Efeito da reação de calcinação nas análises energética e exergética de um forno rotativo empregado na produção de clínquer

Abstract

Resumo A produção do cimento exige um grande consumo energético. A principal etapa desse processo é a clinquerização, onde ocorre a produção do clínquer, que é realizada em forno rotativo. Estudos publicados em literatura especializada indicam que parte significativa da energia gasta no processo produtivo do cimento é utilizada nesta parte do sistema. Em vista disso, é relevante o estudo sobre a utilização da energia disponibilizada para a operação do forno rotativo. Diversos autores realizaram a modelagem matemática de fornos rotativos objetivando analisar as eficiências energética e exergética desse equipamento. Neste trabalho, partindo-se de um estudo anterior, foi proposta uma metodologia para o cálculo das eficiências energética e exergética de um forno empregado na produção do clínquer. Foram adicionadas as reações envolvidas na calcinação e clinquerização, o que tornou a descrição do processo mais realista. Essas alterações afetaram significativamente os valores das eficiências obtidas anteriormente.

Mathematical modeling of the rotary furnace operations for the production of clinker

“…Similarly, Rodrigues et al (2016) studies the endothermic chemical reactions in the furnace and establishes which can be disregarded during modeling for practical purposes because they have low energy consumption. Others, such as Anacleto et al (2018), use combined energetic and exergy analysis to establish behavioral rules for the behavior of the transformed raw material along the rotary kiln. From the study of the available literature, it is inferred that the modeling of the operation is still insufficient.…”

Numerical analysis of the thermal profile inside the wall of a rotary cement kiln

“…Portland cement is the most widely used type of cement in the world and can be applied to the construction of houses, buildings, bridges, and other structures [6]. In the process of producing this cement, one of the steps that most interferes with the final quality of the product is clinkerization, a process in which clinker is fired in a rotary kiln, undergoing various physical (phase changes) and chemical processes (endothermic and exothermic reactions) [7,8]. Chemical reactions from this process vary as the temperature varies throughout the kiln [9][10][11].…”