Energy Production From Flue Gas of Sinter Plant Circular Coolers

Abstract

This study aims to utilise from the env-friendly recovery technologies for the waste heat released from circular coolers of energy-intensive systems to the atmosphere in the sinter plant due to reaching carbon emissions to critical levels and decreasing fossil fuel sources. For sinter plant energy waste heat recovery, the organic Rankine cycle (ORC) is selected. The performance metrics, including mass flow rates, gross power, power consumption of the pump and net power output in the study scope are evaluated considering variations in exhaust gas throughout a year. The system underwent energy and exergy analyses, determining the maximum performance values for each month. This was achieved by utilizing R123 as the organic fluid within the ORC, operating between pressures ranging from 7.5 bar to 36 bar. As a result, the highest net power was achieved in August, and the efficiency of exergy was determined to be 63%. Recycling of waste energy not only meets the electricity consumption of the sinter cooler system fans but also leaves 62% excess electrical energy. Furthermore, this value corresponds to approximately 18.3% of the annual energy requirement of the entire sinter plant.

Bu çalışmada karbon emisyonlarının kritik seviyelere ulaşması ve fosil yakıt kaynaklarının azalması nedeniyle sinter tesisinde enerji yoğun sistemlerin dairesel soğutucularından atmosfere salınan atık ısının çevre dostu geri kazanım teknolojilerinden faydalanılması amaçlanmaktadır. Sinter tesisi enerji atık ısısının geri kazanımı için organik Rankine çevrimi (ORC) seçilmiştir. Çalışma kapsamındaki kütle akış hızları, brüt güç, pompanın güç tüketimi ve net güç çıkışını içeren performans metrikleri, bir yıl boyunca egzoz gazındaki değişimler dikkate alınarak değerlendirilmektedir. Sistemin enerji ve ekserji analizleri yapılarak her ay için maksimum performans değerleri belirlendi. Bu, 7,5 bar ile 36 bar arasında değişen basınçlar arasında çalışan, ORC içerisinde organik sıvı olarak R123 kullanılarak elde edildi. Sonuç olarak en yüksek net güce ağustos ayında ulaşılmış ve ekserji verimi %63 olarak belirlenmiştir. Atık enerjinin geri dönüşümü, sinter soğutucu sistem fanlarının elektrik tüketimini karşılamanın yanı sıra, geriye %62 oranında elektrik enerji fazlası bırakılmaktadır. Ayrıca bu değer tüm sinter tesisinin yıllık enerji ihtiyacının yaklaşık %18,3'üne karşılık gelmektedir.