द्रायवीकरण : (फ्ल्युइडायझेशन). एका उभ्या नळीत घन पदार्थाचे बारीक कण भरले असून त्या नळीतून खालून वर जाणारा वायूचा (किंवा केव्हा केव्हा द्रवाचा) प्रवाह सोडला आहे अशी कल्पना करा. कणांच्या दरम्यानच्या सूक्ष्म पोकळ्यांमधून हा प्रवाह जात राहील. वायू व घन कण यांच्यामधील घर्षणजन्य विरोधाला तोंड देऊन प्रवाह पुढे जाऊ शकण्यासाठी नळीच्या दोन टोकांमधील द्रायुदाबात (द्रवाच्या किंवा वायूच्या दाबात) काही फरक असणे आवश्यक आहे. हा दाबभेद वाढविल्यास प्रवाहमान वाढते. जेव्हा हा दाबभेद एकक क्षेत्रफळ पाया असलेल्या कणस्तंभाच्या वजनाइतका होतो तेव्हा स्तंभातील घन कण परस्परांपासून अलग होतात व त्यांची गती अत्यंत संक्षुब्ध होते. आता या कणांची एकूण स्थिती ही एखाद्या उकळत्या द्रवाच्या कणांसारखी असते व म्हणून त्या स्तंभाचे द्रायवीकरण झाले आहे असे म्हणतात. अशा स्तंभातील प्रत्येक घन कणाचे वजन हे वर जाणाऱ्या द्रायुप्रवाहाशी कणांच्या घर्षणामुळे उत्पन्न होणाऱ्या उद्धारक (वर उचलणाऱ्या) प्रेरणेने तोलले जात असते. उपयोजनांमध्ये (व्यावहारिक प्रयुक्तींत) द्रायवीकरणासाठी विशेष करून वायुप्रवाहच वापरले जातात.
द्रायवीकरणामध्ये द्रायुगतिकी [→ द्रायुयामिकी], उष्णता-विनिमय व वस्तुमान स्थानांतरण यांची तत्त्वे कार्यवाहीत येतात. त्यासाठी सैद्धांतिक सूत्रे काढणे अद्याप शक्य झालेले नाही. प्रयोगावरून मिळणाऱ्या अनुभवसिद्ध आडाख्यांवरच या तंत्राचे अनुप्रयोग आधारलेले आहेत.
द्रायवीकरण तंत्रात वापरण्यात येणाऱ्या घन कणांचे आकारमान सामान्यतः ३० μ / १μ = १०–६ मी. ते १२५ μ असतात परंतु केव्हा केव्हा ते सु. ५ मिमी. किंवा त्याहूनही मोठ्या आकारमानाचे असू शकतात. वायूचा आवश्यक वेग सु. ६ सेमी./से. ते ३० सेमी./से. असतो, या वेगाचे मूल्य घन कणांची वायुसापेक्ष घनता, घन कणांचे आकार व आकारमान यांवर अवलंबून राहते. त्याचप्रमाणे इष्ट स्तंभ घनतेवरही (प्रती एकक घनफळातील कणसंख्येवरही) ते अवलंबूलन असते. कारण वायूचा वेग वाढविल्यास घन कण परस्परांपासून जास्त अलग होतात आणि स्तंभ घनता कमी होते. विशिष्ट मर्यादेपेक्षा जास्त वेग झाल्यास वायुप्रवाहाबरोबर घन कणही वाहू्न नेले जातात.
जरूरीनुसार स्तंभातील घन कण एकाच पदार्थाचे किंवा दोन पदार्थांचे असतात, त्याचप्रमाणे वायूप्रवाहसु्द्धा एक किंवा दोन वायूंच्या मिश्रणाचा वापरला जातो. द्रायवीकरणामुळे स्तंभातील घन कणांचा एकमेकांशी त्याचप्रमाणे वायूशीही जास्त निकटचा संपर्क येतो. त्यामुळे त्यांच्यामध्ये (शक्य असणाऱ्या) रासायनिक विक्रिया जास्त सुलभतेने होऊ शकतात. विक्रियाजन्य वायू हे कणांपासून एकसारखे दूर नेले जात असल्याने विक्रियेची कार्यक्षमता आणखी वाढते.
निकट संपर्कामुळे वायू व घन कण यांच्यामध्ये उष्णता-विनिमय जास्त चांगल्या तऱ्हेने होत राहतो. त्यामुळे स्तंभातील एखादा भाग जास्त गरम होऊन त्यामुळे होऊ शकणारे अनिष्ट परिणाम टळतात. खनिज तेलाच्या शुद्धीकरणामध्ये ही गोष्ट विशेष महत्त्वाची आहे.
घन कण सुकविणे, भाजणे, उष्णतेमुळे घन कणात रासायनिक फेरबदल घडवून आणणे, घन उत्प्रेरक (विक्रियेत भाग न घेता विक्रियेची गती वाढविणाऱ्या किंवा ती कमी तापमानास घडवून आणणाऱ्या) कणांच्या सान्निध्यात वायूमध्ये रासायनिक विक्रिया घडवून आणणे यासारख्या स्वरूपाच्या औद्योगिक प्रक्रियांत द्रायवीकरण फार उपयोगी पडते, असे दिसून आले आहे.
द्रायवीकरणाबद्दलचे पहिले एकस्व (पेटंट) फिलिप्स व बुल्टील यांना १९१० मध्ये मिळाले. खनिज तेलाच्या शुद्धीकरणामध्ये हायड्रोकार्बनांचे उत्प्रेरकाच्या सान्निध्यात भंजन करण्यासाठी १९४० मध्ये अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांत या तंत्राचा प्रथम मोठ्या प्रमाणावर वापर सुरू झाला. दिवसेंदिवस अधिकाधिक क्षेत्रांत या तंत्राचा उपयोग वाढत आहे.
काही अनुप्रयोग : (१) खनिज तेलाच्या शुद्धीकरणात उष्ण वायुरूप हायड्रोकार्बनांचे भंजन घन उत्प्रेरकाच्या संपर्कात होत असते. ही प्रक्रिया उत्प्रेरक कणांच्या स्तंभाच्या द्रायवीकरणाने जास्त कार्यक्षमपणे होते. प्रक्रियेमध्ये काही उत्प्रेरकांच्या कणांवर कार्बनाचा थर निर्माण होतो. असे कण स्तंभातून काढून दुसऱ्या द्रायवीकरण स्तंभात सोडतात. तेथे ते पुन्हा क्रियाशील करतात व परत मूळ स्तंभात सोडतात.
(२) द्रायवीकरण झालेल्या स्तंभात उष्णता-विनिमय जास्त चांगल्या तऱ्हेने होत असल्यामुळे दमट घन कण या पद्धतीने कमी खर्चात सुकविता येतात. उष्ण वायूच्या प्रवाहाबरोबर कणातून बाहेर पडलेली वाफ वाहून जाते व त्यामुळे कार्यक्षमता वाढते.
(३) चुनखडीचे भस्मीकरण करण्यासाठी चुनखडीची पूड नळीतून वरून खाली येत असते व त्याचबरोबर भट्टीत उष्ण केलेल्या वायूचा प्रवाह वर जात असतो. या प्रवाहाबरोबर भस्मीकरणात निर्माण होणारी पाण्याची वाफ व कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू वरून निघून जातात व भस्मीभूत चुनखडी खाली पडते.
(४) पायराइटे भाजून त्यांतून सल्फर डाय-ऑक्साइड काढणे, लाकडापासून कोळसा बनविणे, दगडी कोळशापासून कोक बनविणे, रूटाइलापासून टिटॅनियम क्लोराइड बनविणे यांसारख्या विविध प्रक्रियांत द्रायवीकरण तंत्र फायदेशीर होते.
संदर्भः 1. Chari, S. A. and others, Eds. Fluidization and other Related Processes, New Delhi, 1966.
2. Leva, M. Fluidization, New York, 1959.
3. Othmer, D. F. Fluidization, New York, 1956.
पुरोहित, वा. ल.
“