مدلسازی و امکان سنجی فنی اقتصادی استفاده ازگرمای گازهای خروجی از دودکش کارخانه سیمان جهت تولید همزمان برق و حرارت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

چکیده

با توجه به اینکه مقادیر قابل‌ توجهی از انرژی در صنعت سیمان استفاده می­شود و بخش زیادی از این انرژی در فرآیند تولید، به صورت انرژی گرمایی به همراه گاز­های دودکش­ هدر می­رود، دراین پژوهش با استفاده از ارزش زمانی پول در برگشت سرمایه، به امکان­سنجی استفاده از انرژی گرمایی گازهای اتلافی از دودکش کارخانه سیمان بجنورد، جهت تولید همزمان برق و حرارت، پرداخته شده است. دمای کمینه گازهای خروجی از دودکش­های شماره Iو II کارخانه سیمان بجنورد بترتیب oC 130 و oC 250 می­باشد. از انرژی گرمایی گازهای دودکش شماره I و II، طی چند مرحله استفاده می­شود تا آب ورودی به سیستم تولید همزمان حرارت و برق، به بخار فراگرم تبدیل شود. نتایج نشان دادند که با استفاده ازسیستم بازیافت انرژی گرمایی در کارخانه سیمان و تولید برق، می‌توان در مدت زمان 26/2سال برگشت سرمایه داشت. در این شرایط دمای گازهای خروجی از سیستم تولید همزمان برق و حرارت به oC 112 و oC 104 می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]   CicconardiS P., Perna A., Spazzafumo G.andTunzio F., CPH systems for cogeneration of power and hydrogen from coal, International Journal of Hydrogen Energy, Vol.31, No. 6, pp. 693-700, 2006.
[2]   Huang F., Zheng J., Baleynaud J.M. and Lu, J., Heat recovery potentials and technologies in industrial zones. Journal of the Energy Institute, Vol. 90, No. 6, pp. 951-961, 2017.
[3]   Varma G.V.P. and Srinivas T., Power generation from low temperature heat recovery.Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol.75,pp. 402-414, 2017.
[4]   ZamaniNejad M., SoleimanianZ. andMakriZadeh V., Feasibility study of the use of combined heat and power production in non-metal industries, 25 International Power System Conference, Tehran, 2010.
[5]  خانی ل. و سید محمودی س. م.، تحلیل ترمودینامیکی چرخه ترکیبی جدید پیل سوختی اکسید جامد با سوخت هیدروژن- تبرید جذبی GAX، مجله مهندسی مکانیک تیریز، د. 47، ش. 1، ص 86-77، 1396.
[6]   Ahmed A., EsmaeilKh., Irfan M. A. and Al-MufadiFahadA., Design methodology of organic Rankine cycle for waste heat recovery in cement plants. Applied Thermal Engineering, Vol. 129,pp. 421-430, 2018.
[7]   عرب ق. و جلالی ا.، امکان سنجی فنی، اقتصادی و زیست محیطی استفاده از سیستم تولید همزمان برق و حرارت در صنعت سیمان. هفتمین همایش ملی انرژی، تهران، 1388.
[8]   Madloola N. A., Saidura R., Rahim N. A., Islama M. R., and HossianM. S., An Exergy analysis for cement industries: an over view.Renew. Sustain Energy Rev. Vol. 16, pp. 921–932, 2012.
[9]   Khorana’s., Banerjee R. andGC. aitonde,U., Energy balance and cogeneration for a cement plant.Appl. Therm. Eng., Vol. 22, pp. 485–494, 2002.
[10]              RasulM. G., WidiantoW.and Mohanty, B., Assessment of the thermal performance and energy conservation opportunities of a cement industry in Indonesia.Applied Thermal Engineering, Vol. 25, pp. 2950–2965, 2005.
[11]              EnginT. andAri V., Energy auditing and recovery for dry type cement rotary kiln systems – a case study.Energy ConversionManagement, Vol. 46, No. 4, pp.  551–562, 2005.
[12]              Pradeep, G. V. andSrinivas, T., Design and analysis of a cogeneration plant using heat recovery of a cement factory.Case Studies in Thermal Engineering, Vol. 5, pp. 24–31, 2015.
[13]              Amiri Rad E. and Mohammadi S., Energetic and exergetic optimized Rankine cycle for waste heat recovery in a cement factory. Applied Thermal Engineering, Vol. 132, pp. 410-422, 2018.
[14]               بیکی، ح.،دادور، م. و حلاج، ر.، شبیه سازی فرآیند و راکتور تولید دیمتیلا تراز متانول به کمک نرم افزار Hysys.مجله مهندسی شیمی ایران، د. 6 ،ش. 28،ص 51-59، 1386.
[15]              Luyben W. L., Process Modeling Simulation and Control for Chemical Engineers, McGraw Hill, 1988.
[16]              Sogut M. Z., Oktay Z. and Hepbasli, A., Energetic and exergetic assessment of a trass mill process in a cement plant, Energy Conversion and Management, Vol. 50, No. 9, pp. 2316–2323, 2009.
[17]              Smith, J. M., Van Ness, H. C., Abbott, M. M., Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th edition, McGraw-Hill, 2001. 
[18]              Giampaolo, A., Gas Turbine Handbook, Principles and Practices, Third edition, CRC Press, 2006.
[19]              Peters M. S., TirnmerhausK. D. andWest, R. E., Plant Design and Economics for Chemical Engineers.Fifth edition, McGraw Hill, 2003.
[20]              Towler G. andSinnottR., Chemical Engineering Design, Principles, Practice and Economics of Plant and Process Design. Elsevier, 2008.
[21]          دستجردی ف. ت.، غفوریان م. م. و شکیب ا.، بهینه سازی فنی اقتصادی سیستم تولید همزمان CCHP با تکیه بر نقش ارزش زمانی پول در دوره بازگشت سرمایه.مهندسی مکانیک مدرس، د. 15 ش. 5، ص 254-260، 1394.
[22]              www.cbi.ir/Inflation/Inflation_FA.aspx, (2/26/2018)