Title of article :
Energy and Exergy Assessment and Heat Recovery on Rotary Kiln of Cement Plant for Cooling Effect Production by Using Vapor Absorption Refrigeration System
Author/Authors :
Emyat, B. G. Department of Mechanical Engineering - School of Mechanical and Industrial Engineering - Institute of Technology - University of Gondar - Gondar, Ethiopia
Abstract :
The main aim of this study is to use waste heat for cooling effect production from cement rotary kiln shell by applying vapor absorption refrigeration system. The plant has performance to manufacture 2000 tons of clinker per day. Energy and exergy analysis has been performed to assess first and second law efficiencies and rotary kiln is used as a control volume on dry type cement plant. Result shows that about 4.3MW energy is lost from kiln shell. From the analysis, 31.13% total exergy is wasted to the surrounding in case of pre-calcining and pre-heating of raw material. The overall result for exergy analysis of kiln indicates 59.46% of irreversibility and also the first and the second law efficiency of the rotary kiln is 53.39% and 40.54%, respectively. By using convective mode of heat transfer about 11% of energy is extracted by the generator for production of cooling effect which is wasted from kiln shell. About 300kW cooling effect is produced in the evaporator by applying absorption cycle with system performance 0.67 and exergetic efficiency 87%. From heat recovery there is direct savings by reducing fuel consumption and indirect savings by decreasing environmental impact. Hence, use of waste heat results in reduction of thermal pollution and energy consumption in auxiliary equipment.
Farsi abstract :
هدف اصلي از اين مطالعه استفاده از گرماي زباله سوز جهت توليد اثر خنك كننده از پوسته كوره دوار سيمان با استفاده از سيستم تبريد جذب بخار است. اين كارخانه براي توليد 2000 تن كلينكر در روز كارايي دارد. تجزيه و تحليل انرژي و اگزرژي براي ارزيا بي كارايي قانون اول و دوم انجام شده است و از كوره دوار به عنوان يك حجم كنترل در كارخانه سيمان نوع خشك استفاده گرديد. نتايج نشان ميدهد كه حدود 3 / 4 مگاوات انرژي از پوسته كوره اتلاف ميشود. از اين تجزيه و تحليل، در صورت پيش تنظيم و گرم كردن مواد اوليه، ماده اگزرژي كل 3 / 31 درصد به محيط اطراف هدر ميرود. نتيجه كلي براي تجزيه و تحليل اگزرژي كوره نشان ميدهد 46 / 59 درصد از برگشتناپذيري و همچنين راندمان قانون اول و دوم كوره دوار به ترتيب 39 / 39 درصد و 54 / 40 درصد است. با استفاده از حالت همرفتي انتقال گرما، حدود 11 درصد انرژي توسط توليدكننده براي توليد اثر خنك كننده كه از پوسته كوره تلف ميشود، استخراج ميگردد. حدوداً 300 كيلو وات اثر خنككننده با استفاده از چرخه جذب با عملكرد سيستم 67 / 0 و بازده ضروري 87 درصد در تبخيركننده ايجاد ميشود. صرفه جويي مستقيم انرژي با كاهش مصرف سوخت و صرفه جويي غيرمستقيم آن از طريق كاهش اثرات محيطي، بازيابي گرما را به دنبال خواهد داشت. از اين رو، استفاده از گرماي زباله منجر به كاهش آلودگي حرارتي و مصرف انرژي در تجهيزات كمكي مي شود.
Keywords :
Cooling Effect , Efficiency , Energy , Exergy , Kiln Shell
Journal title :
Iranian Journal of Energy and Environment