Intensyfikacja procesu spalania paliwa w procesie wstępnej dekarbonizacji

• Autorzy: Dobrowolski B. , Duda J. , Kazimierczak S.

Warianty tytułu

EN

Intensification of the process of fuel combustion during initial decarbonization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Proces wypalania klinkieru ma decydujący wpływ na energochłonność i koszty produkcji cementu. Nowe techniki wypalania w piecach na metodę suchą, z zewnętrznymi cyklonowymi wymiennikami ciepła i układami wstępnej dekarbonizacji, pozwoliły na znaczną intensyfikację produkcji klinkieru oraz poprawę sprawności cieplnej procesu. Nowym problemem jest wykorzystanie w procesie dekarbonizacji paliw z odpadów. Zagadnienia te są szczególnie istotne przy wprowadzeniu dwustopniowego spalania paliwa w piecu obrotowym bez typowego reaktora-dekarbonizatora. W artykule przedstawiono wstępne badania przepływowe komory wzniosu, która została przystosowana do spalania paliwa w systemie AT (powietrze do spalania przez piec). Jednak ze względu na ograniczoną ilość spalanego paliwa (do ok. 20%) i zagrożenie wzrostu emisji NOx poszukuje się innych rozwiązań z doprowadzeniem trzeciego powietrza. Otrzymane wyniki badań numerycznych pozwoliły na szczegółową analizę zjawisk cieplno-przepływowych w komorze wzniosu wieży wymienników i mogą być wskazówką przy jej modernizacji, polegającej na zmianie doprowadzenia powietrza do spalania.

EN

The process of clinker burning has a decisive role on the energy efficiency and cost of production of cement. New techniques of burning in kilns that apply the dry method with external cyclone heaters and systems of initial decarbonization have enabled intensification of the clinker production and improvement of the thermal efficiency of the process. A new issue is associated with the application of alternative fuels made from waste in the process of decarbonization. Such issues are particularly important during the introduction of two-phase fuel combustion in a rotary kiln from which a standard reactor-decarbonizer is excluded. This paper presents the results of the initial testing of flow through a rising chamber, which is adapted to the combustion of fuel in the AT system (combustion air is fed through the furnace). However, due to the limitations in terms of fuel combustion (to around 20%) and hazard of increase in NOx emission, solutions are sought involving feeding of the tertiary air. The results of numerical studied have enabled detailed analysis of thermal and flow phenomena in the rising chamber of the heater tower and can serve as guidelines for its modernization involving alternations in feeding combustion air.

Słowa kluczowe

PL

wypalanie klinkieru; spalanie odpadów; efektywność energetyczna; dekarbonizacja wstępna; badanie numeryczne

EN

clinker burning; combustion of waste; energy efficiency; initial decarbonization; numerical study

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 5, nr 9
• Strony: 20--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il.

Twórcy

autor

Dobrowolski B.

autor

Duda J.

autor

Kazimierczak S.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Duda J ., Paliwa alternatywne w przemyśle cementowym, Szkoła Gospodarki Odpadami, AGH, PAN, K raków 2001, s. 27–37.
• [2] Duda J ., Kalinowski W., Technologiczne aspekty spalania paliw alternatywnych w procesie wypalania klinkieru, „Prace Naukowe”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002, z. 22, s. 343-351.
• [3] Duda J ., Janecka L ., Erfahrungen der 2-stufigen Feuerung beieinem Drehofen mit der Leistung von 3500 Tato, [w:] XIV Konferenz der Silikatindustrie und Silikatwissenschaft SILIKONF, Budapest 1985.
• [4] Ritzmann H., Vorkalzination mit und ohne separate Luftfuurung, „Zement–Kalk–Gips” 1978, Nr. 9, s. 428-432.
• [5] Duda J ., Ograniczenie emisji NOx w procesie wypalania klinkieru, „Prace Instytutu Mineralnych Materiałów Budowlanych” 2007, nr 41/42, s. 11-24.
• [6] Duda J ., Energooszczędne i proekologiczne techniki wypalania klinkieru cementowego, „Prace Instytutu Mineralnych Materiałów Budowlanych” 2004.
• [7] Reference Document on Best Available Techniques in the Cement and Lime Manufacturing Industries, 5. 2010, Sewilla, Hiszpania.
• [8] Saidur R., Hossain M.S., Islam M.R., Fayaz H., Mohammed H.A., A review on kiln system modeling, „Renewable and Sustaintable energy Reviews” 2011, No 15, s. 2487-2500.
• [9] Fidaros D.K., Baxevanou C.A., Dritselis C.D., Vlachos N.S., Numerical modelling of flow and transport processes in a calciner for cement production, „Powder Technology” 2007, No 171, s. 81-95.
• [10] Huanpeng L ., Wentie L ., Jianxiang Z ., Ding J ., Xiujian Z ., Huilin L ., Numerical study of gas-solid flow in a precalciner using kinetic theory of granular flow, „Chemical Engineering Journal” 2004, No 102, s. 151-160.
• [11] Dobrowolski B ., Wydrych J ., Computational and experimental analysis of gasparticle flow in furnance power boiler installations with respect to erosion phenomena, „Journal of Theoretical and Applied Mechanic” 2007, Vol. 45, No 3, s. 513-537.
• [12] Borsuk G., Dobrowolski B ., Numerical investigation of a prototype system for homogenization of pulverized coal concentration in dust systems of power boilers, „Chemical and Process Engineering” 2006, Vol. 27, No 3/2, s. 1073-1087.
• [13] Tannehill J .C., Anderson D.A., Pletcher R.H., Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Taylor and Francis, Washington D.C. 1997.
• [14] Siegel R., Howell J .R., Thermal Radiation Heat Transfer, Hemisphere Publishing Corporation, Washington D.C. 1992.
• [15] Dobrowolski B ., Nowosielski G., Modelowanie zjawisk przepływowych w odsiewaczu młyna wentylatorowego, „Inżynieria Chemiczna i Procesowa” 2004 nr 25, z. 4, s. 2097-2104.
• [16] Dobrowolski B ., Nowosielski G., Numerical investigation of the aerodynamics of the air-box of a furnace mechanical grate, „Chemical and Process Engineering” 2006, vol. 27, No 3/2, s. 1089-1099.
• [17] ANSYS Fluent, ANSYS Inc.