Mikä on leijutus?

Leijutus on prosessi, jossa kaasua tai nestettä puhalletaan ylöspäin ja tasaisesti kiinteiden hiukkasten läpi riittävän voimakkaasti, jotta hiukkaset nousevat ylös ja liikkuvat säiliön sisällä. Hiukkaset sekoittuvat hyvin keskenään ja nesteen tai kaasun kanssa. Tämä seos tarjoaa erinomaisen väliaineen lämmön siirtämiseen tai massan siirtämiseen kaasusta tai nesteestä kiintoaineeseen ja päinvastoin. Siksi leijukerroksia käytetään monissa teollisissa sovelluksissa, mukaan lukien polymeerien valmistus, öljynjalostus, poltto ja muut prosessit, joihin liittyy fysikaalisia, kemiallisia ja biologisia toimintoja. Useimmat sovellukset käyttävät leijutusaineena kaasua eikä nestettä.

Kaasuvirtaus leijutuksessa vaikuttaa ylöspäin voimaan kerrokseen. Hyvin pienellä nopeudella tämä voima on liian heikko hiukkasten siirtämiseksi. Kun nopeutta lisätään, saavutetaan piste, jossa ylöspäin suuntautuva voima on juuri suurempi kuin pohjaan vaikuttava painovoima. Tämä on fluidisaation alku.

Hiukkaset alkavat erota toisistaan ​​ja väristä. Jos kaasun nopeus kasvaa edelleen, hiukkaset leviävät kauemmas toisistaan ​​ja liikkuvat voimakkaammin. Erittäin suuret nopeudet lähettävät hiukkaset pyörimään villisti säiliön ympäri. Siten leijutus voidaan hienosäätää niin, että saadaan aikaan erilaisia ​​kerrosolosuhteita tasaisesta turbulenttiin.

Kaasuleijukerros käyttäytyy itse asiassa nesteenä. Kuvittele, että pieni raskas esine pudotetaan astiaan, jossa on kaasuleijukerros. Esine vajoaa astian pohjaan. Sama esine, joka pudotettiin kiinteälle tai leijuttamattomalle sängylle, makaa yksinkertaisesti siellä, missä se laskeutuu kiinteän pinnan päälle.

Sängyn nesteen kaltainen käyttäytyminen on tärkeää tekniseltä kannalta. Kaasu-kiinteä seos voidaan kuljettaa nesteen tavoin; se voidaan esimerkiksi putkistaa paikasta toiseen. Lisäksi kerroksen liikettä voidaan kuvata ja ennustaa käyttämällä matemaattisia yhtälöitä hydrodynamiikasta, nesteen liikkeen tutkimuksesta.

Jotkut leijutusprosessit kohdistavat erityisesti kiinteät hiukkaset ja muuttavat niitä tietyn lopputuotteen tai tarkoituksen saavuttamiseksi. Hiukkaset voivat olla kuivattuja, paahdettuja, poltettuja tai muutoin fysikaalisesti, kemiallisesti tai biologisesti muutettuja leijutettaessa. Muissa tapauksissa hiukkaset toimivat katalysaattorina, mikä tarkoittaa, että ne auttavat reaktioita tapahtumaan, mutta reaktiot tai osa lopputuotteista eivät muuta niitä. Leijutettuja katalyyttisiä prosesseja käytetään yleisesti öljyn käsittelyssä, esimerkiksi bensiinin tuottamiseksi öljystä.