Cement in-line calciner kiln modeling for heat optimization using a design of computer experiments
| Autor: | Ortiz Muñoz, Alejandro, Builes Toro, Santiago, Acosta Maya, Diego Andrés |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Acosta Maya, Diego Andrés |
| Jazyk: | Spanish; Castilian |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
Cement pre-calciner kiln
Aspen Plus simulation Heat optimization Linear meta-model MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Metamodelo lineal Design of computer experiments INGENIERÍA DE LA PRODUCCIÓN Diseño de experimentos por computador Simulación en Aspen Plus Clinker model Horno de cemento Modelo de clinker Optimización de calor COMPUESTOS CEMENTOSOS |
| Zdroj: | Repositorio EAFIT Universidad EAFIT instacron:Universidad EAFIT |
| Popis: | Se implementó un modelo de un horno de cemento de proceso seco con calcinador en línea en Aspen Plus V9 y se validó con datos de un horno de cemento calcinador en línea de 2000 toneladas por día. Se obtuvo un modelo simplificado del proceso utilizando un diseño de experimentos Plackett-Burman de 20 corridas en simulaciones de Aspen Plus con 19 variables de entrada relacionadas con entradas de aire falso, concentración de oxígeno, temperatura del calcinador, eficiencia de ciclones y la altura de la cama del clínker en el enfriador. Se obtuvieron metamodelos lineales para el consumo específico calórico (CEC) y otras variables de respuesta. El metamodelo indicó que (i) el aire falso en los ciclones 4 y 5, (ii) la temperatura de control del calcinador, (iii) la concentración de oxígeno en la salida del calcinador y (iv) la altura del lecho de clínker en el enfriador fueron las variables de entrada más importantes que afectaron al CEC . El CEC obtenido de la simulación basada en los valores optimizados del metamodelo resultó en una reducción de ca. 29 kcal / kg de clínker. Un análisis de sensibilidad indicó que las dos variables más impactantes fueron la concentración de oxígeno a la salida del calcinador y la altura de la cama de clínker en el enfriador. El metamodelo del CEC es una herramienta poderosa para capturar la complejidad de las simulaciones de procesos en un modelo simple y fácil de usar. A model of a dry process cement kiln was implemented in Aspen Plus V9 and validated with a 2000 metric ton per day in-line calciner cement kiln data. A simpli ed model of the process was obtained using a 20-run Plackett-Burman design of experiments on Aspen Plus simulations with 19 input variables related to false air (in-leakage air), oxygen concentration, calciner temperature, cyclones e ciency and clinker's cooler bed height. Linear metamodels for the speci c heat consumption (SHC) and other response variables were obtained. The metamodel indicated that (i) false air in cyclones 4 and 5, (ii) calciner's control temperature, (iii) oxygen concentration at the calciner exit and (iv) cooler's clinker bed height were the most signi cant input variables a ecting SHC. The SHC obtained from simulation based on the optimized values from the metamodel resulted in a reduction of ca. 29 kcal/kg of clinker. A sensitivity analysis indicated that the two most impacting variables were the oxygen concentration at the calciner's exit and the cooler's clinker bed depth. The SHC metamodel is a powerful tool for capturing the complexity of the process simulations on a simple and easy to use model. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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