પ્રવાહી પથારી શું છે?

A પ્રવાહીયુક્ત પથારી એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં પ્રવાહી જેવી સ્થિતિમાં ઘન કણોને સ્થગિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે, સામાન્ય રીતે કન્ટેનરના તળિયે હવા અથવા ગેસ ફૂંકીને. આ કણોની પથારી બનાવે છે જે સતત ગતિમાં હોય છે અને તેમાં પ્રવાહી અને ગેસ બંનેના ગુણધર્મો હોય છે. રાસાયણિક ઉત્પાદન, તેલ શુદ્ધિકરણ અને વીજ ઉત્પાદન જેવી ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે પ્રવાહી પથારીનો ઉપયોગ થાય છે.

પ્રવાહીકરણનો ખ્યાલ સૌપ્રથમ 1930ના દાયકામાં લુઈસ ફ્રાય રિચાર્ડસન નામના બ્રિટિશ એન્જિનિયર દ્વારા શોધાયો હતો, જેમણે નોંધ્યું હતું કે જ્યારે રેતી પવનથી ફૂંકાય છે ત્યારે તે પ્રવાહીની જેમ વર્તે છે. 1940 ના દાયકામાં, જર્મન વૈજ્ઞાનિક ફ્રિટ્ઝ વિંકલરે સિન્થેટિક ગેસોલિનના ઉત્પાદન માટે પ્રથમ પ્રવાહીયુક્ત બેડ રિએક્ટર વિકસાવ્યું હતું.

પરંપરાગત ફિક્સ્ડ બેડ રિએક્ટર કરતાં ફ્લુઇડાઇઝ્ડ પથારીના ઘણા ફાયદા છે, જેમાં સુધારેલ ગરમી અને માસ ટ્રાન્સફર, પ્રતિક્રિયા દરમાં વધારો અને તાપમાન અને દબાણના વધુ સારા નિયંત્રણનો સમાવેશ થાય છે. કણોનું પ્રવાહી જેવું વર્તન હોટ સ્પોટ અથવા ડેડ ઝોનનું જોખમ પણ ઘટાડે છે, જે બિનકાર્યક્ષમ અથવા અપૂર્ણ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે.

પ્રવાહીયુક્ત પથારીની મૂળભૂત રચનામાં કન્ટેનર અથવા જહાજનો સમાવેશ થાય છે જે નક્કર સામગ્રીથી ભરેલું હોય છે, સામાન્ય રીતે દાણાદાર પદાર્થ જેમ કે રેતી, ચૂનાના પત્થર અથવા ઉત્પ્રેરક કણો. ત્યારબાદ કન્ટેનરના તળિયેથી હવા અથવા ગેસ દાખલ કરવામાં આવે છે, જે પ્રવાહીનો પ્રવાહ બનાવે છે જે હવામાંના કણોને ઉપાડે છે અને સસ્પેન્ડ કરે છે.

જેમ જેમ પ્રવાહી પથારીમાંથી વહે છે, તે કણોને એકબીજા સાથે ખસેડવા અને અથડાવવાનું કારણ બને છે, જે ગતિશીલ મિશ્રણ અને સંમિશ્રણ અસર બનાવે છે. આ ગતિ કણોને વધુ સપાટીના વિસ્તારમાં પણ ખુલ્લી પાડે છે, જે કણો અને આસપાસના પ્રવાહી વચ્ચે વધુ કાર્યક્ષમ ગરમી અને સામૂહિક ટ્રાન્સફર માટે પરવાનગી આપે છે.

પ્રવાહી પથારીના મુખ્ય ફાયદાઓમાંની એક પ્રતિક્રિયાના તાપમાનને નિયંત્રિત કરવાની તેમની ક્ષમતા છે. પ્રવાહીના પ્રવાહ દર અને તાપમાનને સમાયોજિત કરીને, ઓપરેટરો સમગ્ર પથારીમાં સાતત્યપૂર્ણ તાપમાન જાળવી શકે છે, હોટ સ્પોટ્સને અટકાવી શકે છે અને ખાતરી કરી શકે છે કે પ્રતિક્રિયા શ્રેષ્ઠ દરે આગળ વધે છે.

પ્રવાહીયુક્ત પથારીનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે રસાયણોના ઉત્પાદનમાં થાય છે, જેમ કે એમોનિયા, મિથેનોલ અને અન્ય પેટ્રોકેમિકલ્સનું ઉત્પાદન. તેનો ઉપયોગ ખોરાક અને ફાર્માસ્યુટિકલ્સની પ્રક્રિયામાં તેમજ ગંદાપાણી અને અન્ય ઔદ્યોગિક પ્રવાહોની સારવારમાં પણ થાય છે.

વીજ ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં, કોલસા અને અન્ય અશ્મિભૂત ઇંધણના દહનમાં પ્રવાહીયુક્ત પથારીનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રક્રિયામાં ચૂનાના પત્થરના પ્રવાહી પથારીમાં બળતણને બાળવામાં આવે છે, જે કેલ્શિયમ સલ્ફેટ (જીપ્સમ) બનાવવા માટે દહન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ પ્રક્રિયા, જેને ફ્લુઇડાઇઝ્ડ બેડ કમ્બશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે પરંપરાગત કોલસા આધારિત પાવર પ્લાન્ટ્સ સાથે સંકળાયેલા સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય પ્રદૂષકોના ઉત્સર્જનને ઘટાડે છે.

નિષ્કર્ષમાં, પ્રવાહી પથારી એ એક નવીન અને બહુમુખી તકનીક છે જેમાં ઘણી ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો છે. તેઓ સુધારેલ ગરમી અને સામૂહિક સ્થાનાંતરણ, પ્રતિક્રિયા દરમાં વધારો અને તાપમાન અને દબાણનું વધુ સારું નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે. તેનો ઉપયોગ રાસાયણિક ઉત્પાદન, વીજ ઉત્પાદન, ખાદ્ય પ્રક્રિયા અને ગંદાપાણીની સારવાર સહિતના ઉદ્યોગોની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે.