Mazıdağı fosfat kayasının akışkan yatak kalsinasyonuna akış ortamı özelliklerinin etkisi
The effects of flow atmosphere features on the fluidized bed calcination of Mazidagi phosphate rock
Yazar: KAMURAN CAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHİN GÜLABOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, Mardin-Mazıdağı fosfat kayasının akışkan yataktaki kalsinasyonu üzerine akışkanlaştırıcı tane boyutu ve miktarı, sıcaklık, ham cevher miktarı, hava akış hızı, enerji transferi, ortama aktarılan CO2, N2 ve su buharının etkileri araştırılmıştır.
Kum tanecik boyutunun artması, birim hacme düşen kum miktarını ve hava akışının neden olduğu kum taneciklerinin kinetik enerjisini azalttığı, bu durumun dönüşümün azalmasına neden olduğu belirlenmiştir. Sıcaklığın artmasıyla kalsinasyon oranının artması orantılı gerçekleşirken, belli bir sıcaklıktan sonra kalsinasyon hızında azalma ve sıcaklığa karşı duyarsızlaşma başladığı görülmüştür. Ham cevher miktarının artmasının etkilerinin araştırıldığı çalışmalarda, cevher miktarının artması kalsinasyon oranının azalmasına neden olmuştur. Hava akış hızının etkisinin araştırıldığı deneylerde, dönüşümün optimum oranda gerçekleştiği hava akış hızı tespit edilmiştir. CO2 akışının fazla olmasının, kalsinasyona başlama sıcaklığını artırmakta olduğu belirlenmiştir. İnert ortamların etkilerinin incelendiği çalışmalarda N2 gazı, CO2 gazının neden olduğu olumsuz etkileri azaltmıştır. Su buharı ortama gönderilerek yapılan çalışmalarda, %2-%5 arasındaki nemin kalsinasyonun ilk başladığı sıcaklığı düşürüp dönüşümü artırdığı gözlenmiş, %5'ten daha fazla nem oranında bu etkinin kalktığı ve kalsinasyon oranındaki artışın düşük seviyelerde seyrettiği görülmüştür.

Abstract:
This study is regarding the fluidized bed calcination of Mardin-Mazidagi phosphate rock, investigating the effects of fluidizer grain size and amount, temperature, amount of crude ore, air flow rate, energy transfer and amount of CO2, N2 and water vapor transferred to the atmosphere.
The increase in the size of sand particles, which in turn leads to reduction in sand particles contribution in unit volume as well as the amount of kinetic energy of the sand particles due to the air flow, has been considered to cause a decrease in conversion. The rate of the calcination increases proportionally with the increase in temperature, however above a certain temperature, the calcination rate and the influence of temperature on it decreases. The studies on the effect of the amount of raw ore have revealed that the increase in ore reduces the calcination rate. The air flow rate in which the conversion occurs in optimum ratio has been determined according to the experimental studies investigating the effect of air flow rate. The state of excessive CO2 flow leads to higher temperature required for the initiation of calcination. During the researches examining the effects of inert atmosphere, it has been proved that N2 moderates the negative effects caused by CO2. Investigations regarding transferring water vapor into atmosphere confirm that if the calcination occurs between %2-%5 humidity, the required temperature for its initiation lessens, while the conversion intensifies. However, above 5% humidity, this effect can be neglected and the increase in calcination rate remains in low levels.