Energy Integration in the cement industry

Cement production is an energy intensive industrial process that requires heat to be supplied at high temperature levels under the constraints of gas-solid heat exchange phenomena and the kinetics of chemical reactions. In this paper, the use of Pinch Analysis and Process Integration techniques to optimize the energy efficiency of the cement production will be explored. The aim is to use process modeling to characterize cooling and heating requirements of the process, focusing on the gas-solid heat exchanges while including waste fuel utilization. The heat cascade model is adapted to account for gas-solid and gas-gas heat recovery used to calculate the heat recovery in the process. A mixed integer linear programming problem is solved to calculate the integration of the available heat; this model optimizes the heat recovery and the energy conversion efficiency considering different fuels, heat recovery options and process operating conditions. © 2013 Elsevier B.V.

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François Maréchal, Alberto Mian, Matthias Bendig, Gaia Piazzesi
2013
Article de conférence

Résumé

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/record/196847?ln=fr

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Concepts associés (6)

Chaleur (thermodynamique)

vignette|Le Soleil et la Terre constituent un exemple continu de processus de chauffage. Une partie du rayonnement thermique du Soleil frappe et chauffe la Terre. Par rapport au Soleil, la Terre a une température beaucoup plus basse et renvoie donc beaucoup moins de rayonnement thermique au Soleil. La chaleur dans ce processus peut être quantifiée par la quantité nette et la direction (Soleil vers Terre) d'énergie échangée lors du transfert thermique au cours d'une période de temps donnée.

Efficacité énergétique (thermodynamique)

En physique et ingénierie mécanique, l'efficacité énergétique (ou efficacité thermodynamique) est un nombre sans dimension, qui est le rapport entre ce qui peut être récupéré utilement de la machine sur ce qui a été dépensé pour la faire fonctionner. Aux États-Unis, pour les appareils et équipements résidentiels, elle est déterminée par le facteur énergétique (energy factor). Cette notion est souvent confondue avec une définition du rendement thermodynamique, pour des systèmes dont l'efficacité énergétique théorique maximale est inférieure à un, comme les moteurs dithermes ou les moteurs électriques.

Réaction chimique

Une réaction chimique est une transformation de la matière au cours de laquelle les espèces chimiques qui constituent la matière sont modifiées. Les espèces qui sont consommées sont appelées réactifs ; les espèces formées au cours de la réaction sont appelées produits. Depuis les travaux de Lavoisier (1777), les scientifiques savent que la réaction chimique se fait sans variation mesurable de la masse : , qui traduit la conservation de la masse. thumb|La réaction aluminothermique est une oxydo-réduction spectaculaire.