An optimization model of the operating costs of a fluidized bed steam-drying plant

A model is developed to determine an optimum apparatus geometry and, for given apparatus dimensions, a financially optimal fluidized bed height. The parameters that effect the operating costs are the bed mass, the apparatus diameter and the gas mass flow rate. To implement such cost optimization, a physics‐based mathematical model for describing the thermodynamic processes in fluidized bed steam‐drying is briefly explained and presented. The most important conclusion is not to operate the fluidized bed for a drying process below a certain minimum cost, calculated with the help of the modelling. The problem, when describing the drying process and consequently the mass transfer, is that in the superheated steam drying case studied here, water is evaporated as moisture and withdrawn into an atmosphere of vapor water. On a mis au point un modèle pour déterminer une géométrie d'appareil optimale et, pour des dimensions d'appareil données, une hauteur de lit fluidisé optimale sur le plan économique. Les paramètres influant sur les coûts de fonctionnement sont la masse du lit, le diamètre de l'appareil et le débit massique du gaz. Pour mettre en æuvre une telle optimisation des coûts, on décrit brièvement un modèle mathématique basé sur la physique des procédés thermodynamiques intervenant en séchage à la vapeur en lit fluidisé. La conclusion la plus importante est qu'il ne faut pas utiliser le lit fluidisé pour un procédé de chauffage en dessous d'un certain coût minimum, calculé à l'aide de la modélisation. Le problème lorsqu'on décrit le procédé de séchage et donc le transfert de matière, est que dans le cas du séchage à la vapeur surchauffée étudié ici, l'eau s'évapore en humidité et disparaît sous forme d'une atmosphère faite de vapeur d'eau