Heat balance in Coke Oven - Fuel, Furnace and Refractory - Lecture Notes, Study notes of Sustainability Management

Download Heat balance in Coke Oven - Fuel, Furnace and Refractory - Lecture Notes and more Study notes Sustainability Management in PDF only on Docsity! Lecture 6:  Heat balance in Coke oven and clean Development Mechanism  Clean Development Mechanism (CDM)   Concerns  with  development  of  technologies  those  relate  to  emission  reduction.  CDM  stimulates  sustainable development and emission reduction. For development of clean technologies in the existing  processing  route,  energy balance of  a  route or  a process  could provide useful  information  to  evolve  strategy for a new technology. Some of the benefits of energy balance.   • It can identify the flow of energy.  • It can determine energy losses and identify the locations (s) of losses.  • Assigning temperatures to flow of energy can disclose the quality of energy. Quality of energy is  directly  proportional  to  its  temperature. We may  have  low  quality, medium  quality  or  high  quality energy.     • In formations on quality and quantity of energy can be used to plan devices for energy recovery  and its reuse.   Illustration of CDM  To  illustrate  the  CDM  by‐product  coke  oven  is  selected  as  an  example.  Coke  oven  is  employed  to  produce coke. Coke is a very important raw material to produce hot metal in blast furnace in integrated  steel plants. Coke‐ovens, in fact, are an‐integral part of integrated steel plants.  It is well known that coke ovens produce large emissions. Consider heat balance of a Coke oven.  (Material balance is given in lecture 5, problem 1).  The following block diagram illustrates various heat inputs and outputs.      Figure 6.1: Block diagram to illustrate the input and output of heat.   Docsity.com Heat balance  Heat input   real  Heat output  real  Calorific value of coal     Calorific value of coke     Calorific value of coke  oven gas     Calorific value of tar            Calorific value of coke‐ oven gas         Sensible heat in coke            Sensible heat in coke‐ oven gas            Sensible heat in tar             Losses *       * Losses are obtained from    (Heat input‐Heat output).  Heat balance discloses many important information on quality and quantity of energy. Coke oven  operates at  , output temperature is assumed to be  . The heat output in tar, coke and  coke oven gas is of high quality as they are discharged at   and must be explored in terms of  reuse.   Also output consists of potential energy, i.e. calorific value let us consider each heat output and analyze  in terms of reuse.  1. Coke: it carries both sensible heat and potential energy. Potential energy can be obtained by  combustions. Sensible heat cannot be used because coke cannot be used directly in blast  furnace. It is to quenched and then stored for future use.  Wet quenching is employed to cool coke from   to  . In the wet quenching water is  vaporized and released into the atmosphere. Hear the sensible heat of red‐hot coke is  converted into sensible heat of water vapor and is lost unutilized. Airborne coke dust is also  produced.       2. Coke oven gas: it also contains potential energy and sensible heat. One should consider usage of  sensible heat and potential energy of coke oven gas. Gas existing from coke oven contains,  among gaseous constituents, dust. Hence, cleaning is required which may lead to loss of  sensible heat.  3. Losses: at high temperature, losses are unavoidable moreover, coal in the coke‐ovens is heated  indirectly. Design of coke oven with high quality thermally conducting material may reduce heat  losses.  The above energy analysis shows that sensible heat of coke, which is lost in wet quenching, should be  re‐used.it should also be noted that coke is the main source of thermal and chemical energy in the blast  furnace iron making. Loss of sensible heat due to quenching is   of coke. In an earlier  Docsity.com