مدل‌سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی فرآیندهای درون کوره
Paper ID : 1011-CIE-FULL
Authors:
1حبیب اله فاتح نوبندگانی, 2کیومرث مظاهری *
1دانشگاه تربیت مدرس- تهران
2دانشگاه تربیت مدرس-تهران
Abstract:
کوره‌های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می‌گیرند. مدل‌سازی کوره‌ دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش‌های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می‌باشد. با ورود مواد اولیه به کوره گازهای داغ تولید شده توسط مشعلِ کوره به صورت خلافِ جهت حرکت مواد درون کوره به سمت مواد سوق داده می‌شود. با انتقال حرارت بین سه فاز جامد و گاز و دیواره واکنش‌های درون مواد بستر رخ می‌دهند. تغییرات پروفیل دما با توجه به انرژی درون جریان گاز و تولید یا مصرف انرژی در واکنش‌های مواد جامد رخ می‌دهند. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک‌بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سیمان تحلیل شده است. با توجه به اینکه مدل اِسپنگ بیشینه دمای درون کوره را بالا پیش‌بینی می‌کند، در کار حاضر با اِعمال سینتیک دو مرحله‌ای کلی متان و محاسبه انرژی احتراق بر اساس آن توزیع دمای جریان گاز درون کوره دقیق‌تر پیش‌بینی شده است. همچنین با توجه به اینکه تولید گاز گلخانه‌ای CO2 در فرآیندهای درون کوره (در واکنش‌های مواد بستر و واکنش‌های درون محفظه احتراق) حائز اهمیت می‌باشد، در کار حاضر مقدار تولید CO2 از واکنش احتراق با اِعمال سینتیک دو مرحله‌ای کلی متان برای سوخت و از واکنش مواد بستر برای سینتیک‌های 6 و 7 مرحله‌ای مواد بستر محاسبه و بررسی شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که تقریباً نیمی از تولید CO2 از واکنش‌های مواد بستر و نیمی دیگر از واکنش‌های احتراقی تولید می‌شوند.
Keywords:
کوره دوار سیمان- مدل اِسپنگ- مدل سینتیکی- تولید CO2
Status : Paper Accepted (Oral Presentation)