Balance de energía y exergía de un horno de cuba vertical para la producción de cal

  • Alexis Sagastume Gutiérrez Universidad de la Costa CUC, Barranquilla. (Colombia)
  • Juan B. Cogollos Martínez Universidad de Cienfuegos. Cienfuegos (Cuba)
Palabras clave: Energía, exergía, eficiencia

Resumen

El trabajo trata las metodologías y los indicadores para la evaluación de los impactos de uso del agua dulce, los métodos existentes analizan fundamentalmente la cantidad de agua usada con relación a los impactos ocasionados. Teniendo en cuenta que hay una necesidad reconocida para considerar los impactos, específicamente sobre bases del ciclo de vida, la problemática es que se consideran insuficientes los datos o no son confiables en las bases de datos del ciclo de vida del uso del agua, además no coincide el método de valoración del impacto del ciclo de vida para lo relacionado con los impactos estimados en el uso del agua dulce, se resaltan estas dificultades y se analizan las ventajas, limitaciones, diferencias en los resultados entre diversos métodos y se observa la necesidad de una metodología perfeccionada para la evaluación de los impactos del uso del agua sobre bases del ciclo de vida. La producción de cal viva es un alto consumidor de energía que además se caracteriza por elevadas emisiones de CO2. Este trabajo se propone desarrollar el balance energético y exergético del proceso de calcinación de calizas con el objetivo de identificar los factores más influyentes en el consumo de combustible. Los resultados muestran que la destrucción de exergía durante debido a la combustión del combustible y a la transferencia de calor y momento del proceso son los procesos más irreversibles. Los resultados además muestran que la energía y la exergía contenida en los gases de escape representan la principal pérdida del proceso. La combinación de estos factores representa más del 50% de la energía suministrada al proceso.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

A. Sagastume, J. Van Caneghem, J. B. Cogollos and C. Vandecasteele, “Evaluation of the environmental performance of lime production in Cuba”, J Clean Prod, vol. 31, no. 1, pp. 126–136, Aug. 2012. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.02.035

P. A. Ochoa, A. Sagastume, J. B. Cogollos and C. Vandecasteele, “Cleaner production in a small lime factory by means of process control”, J Clean Prod, vol. 18, no. 12, pp. 1171–1176, Aug. 2010. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.03.019

R. S. Boynton, Chemistry and Technology of Lime and Limestone, New York: John Wiley & Sons, 1980.

H. Ruch, “The theoretical limits of heat consumption in lime burning due to the physical and chemical laws”, ZKG Int, vol. 34, no. 1, pp. 20–26, Jan, 1981.

Y. De la Peña, G. Bordeth; H. Campo; & U. Murillo “Clean Energies: An Opportunity to Save the Planet”, IJMSOR, vol. 3, no. 1, pp. 21-25, 2018. https://doi.org/10.17981/ijmsor.03.01.04.

Duarte Forero, J., Guillín Estrada, W., & Sánchez Guerrero, J. (2018). Desarrollo de una metodología para la predicción del volumen real en la cámara de combustión de motores diésel utilizando elementos finitos. INGE CUC, 14(1), 122-132. https://doi.org/10.17981/ingecuc.14.1.2018.11.

A. Sagastume and C. Vandecasteele, “Exergy-based indicators to evaluate the possibilities to reduce fuel consumption in lime production”, Energy, vol. 36, no. 5, pp. 2820–2827, May. 2011. https://doi.org/10.1016/j.energy.2011.02.023

D. Sheng-xiang, X. Qing-song and Z. Jie-min, “A lime shaft kiln diagnostic expert system based on holographic monitoring and real-time simulation,” Expert Syst Apl, vol. 38, no. 12, pp. 15400–15408, Nov. 2011. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2011.06.021

M.Z. Sogut, Z. Oktay and A. Hepbasli, “Energetic and exergetic assessment of a trass mill process in a cement plant,” Energy Convers Manag, vol. 50, no. 9, pp. 2316–2323, Sep. 2009. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.05.013

P. Regulagadda, I. Dincer and G. F. Naterer, “Exergy analysis of a thermal power plant with measured boiler and turbine losses”, Appl Therm Eng, vol. 30, no. 8-9, pp. 970–976, Jun. 2010. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2010.01.008

Z. Utlu, Z Sogut, A. Hepbasli and Z. Oktay, “Energy and exergy analyses of a raw mill in a cement production”, Appl Therm Eng, vol. 26, no. 17-18, pp. 2479–2489, Dec. 2006. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2005.11.016

I. H. Aljundi, “Energy and exergy analysis of a steam power plant in Jordan”, Appl Therm Eng, vol. 29, no. 2-3, pp. 324–328, Feb. 2009. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2008.02.029

A. Senegacnik, J. Oman and B. Sirok, “Analysis of calcination parameters and the temperature profile in an annular shaft kiln. Part 1: Theoretical survey”, Appl Therm Eng, vol. 27, no. 8-9, pp. 1473–1482, Jun. 2007. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2006.09.026

P. L. Zuideveld and P. J. van den Berg, “Design of lime shaft kilns”, Chem Eng Sci, vol. 26, no. 6, pp. 875–883, Jun. 1971. https://doi.org/10.1016/0009-2509(71)83048-8

Y. A. Çengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach, 5th ed. Boston, MA, USA; McGraw-Hill, 2006.

A. Bejan, G. Tsatsaronis and M. J. Moran, Thermal design and optimization. New York: John Wiley & Sons, 1996.

C. Koroneos, G. Roumbas and N. Moussiopoulos, “Exergy analysis of cement production”, IJEX, vol. 2, no. 1, pp. 55–68, Jan. 2005. https://doi.org/10.1504/IJEX.2005.006433

H. Piringer and W. Werner, “Conversion of large-diameter single shaft kilns to lignite dust firing successfully concluded”, ZKG Int, vol. 61, no. 1, pp. 46–52, Jan. 2008.

A. Bes, “Dynamic Process Simulation of Limestone Calcination in Normal Shaft Kilns”, Doctoral Thesis, ISUT, Magdeburg, de, 2006. Available: www.uni-magdeburg.de/isut/TV/English/Research/Project/Bes.pdf

A. Bes, E. Specht and G. Kehse, “Calculation of the cooling zone length and the lime discharge temperature of lime shaft kilns”, ZKG Int, vol. 60, no. 4, pp. 63–73, Jan. 2007.

T. Kotas, The exergy method of thermal plant analysis, 2th ed., Krieger Publishing Company, Fla, USA, 1995.

C. Chen, E. Specht and J. Kehse, “Influences of origin and material property of limestone upon its decomposition behavior in shaft kilns”, ZKG Int, vol. 60, no. 1, pp. 51–60, Jan. 2007

Publicado
2019-09-25
Cómo citar
Sagastume Gutiérrez, A., & Cogollos Martínez, J. (2019). Balance de energía y exergía de un horno de cuba vertical para la producción de cal. IJMSOR: International Journal of Management Science & Operation Research, 4(1). https://doi.org/10.17981/ijmsor.04.01.09