సెరామిక్స్

3.1.1 స్లర్రీ తయారీ

స్ప్రే డ్రైయింగ్ గ్రాన్యులేషన్ ప్రక్రియను ఉపయోగించి, స్లర్రీ తయారీ చాలా కీలకమైనది. మట్టి యొక్క ఘన పదార్థం, సూక్ష్మత మరియు ద్రవత్వం పొడి పొడి యొక్క అవుట్‌పుట్ మరియు కణ పరిమాణాన్ని నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి.

ఈ రకమైన అల్యూమినా పింగాణీ పొడి బంజరుగా ఉన్నందున, ఖాళీని రూపొందించే పనితీరును మెరుగుపరచడానికి సరైన మొత్తంలో బైండర్‌ను జోడించడం అవసరం. డెక్స్ట్రిన్, పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్, కార్బాక్సిమీథైల్ సెల్యులోజ్, పాలీస్టైరిన్ మొదలైన సాధారణంగా ఉపయోగించే సేంద్రీయ పదార్థాలు. నీటిలో కరిగే బైండర్ అయిన పాలీ వినైల్ ఆల్కహాల్ (PVA) ఈ ప్రయోగంలో ఎంపిక చేయబడింది. ఇది పర్యావరణ తేమకు మరింత సున్నితంగా ఉంటుంది, పరిసర తేమలో మార్పుతో పొడి పొడి యొక్క లక్షణాలను గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

పాలీవినైల్ ఆల్కహాల్ అనేక రకాలైన, వివిధ స్థాయిల జలవిశ్లేషణ మరియు పాలిమరైజేషన్ స్థాయిని కలిగి ఉంటుంది, ఇది స్ప్రే ఎండబెట్టడం ప్రక్రియను ప్రభావితం చేస్తుంది. దీని సాధారణ జలవిశ్లేషణ డిగ్రీ మరియు పాలిమరైజేషన్ డిగ్రీ స్ప్రే ఎండబెట్టడం ప్రక్రియను ప్రభావితం చేస్తాయి. దీని మోతాదు సాధారణంగా 014 - 015wt%. ఎక్కువగా జోడించడం వలన స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్ పౌడర్ నొక్కేటప్పుడు కణాలు వైకల్యం చెందకుండా నిరోధించడానికి గట్టి పొడి పొడి కణాలను ఏర్పరుస్తుంది. నొక్కేటప్పుడు కణ లక్షణాలను తొలగించలేకపోతే, ఈ లోపాలు ఆకుపచ్చ శరీరంలో నిల్వ చేయబడతాయి మరియు కాల్చిన తర్వాత తొలగించబడవు, ఇది తుది ఉత్పత్తి నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తుంది. బైండర్ చాలా తక్కువ ఆకుపచ్చ బలాన్ని జోడించడం వల్ల ఆపరేషన్ నష్టం పెరుగుతుంది. సరైన మొత్తంలో బైండర్ జోడించబడినప్పుడు, ఆకుపచ్చ బిల్లెట్ యొక్క విభాగాన్ని సూక్ష్మదర్శిని క్రింద గమనించవచ్చని ప్రయోగం చూపిస్తుంది. పీడనాన్ని 3Mpa నుండి 6Mpaకి పెంచినప్పుడు, విభాగం సజావుగా పెరుగుతుందని మరియు తక్కువ సంఖ్యలో గోళాకార కణాలు ఉన్నాయని చూడవచ్చు. పీడనం 9Mpa ఉన్నప్పుడు, విభాగం నునుపుగా ఉంటుంది మరియు ప్రాథమికంగా గోళాకార కణాలు ఉండవు, కానీ అధిక పీడనం ఆకుపచ్చ బిల్లెట్ యొక్క స్తరీకరణకు దారి తీస్తుంది. PVA దాదాపు 200 ℃ వద్ద తెరవబడుతుంది.

బర్న్ చేయడం ప్రారంభించండి మరియు దాదాపు 360 ℃ వద్ద హరించండి. ఆర్గానిక్ బైండర్‌ను కరిగించి బిల్లెట్ కణాలను తడి చేయడానికి, కణాల మధ్య ద్రవ ఇంటర్‌లేయర్‌ను ఏర్పరచడానికి, బిల్లెట్ యొక్క ప్లాస్టిసిటీని మెరుగుపరచడానికి, కణాల మధ్య ఘర్షణను మరియు పదార్థాలు మరియు అచ్చు మధ్య ఘర్షణను తగ్గించడానికి, నొక్కిన బిల్లెట్ యొక్క సాంద్రత పెరుగుదలను మరియు పీడన పంపిణీ యొక్క సజాతీయీకరణను ప్రోత్సహించడానికి మరియు తగిన మొత్తంలో ప్లాస్టిసైజర్‌ను కూడా జోడించండి, సాధారణంగా ఉపయోగించే గ్లిజరిన్, ఇథైల్ ఆక్సాలిక్ ఆమ్లం మొదలైనవి.

బైండర్ ఒక సేంద్రీయ స్థూల కణ పాలిమర్ కాబట్టి, బైండర్‌ను స్లర్రీలోకి జోడించే పద్ధతి కూడా చాలా ముఖ్యమైనది. అవసరమైన ఘన పదార్థంతో కూడిన ఏకరీతి బురదలో తయారుచేసిన బైండర్‌ను జోడించడం ఉత్తమం. ఈ విధంగా, కరగని మరియు చెదరగొట్టబడని సేంద్రియ పదార్థాలను స్లర్రీలోకి తీసుకురావడాన్ని నివారించవచ్చు మరియు కాల్చిన తర్వాత సాధ్యమయ్యే లోపాలను తగ్గించవచ్చు. బైండర్ జోడించినప్పుడు, బాల్ మిల్లింగ్ లేదా కదిలించడం ద్వారా స్లర్రీ సులభంగా ఉత్పత్తి అవుతుంది. బిందువులోకి చుట్టబడిన గాలి పొడి పొడిలో ఉంటుంది, ఇది పొడి కణాలను బోలుగా చేస్తుంది మరియు వాల్యూమ్ సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, డీఫోమర్‌లను జోడించవచ్చు.

ఆర్థిక మరియు సాంకేతిక అవసరాల దృష్ట్యా, అధిక ఘనపదార్థం అవసరం. డ్రైయర్ యొక్క ఉత్పత్తి సామర్థ్యం గంటకు బాష్పీభవన నీటిని సూచిస్తుంది కాబట్టి, అధిక ఘనపదార్థం కలిగిన స్లర్రీ పొడి పొడి ఉత్పత్తిని గణనీయంగా పెంచుతుంది. ఘనపదార్థం 50% నుండి 75%కి పెరిగినప్పుడు, డ్రైయర్ యొక్క ఉత్పత్తి రెండు రెట్లు పెరుగుతుంది.

బోలు కణాలు ఏర్పడటానికి ప్రధాన కారణం తక్కువ ఘన పదార్థం. ఎండబెట్టే ప్రక్రియలో, నీరు బిందువు యొక్క ఉపరితలానికి వలస వెళ్లి ఘన కణాలను తీసుకువెళుతుంది, ఇది బిందువు లోపలి భాగాన్ని బోలుగా చేస్తుంది; తక్కువ బాష్పీభవన వేగం కారణంగా, బిందువు చుట్టూ తక్కువ పారగమ్యత సాగే ఫిల్మ్ ఏర్పడితే, బిందువు యొక్క ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు నీరు లోపలి భాగం నుండి ఆవిరైపోతుంది, ఇది బిందువు ఉబ్బిపోయేలా చేస్తుంది. రెండు సందర్భాల్లో, కణాల బంతి ఆకారం నాశనం అవుతుంది మరియు బోలు కంకణాకార లేదా ఆపిల్ ఆకారంలో లేదా పియర్ ఆకారపు కణాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి, ఇది పొడి పొడి యొక్క ద్రవత్వం మరియు బల్క్ సాంద్రతను తగ్గిస్తుంది. అదనంగా, అధిక ఘన పదార్థంతో కూడిన స్లర్రీ తగ్గించవచ్చు

చిన్న ఎండబెట్టడం ప్రక్రియలో, ఎండబెట్టడం ప్రక్రియను తగ్గించడం వలన నీటితో పాటు కణ ఉపరితలానికి బదిలీ చేయబడిన అంటుకునే మొత్తాన్ని తగ్గించవచ్చు, తద్వారా కణ ఉపరితలంపై బైండర్ సాంద్రత కేంద్రం కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, తద్వారా కణాలు గట్టి ఉపరితలం కలిగి ఉంటాయి మరియు నొక్కడం మరియు ఏర్పడే ప్రక్రియలో కణాలు వైకల్యం చెందవు మరియు చూర్ణం కావు, తద్వారా బిల్లెట్ యొక్క శరీర ద్రవ్యరాశి తగ్గుతుంది. అందువల్ల, అధిక-నాణ్యత పొడి పొడిని పొందడానికి, స్లర్రీ యొక్క ఘన పదార్థాన్ని పెంచాలి.

స్ప్రే డ్రైయింగ్ కోసం ఉపయోగించే స్లర్రీలో తగినంత ద్రవత్వం మరియు వీలైనంత తక్కువ తేమ ఉండాలి. ఎక్కువ నీటిని ప్రవేశపెట్టడం ద్వారా స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధత తగ్గితే, ఎండబెట్టడం యొక్క శక్తి వినియోగం పెరగడమే కాకుండా, ఉత్పత్తి యొక్క బల్క్ డెన్సిటీ కూడా తగ్గుతుంది. అందువల్ల, కోగ్యులెంట్ సహాయంతో స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధతను తగ్గించడం అవసరం. ఎండిన స్లర్రీ అనేక మైక్రాన్లు లేదా చిన్న కణాలతో కూడి ఉంటుంది, దీనిని కొల్లాయిడల్ డిస్పర్షన్ సిస్టమ్‌గా పరిగణించవచ్చు. కొల్లాయిడల్ స్టెబిలిటీ సిద్ధాంతం సస్పెన్షన్ కణాలపై రెండు శక్తులు పనిచేస్తున్నాయని చూపిస్తుంది: వాన్ డెర్ వాల్స్ ఫోర్స్ (కూలంబ్ ఫోర్స్) మరియు ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ రిపల్షన్ ఫోర్స్. శక్తి ప్రధానంగా గురుత్వాకర్షణ అయితే, సమీకరణ మరియు ఫ్లోక్యులేషన్ జరుగుతాయి. కణాల మధ్య పరస్పర చర్య యొక్క మొత్తం సంభావ్య శక్తి (VT) వాటి దూరానికి సంబంధించినది, ఈ సమయంలో ఏదో ఒక సమయంలో VT గురుత్వాకర్షణ శక్తి VA మరియు వికర్షక శక్తి VR యొక్క మొత్తం. కణాల మధ్య VT గరిష్ట సానుకూల సంభావ్య శక్తిని అందించినప్పుడు, అది డిపోలిమరైజేషన్ వ్యవస్థ. ఇచ్చిన సస్పెన్షన్ VA ఖచ్చితంగా ఉంటుంది, కాబట్టి వ్యవస్థ యొక్క స్థిరత్వం VRని నియంత్రించే విధులు: కణాల ఉపరితల ఛార్జ్ మరియు డబుల్ విద్యుత్ పొరల మందం. ద్వి పొర యొక్క మందం వాలెన్స్ బంధం యొక్క వర్గమూలానికి మరియు సమతౌల్య అయాన్ యొక్క ఏకాగ్రతకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది. డబుల్ లేయర్ కంప్రెషన్ ఫ్లోక్యులేషన్ యొక్క సంభావ్య అవరోధాన్ని తగ్గించగలదు, కాబట్టి ద్రావణంలో సమతౌల్య అయాన్ల యొక్క వాలెన్స్ బంధం మరియు ఏకాగ్రత తక్కువగా ఉండాలి. సాధారణంగా ఉపయోగించే డీమల్సిఫైయర్లు HCI, HNO3, NaOH, (CH) 3noh (క్వాటర్నరీ అమైన్), GA, మొదలైనవి.

95 అల్యూమినా సిరామిక్ పౌడర్ యొక్క నీటి ఆధారిత స్లర్రీ తటస్థంగా మరియు ఆల్కలీసెంట్‌గా ఉన్నందున, ఇతర సిరామిక్ స్లర్రీపై మంచి పలుచన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉన్న అనేక కోగ్యులెంట్‌లు వాటి పనితీరును కోల్పోతాయి. అందువల్ల, అధిక ఘన పదార్థం మరియు మంచి ద్రవత్వంతో స్లర్రీని తయారు చేయడం చాలా కష్టం. యాంఫోటెరిక్ ఆక్సైడ్‌కు చెందిన బంజరు అల్యూమినా స్లర్రీ, ఆమ్లం లేదా ఆల్కలీన్ మాధ్యమంలో విభిన్న విచ్ఛేదన ప్రక్రియలను కలిగి ఉంటుంది మరియు వివిధ మైసెల్ కూర్పు మరియు నిర్మాణం యొక్క విచ్ఛేదన స్థితిని ఏర్పరుస్తుంది. స్లర్రీ యొక్క pH విలువ నేరుగా విచ్ఛేదనం మరియు శోషణ స్థాయిని ప్రభావితం చేస్తుంది, ఫలితంగా ζ సంభావ్యత మరియు సంబంధిత ఫ్లోక్యులేషన్ లేదా విచ్ఛేదనంలో మార్పు వస్తుంది.

అల్యూమినా స్లర్రీ ఆమ్లం లేదా ఆల్కలీన్ మాధ్యమంలో గరిష్ట సానుకూల మరియు ప్రతికూల ζ సంభావ్య విలువను కలిగి ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధత డి కోగ్యులేషన్ స్థితిలో అత్యల్ప విలువలో ఉంటుంది, అయితే స్లర్రీ తటస్థ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, దాని స్నిగ్ధత పెరుగుతుంది మరియు ఫ్లోక్యులేషన్ సంభవిస్తుంది. స్లర్రీ యొక్క ద్రవత్వం బాగా మెరుగుపడిందని మరియు సరైన డీమల్సిఫైయర్‌ను జోడించడం ద్వారా స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధత తగ్గుతుందని కనుగొనబడింది, తద్వారా దాని స్నిగ్ధత విలువ నీటికి దగ్గరగా ఉంటుంది. సాధారణ విస్కోమీటర్ ద్వారా కొలవబడిన నీటి ద్రవత్వం 3 సెకన్లు / 100 ml, మరియు స్లర్రీ యొక్క ద్రవత్వం 4 సెకన్లు / 100 ml. స్లర్రీ యొక్క స్నిగ్ధత తగ్గుతుంది, తద్వారా స్లర్రీలోని ఘన పదార్థాన్ని 60%కి పెంచవచ్చు మరియు స్థిరమైన ప్యాకింగ్ ఏర్పడుతుంది. డ్రైయర్ యొక్క ఉత్పత్తి సామర్థ్యం గంటకు నీటి బాష్పీభవనాన్ని సూచిస్తుంది కాబట్టి, సస్పెన్షన్ కూడా ఉంటుంది.

3.1.2 స్ప్రే ఎండబెట్టడం ప్రక్రియలో ప్రధాన పారామితుల నియంత్రణ

డ్రైయింగ్ టవర్‌లోని గాలి ప్రవాహ నమూనా బిందువుల ఎండబెట్టే సమయం, నిలుపుదల సమయం, అవశేష నీరు మరియు గోడ అంటుకునేలా ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ ప్రయోగంలో, బిందు గాలి మిక్సింగ్ ప్రక్రియ మిశ్రమ ప్రవాహం, అంటే, వేడి వాయువు పై నుండి డ్రైయింగ్ టవర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది మరియు అటామైజింగ్ నాజిల్‌ను డ్రైయింగ్ టవర్ దిగువన అమర్చి, ఫౌంటెన్ స్ప్రేను ఏర్పరుస్తుంది మరియు బిందువు పారాబోలా అవుతుంది, కాబట్టి బిందువు గాలితో కలపడం కౌంటర్‌కరెంట్‌గా ఉంటుంది మరియు బిందువు స్ట్రోక్ పైభాగానికి చేరుకున్నప్పుడు, అది దిగువ ప్రవాహంగా మారుతుంది మరియు శంఖాకార ఆకారంలోకి స్ప్రే అవుతుంది. బిందువు డ్రైయింగ్ టవర్‌లోకి ప్రవేశించిన వెంటనే, అది త్వరలో గరిష్ట ఎండబెట్టే వేగాన్ని చేరుకుంటుంది మరియు స్థిరమైన వేగ ఎండబెట్టే దశలోకి ప్రవేశిస్తుంది. స్థిరమైన వేగ ఎండబెట్టే దశ యొక్క పొడవు బిందువు యొక్క తేమ శాతం, బురద యొక్క స్నిగ్ధత, పొడి గాలి యొక్క ఉష్ణోగ్రత మరియు తేమపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్థిరమైన వేగం ఎండబెట్టే దశ నుండి వేగవంతమైన ఎండబెట్టే దశ వరకు ఉన్న సరిహద్దు బిందువు C ని క్లిష్టమైన స్థానం అంటారు. ఈ సమయంలో, నీటి వలస ద్వారా బిందువు యొక్క ఉపరితలం ఇకపై సంతృప్త స్థితిని కొనసాగించదు, బాష్పీభవన రేటు తగ్గడంతో, బిందువుల ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది మరియు పాయింట్ D వద్ద బిందువుల ఉపరితలం సంతృప్తమై, గట్టి షెల్ పొరను ఏర్పరుస్తుంది. బాష్పీభవనం లోపలికి కదులుతుంది మరియు ఎండబెట్టడం రేటు తగ్గుతూనే ఉంటుంది. నీటిని మరింతగా తొలగించడం అనేది గట్టి షెల్ యొక్క తేమ పారగమ్యతకు సంబంధించినది. అందువల్ల, సహేతుకమైన ఆపరేషన్ పారామితులను నియంత్రించడం అవసరం.

డ్రై పౌడర్ యొక్క తేమ శాతం ప్రధానంగా స్ప్రే డ్రైయర్ యొక్క అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. తేమ శాతం డ్రై పౌడర్ యొక్క బల్క్ డెన్సిటీ మరియు ద్రవత్వాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు నొక్కిన ఖాళీ నాణ్యతను నిర్ణయిస్తుంది. PVA తేమకు సున్నితంగా ఉంటుంది. వివిధ తేమ స్థాయి పరిస్థితులలో, అదే మొత్తంలో PVA పొడి పొడి కణాల ఉపరితల పొర యొక్క విభిన్న కాఠిన్యాన్ని కలిగిస్తుంది, ఇది ఒత్తిడి నిర్ధారణలో హెచ్చుతగ్గులకు కారణమవుతుంది మరియు నొక్కే ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి నాణ్యత అస్థిరంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, డ్రై పౌడర్ యొక్క తేమ శాతాన్ని నిర్ధారించడానికి అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రతను ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి. సాధారణంగా, అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రతను 110 ℃ వద్ద నియంత్రించాలి మరియు ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రతను తదనుగుణంగా సర్దుబాటు చేయాలి. ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత 400 ℃ కంటే ఎక్కువ కాదు, సాధారణంగా దాదాపు 380 ℃ వద్ద నియంత్రించబడుతుంది. ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, టవర్ పైభాగంలో వేడి గాలి ఉష్ణోగ్రత వేడెక్కుతుంది. పొగమంచు బిందువులు ఎత్తైన ప్రదేశానికి వెళ్లి వేడెక్కిన గాలిని ఎదుర్కొన్నప్పుడు, బైండర్ కలిగిన సిరామిక్ పౌడర్ కోసం, బైండర్ ప్రభావం తగ్గుతుంది మరియు చివరకు డ్రై పౌడర్ యొక్క నొక్కడం పనితీరు ప్రభావితమవుతుంది. రెండవది, ఇన్లెట్ ఉష్ణోగ్రత చాలా ఎక్కువగా ఉంటే, హీటర్ యొక్క సేవా జీవితం కూడా ప్రభావితమవుతుంది మరియు హీటర్ స్కిన్ పడిపోతుంది మరియు వేడి గాలితో డ్రైయింగ్ టవర్‌లోకి ప్రవేశిస్తుంది, డ్రై పౌడర్‌ను కలుషితం చేస్తుంది. ఇన్లెట్ ఉష్ణోగ్రత మరియు అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత ప్రాథమికంగా నిర్ణయించబడిన పరిస్థితిలో, అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రతను ఫీడ్ పంప్ యొక్క ఒత్తిడి, సైక్లోన్ సెపరేటర్ యొక్క పీడన వ్యత్యాసం, స్లర్రీ యొక్క ఘన పదార్థం మరియు ఇతర కారకాల ద్వారా కూడా సర్దుబాటు చేయవచ్చు.

సైక్లోన్ సెపరేటర్ యొక్క పీడన వ్యత్యాసం పెద్దది, ఇది అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతుంది, సూక్ష్మ కణాల సేకరణను పెంచుతుంది మరియు డ్రైయర్ యొక్క దిగుబడిని తగ్గిస్తుంది.

3.1.3 స్ప్రే ఎండిన పొడి యొక్క లక్షణాలు

స్ప్రే డ్రైయింగ్ పద్ధతి ద్వారా తయారు చేయబడిన అల్యూమినా సిరామిక్ పౌడర్ యొక్క ద్రవత్వం మరియు ప్యాకింగ్ సాంద్రత సాధారణంగా సాధారణ ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేయబడిన వాటి కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది. మాన్యువల్ గ్రాన్యులేషన్ యొక్క పౌడర్ కంపనం లేకుండా గుర్తించే పరికరం ద్వారా ప్రవహించదు మరియు స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్ యొక్క పౌడర్ దీన్ని పూర్తిగా చేయగలదు. మెటల్ పౌడర్ ద్రవత్వం మరియు బల్క్ డెన్సిటీని పరీక్షించడానికి ASTM ప్రమాణాన్ని సూచిస్తూ, వివిధ నీటి కంటెంట్ పరిస్థితులలో స్ప్రే డ్రైయింగ్ ద్వారా పొందిన కణాల బల్క్ డెన్సిటీ మరియు ద్రవత్వాన్ని కొలుస్తారు. టేబుల్ 1 చూడండి.