, kunnen we de meest efficiënte en voordelige draaioven ontwerpen voor de materiaalbehoeften van onze klanten.