کچے کوک کی ذرہ سائز کی تقسیم کس طرح مادی پرت کی پارگمیتا اور روٹری بھٹے میں کیلکیشن کی یکسانیت کو متاثر کرتی ہے؟

مادی پرت کی پارگمیتا پر خام مال کوک کے ذرہ سائز کی تقسیم کے مقداری اثرات اور روٹری بھٹے میں کیلکنیشن کی یکسانیت کا تجزیہ ذرہ سائز کے پیرامیٹرز اور عمل کے اشارے کے درمیان تعلق کے ذریعے کیا جا سکتا ہے:

I. مادی پرت کی پارگمیتا پر پارٹیکل سائز کی تقسیم کا مقداری اثر

پارٹیکل سائز یکسانیت (PDI ویلیو)

• تعریف: پارٹیکل سائز ڈسٹری بیوشن ڈسپریشن انڈیکس (PDI = D90/D10، جہاں D90 چھلنی کا سائز ہے جس میں سے 90% ذرات گزرتے ہیں، اور D10 وہ چھلنی سائز ہے جس سے 10% ذرات گزرتے ہیں)۔
• اثر پیٹرن:
  ایک چھوٹی PDI قدر (زیادہ یکساں ذرہ سائز کی نشاندہی کرتی ہے) مادی پرت کی اعلی پوروسیٹی کی طرف لے جاتی ہے، پارگمیتا انڈیکس (K ویلیو) میں تقریباً 15% سے 20% اضافہ ہوتا ہے۔
• تجرباتی ڈیٹا:
  جب PDI 2.0 سے 1.3 تک کم ہو جاتا ہے، تو بھٹے کے اندر دباؤ کی کمی 22% کم ہو جاتی ہے، اور گیس کے بہاؤ کی شرح میں 18% اضافہ ہوتا ہے، جو پارگمیتا میں نمایاں بہتری کی نشاندہی کرتا ہے۔
• میکانزم:
  یکساں ذرہ سائز چھوٹے ذرات کے رجحان کو کم کرتا ہے جو بڑے ذرات کے درمیان خلا کو پُر کرتے ہیں، "ذرہ پلنگ" اثر سے گریز کرتے ہیں اور اس طرح ہوا کے بہاؤ کی مزاحمت کو کم کرتے ہیں۔

باریک ذرات کا مواد (<0.5 ملی میٹر)

• اہم حد:
  جب باریک ذرات کا تناسب 10% سے زیادہ ہو جائے تو پارگمیتا تیزی سے خراب ہو جاتی ہے۔
• مقداری تعلق:
  باریک ذرات میں ہر 5% اضافے کے لیے، بھٹے کے اندر دباؤ کی کمی تقریباً 30% بڑھ جاتی ہے، اور گیس کے بہاؤ کی شرح 25% کم ہو جاتی ہے۔
• کیس اسٹڈی:
  پیٹرولیم کوک کیلسینیشن بھٹے میں، جب باریک ذرہ کا مواد 8% سے 15% تک بڑھ جاتا ہے، تو بھٹہ کے سر پر منفی دباؤ -200 Pa سے -350 Pa تک بڑھ جاتا ہے، جس سے کام کو برقرار رکھنے کے لیے انڈسڈ ڈرافٹ پنکھے کی طاقت میں اضافے کی ضرورت ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں توانائی کی کھپت میں 12% اضافہ ہوتا ہے۔

ذرات کا اوسط سائز (D50)

• بہترین رینج:
  بہترین پارگمیتا اس وقت حاصل کی جاتی ہے جب D50 8 اور 15 ملی میٹر کے درمیان ہو۔
• انحراف کا اثر:
  جب D50 5 ملی میٹر سے کم ہوتا ہے تو، مواد کی تہہ کی پورسٹی کم ہو کر 35% سے نیچے ہو جاتی ہے، اور پارگمیتا انڈیکس 40% گر جاتا ہے۔
  جب D50 20 ملی میٹر سے تجاوز کر جاتا ہے، اگرچہ پورسٹی زیادہ ہوتی ہے، ذرات کے درمیان رابطے کا رقبہ کم ہو جاتا ہے، جس سے حرارت کی منتقلی کی کارکردگی 15% کم ہو جاتی ہے اور بالواسطہ طور پر کیلسینیشن کی یکسانیت متاثر ہوتی ہے۔

II کیلکیشن کی یکسانیت پر پارٹیکل سائز کی تقسیم کا مقداری اثر

درجہ حرارت کی تقسیم معیاری انحراف (σT)

• تعریف:
  بھٹے کے اندر محوری درجہ حرارت کے اتار چڑھاؤ کے طول و عرض کا شماریاتی اشارے، ایک چھوٹا σT کے ساتھ زیادہ یکساں کیلکیشن کی نشاندہی کرتا ہے۔
• پارٹیکل سائز کا اثر:
  جب ذرہ کا سائز یکساں ہوتا ہے (PDI <1.5)، σT کو ±15℃ کے اندر کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔
  جب ذرات کا سائز غیر یکساں ہوتا ہے (PDI > 2.5)، σT ±40℃ تک پھیل جاتا ہے، جس سے مقامی حد سے زیادہ جلنا یا انڈر برننگ ہوتا ہے۔
• کیس اسٹڈی:
  ایلومینیم کاربن روٹری بھٹے میں، PDI کو 2.8 سے 1.4 تک کم کرنے کے لیے پارٹیکل سائز ڈسٹری بیوشن کو بہتر بنا کر، پروڈکٹ میں غیر مستحکم مواد کا معیاری انحراف 0.8% سے 0.3% تک کم ہو جاتا ہے، جس سے کیلسنیشن یکسانیت میں نمایاں بہتری آتی ہے۔

ری ایکشن فرنٹ موومنٹ کی رفتار (Vr)

• تعریف:
  مادی پرت میں کیلکنیشن ری ایکشن انٹرفیس کی پروپلشن کی رفتار، کیلکیشن کی کارکردگی کو ظاہر کرتی ہے۔
• پارٹیکل سائز کے ساتھ تعلق:
  باریک ذرات (<3 ملی میٹر) کے تناسب میں ہر 10% اضافے پر، Vr تقریباً 25% بڑھ جاتا ہے، لیکن یہ بہت زیادہ تیزی سے رد عمل اور مقامی حد سے زیادہ گرمی کا باعث بنتا ہے۔
  موٹے ذرات (>20 ملی میٹر) کے تناسب میں ہر 10% اضافے پر، گرمی کی منتقلی کی مزاحمت میں اضافے کی وجہ سے Vr میں 15% کمی واقع ہوتی ہے۔
• توازن پوائنٹ:
  جب ذرات کے سائز کی تقسیم bimodal ہو (مثال کے طور پر، 3-8 ملی میٹر اور 15-20 ملی میٹر ذرات کا مرکب)، یکسانیت کو یقینی بناتے ہوئے Vr کو زیادہ سے زیادہ حد (0.5-1.0 ملی میٹر/منٹ) کے اندر برقرار رکھا جا سکتا ہے۔

پروڈکٹ کی اہلیت کی شرح (Q)

• مقداری تعلق:
  پارٹیکل سائز کی یکسانیت میں ہر 0.5 یونٹ کے اضافے کے لیے (یعنی PDI قدر میں کمی)، پروڈکٹ کی اہلیت کی شرح تقریباً 8% بڑھ جاتی ہے۔
  باریک ذرات کے مواد میں ہر 5% کمی کے بعد، زیر جلنے یا زیادہ جلنے کی وجہ سے فضلہ کی شرح 12% تک کم ہو جاتی ہے۔
• صنعتی ڈیٹا:
  ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ روٹری بھٹے میں، خام مال کوک (D50 = 12 ملی میٹر، PDI = 1.6) کے ذرہ سائز کو کنٹرول کرنے سے، مصنوعات کی سفیدی کا معیاری انحراف 1.2 سے 0.5 تک کم ہو جاتا ہے، اور پہلے درجے کی مصنوعات کی شرح 75% سے 92% تک بڑھ جاتی ہے۔

III جامع اصلاح کی سفارشات

پارٹیکل سائز کنٹرول مقاصد:

• D50: 8-15 ملی میٹر (مادی کی خصوصیات کے مطابق ایڈجسٹ)؛
• PDI: <1.5;
• باریک ذرہ (<0.5 ملی میٹر) مواد: <8%۔

عمل کو ایڈجسٹ کرنے کی حکمت عملی:

• مرتکز پارٹیکل سائز کی تقسیم کو یقینی بنانے کے لیے ملٹی اسٹیج کرشنگ اور اسکریننگ کے عمل کو اپنائیں؛
• فلائی وے نقصانات کو کم کرنے کے لیے باریک ذرات پر پری فارمنگ ٹریٹمنٹ (مثلاً بریکیٹنگ) کریں؛
• بھٹے کی قسم (لمبائی سے قطر کا تناسب، گردش کی رفتار) کے مطابق ذرہ سائز کی درجہ بندی کو بہتر بنائیں، مثال کے طور پر، لمبے بھٹوں کے لیے موٹے ذرات کو بنیادی جزو کے طور پر استعمال کرنا اور چھوٹے بھٹوں کے لیے باریک ذرات کے ساتھ اضافی کرنا۔

نگرانی اور رائے:

• اصل وقت میں بھٹے میں داخل ہونے والے مواد کی پارٹیکل سائز کی تقسیم کی نگرانی کے لیے آن لائن پارٹیکل سائز اینالائزرز انسٹال کریں۔
• کمپیوٹیشنل فلوڈ ڈائنامکس (CFD) کے ساتھ مل کر بھٹے کے اندر درجہ حرارت کی فیلڈ کی ماڈلنگ کو متحرک طور پر پارٹیکل سائز کے پیرامیٹرز اور کیلکیشن رجیم کو ایڈجسٹ کریں۔