I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s   V o l . 1 ,   N o . 1 ,   M a r c h   2 0 1 2 ,   p p .   3 5 ~ 4 4   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4             3 5       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s j o u r n a l . c o m / o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   E n e r g y   a n d   E x e r g y   A n a l y s e s   o f   E g y p t i a n   C e m e n t   K i l n   P l a n t   W i t h   C o m p l e t e     K i l n   G a s   D i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   P a s s       L a i l a   M .   F a r a g     C e r a m i c s   D e p t .   N a t i o n a l   R e s e a r c h   C e n t r e   D o k k i ,   C a i r o ,   E g y p t       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T   A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   J a n   1 4 ,   2 0 1 2   R e v i s e d   M a r   2 ,   2 0 1 2   A c c e p t e d   M a r   8 ,   2 0 1 2       T h e   p r e s e n t   a r t i c l e   d e a l s   w i t h   e v a l u a t i o n   o f   e n e r g y   a n d   e x e r g y   e f f i c i e n c e s   o f   a n   E g y p t i a n   d r y   p r o c e s s   c e m e n t   k i l n   p l a n t   w i t h   p r e c a l c i n e r   c h a r a c t e r i z e d   b y   t h a t   t h e   w h o l e   k i l n   g a s   i s   d i v e r t e d   t h r o u g h   b y   p a s s .   S u c h   d i v e r s i o n   i s   n e c e s s a r y   t o   b r e a k   t h e   i n t e n s e   c y c l e s   o f   s e c o n d a r y   c o n s t i t u e n t s   Cl ,   a l k a l i s   a n d   s u l f u r   t h a t   m a y   a r i s e   b e t w e e n   p r e c a c i n e r   - p r e h e a t e r   a n d   k i l n   d u e   t o   t h e   h i g h   c o n t e n t   o f   t h e   r a w   m a t e r i a l s   o f   s u c h   s e c o n d a r y   c o n s t i t u e n t s .   Ba s e d   o n   a v e r a g e   a c t u a l   o p e r a t i o n   d a t a   o f   t h e   p r o c e s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   h a v e   b e e n   e s t a b l i s h e d   a r o u n d   t h e   p r e h e a t e r - p r e c a l c i n e r ,   t h e   r o t a r y   k i l n ,   t h e   r o t a r y   c o o l e r   a n d   t h e   w h o l e   p r o c e s s .     E n e r g e t i c -   a n d   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c y   o f   t h e   p r o c e s s   a t t a i n s   4 0 %   a n d   2 5 . 7 %   r e s p e c t i v e l y .   S u m   o f   t h e   e x e r g y   o u t p u t s   a t t a i n s   a b o u t   4 9 %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t   a n d       i r r e v e r s i b i l i t y   l o s s   =   2 3 5 4   k J / k g   c l i n k e r   w h i c h   r e p r e s e n t s   a b o u t   5 1   %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t .     E n e r g y   a n d   e x e r g y   o f   t h e   b y   p a s s   g a s e s   a r e   t h e   l a r g e s t   o u t p u t   l o s s   i t e m s   ( ~ 7 7 0   a n d   4 1 6   k J / k g   c l i   r e s p e c t i v e l y )   f o l l o w e d   b y   t h o s e   o f   t h e   p r e h e a t e r   e x i t   g a s e s   ( ~   6 2 2   a n d   1 5 2   k J / k g   c l i   r e s p e c t i v e l y ) .   F o r   c o m p a r a t i v e   p u r p o s e ,   t h e   p r o c e s s   w a s   e v a l u a t e d   w i t h   c o n s i d e r i n g   n o   d i v e r s i o n   o f   k i l n   g a s   t h r o u g h   b y   p a s s .   E n e r g e t i c -   a n d   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c y   h a s   b e e n   e s t i m a t e d   i n   t h i s   c a s e   a s   5 2 %   a n d     3 4   %     r e s p e c t i v e l y   a n d   t h e   i r r e v e r s i b i l i t y   a t t a i n s     1 8 4 0   k J / k g   c l i n k e r   w h i c h   r e p r e s e n t s   a b o u t   5 2   %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t .   K e y w o r d :   C e m e n t   k i l n   p l a n t   C y c l o n e     p r e h e a t e r   E n e r g y   a n a l y s i s     F u e l   c o n s u m p t i o n     P r e c a l c i n e r   R o t a r y   k i l n   Co p y r i g h t   ©   2 0 1 2   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   L a i l a   M .   F a r a g   C e r a m i c s   D e p t .   N a t i o n a l   R e s e a r c h   C e n t r e   D o k k i ,   C a i r o ,   E g y p t   E   m a i l   :   L a i l a f a r a g _ n r c @ y a h o o . c o m   T e l p .   :   0 0 2 0 2 /   3 8 3 5 1 2 0 6       1 .   I N T R O D U C T I O N     C e m e n t   m a n u f a c t u r e   i s   o n e   o f   t h e   m o s t   e n e r g y   i n t e n s i v e   i n d u s t r i e s   w h e r e   e n e r g y   i s   c o n s u m e d   m a i n l y   i n   t h e   p y r o - p r o c e s s   i n   t h e   k i l n   p l a n t   f o r   p r o d u c i n g   c l i n k e r .   T h e   h e a t   r e q u i r e m e n t   i n   a   c e m e n t   k i l n   p l a n t   d e p e n d s   t o   a   m a j o r   e x t e n t   o n   t h e   t e c h n o l o g y   a p p l i e d .     I n   m o d e r n   d r y   p r o c e s s   w i t h   p r e c a l c i n e r ,   t h e   s p e c i f i c   h e a t   c o n s u m p t i o n   r a n g e s   f r o m   2 9 2 6   4 1 8 0   k J   / k g   c l i n k e r   d e p e n d i n g   o n   v a r i o u s   o p e r a t i o n   a n d   t e c h n i c a l   f a c t o r s   o f   t h e   p r o c e s s   ( R o s e m a n n ,   1 9 8 7 ) .         I n   c a s e   o f     r a w   m a t e r i a l s   ( m a i n l y   l i m e s t o n e   a n d   c l a y )   c o n t a i n i n g   r e l a t i v e l y   h i g h   c o n t e n t   o f   s e c o n d a r y   c o n s t i t u e n t s ,   c h l o r i d e s ,   a l k a l i s   a n d   s u l f a t e s ,   i n t e n s e   c y c l i c   p h e n o m e n a     d e v e l o p   b e t w e e n   t h e   k i l n   a n d   t h e   p r e h e a t e r - p r e c a l c i n e r   ( R i t z m a n n ,   1 9 7 1 ;   G o l d m a n n   e t   a l . ,   1 9 8 1 ;   K r e f t ,     1 9 8 5   ;   S p r u n g ,     1 9 6 4   ;   F a r a g ,     1 9 9 0 ) .   T h o s e   c y c l e s   a r e   f o r m e d   a s   a   r e s u l t   o f   p a r t i a l   v o l a t i l i z a t i o n   o r   d i s s o c i a t i o n   o f   t h e   s e c o n d a r y   c o n s t i t u e n t s   a t   t h e   h i g h   t e m p e r a t u r e   o f   t h e   k i l n   a n d   t h e i r   c o n d e n s a t i o n   t o   v a r i o u s   d e g r e e s   a t   t h e   l o w e r   t e m p e r a t u r e s   i n   t h e   p r e - h e a t e r -   p r e c a l c i n e r .     I n t e n s e   c y c l e s   w o u l d   c a u s e   s e r i o u s   o p e r a t i o n ,   c l i n k e r   q u a l i t y   a n d   e m i s s i o n s   p r o b l e m s .   I n   o r d e r   t o   r e d u c e   t h e   i n t e n s i t y   o f   c i r c u l a t i o n   p h e n o m e n a   b y   p a s s   i s   m o s t l y   e r e c t e d   n e a r   t h e   k i l n   i n l e t   t o   p e r m i t   a   p r e - e s t i m a t e d   f r a c t i o n   o f   t h e   k i l n   g a s   t o   l e a v e   t h e   k i l n   a t   h i g h   t e m p e r a t u r e   ( 1 0 0 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I J A A S   V o l .   1 ,   N o .   1 ,   M a r c h   2 0 1 2   :   3 5     4 4   3 6 1 2 0 0   o C ) .   B y   p a s s   h o t   g a s e s   r e p r e s e n t   a   p o i n t   o f   c o n s i d e r a b l e   h e a t   l o s s   o f   t h e   p r o c e s s   c a u s e d   b y   t h e   e s c a p e d   s e n s i b l e   a n d   l a t e n t   h e a t   w i t h   b y   p a s s   g a s e s   a n d   d u s t   ( f a r a g ,   1 9 9 0 ) .   C e m e n t   m a n u f a c t u r e   i s   c o n s i d e r e d   a l s o   a n   i n d u s t r y   o f   i n t e n s e   C O 2   e m i s s i o n .   C O 2   e v o l v e s   f r o m   f u e l   c o m b u s t i o n   a n d   f r o m   d e c o m p o s i t i o n   o f   c a r b o n a t e s   w h i c h   u s u a l l y   r e p r e s e n t   t h e   m a j o r   f r a c t i o n   o f   t h e   c l i n k e r   r a w   m i x .   C e m e n t   p r o d u c t i o n   a c c o u n t s   f o r   a b o u t   8   %   o f   t o t a l   C O 2   e m i s s i o n   f r o m   a l l   h u m a n   a c t i v i t i e s   ( I E A   G H G   R & D ,   1 9 9 9 ) .     I t   i s   o f   v i t a l   a n d   u r g e n t   i m p o r t a n c e ,   f r o m   b o t h   s i d e s   o f   e n v i r o n m e n t   a n d   e n e r g y   e c o n o m y ,   t o   o p t i m i z e   t h e   c l i n k e r   p r o d u c t i o n   p r o c e s s   i n   o r d e r   t o   r a i s e   i t s   p e r f o r m a n c e   a s   p o s s i b l e .     A l t h o u g h   e n e r g y   a n a l y s i s ,   b a s e d   o n   t h e   f i r s t   l o w   o f   t h e r m o d y n a m i c s ,   i s   u s e d   t o   r e d u c e   h e a t   l o s s e s   o r   e n h a n c e   h e a t   r e c o v e r y ,   i t   d o e s   n o t   g i v e   a n y   i n f o r m a t i o n   o n   t h e   d e g r a d a t i o n   o f   e n e r g y   t h a t   o c c u r s   i n   t h e   p r o c e s s .   E x e r g y   i s   a   m e a s u r e   o f   q u a l i t y   a n d   q u a n t i t y   o f   t h e   e n e r g y   s o u r c e s   u n l i k e   e n e r g y   t h a t   i s   o n l y   a b o u t   t h e   q u a n t i t y .     E x e r g y   c a n   b e   d e s c r i b e d   a s   t h e   m a x i m u m   a v a i l a b l e   w o r k   w h i c h   c a n   b e   p r o d u c e d   b y   a   s y s t e m   w h e n   i t   c o m e s   t o   e q u i l i b r i u m   w i t h   a   r e f e r e n c e   e n v i r o n m e n t   ( M o r r i s   a n d   S z a r g u t   1 9 8 6 ) .     E x e r g y   a n a l y s i s   b a s e d   o n   t h e   f i r s t   a n d   s e c o n d   l a w s   o f   t h e r m o d y n a m i c s       l e a d s   t o   b e t t e r   u n d e r s t a n d i n g   o f   t h e   i n f l u e n c e   o f   t h e r m o d y n a m i c   p h e n o m e n a   o n   t h e   p r o c e s s   e f f e c t i v e n e s s ,   c o m p a r i s o n   o f   t h e   i m p o r t a n c e   o f   d i f f e r e n t   t h e r m o d y n a m i c   f a c t o r s   a n d   d e t e r m i n a t i o n   o f   t h e   m o s t   e f f e c t i v e   w a y s   o f   i m p r o v i n g   t h e   p r o c e s s   u n d e r   c o n s i d e r a t i o n .   R e c e n t l y   m a n y   w o r k s   h a v e   d e a l t   w i t h   e x e r g e t i c   a n a l y s e s   o f   c e m e n t   i n d u s t r y   i n   o r d e r   t o   a t t a i n   t h e   o p t i m u m   s u s t a i n a b l e   s i t u a t i o n   o f   s u c h   v i t a l   s t r a t e g i c   i n d u s t r y     ( M o r r i s   a n d   S z a r g u t     1 9 8 6   ;   Z a f e r   e t   a l . ,   2 0 0 6 ;     K i a n ,   2 0 0 3   ;   K o r o n e o s   e t   a l .   2 0 0 5   ;   S h a l e e n   e t   a l .   2 0 0 3   ;     K o l i p   ,   2 0 1 0   ;   R a s u l   e t   a l .   2 0 0 5 )   .           T h e   p r e s e n t   a r t i c l e   d e a l s   w i t h   e n e r g e t i c   a n d   e x e r g e t i c   a n a l y s i s   o f   a n   E g y p t i a n   c e m e n t   k i l n   p l a n t     i n   w h i c h   t h e   r a w   m e a l   i s   s o   r i c h   i n   c h l o r i d e s   a n d   s u l f a t e s   t h a t   t h e   w h o l e   k i l n   g a s   h a s   t o   b e   e x p e l l e d   t h r o u g h   k i l n   b y   p a s s   ( f a r a g   ,   1 9 9 0 ) .   F o r   c o m p a r a t i v e   p u r p o s e   t h e   p r o c e s s   h a s   b e e n   a n a l y z e d   w i t h   c o n s i d e r i n g   n o   k i l n   g a s   d i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   p a s s .     E n e r g y   a n d   e x e r g y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o c e s s   h a s   b e e n   e v a l u a t e d .       2 .   E X E R G Y   O F   A   S Y S T E M   ( R a s u l   e t   a l . ,   2 0 0 5 ;   V e d a t ,   2 0 1 1 ) :   T h e   t o t a l   e x e r g y   o f   a   s y s t e m   c a n   b e   d i v i d e d   i n t o   f o u r   c o m p o n e n t s ,   n a m e l y :   p h y s i c a l   e x e r g y ,   e x p h   ,     k i n e t i c   e x e r g y   ,   e x k n   ,   p o t e n t i a l   e x e r g y ,   e x p o   a n d   c h e m i c a l   e x e r g y ,   e x c h .   I n   a   c e m e n t   p r o d u c t i o n   p r o c e s s ,   h o w e v e r ,   t h e   k i n e t i c   e x e r g y   a n d   p o t e n t i a l   e x e r g y   a r e   n e g l i g i b l e   c o m p a r e d   t o   o t h e r   t w o .     T h e   s p e c i f i c   p h y s i c a l   e x e r g y   c a n   b e   e x p r e s s e d   a s :   e x p h       =   ( h     h o )     T o   ( s     s o )             ( 1 )   A s s u m i n g   i d e a l   g a s   f l o w   w i t h   c o n s t a n t   s p e c i f i c   h e a t ,   w e   h a v e :   e x p h       =   c p   ( T     T o )     T o   ( c p   l n   T / T o - R   l n   P / P o )         ( 2 )     F o r   t h e   s o l i d   a n d   l i q u i d   s t r e a m s   e x p h       =   c p   ( ( T - T o )     T o   l n   T / T o )   v   ( p - p o )           ( 3 )   A s s u m i n g   c o n s t a n t   s p e c i f i c   v o l u m e ,     v ,   a t   T o         w i t h   n e g l e c t   o f   c h a n g e   i n   p r e s s u r e   ,   t h e   l a s t   i t e m s   i n   e q u a t i o n s   ( 2 )   a n d   ( 3 )   c a n   b e   n e g l e c t e d .   C h e m i c a l   e x e r g y   i s   t h e   m a x i m u m   p o s s i b l e   w o r k   t h a t   c a n   b e   a c q u i r e d   d u r i n g   a   p r o c e s s   t h a t   b r i n g s   t h e   s y s t e m   f r o m   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n   ( T o   ,   P o )   t o   t h e   d e a d     s t a t e   ( T o ,   P o ,   µ o i )   .     T h e   c h e m i c a l   e x e r g y   o f   t h e   i d e a l   g a s   a n d   l i q u i d   m i x t u r e s   i s   c o m p u t e d   f r o m   :   e x c h     =     s u m   o f     x i   ( e x   c h o i   +   R T 0   l n ( x i ) )   W h e r e   x i   i s   t h e   m o l a r   r a t i o   o f   t h e   s p e c i e s   i   ,   a n d   e x c h   o i   i s   t h e   s t a n d a r d   c h e m i c a l   e x e r g y .   T h r e e   e x e r g y   e f f i c i e n c i e s   o f   a   c e m e n t   k i l n   p l a n t   a r e   d e f i n e d   a s   f o l l o w s :   1 -   E x e r g y   e f f i c i e n c y ,   η   e x   =   c l i n k e r   f o r m a t i o n   e x e r g y /   e x e r g y   i n p u t .   I t   c o r r e s p o n d s   t o   t h e   n e t   t h e r m a l   e f f i c i e n c y   ,   η   g   ,     d e f i n e d   a s   t h e   f r a c t i o n   o f   f u e l   h e a t   t h a t   i s   c o n s u m e d   a s   l a t e n t   h e a t s     o f     v a r i o u s   c l i n k e r   f o r m i n g     r e a c t i o n s ( 1 )   .         2 -   A n e r g y ,   φ   ,   d e f i n e d   a s   t h e   r a t i o   o f   t h e   e x e r g y   l o s s   t o   t h e   e x e r g y   i n p u t .   I t   i s   e x p r e s s e d   a s   f o l l o w s :   Φ   =   e x   lo s s e s /   e x   in p u t   3 -   T h e   e x e r g y   d e s t r o y e d   o r   t h e   i r r e v e r s i b i l i t y   o f   a   s y s t e m ,   I s y s ,   i s   g i v e n   a s :   I   s y s     =   e x   in p u t     e x o u tp u t     =   T o   S   g e n     W h e r e   S g e n   i s   t h e   e n t r o p y   g e n e r a t e d         3 .   O P E R A T I O N A L   D A T A   O F   T H E   I N V E S T I G A T E D   P R O C E S S :   T h e   k i l n   p l a n t   c o n s i s t s   o f   t w o   s t r i n g s ,   r o t a r y   k i l n   a n d   r o t a r y   c o o l e r ;   e a c h   s t r i n g   c o n s i s t s   o f   4   s t a g e s   c y c l o n e   p r e h e a t e r   a n d   p r e c a l c i n e r .   T w o   a i r   d u c t s   c o n d u c t   h o t   t e r t i a r y   a i r   f r o m   t h e   c o o l e r   t o   t h e   p r e c a l c i n e r s .   E a c h   p r e c a l c i n e r   a n d   t h e   k i l n   a r e   s e p a r a t e l y   f i r e d   w i t h   h e a v y   f u e l   o i l .   V a r i o u s   r e q u i r e d   d a t a   f o r   c a l c u l a t i o n s   h a v e   b e e n   o b t a i n e d   f r o m   r e c o r d e d   f a c t o r y   d a t a   o r   f r o m   a c t u a l   m e a s u r e m e n t s   ( f a r a g ,   1 9 9 0 ) .   A v e r a g e   o p e r a t i o n   d a t a   o f   t h e   p r o c e s s   a r e   s h o w n   i n   t a b l e s   ( 1 )   a n d   ( 2 )   . S c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   t h e   p r o c e s s   i s   s h o w n   i n   f i g   ( 1 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A A S   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s e s   o f   E g y p t i a n   c e m e n t   k i l n   p l a n t   w i t h   c o m p l e t e   ( L a i l a   M .   F )   3 7 T a b l e   ( 1 )   A v e r a g e   O p e r a t i o n   d a t a   o f   t h e   p r o c e s s :       -   P r o d u c t i v i t y       -   S p e c i f i c   f u e l   c o n s u m p t i o n       -     , ,                         h e a t   c o n s u m p t i o n       -     %   f u e l   i n   c a l c i n e r s       -     %   f u e l   i n   k i l n       -     R a w m e a l   /   c l i n k e r   f a c t o r       -     p r e c a l c i n a t i o n   d e g .   i n   c a l c i n e r       -     P r e h e a t e r   e x i t   g a s   t e m p .       -           , ,                           , ,         , ,           d u s t       -     O 2   %   i n   p r e h e a t e r   e x i t   g a s       -     b y   p a s s   k i l n   g a s   t e m p .       -     b y   p a s s   k i l n   g a s   d u s t       -     O 2   %   i n   b y   p a s s   k i l n   g a s       -     c l i n k e r   o u t l e t   t e m p .   f r o m   k i l n       -     i n j e c t e d   w a t e r   i n   t h e   c o o l e r             ( t o   a s s i s t   c o o l i n g   o p e r a t i o n )       -     T e m p .   o f   h o t   a i r   f r o m   c o o l e r   -       T e m p .   o f   c l i n k e r     f r o m   c o o l e r   4 1 8 0   T / d   0 . 1 0 6           k g   h e a v y   f u e l   o i l * / k g   c l i .   4 3 2 3 . 5       k J   / k g   c l i .   6 9 %   3 1 %   1 . 9 2   9 0   %   2 7 0   - 2 8 0   o C   0 . 1 9   k g / k g   c l i .   5   %   1 0 0 0   o C   0 . 1 0 9   k g / k g   c l i .   2 . 7   %   1 4 0 0   o C   1 0   m 3   /   h r   0 . 0 5 7   k g / k g   c l i   8 0 0   o C   1 5 0 o C       ·   D a t a   o f   h e a v y   f u e l   o i l   u s e d :   ·       C / H 2   = 7 . 7 ,         d   =   0 . 9 5   k g / l     , C h .   C o m p n   ( w t % )   :   8 5 . 8 %   C   ,   1 1 . 1 5   %     H 2 ,       3 %     S         ,   H u   =   4 0 7 9 7       k J / k g ,               H o   =   4 1 8 0 0     k J / k g ,     V t h . c o m b .   a i r   =   1 0 . 7 8     N m 3 / k g   f u e l ,       V   t h . c o m b n .   g a s e s   =   1 1 . 4   N m 3 / k g   f u e l ,   ·   C o m p n .   o f   c o m b n .   G a s e s =     C O 2   +   S O 2   =   1 4 . 3   % ,       H 2 O   =   1 0 . 9   % ,   N 2   =   7 4 . 8 %     T a b l e   2   C h e m i c a l   c o m p o s i t i o n   o f   r a w   m a t e r i a l s ,   r a w   m i x   a n d   c l i n k e r .     C l a y   l i m e s t o n e   r a w   m i x   c l i n k e r   S i O 2   A l 2 O 3   F e 2 O 3   C a O   M g O   S O 3   K 2 O   N a 2 O   C l .   4 6 . 1   2 1 . 2 3   9 . 0 1   2 . 3 7   1 . 7 8   3 . 5 3   1 . 0 5   1 . 2 9   0 . 7 2   3 . 5 6   0 . 5 3   0 . 2 2   5 0 . 8 9   1 . 2 7   0 . 2   0 . 0 4   0 . 2 1   0 . 2   1 3 . 9 9   3 . 4 8   1 . 9   4 1 . 8 4   1 . 3 2   0 . 4 7   0 . 2 9   0 . 4 3   0 . 3 3   2 7 . 3   5 . 0 9   2 . 7 9   6 3 . 9   2 . 3 6   1 . 8 5   0 . 1         4 .     E N E R G Y   A N D   E X E R G Y   B A L A N C E S   A R O U N D   T H E   P R O C E S S :   E n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   h a v e   b e e n   e s t a b l i s h e d   a r o u n d   e a c h   o f   t h e   p r o c e s s   p a r t s   ( p r e h e a t e r -   p r e c a l c i n e r ,   r o t a r y   k i l n   a n d   r o t a r y   c o o l e r )   a n d   a r o u n d   t h e   w h o l e   p r o c e s s .   E n e r g e t i c   e f f i c i e n c y   a n d   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c i e s       o f   t h e   s y s t e m   a s   d e f i n e d   a b o v e   h a v e   b e e n   c a l c u l a t e d   a n d   e v a l u a t e d   a   f o r   e a c h   p r o c e s s   p a r t   a n d   f o r   t h e   w h o l e   p r o c e s s   a s   w i l l   b e   s h o w n   a f t e r w a r d s .         4 . 1 .   C h e m i c a l   e x e r g y   o f   t h e   h e a v y   f u e l   o i l   :   I t   h a s   b e e n   c a l c u l a t e d   o n   b a s i s   o f   f u e l   c o m p o s i t i o n   b y   a p p l y i n g   t h e   f o l l o w i n g   e q u a t i o n   ( K o r o n e o s ,   2 0 0 3 ) :   E x   c h . f .     =           H u   ( 1 . 0 4 0 1   +   0 . 1 7 2 8 .     X H / X C   +   0 . 0 4 5 2 .   X O / X C   +   0 . 2 1 9 6 .   X S / X C   ( 1 - 2 . 0 6 2 8 .   X H / X C ) .     C h e m i c a l   e x e r g y   o f   t h e   f u e l   =   4 3 5 5 5 . 7   k J   /   k g   f u     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I J A A S   V o l .   1 ,   N o .   1 ,   M a r c h   2 0 1 2   :   3 5     4 4   3 8             R a w   m i x               P r e h e a t e r   e x i t   g a s               1 . 9 2   k g                     2 . 1 1   k g ,   2 7 0 o C                 3 0 o C                           e x i t   d u s t ,   0 . 1 8 k g ,   2 7 0 o C             T = 1 1 9 o C   P r e h e a t e r -   P r e c a l c i n e r     F u e l         B y   p a s s   g a s   0 . 7 0 4 k g   o i l         B y   p a s s   d u s t   0 . 1 0 9 k g                                   C o o l i n g   a i r     0 . 0 7 3 k g                   T = 1 0 0 0 o C                               1 . 2 6 k g ,   3 0 o C   3 0 o C                       F u e l   o i l ,   0 . 0 3 3 k g         T = 3 0 o C   R o t a r y   K i l n                 S e c .   a i r   0 . 4 1 k g ,   8 0 0 o C                                                                                                                                         R o t a r y   C o o l e r           C l i n k e r   1 4 0 0 o C                       T = 3 1 0 o C                     T = 2 5 9 o C                                                                                                                                   T e r t i a r y   a i r ,   0 . 8 5 k g                                                                                                   8 0 0 o C                                                                                                                                                             C l i n k e r ,   1 k g                                                                                                                                                                                                                                                                                           1 5 0 o C                   F i g u r e   1 .   S c h e m a t i c   d i a g r a m   o f   t h e     k i l n   s y s t e m .       4 . 2 .   E n e r g y   a n d   e x e r g y   d u e   t o   c l i n k e r   f o r m a t i o n :   T h e   u s e f u l   h e a t   a n d   u s e f u l   c h e m i c a l   e x e r g y   d u e   t o   c l i n k e r   f o r m a t i o n   h a v e   b e e n   c a l c u l a t e d   u s i n g   t h e   d a t a   o f   t h e   e n t h a l p i e s   o f   r e a c t i o n s   o f   t h e     r a w   m i x   t o   f o r m   c l i n k e r   ( R o s e m a n n ,   1 9 8 7 )   a n d   t h e     s t a n d a r d   c h e m i c a l   e x e r g y   v a l u e s   o f   t h e   g a s   a n d   s o l i d   f l o w s   i n   c e m e n t   k i l n   p l a n t   ( M o r r i s   a n d   S z a r g u t     1 9 8 6 )   a s   s h o w n   i n   T a b l e   3   .     T a b l e   3 .   S t a n d a r d   c h e m i c a l   e x e r g y   v a l u e s   o f   t h e   g a s   a n d   s o l i d   f l o w s   i n   c e m e n t   p l a n t     ( M o r r i s   a n d   S z a r g u t     1 9 8 6 )   S p e c i e s   C h e m i c a l   E x e r g y   ( k J / k   m o l e )   S p e c i e s   C h e m i c a l   e x e r g y   ( k J / k m o l e )   A l 2 O 3 ( s ,   α )   A l 2 O 3 . S i O 2   ( s )   C O ( g )   C O 2 ( g )   C a C O 3 ( s )   C a C O 3 . M g C O 3 ( s )   C a O ( s )   C a O . A l 2 O 3 ( s )   2 C a O . A l 2 O 3 ( s )   3 C a O . A l 2 O 3 ( s )   C a O . S i O 2 ( s )   2 c a O . S i O 2 ( s ,   β )   3 c a O . S i O 2 ( s )   C a S   4 C a O . A l 2 O 3 . F e 2 O 3   2 0 0 4 0 0   1 5 4 0 0   2 7 5 1 0 0   1 9 8 7 0   1 0 0 0   1 5 1 0 0   1 0 1 2 0 0   2 7 5 4 0 0   4 6 0 4 0 0   5 0 0 6 0 0   2 3 6 0 0   9 5 7 0 0   2 1 9 8 0 0   8 4 4 6 0 0   6 6 7 0 0 0   C a S O 4 ( s ,     α )   F e 2 O 3 ( s )   H 2 ( g )   H 2 O ( l )   H 2 O ( g )   K 2 O   ( s )   M g O ( s )   M g C O 3 ( s )   N 2   ( g )   O 2 ( g )   N a 2 O ( s )   S O 2 ( g )   S i O 2   F e 2 O 3 . S i O 2   8 2 0 0   1 6 5 0 0   2 3 6 1 0 0   9 0 0   9 4 9 0   4 1 3 1 0 0   6 6 8 0 0   3 7 9 0 0   6 9 0   3 9 7 0   2 9 6 2 0 0   3 1 3 4 0 0   1 9 0 0   1 8 4 0 0         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A A S   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s e s   o f   E g y p t i a n   c e m e n t   k i l n   p l a n t   w i t h   c o m p l e t e   ( L a i l a   M .   F )   3 9 I t   h a s   b e e n   c o n s i d e r e d   t h a t :     -   P r e h e a t e r   e x i t   d u s t   i s   s i m i l a r   i n   c h e m i c a l   c o m p o s i t i o n   t o   t h e   r a w   m i x .   -   B y   p a s s   e x i t   d u s t   i s   s i m i l a r   i n   c h e m i c a l   c o m p o s i t i o n   t o   t h e   c l i n k e r .     -   H a l f   t h e   t o t a l   C 2 S   f o r m a t i o n   r e a c t i o n   t a k e s   p l a c e   i n   t h e   c a l c i n e r   a n d   i s   c o m p l e t e d   i n   t h e   k i l n   ( R o s e m a n n ,   1 9 8 7 ) .     I n   t h e   i n v e s t i g a t e d   p r o c e s s   t h e   a c t u a l   a m o u n t   o f   r e a c t i n g   r a w   m i x   =   1 . 7 2 8   k g   t o   p r o d u c e   1   k g   c l i n k e r   +   0 . 1 0 9   k g   b y   p a s s   d u s t .     I t s   c o n t e n t   o f   v a r i o u s   c o m p o n e n t s ,   i n   k g   ,   a r e   a s   f o l l o w s   : :   S i O 2   0 . 2 4   A l 2 O 3   0 . 0 6   F e 2 O 3   0 . 0 3 3   C a O   0 . 7 2   M g O   0 . 0 2   S O 3   0 . 0 0 8   K 2 O   0 . 0 0 5   N a 2 O   0 . 0 0 7   C l   0 . 0 0 5 7   L O I   0 . 6 2   I t s   m a i n   c o m p o u n d s   h a v e   b e e n   e s t i m a t e d   a s   f o l l o w s :   C l a y   c o n t e n t ( e s t i m a t e d   a s   A l 2 O 3 .   2 S i O 2 .   2 H 2 O )   =   0 . 1 5   k g   C a C O 3   c o n t e n t       =       1 . 2 8 5     k g .   M g C O 3   c o n t e n t     =       0 . 0 4         k g   S i O 2   c o n t e n t             =         0 . 1 7   k g   T a b l e   4   s h o w s   t h e   c a l c u l a t e d   e n t h a l p i e s   ( H r )   ,   c h e m i c a l   e x e r g i e s   ( e x c h )   a n d   a m o u n t s   o f   f o r m e d   m i n e r a l s   o f   t h e   d i f f e r e n t   r e a c t i o n s     o f   t h e   r a w   m i x :     T a b l e   4     C a l c u l a t e d   e n t h a l p i e s   ,     c h e m i c a l     e x e r g i e s     a n d   m i n e r a l s   a m o u n t s   o f   t h e   r e a c t i o n s   o f   t h e   r a w   m i x   ( 1 . 7 2 8   k g )   t o   p r o d u c e     c e m e n t       c l i n k e r       A - F o r m a t i o n   o f   o x i d e s   a n d   d e c o m p o s i t i o n   r e a c t i o n s :   1 -     K a o l i n i t   d e c o m p o s i t i o n :                   A l 2 O 3 .   S i O 2 .   2 H 2 O   - - - - - - A l 2 O 3   +   2 S i O 2   +   2 H 2 O           H = 7 8 0   k J / k g   k a o l i n i t e                     H r   =   1 1 7   k J / k g   c l i .                           e x c h =   1 1 0   k J / k g   c l i   2 -   M g C O 3   d i s s o c i a t i o n     :           M g C O 3   - - - - - - - - - - - - - - - M g O   +   C O 2                             H     =     1 3 9 5     k J / k g   M g C O 3                   H r   =   5 5 . 8   k J / k g   c l i                               e x c h     =   2 4 . 4     k J / k g   c l i   3 - C a C O 3   d i s s o c i a t i o n   :                                   C a C O 3 - - - - - - - - - - - - - - - C a O   +   C O 2                                 H   =       1 7 8 0       k J / k g   C a C O 3       H r   =   2 2 6 0 . 6     k J / k g   c l i                       e x c h   = 1 6 3 8 . 5         k J / k g   c l i .     B -   F o r m a t i o n   o f   i n t e r m e d i a t e s :   4 -   F o r m a t i o n   o f   C A :                   C a O   +   A l 2 O 3     - - - - - - - - - - - - - - - - - -   C A                                                 H         =     - 1 0 0   k J   /   k g   c l i           C A =   0 . 0 9 3     k g /   k g   c l i .                     H r   =   - 9 . 3       k J / k g   c l i               e x c h       =   - 2 0 . 7     k J / k g   c l i .   5 -   F o r m a t i o n   o f   C 2 F                           2 C a O   +   F e 2 O 3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - C 2 F                                                   H   =     - 1 1 4     k J / k g   C 2 F             C 2 F   =   0 . 0 5 1   k g / k g   c l i                           H r   =   -   5 . 8   k J / k g   c l i                         e x c h   =   n o t   o b t a i n e d       6 -     F o r m a t i o n   o f         β     - C 2 S :             2 C a O     +   S i O 2   - - - - - - - -             β   - C 2 S                                                                   H   =   - 7 3 2   k J / k g   C 2 S               C 2 S     =   0 . 6 8 8     k g / k g   c l i               H r   =   - 5 0 3 . 6   k J / k g   c l i                         e x c h = - 5 0 6 . 3   k J / k g   c l i     C -   C l i n k e r i n g   r e a c t i o n s   :   7 -   F o r m a t i o n   o f   C 4 A F :             C A   +   C 2 F   +   C a O     - - - - - - - - - - - - - C 4 A F                                                     H       =     2 5   k J   /   k g   C 4 A F             C 4 A F   =   0 . 0 9 1   k g / k g   c l i                 H r   =   2 . 3   k J / k g   c l i .                           e x c h       = 5 2 . 6   k J / k g   c l i .   8 -   F o r m a t i o n   o f   C 3 A :           C A   +   2 C a O     - - - - - - - - - - - - - - - - - - - C 3 A                                                           H     =   2 5 k J / k g   C 3 A           C 3 A = 0 . 1 0 7       k g   / k g   c l i .                 H r   =   2 . 7                                                           e x c h     = 2   k J / k g   c l i .   9 -   F o r m a t i o n   o f   C 3 S :           β   - C 2 S     +     C a O     - - - - - - - - - - - - - -   C 3 S                                                             H       = 5 9   k J / k g   C 3 S           C 3 S   =   0 . 6 2     k g   /   k g   c l i .                       H r   =     2 1 . 7 k J / k g   c l i                       e x c h     =   3 3 . 1 6   k J / k g   c l i .   F r o m   T a b l e   4 ,   i t   i s   c o n c l u d e d   t h a t :   A m o u n t s   o f   f o r m e d   m i n e r a l s   i n   1   k g   p r o d u c e d   c l i n k e r   +   0 . 1 0 9   k g   b y   p a s s   d u s t   a r e   a s   f o l l o w s   :       0 . 6 2   k g   C 3 S ,       0 . 2 2   k g   C 2 S ,       0 . 1 1   k g   C 3 A ,         0 . 0 9   k g   C 4 A F       M i n e r a l   c o m p o s i t i o n   o f   t h e   p r o d u c e d   c l i n k e r   ( i n   w t % )   i s   a s   f o l l o w s :                   C 3 S   =   5 9 . 9   % ,           C 2 S   =     2 1 . 1 % ,                   C 3 A =       1 0 . 3 % ,             C 4 A F   = 8 . 7 %                                                   -   S u m   o f   c o n s u m e d   h e a t   i n   a l l   c h e m i c a l   r e a c t i o n s   *     =   1 9 4 1 . 4       k J / k g   c l i .   -   S u m   o f   c o n s u m e d   e x e r g i e s   i n   a l l   c h e m i c a l   r e a c t i o n s     = 1 3 3 3 . 6       k J / k g   c l i .     -   c o n s u m e d   h e a t   b y   b y   p a s s   d u s t   =   2 1 1 . 6       k J / k g   c l i .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I J A A S   V o l .   1 ,   N o .   1 ,   M a r c h   2 0 1 2   :   3 5     4 4   4 0 -   c o n s u m e d   e x e r g y   b y   b y   p a s s   d u s t     =   1 4 5 . 9   k J / k g   c l i .   -   u s e f u l   c o n s u m e d   h e a t   a n d   e x e r g y   b y   1   k g   p r o d u c e d   c l i n k e r   =   1 7 2 9 . 8   k J   a n d   1 1 8 7 . 7   k J   r e s p e c t i v e l y .     -   H e a t   a n d   e x e r g y   c o n s u m e d   i n   r e a c t i o n s   i n   p r e h e a t e r   p r e c a l c i n e r   c o r r e s p o n d s   t o   d i s s o c i a t i o n   o f   c l a y   a n d   M g C O 3   + 9 0 %   o f   C a C O 3   c a l c i n a t i o n     +   F o r m a t i o n   o f   i n t e r m e d i a t e   c o m p o u n d s   ( C A ,   C 2 F ,   ½   t h e   a m o u n t   o f   C 2 S   :   r e a c t i o n s   1 + 2 + . 9 ( 3 )   +   4 + 5 + . 5 ( 6 )   i n   t h e   a b o v e   t a b l e )   =   1 9 4 0 . 1   a n d   1 3 3 4 . 2   k J   /   k g   c l i .   r e s p e c t i v e l y     - H e a t   a n d   e x e r g y   c o n s u m e d   i n   r e a c t i o n s   i n   t h e   k i l n   c o r r e s p o n d     t o     1 0 %   o f     c a l c i n a t i o n   o f   C a C O 3   +     5 0 %   o f   C 2 S   f o r m a t i o n   +   c l i n k e r i n g   r e a c t i o n s   ( r e a c t i o n s   0 . 1 ( 3 )   + 0 . 5   ( 6 )   + 7 + 8 +   9   i n   t h e   a b o v e   t a b l e )   = 1 . 3   a n d   - 0 . 6   k J / k g   c l i .   r e s p e c t i v e l y .   I t   i s   n o t e w o r t h y   t o   m e n t i o n   t h a t   t h e   m a i n   d u t y   o f   t h e   k i l n   i s   t o   a t t a i n   t h e   r e q u i r e d     t e m p e r a t u r e   f o r   t h e   c l i n k e r i n g   r e a c t a n t s   t o   f o r m   c l i n k e r   ( ~ 1 4 5 0 o C ) .       4 . 3 .   R e s u l t s   a n d   d i s c u s s i o n s :   -   M a s s   ,   e n e r g y   a n d   e x e g y   b a l a n c e s   a r o u n d   t h e   p r o c e s s                             a - P r e h e a t e r -   p r e c a l c i n e r :       T a b l e   5       s h o w s   t h e   c a l c u l a t e d   b a l a n c e s   o f   m a s s ,   e n e r g y     a n d   e x e r g y   a r o u n d   t h e   p r e h e a t e r     p r e c a l c i n e r : -     T a b l e   5   M a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   a r o u n d     t h e   p r e h e a t e r - p r e c a l c i n e r   I n p u t   i t e m s   m a s s   K g   T e m p ,   o C   c p   k J / k g o C   E n e r g y   k J / k g   c l i .   E x e r g y   k J / k g   c l   1 - r a w   m e a l   1 . 9 2   3 0   0 . 8 3   4 7 . 6   ~   0   2 - f u e l   o i l   0 . 0 7 3   3 0     2 9 7 7 . 5   3 1 7 9   3 -   t e r t i a r y   a i r   0 . 8 5   8 0 0   1 . 0 8   7 3 3 . 8   3 6 1   4 - f a l s e   a i r   0 . 5 9   3 0   1 . 0 0 4   2 4 . 9   ~ 0   5 - w a t e r   v a p o r   0 . 0 3 2   8 0 0   2 .   5 2 . 5   2 5 . 2   F r o m   c o o l e r             - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   3 . 4 5 5       3 8 3 6 . 3   3 5 6 5 . 2     O u t p u t   i t e m s             1 -   h o t   m e a l   1 . 1 7   8 0 0   1 . 0 0 2   9 3 7 . 6   4 6 0 . 1   2 -   f l u e   g a s e s   2 . 1 1 4   2 7 0   1 . 0 9   6 2 2 . 7   1 5 2 . 3   3 -   f l u e   d u s t   0 . 1 8   2 7 0   1   4 8 . 6   1 1 . 9   4 - r e a c t i o n s     h e a t   e x e r g y         1 9 4 0 . 1   1 3 3 4 . 5   5 -   e v a p n   o f   r e s i d u a l   W a t e r     1 0 0     4 1 . 9   8 . 4   5 - w a l l   l o s s e s         2 4 5 . 4   5 9 . 1   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   3 . 4 6 4       3 8 3 6 . 3   2 0 2 6 . 3                                                                                                                                                                                                                                 C a l c u l a t e d   e n e r g e t i c   e f f i c i e n c y   η   g   a n d   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c e s                 η e x ,     φ   ,     I s y s   :   η   g =     ( r e a c t i o n s   h e a t ) /   ( f u e l   h e a t   +   t e r t i a r y   a i r   h e a t ) ( 1 0 0 )             =   1 9 4 0 . 1 / 3 7 1 1 . 3     x   1 0 0 =     5 2 . 3     %   η e x   = ( r e a c t i o n s   e x e r g y )   /   e x e r g y   o f   f u e l   a n d   t e r t i a r y   a i r ( 1 0 0 )   = 1 3 3 4 . 5   /   3 5 4 0   x     1 0 0 =           3 7 . 7   %   φ         =       2 0 2 6 . 3     /   3 5 6 5 . 2   ( 1 0 0 )   =   5 6 . 8     %   I   s y s =       I r r e v e r s i b i t y   =   ( 3 5 6 5 . 2   - 2 0 2 6 . 3 )   =   1 5 3 8 . 9     k J / k g   c l i .   =   4 3 . 1 6   %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n   F r o m   b a l a n c e s   o f   e n e r g y   a n d   e x e r g y   a r o u n d   t h e   p r e h e a t e r - p r e c a l c i n e r ,   i t   i s   f o u n d   t h a t :   t h e   l a r g e s t     e x e r g y   o u t p u t   i t e m   f r o m   p r e h e a t e r   p r e c a l c i n e r   i s   t h e     c h e m i c a l   e x e r g y   o f   t h e   r e a c t i o n s   f o l l o w e d   b y   e x e r g y   o f   t h e   h o t   m e a l     t h e n   t h e   e x e r g y   o f   e x i t   f l u e   g a s e s   a n d   d u s t . .     G e t t i n g   u s e   o f   e n t h a l p y   a n d   e x e r g y   o f   f l u e   g a s   a n d   f l u e   d u s t   e . g   i n   p r e h e a t i n g   t h e   r a w   m i x   r e p r e s e n t s   a   s i g n i f i c a n t     p o t e n t i a l   f o r     r a i s i n g   t h e   p r o c e s s     p e r f o r m a n c e .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A A S   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s e s   o f   E g y p t i a n   c e m e n t   k i l n   p l a n t   w i t h   c o m p l e t e   ( L a i l a   M .   F )   4 1 b -   R o t a r y   k i l n :   T a b l e   6     s h o w s     t h e   c a l c u l a t e d   b a l a n c e s   o f   m a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y     a r o u n d   t h e   r o t a r y   k i l n .       T a b l e   6       m a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   a r o u n d   t h e   r o t a r y   k i l n   I n p u t   i t e m s   m a s s   K g   T e m p ,   o C   c p   k J / k g o C   E n e r g y   k J / k g   c l i .   E x e r g y   k J / k g   c l   1 -   h o t   m e a l   1 . 1 7   8 0 0   1 . 0 0 2   9 3 7 . 6   4 6 0 . 5   2 -   s e c o n d a r y   a i r   0 . 4 1   8 0 0   1 . 0 8   3 5 5 . 6   1 6 8 . 6   3 -   f u e l   0 . 0 3 3   3 0     1 3 4 6   1 4 3 7 . 3   4 -   w a t e r   v a p   F r o m   c o o l e r   0 . 0 1 6   8 0 0   2   2 5 . 6   1 2 . 6   4 -   p r i m a r y + F a l s e   a i r   0 . 1 6 6   3 0   1 . 0 0 4   5 . 5   ~ 0   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   1 . 7 9 5       2 6 7 0   2 0 7 9     O u t p u t   i t e m s             1 -   c l i n k e r   1   1 4 0 0   1 . 0 9   1 5 2 1 . 5   9 3 9   2 -   f l u e   g a s e s   0 . 7 0 4   1 0 0 0   1 . 0 9   7 7 0 . 1   4 1 6 . 2   3 - b y   p a s s   d u s t   0 . 1 0 9   1 0 0 0   1 . 0 7   1 1 3 . 9   5 9 . 1   4 -   w a l l   l o s s e s         2 6 3   1 2 8 . 4   5 -   c l i n k e r   f o r m a t i o n   E n e r g y   E x e r g y           1 . 3       - 0 .   6   6 -   d u s t   f o r m a t i o n   E x e r g y           - 0 . 0 6   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   1 . 7 9 5       2 6 6 9 . 8   1 5 4 2 . 0 4       η g     = s e n s i b l e   h e a t   g a i n e d   b y   t h e   c l i n k e r   /   ( f u e l   h e a t   +   s e c o n d a r y     a i r   h e a t ) = ( 1 5 2 1 . 5 -   9 3 7 . 6 ) / ( 3 5 5 . 6 + 1 3 4 6 ) x 1 0 0     =   3 4 . 3 %   η ε x     =   ( 9 3 9 - 4 6 0 . 5 )   /   ( 1 6 8 . 6 + 1 4 3 7 . 3 )   x   1 0 0   =     2 9 . 8   %   φ     =     1 5 4 2 . 0 4     /     2 0 7 9   =     7 4 . 2     %   I s y s   =       2 0 7 9   -   1 5 4 2 . 0 4   =     5 3 7   k J     =   2 5 . 8   %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t   A s   s e e n   f r o m   b a l a n c e   d a t a ,   %   e x e r g y   l o s t   a s   i r r e v e r s i b i l i t y   i n   t h e   k i l n   i s   l e s s   t h a n   i n   t h e   p r e h e a t e r   -   p r e c a l c i n e r .   T h i s   c a n   b e   a t t r i b u t e d   t o   t h e   s m a l l e r   r o l e   o f   c h e m i c a l   r e a c t i o n s   i n   t h e   k i l n   t h a n   i n   t h e   p r e h e a t e r   p r e c a l c i n e r   f r o m   t h e   e n e r g e t i c   a n d   e x e r g e t i c   p o i n t   o f   v i e w .       E n e r g y   . a n d   e x e r g y   o f   b y   p a s s   g a s   r e p r e s e n t   a   c o n s i d e r a b l e   %   o f   e n e r g y   a n d   e x e r g y   o u t p u t   ( ~   2 8   %   a n d   ~   2 7   %   r e s p e c t i v e l y ) .     c -   R o t a r y   c o o l e r :   T a b l e   7     s h o w s   t h e   c a l c u l a t e d   b a l a n c e s   o f   m a s s   ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   a r o u n d   t h e   c o o l e r .         T a b l e   7   M a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   a r o u n d   t h e   r o t a r y   c o o l e r   I n p u t   i t e m s   m a s s   K g   T e m p ,   o C   c p   k J / k g o C   E n e r g y   k J / k g   c l i .   E x e r g y   k J / k g   c l   1 -   h o t   c l i n k e r   1   1 4 0 0   1 . 0 9   1 5 2 1 . 5   1 0 4 3 . 6   2 -   c o o l i n g   a i r   1 . 2 6   3 0   1   3 7 . 9   ~ 0   3 -   i n j e c t e d   w a t e r   0 . 0 5 7   3 0   4 . 1 8   7 . 1 4     - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   1 . 3 1 7       1 5 6 6 . 5   1 0 4 3       O u t p u t   i t e m s             1 -   c l i n k e r   1   1 5 0   0 . 8 2   1 2 3   1 8 . 1 6   2 -   h o t   a i r   1 . 2 6   8 0 0   1 . 0 8   1 0 8 9 . 7   5 4 3 . 3   3 -   s t e a m   0 . 0 5 7   8 0 0   2 . 0 5   9 3 . 5   4 0 . 2   4 -   w a t e r   e v a p o r a t i o n         1 3 3 . 4   2 6 . 8   5 -   w a l l   h e a t   l o s s         1 2 9 . 8   5 7 . 0 2   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   1 . 3 1 7       1 5 6 9 . 4   6 8 5 . 5     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I J A A S   V o l .   1 ,   N o .   1 ,   M a r c h   2 0 1 2   :   3 5     4 4   4 2   η g   ( t h e r m a l   e f f i c i e n c y )   =   g a i n e d   h e a t   b y   c o o l i n g   a i r   /   m a x i m u m   p o s s i b l e   h e a t   l o s s   b y   c l i n k e r     =   ( 1 0 8 9 . 7 - 3 7 . 9 ) / ( 1 5 2 1 . 5 - 2 4 . 6 ) ( 1 0 0 )   = 7 0 . 2 %   η e x   =   e x e r g y   o f   h o t   a i r   /   t o t a l   e x e r g y   i n   ( 1 0 0 )   = 5 4 3 . 3 / 1 0 4 3   ( 1 0 0 )   =   5 2   %   φ       =       e x e r g y   o u t p u t   /     e x e r g y   i n p u t             =   6 8 5 . 5 / 1 0 4 3   ( 1 0 0 )   =     6 5 . 7     %     I s y s     =     I r r e v e r s i b i l i t y   =   1 0 4 3     6 8 5 . 5 =   3 5 7 . 5     k J / k g   c l i .           =     3 4 . 3 %   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t .     A s   c l e a r   f r o m   b a l a n c e   d a t a   a r o u n d   t h e   c o o l e r ,   e x e r g y   l o s t   a s   l a t e n t   h e a t   a n d   s e n s i b l e   h e a t   o f   s t e a m   =   6 7   k J / k g   c l i .   ( ~   1 0 %   o f   e x e r g y   o u t p u t ) .   T h i s   s t e a m   ( f r o m   i n j e c t e d   w a t e r )   p l a y s     t h e   s a m e   r o l e   i n   a s s i s t i n g   t h e   c o o l i n g   o p e r a t i o n   a s   t h e   e x h a u s t   h o t   a i r   f r o m     g r a t e   c o o l e r .   T h e   d i f f e r e n c e   i s   t h a t   i t   i s   t e c h n i c a l l y   m o r e   f e a s i b l e     t o   g e t   u s e   o f   t h e   e n t h a l p y   o f   h o t   e x h a u s t   a i r     t h a n   t h a t   o f   t h e   h o t   s t e a m .       B e s i d e s ,   t h e   r a t e   o f   c l i n k e r   c o o l i n g     i n   g r a t e   c o o l e r   i s   m o r e   c o n t r o l l a b l e     t h a n   i n       r o t a r y   c o o l e r . .             d -   T h e   w h o l e   p r o c e s s :                           T a b l e ( 8 )   s h o w s   t h e   o v e r a l l     b a l a n c e s   o f   m a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   a r o u n d   t h e   w h o l e   p r o c e s s   ( p r e h e a t e r - p r e c a l c i n e r ,   k i l n   a n d   c o o l e r )         T a b l e   8     M a s s ,   e n e r g y     a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   a r o u n d   t h e   w h o l e   p r o c e s s       I n p u t   i t e m s   m a s s   K g   T e m p ,   o C   c p   k J / k g o C   E n e r g y   k J / k g   c l i .   E x e r g y   k J / k g   c l   1 -   r a w   m e a l   1 . 9 2   3 0   0 . 8 3   4 7 . 6   ~ 0   2 -   t o t a l   f u e l   0 . 1 0 6       4 3 2 3 . 5   4 6 1 6 . 7   3 -   c o o l i n g   a i r   1 . 2 6   3 0   1 . 0 0 4   3 7 . 9   ~ 0   4 -   i n j e c t e d   w a t e r   0 . 0 5 7   3 0   4 . 1 8   7 . 1 4   ~ 0   5 -   f a l s e -   + p r i m a r y   a i r   0 . 8 1 3   3 0   1 . 0 0 4   2 4 . 4   ~ 0   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   4 . 1 6       4 4 4 0 . 5 4   4 6 1 6 . 7     O u t p u t   i t e m s             1 -   c l i n k e r   1   1 5 0   0 . 8 2   1 2 3   1 8 . 1 6   2 - p r e h e a t e r   g a s   2 . 1 1 4   2 7 0   1 . 0 9   6 2 2 . 7   1 5 2 . 3   3 -   , ,               , ,         d u s t   0 . 1 8   2 7 0   1   4 8 . 6   1 1 . 9   4 -   b y   p a s s   g a s e s   0 . 7 0 4   1 0 0 0   1 . 0 9   7 7 0 . 1   4 1 6 . 2   5 -   b y   p a s s   d u s t   0 . 1 0 9   1 0 0 0   1 . 0 7   1 1 3 . 9   5 9 . 1   6 -   H 2 O   e v a p .   I n   c o o l e r   0 . 0 5 7   1 0 0     1 3 3 . 4   2 6 . 8   7 - c l i n k e r   f o r m i n g   e n e r g y ,   e x e r g y         1 7 2 9 . 8   1 1 8 8   8 - b y   p a s s   d u s t   F o r m i n g   e n e r g y , e x e r g y         2 1 1 . 6   1 4 5 . 4   9 -   p r e h e a t e r   w a l l   l o s s         2 4 5 . 4   5 9 . 1   1 0 -   k i l n                     , ,           , ,         2 6 3   1 2 8 . 4   1 1 -   c o o l e r               , ,         , ,         1 2 9 . 8   5 7 . 0 2   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   4 . 1 6       4 3 9 1 . 3   2 2 6 2 . 1     η g   ( n e t   t h e r m a l   e f f i c i e n c y )   =   1 7 2 9 . 8 / 4 3 2 3 . 5 ( 1 0 0 )   =   4 0   %       η e x   ( n e t   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c y )   =   1 1 8 7 . 7 / 4 6 1 6 . 7 ( 1 0 0 ) =   2 5 . 7   %   φ   ( a n e r g y )       =   2 2 6 2 . 1   /   4 6 1 6 . 7       = 4 9   %   I s y s     =   I r r e v e r s i b i l i t y i     =   2 3 5 4 . 6     k J / k g   c l i .   =   5 1 %   o f   e x e r g y   i n p u t   A s   c l e a r   f r o m   t h e   e s t a b l i s h e d   b a l a n c e s   o f   e n e r g y   a n d   e x e r g y   t h e   p r o c e s s   a s   a   w h o l e   i s   o f   l o w   p e r f o r m a n c e .   E f f i c i e n c e s   o f   f i r s t   l a w   a n d   s e c o n d   l o w   o f   t h e r m o d y n a m i c s   a r e   4 0 %   a n d   2 5 . 7   %   r e s p e c t i v e l y .   I r r e v e r s i b i l i t y   l o s s   i s   l a r g e ;   i t   r e p r e s e n t s   m o r e   t h a n   h a l f   o f   t h e   e x e r g y   i n p u t .   M a g n i t u d e s   o f       e n e r g y   a n d   e x e r g y   o u t p u t   i t e m s   a r r a n g e d   i n   a   d e s c e n d i n g   o r d e r   a r e   a s   f o l l o w s :   B y   p a s s   e x i t   g a s e s     p r e - h e a t e r   e x i t   g a s e s     b y   p a s s   d u s t     k i l n   w a l l   l o s s e s     p r e h e a t e r   w a l l   l o s s e s   -   c o o l e r   w a l l   l o s s e s .     P o t e n t i a l s   f o r   r a i s i n g   t h e   p r o c e s s   p e r f o r m a n c e   a r e   s u m m a r i z e d   i n   d e c r e a s i n g   s u c h   o u t p u t   l o s s   i t e m s   t h r o u g h   a p p l y i n g   t e c h n i c a l   m e a n s   f o r   g e t t i n g   u s e   o f   t h e i r   e n e r g y   a n d   e x e r g y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J A A S   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s e s   o f   E g y p t i a n   c e m e n t   k i l n   p l a n t   w i t h   c o m p l e t e   ( L a i l a   M .   F )   4 3 4 . 4 .   E n e r g e t i c   a n d   e x e r g e t i c   a n a l y s e s   o f   t h e   p r o c e s s   w i t h     c o n s i d e r i n g   n o   g a s   d i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   p a s s :   F o r   c o m p a r a t i v e   p u r p o s e   e n e r g y   a n d   e x e r g y   b a l a n c e s     h a v e   b e e n   e s t a b l i s h e d   a r o u n d   t h e       p r o c e s s   w i t h   c o n s i d e r i n g   t h a t   n o   g a s   i s   d i v e r t e d   t h r o u g h   b y   p a s s   i   e   t h e   w h o l e   k i l n   g a s   f l o w s   u p w a r d s   t o   t h e   p r e c a l c i n e r     p r e h e a t e r .   S p e c i f i c   f u e l   c o n s u m p t i o n   h a s   b e e n   e s t i m a t e d   t h r o u g h   e s t a b l i s h i n g   h e a t   b a l a n c e   a r o u n d   t h e   w h o l e   p r o c e s s   f o r   b a s i s   1   k g   c l i n k e r   w i t h   c o n s i d e r i n g   :   -   e x c e s s   a i r   f a c t o r     f o r   f u e l   c o m b u s t i o n   ,   λ         =   1 . 3     -   p r e h e a t e r   e x i t   d u s t =   1 0 %   o f   r a w   m i x .     -   R a w   m i x   /   c l i n k e r   =   1 .   7 2     k g / k g   -   p r e h e a t e r   e x i t   t e m p e r a t u r e   =   3 0 0   o C     a -   H e a t   i n p u t   i t e m s :     1 -   r a w   m i x   =   1 . 7 2   ( 0 . 8 3 )   ( 3 0 )   =   4 2 . 8                           k J   2 -   f u e l   h e a t     =     x   ( 4 0 7 9 7 )           k J   x           t o t a l   s p e c i f i c   f u e l   c o n s u m p t i o n   ( i n   c a l c i n e r   a n d   k i l n )   k g / k g   c l i n k e r   3 -   c o o l i n g   a i r             =   1 . 2 6     ( 1 . 0 0 4 ) ( 3 0 )       =       3 7 . 9           k J   4 -   e x c e s s   a i r     =     (   1 . 2 9   ( 1 0 . 7 8 )   ( x )   ( 1 . 3 )   - 1 . 2 6 )   ( 1 . 0 0 4 ) ( 3 0 ) =   5 4 4 . 5   ( x )     3 8     b - H e a t   o u t p u t   i t e m s :   1 -   c l i n k e r :           1   ( 0 . 8 2 )   1 5 0     =   1 2 3     k J   2 -     p r e h e a t e r   g a s e s   =   ( 1 . 4 3   ( 1 1 . 4   ( x )   ( 1 . 3 )   +   0 . 5 2 + . 0 5 7 )   1 . 0 9   ( 3 0 0 )   =   6 9 3 0     ( x ) +         1 8 8 . 6   3 -   p r e h e a t e r   f l u e   d u s t       =     0 . 1 7   ( 1 )   ( 3 0 0 )     =     5 1     k J     4 -   r e a c t i o n s   h e a t     =     1 7 2 9 . 8                               k J   5 -   H 2 O   e v a p o r a t i o n   i n   c o o l e r   =   0 . 0 5 7   ( 5 6 0 )   ( 4 . 1 8 )   =           1 3 3 . 4         k J   6 -     p r e h e a t e r   w a l l   l o s s e s     =     2 4 5 . 4                   k J   7 -   k i l n   w a l l   l o s s e s         =       2 6 3       k J               8 -     c o o l e r   w a l l   l o s s e s     =     1 2 9   . 8       k J         E q u a t i n g   t h e   s u m   o f   h e a t   i n p u t s   a n d   h e a t   o u t p u t s   ,   t h e   s p e c i f i c   h e a t   c o n s u m p t i o n   x   h a s   b e e n   e s t i m a t e d   a s   0 . 0 8 2     k g   o i l   / k g   c l i n k e r .   I t   m e a n s   s a v i n g   o f   a b o u t   0 . 0 2 5   k g   o i l   /   k g   c l i n k e r   r e p r e s e n t i n g   ~   2 3   %   o f   t h e   f u e l   c o n s u m p t i o n   o f   t h e   p r o c e s s   w i t h     1 0 0   %   k i l n   g a s     b y   p a s s   r a t i o .     T a b l e   9     s h o w s   b a l a n c e s   o f   m a s s ,   e n e r g y   a n d   e x e r g y   a r o u n d   t h e   p r o c e s s   w i t h   n o   g a s   d i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   p a s s :               T a b l e   9     M a s s   ,   e n e r g y     a n d   e x e r g y   b a l a n c e s   a r o u n d   t h e     p r o c e s s   w i t h   n o   g a s   d i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   p a s s   I n p u t   i t e m s   m a s s   K g   T e m p ,   o C   c p   k J / k g o C   E n e r g y   k J / k g   c l i .   E x e r g y   k J / k g   c l   1 -   r a w   m e a l   1 . 7 2   3 0   0 . 8 3   4 2 . 8   ~ 0   2 -   t o t a l   f u e l   0 . 0 8 1       3 3 0 4 . 6   3 5 2 8 . 7   3 -   c o o l i n g   a i r   1 . 2 6   3 0   1 . 0 0 4   3 7 . 9   ~ 0   4 -   i n j e c t e d   w a t e r   0 . 0 5 7   3 0   4 . 1 8   7 . 1 4   ~ 0   5 -   f a l s e -   +   p r i m a r y   a i r   0 . 2   3 0   1 . 0 0 4   6 . 1 5   ~ 0   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   3 . 3 2       3 3 9 8 . 6   3 5 2 8 . 7     O u t p u t   i t e m s             1 -   c l i n k e r   1   1 5 0   0 . 8 2   1 2 3   1 8 . 1 6   2 - p r e h e a t e r   g a s   2 . 2 4   3 0 0   1 . 0 9   7 3 2 . 5   1 9 6 . 8   3 -   , ,               , ,         d u s t   0 . 1 7   3 0 0   1   5 1   1 3 . 8   6 -   H 2 O   e v a p .   I n   c o o l e r     1 0 0     1 3 3 . 4   2 6 . 8   7 - c l i n k e r   f o r m i n g   E n e r g y ,   e x e r g y         1 7 2 9 . 8   1 1 8 7 . 7   9 -   p r e h e a t e r   w a l l   l o s s         2 4 5 . 4   5 9 . 1   1 0 -   k i l n                     , ,           , ,         2 6 3   1 2 8 . 4   1 1 -   c o o l e r               , ,         , ,         1 2 9 . 8   5 7 . 0 2   - - - - - - - -   - - - - - - - -       - - - - - - - - - - - -   - - - - - - - - - -   S u m   3 . 4 1       3 4 0 7 . 9   1 6 8 7 . 8     η g   ( n e t   t h e r m a l   e f f i c i e n c y )   =   1 7 2 9 . 8 / 3 3 0 4 . 6 ( 1 0 0 )   =     5 2 . 3   %       η e x   ( n e t   e x e r g e t i c   e f f i c i e n c y )   =   1 1 8 7 . 7 /   3 5 2 8 . 7 ( 1 0 0 )   =     3 3 . 6   %   φ   ( a n e r g y )       =   1 6 8 7 . 8   /   3 5 2 8 . 7   = 4 7 . 8   %   I s y s     =   I r r e v e r s i b i l i t y     =   1 8 4 0 . 9       k J / k   =   5 2 . 2 %   o f   e x e r g y   i n p u t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I J A A S   V o l .   1 ,   N o .   1 ,   M a r c h   2 0 1 2   :   3 5     4 4   4 4 C o m p a r i n g   T a b l e   9   w i t h   T a b l e   8 ,   t h e   g r e a t   e f f e c t   o f   d i v e r s i o n   o f   k i l n   g a s   t h r o u g h   b y   p a s s   o n   d e c r e a s i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   a n d   e x e r g y   e f f i c i e n c e s   o f   t h e   p r o c e s s   i s   c l e a r .   T h e   i r r e v e r s i b i l i t y   i n   c a s e   o f   n o   g a s   d i v e r s i o n   i s   s m a l l e r   b y   a b o u t   2 2 %   o f   i t s   v a l u e   i n   t h e   o t h e r   c a s e .   H o w e v e r   i t s   p e r c e n t a g e   o f   t o t a l   e x e r g y   i n p u t   i s   n e a r l y   t h e   s a m e   i n   b o t h   c a s e s   ( 5 1 - 5 2 % ) .   S p e c i f i c   f u e l   c o n s u m p t i o n   d e c r e a s e s   b y   a b o u t   2 3 %   o n   c h a n g e   f r o m   1 0 0   %   t o   0   %   k i l n   g a s   d i v e r s i o n   t h r o u g h   b y   p a s s .       5 .     C O N C L U S I O N   I t   i s   o f   v i t a l   i m p o r t a n c e   t o   t r y   t h r o u g h   t e c h n i c a l   m e a n s   t o   d e c r e a s e   t h e   k i l n   g a s   b y   p a s s   r a t i o   i n   m o d e r n   c e m e n t   d r y   p r o c e s s   w i t h   p r e c a l c i n e r   a s   p o s s i b l e   .   W i t h   s u c h   d e c r e a s e   t h e   p r o c e s s   p e r f o r m a n c e   h i g h l y   i n c r e a s e s   a n d   i r r e v e r s i b i l i t y   e x e r g y   l o s s e s   m a r k e d l y   d e c r e a s e   .   U t i l i z i n g     e n e r g y   o f     p r e h e a t e r   e x i t   g a s e s   a n d   b y   p a s s   k i l n   g a s e s   e   g   i n   r a w   m e a l   p r e h e a t i n g   r e p r e s e n t s   g o o d   p o t e n t i a l   f o r   r a i s i n g   p r o c e s s   p e r f o r m a n c e .   B e s i d e s ,   r e p l a c i n g   t h e   r o t a r y   c o o l e r   b y   g r a t e   c o o l e r   w o u l d   l e a d     t o   m o r e   f e a s i b l e   h e a t   r e c o v e r y   f r o m   t h e   e x h a u s t   h o t   a i r   b e s i d e     b e t t e r   c o n t r o l   c o n d i t i o n s   f o r     c l i n k e r   c o o l i n g   t o   g i v e   b e t t e r   p r o d u c t   q u a l i t y .       N O M E N C L A T U R E :   h ,       s p e c i f i c   e n t h a l p y     ( k J   /   k g ) ;   T ,   t e m p e r a t u r e   ( K ) ;   s ,   s p e c i f i c   e n t r o p y   ( k J / k g   o K ) ;   R   ,   g a s   c o n s t a n t ,   k J / k g   o K   ;   c p ,   s p e c i f i c   h e a t   a t   c o n s t a n t   p r e s s u r e   ( k J   / k g .   K ) ;   p ,   p r e s s u r e   ( b a r ) ;   v ,   s p e c i f i c   v o l u m e   a t   s p e c i f i e d   t e m p e r a t u r e ,   T o   ( m 3 / k g ) ;   H u ,   l o w e r   h e a t i n g   v a l u e   o f   t h e   f u e l   ( k J / k g   f u e l ) ;   H O   ,   u p p e r   h e a t i n g   v a l u e   o f   t h e   f u e l   ( k J / k g   f u e l ) ;   X C ,   X H ,   X O ,   X S   m a s s   f r a c t i o n s   o f   c a r b o n ,   h y d r o g e n ,   o x y g e n   a n d   s u l f u r   i n   t h e   f u e l   r e s p e c t i v e l y .   S u b s c r i p t s :   O ,   s t a n d a r d   r e f e r e n c e   c o n d i t i o n ;   r ,   r a w   m i x ;   s ,   s o l i d ;   α ,   β ,   s o l i d   s o l u t i o n   p h a s e s       R E F E R E N C E S   1 -   Ro s e m a n n   H ,   L o c h e r   F . W ,   J e s c h a r   R   ( 1 9 8 7 ) .   F u e l   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a n d   o p e r a t i o n a l   b e h a v i o u r   o f   r o t a r y   c e m e n t   k i l n   w i t h   p r e c a l c i n i n g .   Z e m e n t   K a l k     G i p s . ,     ( 1 0 )   :     4 8 9 -   4 9 8 .   2 -   Ri t z m a n n   H   ( 1 9 7 1 ) .   Cy c l i c   p h e n o m e n a   i n   t h e   r o t a r y   k i l n   s y s t e m s .   Z e m e n t - K a l k - G i p s . ,   2 4   ( 8 ) :   3 8 3     3 4 3 .   3 -   G o l d m a n n   W ,   K r e f t   W ,   S c h u t t e   ( 1 9 8 1 ) .   Cy c l i c   p h e n o m e n a   o f   s u l f u r   i n   c e m e n t   k i l n s .     W o r l d   Ce m e n t   T e c h n o l o g y ,   ( 1 1 )   :   4 2 4     4 3 0 .   4 -   K r e f t   W   ( 1 9 8 5 ) .   A l k a l i   a n d   s u l f u r   v a p o r i z a t i o n   i n   c e m e n t   k i l n s   i n   t h e   p r e s e n c e   o f   h i g h   c h l o r i n e   i n t a k e   l e v e l s .     Z e m e n t -   K a l k -   G i p s . ,   3 8   ( 8 ) :   4 1 8     4 2 4 .   5 -     S p r u n g   S   ( 1 9 6 4 ) .   T h e   b e h a v i o r   o f   s u l f u r   d u r i n g   t h e   b u r n i n g   o f   c e m e n t   c l i n k e r   .   S c h r i f t e n r e i h e   d e r   Z e m e n t i n d u s t r i e . ,   H . 3 1 .   6 -   F a r a g   L   M   ( 1 9 9 0 ) .   T h e r m a l   e v a l u a t i o n   o f   c e m e n t   d r y   p r o c e s s   w i t h   c o m p l e t e   k i l n   e x i t   g a s e s   r e m o v a l   t h r o u g h   b y p a s s .   Z e m e n t -   K a l k -   G i p s . ,   4 3 ( 1 1 ) :   5 4 2 - 5 4 9 .     7 -   I E A   G r e e n h o u s e   G a s   &   D   p r o g r a m m e   ( I E A   G H G   R & D )   1 9 9 9 .   T h e   r e d u c t i o n   o f   G r e e n h o u s e   g a s   e m i s s i o n s   f r o m   t h e   c e m e n t   i n d u s t r y ,   Re p o r t   N u m b e r   P H   3 / 7 ,   C h e l t e n h a m ,   U K .   8 -   M o r r i s   D R,   S z a r g u t   J   ( 1 9 8 6 ) .   S t a n d a r d   c h e m i c a l   e x e r g y   o f   s o m e   e l e m e n t s   a n d   c o m p o u n d s   o n   t h e   p l a n e t   e a r t h .   E x e r g y . ,   1 1 ( 8 )   :     7 3 3 - 7 5 5 .   9 -   Z a f e r   U ,   Z i g a   S   e t a l   ( 2 0 0 6 ) .   E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s i s   o f   a   r a w m i l l   i n   a   c e m e n t   p r o d u c t i o n .     A p p l i e d   T h e r m a l   E n g i n e e r i n g . ,   2 6   :   2 4 7 9     2 4 8 9 .     1 0 -   K i a n   N   ( 2 0 0 3 )   .   E x e r g y   a n a l y s i s   ,   a n   e f f e c t i v e   a p p r o a c h   f o r   s e l e c t i o n   o f   s u s t a i n a b l e   t e c h n o l o g y   a n d   o p t i m i z a t i o n   o f   a v a i l a b l e   s y s t e m s -   T h r e e   c a s e   s t u d i e s   i n   I RA N   Ce m e n t   I n d u s t r y ,   I RA N   E n e r g y   E f f i c i e n c y   O r g a n i z a t i o n   ( S A BA )   1 1 -   K o r o n e o s     ,   Ro u m b a s     G   ,   M o u s s i o p o u l o s   N   ( 2 0 0 5 ) .   E x e r g y   a n a l y s i s   o f   c e m e n t   p r o d u c t i o n .   I n t .   J .   E x e r g y   . ,   2   ( 1 )   :   5 5 -   6 7 .   1 2 -   S h a l e e n   K h u r a n a ,   Ra n g a n   Ba n e r j e e ,   U d a y   G a i t o n d e   ( 2 0 0 2 )   .   E n e r g y   b a l a n c e   a n d   c o g r n e r a t i o n   f o r   a   c e m e n t   p l a n t   .   A p p l i e d   T h e r m a l   E n g i n e e r i n g   ( 2 2 )   :   4 8 5     4 9 4 . ( 2 0 0 5 )     1 3 -   K o l i p   A   ( 2 0 1 0 )   .   E n e r g y   a n d   e x e r g y   a n a l y s e s   o f   a   s e r i a l   f l o w   f o u r   c y c l o n e   s t a g e s   p r e c a l c i n e r   t y p e   c e m e n t   p l a n t .   S c i e n t i f i c   Re s e a r c h   a n d   E s s a y s . ,   1 8 ( 5 ) :     2 7 0 2     2 7 1 2 .   1 4 -   Ra s u l   M   G ,   W i d i a n t o   W . ,   M o h a n t y   ( 2 0 0 5 ) .     A s s e s s m e n t   o f   t h e   t h e r m a l   p e r f o r m a n c e   a n d   e n e r g y   c o n s e r v a t i o n   o p p o r t u n i t i e s   o f   a   c e m e n t   i n d u s t r y   i n   I n d o n e s i a .   A p p l i e d   T h e r m a l   E n g i n e e r i n g . ,     2 5   :   2 9 5 0     2 9 6 5 .   1 5 -   V e d a t   A r i   ( 2 0 1 1 ) .     E n e r g e t i c   a n d   e x e r g e t i c   a s s e s s m e n t s   o f   a   c e m e n t   r o t a r y   k i l n   s y s t e m .   S c i e n t i f i c   Re s e a r c h   a n d   E s s a y s   6   ( 6 )   :   1 4 2 8 - 1 4 3 8 .   1 6 -   K o r o n e o s   C,   S p a c h o s   T ,   M o u s s i o p o u l o s   N   ( 2 0 0 3 )   .   E x e r g y   a n a l y s i s   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e s .     J o u r n a l   o f   Re n e w a b l e   E n e r g y     ( 2 8 )   :   2 9 5   - 3 1 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.