تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره دوار رآکتور تولید کربن فعال

کربن فعال یک جاذب با ظرفیت جذب بالا بوده و در فرآیندهای جداسازی مختلف در فازهای مایع و گاز کاربرد دارد. فرآیند اصلی تولید کربن فعال، شامل پیرولیز ماده خام اولیه است و کربن تولیدشده در کوره فعالسازی، فعال می شود. باتوجه به اهمیت مرحله فعالسازی در خواص کربن فعال تولیدی، در این مقاله تحلیل حرارتی و مکانیکی کوره بخش فعال ساز مورد توجه قرار گرفت. مدل اولیه با نرم افزار CATIA V۵ R۲۷ طراحی و با نرم افزار ANSYS R۲۰ تحلیل حرارتی و مکانیکی شد. تغییر طول های ناشی از حرارت کوره دوار و همچنین تلفات گرمایی و نحوه گردش جریان گرمایی در داخل کوره بررسی شد. به همین منظور ابتدا تحلیل حرارتی و سیالاتی کوره انجام، سپس نتایج با یک تحلیل مکانیکی ادغام گردید. کوره همراه با واحد گرمایش مرکزی و دامنه اطراف کوره در محیط ANSYS CFX مدل سازی شد. نتایج نشان داد که دمای دیواره داخلی حدود ۶۰۰ درجه سانتی گراد است. با توجه به میزان دمای داخلی بدنه و با مهار کردن یک سمت کوره که در مدل واقعی توسط واشر جانبی اعمال می شود، میزان تغییر طول کوره در راستای محور افقی، معادل mm ۱۱.۷۵ محاسبه شد. سپس آزمون تجربی روی مدل واقعی انجام گرفت و نتایج حاصل از تحلیل آماری نشان دهنده عدم وجود اختلاف معنی دار بین نتایج مدل سازی و تجربی می باشد. در نهایت برای مهار آن از غلتک و تکیه گاه های مناسب، ورق های سایشی همراه با صفحات فشاری و برای مهار تلفات گرمایی از عایق سرامیکی ۵ سانتی متری استفاده گردید.

Keywords:

بخار آب , پیرولیز , تحلیل مکانیکی و حرارتی , فعال سازی , کربن فعال