بهینه سازی ریاضی فرآیند بازیافت حرارت از کوره کارخانه سیمان

صنعت سیمان به عنوان یکی از مصرف کنندگان عمده انرژی محسوب می شود که در آن هزینه زیادی صرف تامین انرژی می شود. بنابراین کاهش هزینه های تولید از اهمیت به سزایی برخوردار می باشد. گازهای داغ تولید شده در طی فرآیند پخت کلینکر وارد محیط اطراف می شود و بدون استفاده می ماند. این گاز ها به دلیل برخورداری از پتانسیل حرارتی بالا قابلیت بازیافت داشته و به همین علت در این پژوهش بازیافت گرما از کوره یک کارخانه سیمان بررسی شده است. ابتدا یک تحلیل اکسرژی بر روی داده های عملیاتی کارخانه انجام شده است نتایج نشان میدهد به ازای هر کیلوگرم کلینکر، 808.9 کیلوژول انرژی حرارتی تلف میشود. اکسرژی تلف شده در پیش گرمکن برابر 1919 کیلوژول بازای هر کیلوگرم کلینکر و اکسرژی تلف شده در کولر برابر 1490کیلوژول بازای هر کیلوگرم کلینکر به دست آمده است. سپس مدل ریاضی مبدل بازیافت حرارت را ساخته و موازنه جرم و انرژی و موازنه اکسرژی روی این مدل(سیکل تولید برق رانکین) انجام شده است. با بررسی تغییرات دمای مواد خام ورودی، دمای هوای ثالث، دمای کندانسور و اواپراتور مشاهده گردید دمای کندانسور و اواپراتور تاثیر محسوسی بر بازده و توان تولیدی سیکل رانکین دارند. با افزایش دمای اواپراتور هزینه تولید واحد انرژی الکتریکی کاهش می یابد در حالی که با افزایش دمای کندانسور این هزینه افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

اکسرژی ، بازیافت انرژی حرارتی ، انرژی الکتریکی ، سیکل رانکین ، کلینکر