تحلیل انرژی و اگزرژی چرخه رانکین آلی استفاده شده برای بازیابی گرمای اتلافی از صنعت سیمان

امروزه محدودیت منابع سوخت های فسیلی جهان را تحت تاثیر خود قرار داده و ایران به عنوان یک کشور در حال توسعه، ۵۷۰ میلیون بشکه نفت از ۱۴۶۳ میلیون بشکه نفت اختصاص داده شده در بخش های مسکونی، صنعتی و حمل نقل را هدر می دهد. صنعت سیمان به عنوان یکی از متقاضیان پر مصرف انرژی، حدود ۱۴% از انرژی بخش صنعتی کشور را مصرف نموده که حدود ۴۰% از این انرژی در طول فرآیند های تولید اتلاف می شود. بنابراین، این پژوهش به منظور بازیابی گرمای اتلاف شده از صنعت سیمان توسط چرخه رانکین آلی صورت گرفته و توسط نرم افزار حل گر معادلات مهندسی EES شبیه سازی شده است. همچنین، به جهت جلوگیری از خوردگی مبادله کن های گرمایی و کنترل فرآیند تبخیر سیال آلی، از یک حلقه روغن حرارتی استفاده شده است. اتانول با توان تولیدی خالص kW ۶۲۱۳، بازده حرارتی ۹۱/۲۲% و بازده اگزرژی ۱۸/۲۴% نسبت به R۱۲۳، R۱۲۳۳zd(E)، R۱۲۳۴ze(Z) و R۶۰۰a بهترین عملکرد را دارا است و به عنوان سیال عامل مناسب انتخاب شده است. با افزایش هر kPa ۱۰۰ فشار ورودی به توربین بخار، بازده های حرارتی و اگزرژی به ترتیب ۷/۲% و ۶۷/۲% افزایش می یابند و نیز با افزایش این شاخص شدت جریان جرمی ورودی به تبخیر کننده، ۵/۶% کاهش می یابد. افزایش هر یک درجه دمای چگالنده، به طور تقریبی موجب کاهش ۵/۶% بازده حرارتی و ۵/۵% بازده اگزرژی می شود.