در یک کوره لوله‌ای با بستر سیال عمودی، گاز از میان بسته‌ای از لوله‌ها به سمت بالا جریان می‌یابد. با کنترل سرعت و فشار جریان گاز، می توان مواد جامد یا ذرات نمونه را به شکل یک بستر سیال در داخل بسته لوله ساخت.
در این حالت، نیروهای پسا و تلاطم ایجاد شده بین گاز و ذرات جامد، ذرات را معلق نگه می دارند.
این به طور قابل توجهی سطح تماس بین گاز و جامدات را افزایش می دهد، در نتیجه کارایی عملیات حرارتی را افزایش می دهد و یکنواختی بیشتر در پردازش نمونه را تضمین می کند.
فرآیند عملیات حرارتی
قرار دادن نمونه: در طی فرآیند عملیات حرارتی، مواد جامد و گاز وارد بسته نرم افزاری لوله می شوند. ذرات نمونه در بستر سیال قرار می گیرند.
جریان گاز: همانطور که گاز در بستر سیال جریان می یابد، حرکت ذرات نمونه را هدایت می کند و در نتیجه گرمایش یا پردازش یکنواخت را تسهیل می کند. کل فرآیند را می توان با تنظیم پارامترهایی مانند نرخ جریان گاز، دما و فشار دقیقاً کنترل و مدیریت کرد.
انتقال حرارت: تماس صمیمی بین گاز و ذرات جامد باعث انتقال گرما کارآمد می شود و در نتیجه کارایی عملیات حرارتی را بهبود می بخشد.
کاربردها و مزایایکوره های بستر سیال
کوره‌های لوله‌ای با بستر سیال عمودی مزایای متعددی دارند-از جمله گرمایش یکنواخت، راندمان انتقال حرارت بالا، و سرعت واکنش سریع{1}}که آنها را به طور گسترده در زمینه‌های مختلف قابل استفاده می‌کند:
در صنایع شیمیایی، آنها برای فرآیندهایی مانند بازسازی کاتالیزور، خشک کردن، و کلسینه استفاده می شوند. در صنعت متالورژی از آنها برای عملیاتی مانند پیش گرم کردن و احیاء سنگ معدن استفاده می شود.
در زمینه علم مواد از آنها برای پخت و عملیات حرارتی موادی مانند سرامیک و شیشه استفاده می شود.
ساختار هسته و اصول کار کوره لوله عمودی
طراحی بدنه کوره عمودی:
مواد از بالای کوره وارد شده و پس از حرارت دادن در بدنه کوره از پایین تخلیه می شوند. این طراحی از جاذبه برای کمک به حمل و نقل مواد استفاده می کند و در نتیجه خطر گرفتگی را به حداقل می رساند.
عناصر گرمایش (مانند سیم‌های مقاومت، میله‌های کاربید سیلیکون و غیره) به طور یکنواخت در سرتاسر داخل کوره توزیع می‌شوند تا از یک میدان دمایی یکنواخت با تغییرات دمایی قابل کنترل در 5± درجه اطمینان حاصل شود.
گرمایش و کنترل اتمسفر
روش گرمایش: در درجه اول از گرمایش الکتریکی استفاده می‌کند، انرژی الکتریکی را از طریق سیم‌های آلیاژی یا عناصر گرمایشی سرامیکی به انرژی حرارتی تبدیل می‌کند و در نتیجه راندمان حرارتی بالایی دارد.
کنترل اتمسفر: قادر به استفاده از-روش‌های قبل از جاروبرقی و معرفی گازهای محافظ-مثل هیدروژن، آرگون، یا نیتروژن-برای برآوردن نیازهای خاص فرآیندهای مختلف، از جمله اکسیداسیون و احیاء است.
به عنوان مثال، در تهیه مواد نیمه هادی، کوره لوله عمودی می تواند فرآیندهایی مانند اکسیداسیون، تبخیر و رسوب را از طریق کنترل دقیق جو تسهیل کند.
فناوری بستر سیال
کوره بستر سیال، فناوری بستر سیال را ادغام می کند. گاز از پایین وارد می شود و از طریق یک صفحه توزیع توزیع می شود و باعث سیال شدن ذرات جامد می شود.
این فرآیند هدایت حرارتی را افزایش می دهد و سرعت واکنش شیمیایی را تسریع می کند و کوره را به ویژه برای پردازش مواد پودری مناسب می کند.