การออกแบบไซโคลนสำหรับอนุภาคของแข็งในฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน

Cyclone design for solid particles in circulating fluidized bed

Name: ณัฐพงศ์ อิ่มแสงจันทร์

ThaSH: การเผาไหม้แบบฟลูอิไดซ์เบด

ThaSH: ฟลูอิไดเซชัน

ThaSH: ของแข็ง

ThaSH: เครื่องแยก

Abstract: ไซโคลนเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับระบบเผาไหม้ฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน (CFB) ทำหน้าที่ดักจับอนุภาคของเชื้อเพลิงแข็งที่เผาไหม้ไม่หมดกลับสู่ระบบเพื่อเผาไหม้ซ้ำ งานวิจัยนี้ได้ศึกษาประสิทธิภาพของไซโคลน 3 แบบ คือ ไซโคลนแบบทั่วไปกับไซโคลนสี่เหลี่ยม 2 แบบ โดยก่อนการสร้างไซโคลนสี่เหลี่ยม ได้ศึกษาประสิทธิภาพของไซโคลนโดยวิธีพลวัติของไหลเชิงการคำนวณ (CFD) และศึกษากับแบบจำลองฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน ที่มีความสูง 6.0 เมตร ไซโคลนที่ศึกษามีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.16 เมตร อัตราการป้อนอากาศปฐมภูมิที่แตกต่างกัน คือ 175 200 และ 230 ลูกบาศก์เมตรต่อวินาที อนุภาคที่ใช้ศึกษาคือ ทราย และของผสมระหว่างทรายกับถ่านหิน ซึ่งมีขนาดและความหนาแน่นของอนุภาคแตกต่างกัน ผลการทดลองเมื่อศึกษาประสิทธิภาพโดยวิธีพลวัติของไหลเชิงการคำนวณ ที่ภาวะการทดลองเดียวกันพบว่า ประสิทธิภาพของไซโคลนสี่เหลี่ยมมีค่าใกล้เคียงกับไซโคลนแบบทั่วไปคือ 99% ที่ภาวะการทดลองเดียวกัน คือความเร็วอากาศขาเข้าอยู่ในช่วง 10.9 ถึง 15.0 เมตรต่อวินาที ความดันลดอยู่ในช่วง 68.6 ถึง 147.0 ปาสคัล จากนั้นจึงได้สร้างไซโคลนสี่เหลี่ยมเพื่อนำไปทดลองจริงกับแบบจำลองฟลูอิไดซ์เบดแบบหมุนเวียน ผลที่ได้พบว่าที่อัตราการป้อนอากาศปฐมภูมิเพิ่มขึ้น ความดันลดตกคร่อมไซโคลนจะมีค่าเพิ่มสูงขึ้น โดยไซโคลนสี่เหลี่ยมจะมีความดันลดตกคร่อมไซโคลนที่ต่ำกว่าไซโคลนแบบทั่วไปประมาณ 20 ถึง 50 ปาสคัล แต่ประสิทธิภาพของไซโคลนสี่เหลี่ยมที่ได้จากการทดลองนั้น กลับให้ค่าประสิทธิภาพการแยกที่ต่ำกว่าไซโคลนแบบทั่วไป ซึ่งเมื่อศึกษาด้วยวิธีพลวัติของไหลเชิงการคำนวณ โดยใช้ภาวะจริงที่ได้จากการทดลองของไซโคลนแต่ละแบบ ผลการทดลองที่ได้พบว่า ไซโคลนสี่เหลี่ยมให้ผลของประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าไซโคลนแบบทั่วไป สอดคล้องกับผลการทดลอง นอกจากนี้ยังพบว่า ขนาดของทางออกของแข็งของไซโคลนสี่เหลี่ยมนั้น ส่งผลต่อประสิทธิภาพการแยกที่ลดลงของไซโคลนอีกด้วย

Abstract: Cyclone is an essential part of a circulating fluidized bed (CFB) combustor in collecting the uncombusted particulates before sending back to the system for reburning. This research studied the effectiveness of three different cyclones namely: conventional cyclone and two types of square cyclones. The experiment in CFB reactor and the computation fluid dynamics (CFD) were carried out. The CFB reactor has 0.10 meter in diameter and 6.0 meters height. All cyclones has diameter of 0.16 meter. The three main parameters were studied: shape of cyclone, primary air flow rate and density of particles. Primary air flow rate were varied from 175 to 230 m3/h. Sand and mixed sand and coal with different size and density are used. The CFD results show that the efficiencies of conventional and square cyclones were similar, 99 percent approximately, under the same condition (10.9 to 15.0 m/s of inlet velocity and 68.6 to 147.0 Pascal of pressure drop). For experimental results, pressure drop increased when primary air flow rate raised. Pressure drop in both square cyclones is lower than conventional cyclone in the range of 20 to 50 Pascal. Consequently, the square cyclone actual condition getting form the experimental results were used to simulate the efficiency again. The result can be concluded that the computational efficiency was consistent with the experimental efficiency. The efficiency of squared cyclone was lower than conventional cyclone. It also found that the size of the solid outlet of square cyclone influence on the decreasing of collection efficiency of cyclone.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: เลอสรวง เมฆสุต

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2557-07-26

Issued: 2557-07-26

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เคมีเทคนิค

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	natthaphong_im.pdf	4.34 MB	91	2024-02-03 16:33:01

ใช้เวลา

0.046556 วินาที