مرضیه بابایی ربیعی

در فرآیند تولید سیمان به مقدار زیادی توان حرارتی/الکتریسیته نیاز است. پس از صنعت فولاد، صنعت سیمان یکی از صنایع انرژی بر با مصرف سوخت بالا محسوب می شود. از طرف دیگر با توجه به کمبود برق در ماه های گرم سال و ایجاد محدودیت هایی در تخصیص برق و یا الزام کارخانجات سیمان به خاموشی از طرف شرکت توزیع برق منطقه ای، یافتن راهی برای تامین برق کارخانه در محل کارخانه ضروری است. سناریوهای متفاوتی برای مواجهه با چنین شرایطی پیش روی مدیران این صنعت است که بررسی هر کدام از آنها از لحاظ فنی- اقتصادی و زیست محیطی حائز اهمیت است. استفاده مجدد از انرژی اتلاف شده یکی از روش های کارآمد است و از آنجایی که انرژی زیادی در خط تولید سیمان هدر می رود، تولید برق از حرارت اتلافی یکی از موضوعات مهم برای افزایش بهره وری در صنایع سیمان است. در این پایان نامه بازیابی حرارت اتلافی از هوای خروجی از گریت کولر کارخانه سیمان در یکی از سناریوهای تامین برق کارخانه در کنار سایر سناریوهای تامین برق کارخانه بررسی می شود. چند سیال عامل مختلف برای چرخه رانکین آلی با توجه به شرایط دمایی منبع گرم که همان هوای خروجی از گریت کولر است، انتخاب شده و عملکرد چرخه برای هر سیال و با استفاده از نرم افزار EES از لحاظ ترمودینامیکی بررسی شده است. توجیه پذیری چهار سناریوی مختلف از لحاظ اقتصادی بر اساس شاخص های مختلفی از جمله مدت زمان برگشت سرمایه بررسی و مقایسه شده است. از میان 5 سیال سیکلوهگزان، بنزن، متانول، اتانول و تولوئن، چرخه رانکین آلی با سیال عامل سیکلوهگزان بالاترین بازده و توان تولیدی با مقادیر به ترتیب 16.7 درصد و 1540 کیلووات و چرخه رانکین آلی با سیال عامل متانول کمترین بازده و توان تولیدی با مقادیر به ترتیب 11.16 درصد و 1026 کیلووات را نتیجه می-دهند. از بین سناریوهای بررسی شده، استفاده از چرخه رانکین آلی با سیال عامل سیکلوهگزان که قسمتی از کمبود برق کارخانه را جبران کند و مابقی برق مورد نیاز توسط یک نیروگاه گازسوز مقیاس کوچک تامین شود، سناریویی است که در مقایسه با سایر سناریوها با دوره بازگشت سرمایه 7 ساله، هم از لحاظ اقتصادی و هم از لحاظ زیست محیطی مناسب ترین است.