دانلود ترجمه مقاله ارزیابی چرخه عمر استفاده از سوخت های جایگزین در کوره های سیمان (ساینس دایرکت – الزویر 2017) (ترجمه ویژه – طلایی ⭐️⭐️⭐️)

مطالعه موردی ارزیابی چرخه عمر استفاده از سوخت های جایگزین در کوره های سیمان

Life cycle assessment of the use of alternative fuels in cement kilns: A case study

چکیده
1 مقدمه
1-1 تولید سیمان
2-1 سوخت های جایگزین (AFS)
3-1 ارزیابی چرخه حیات (LCA)
1-4 هدف
2 مواد و روش ها
1-2 تعریف هدف و دامنه
2-2 واحد عملکردی
2-3 مرز های سیستم
4-2 سناریو های جایگزین تولید کلینکر (تفاله کوره)
5-2 فرضیات
6-2 موجودی داده ها
7-2 ارزیابی اثرات محیط زیستی
3 نتایج
4 جمع بندی
منابع

چکیده

مزیت استفاده از سوخت  های جایگزین در صنعت سیمان شامل کاهش استفاده از سوخت های فسیلی تجدید ناپذیر و انتشار کمتر گاز های گلخانه  ای است، از آنجا که سوخت های فسیلی با موادی جایگزین شده اند که با انتشارات و بقایای مربوطه، یا تخریب می شوند و یا می سوزند. افزون بر این، استفاده از سوخت های جایگزین، بازیابی انرژی را به حداکثر می رساند. هفت سناریو برای تولید 1 تن تفاله کوره (کلینکر) در یک کوره سیمان گردان ایجاد شده بود. هر کدام از این سناریو ها استفاده از سوخت  های جایگزین مانند سوخت حاصل از زباله (RDF)، سوخت حاصل از تایر های فرسوده (TDF) و لجن زیستی (BS) یا ترکیبی از آن ها در جایگزینی نسبی با سوخت  های متعارف مانند زغال سنگ و کُک نفتی را شامل می شود. هدف این مطالعه برآورد اثرات محیط زیستی با استفاده از سوخت  های جایگزین در ارتباط با سوخت های متعارف عملیات کوره است. روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) برای کمی سازی اثرات بالقوه محیط زیستی در هر سناریو استفاده می  شود. تفسیر نتایج، این جمع بندی را فراهم می کند که محیط زیستی ترین دیدگاه، سناریوی بر پایه سوخت حاصل از زباله (RDF) است درحالیکه غیر مطلوب ترین سناریو، سناریوی بر پایه لجن زیستی (BS) است.

1- مقدمه

1-1 تولید سیمان

سیمان ماده ضروری است که نیاز های پایه مانند ساخت خانه را برطرف می کند و برای انسان  ها در زیرساخت  ها اجتناب ناپذیر است و نقش حیاتی را در صنعت ساخت و ساز جهانی ایفا می  کند. تولید سیمان همراه با مصرف بالای انرژی است، به منابع زیادی احتیاج دارد و باعث ایجاد اثرات محیط زیستی قابل ملاحظه ای می شود. این صنعت پاسخگوی حدودا 5 تا 7 درصد CO2 آزاد شده جهانی، تمامی CO2 ناشی از فعالیت های بشر و مقدار قابل ملاحظه SO2 ، NOX و دیگر آلاینده  ها است(Hendrickset al., 1998; Van Oss and Padovani, 2002, 2003; Humphreys andMahasenan, 2002; EIPPCB, 2010; Ali et al., 2011; Karagiannidis, 2012). مطالعات بسیاری برای برآورد CO2، مصرف انرژی (Capros et al., 2001; CIF, 2003; وGartner, 2004) و انتشار SO2 (Josa et al., 2004, 2007),) با استفاده از روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) انجام شده است(Zhang et al., 2011). انتشار CO، NOX و SO2  از صنعت سیمان سهم بسزایی در اثرات گلخانه  ای و باران  های اسیدی دارد. از این رو تولید سیمان به عنوان یک فرایند متمرکز بر انرژی، باعث انتشار قابل توجه گاز های گلخانه  ای (GHG) می شود. کاهش انتشارات در این بخش ممکن است منجر به کاهش قابل ملاحظه ای در تمامی گاز های گلخانه  ای رها شده داشته باشد (Boesch and Hellweg, 2010).

4 جمع بندی

روشی برای سنجش استفاده از سوخت های جایگزین مانند RDF (سوخت حاصل از زباله)، TDF (سوخت حاصل از تایر های فرسوده) و BS (لجن زیستی) یا ترکیبی از آن ها، در جایگزینی نسبی سوخت های فسیلی متعارف مانند زغال سنگ و کک نفتی، که ملاحظات محیط زیستی را نیز در نظر بگیرد، ایجاد شد. هفت سناریوی مختلف برای تولید 1 تن کلینکر (تفاله) در یک کوره سیمان گردان در نظر گرفته شدند. یک مدل صفحه گسترده برای تخمین طراحی موجودی داده ها از مرحله عملیات تمامی سناریو های جایگزین، ایجاد و استفاده شد. روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) برای کمّی کردن پتانسیل تاثیرات محیط زیستی برای هر سناریو استفاده شد.

تفسیر نتایج این جمع بندی را فراهم می کند که محیط زیستی ترین دیدگاه، سناریوی بر پایه RDF است، در حالی که سناریویی که کم تر از همه ترجیح داده می شود، سناریوی بر پایه لجن زیستی است.

نتیجه نهایی این کار می تواند مورد استفاده مهندسین درگیر در صنعت سیمان، مسئولین محلی (خصوصا محققان مربوط به تصمیم گیری) و متخصصان ارزیابی چرخه حیات قرار گیرد.

Abstract

The benefits of using alternative fuels (AFs) in the cement industry include reduction of the use of non-renewable fossil fuels and lower emissions of greenhouse gases, since fossil fuels are replaced with materials that would otherwise be degraded or incinerated with corresponding emissions and final residues. Furthermore, the use of alternative fuels maximizes the recovery of energy. Seven different scenaria were developed for the production of 1 ton of clinker in a rotary cement kiln. Each of these scenaria includes the use of alternative fuels such as RDF (Refuse derived fuel), TDF (Tire derived fuel) and BS (Biological sludge) or a mixture of them, in partial replacement of conventional fuels such as coal and pet coke. The purpose of this study is to evaluate the environmental impacts of the use of alternative fuels in relation to conventional fuels in the kiln operation. The Life Cycle Assessment (LCA) methodology is used to quantify the potential environmental impacts in each scenario. The interpretation of the results provides the conclusion that the most environmentally friendly prospect is the scenario based on RDF while the less preferable scenario is the scenario based on BS.

1 Introduction

1.1. Cement production

Cement is an essential ingredient which fulfills basic needs such as the construction of housing and infrastructure indispensable to mankind and plays a vital part in the global construction industry. The production of cement is accompanied by high energy consumption, requires large quantities of resources and causes significant environmental impacts. It is responsible for nearly 5e7% of the global CO2 emissions, total CO2 anthropogenic emissions and substantial emissions of SO2, NOX and other pollutants (Hendricks et al., 1998; Van Oss and Padovani, 2002, 2003; Humphreys and Mahasenan, 2002; EIPPCB, 2010; Ali et al., 2011; Karagiannidis, 2012). Numerous studies have been done to evaluate CO2 emissions, energy consumption (Capros et al., 2001; CIF, 2003; and Gartner, 2004) and SO2 emissions (Josa et al., 2004, 2007), using Life Cycle Assessment (LCA) method. Emission of CO, NOX and SO2 from the cement industry contributes severely to greenhouse and acid rain effects (Zhang et al., 2011). Therefore cement production, as an energy intensive process, results in significant greenhouse gas (GHG) emissions. The reduction of emissions in this sector may lead to a significant decrease in the overall GHG releases (Boesch and Hellweg, 2010).

4 Conclusion

A methodology for the evaluation of the use of alternative fuels such as RDF (Refuse derived fuel), TDF (Tire derived fuel) and BS (Biological sludge) or a mixture of them, in partial replacement of conventional fuels such as coal and petcoke, taking into account environmental considerations, was developed. Seven different scenaria were considered for the production of 1 ton of clinker in a rotary cement kiln. A spreadsheet model was developed and used to estimate the design inventory data from the operation phase of all alternative scenaria. The Life Cycle Assessment (LCA) methodology was used to quantify the potential environmental impacts for each scenario.

The interpretation of the results provides the conclusion that the most environmentally friendly prospect is the scenario based on RDF, while the least preferable is the scenario based on BS.

The final outcome of this work can be of use to engineers involved in the cement industry, local authorities (especially scientists involved in decision-making) and practitioners of LCA.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مطالعه موردی ارزیابی چرخه عمر استفاده از سوخت های جایگزین در کوره های سیمان

Life cycle assessment of the use of alternative fuels in cement kilns: A case study