Seramik fabrikasında enerji verimliliği ve ekserji analizi

Günümüz dünyasında, enerji talebi büyük ölçüde petrol, kömür, doğal gaz gibi fosil yakıtlardan karşılanmaktadır. Ancak, yakın gelecekte fosil yakıtların tükeneceği kaçınılmaz bir gerçektir. Enerji maliyetlerinin yükselmesi, özellikle kurutma ve pişirme gibi birçok ısıl işlemin olduğu seramik sektörünün en büyük sorunudur. Seramik sektöründe kullanılan doğalgazın yaklaşık %43'ü sprey kurutucularda, %53'ü ise fırınlarda tüketilmektedir. Bu süreçlerin verimliliğini artırmak, ürün kalitesini yükseltebilir, işlem sürelerini ve enerji tüketimini düşürebilir, ekonomik ve çevresel faydalar sağlayabilir. Bu nedenle, ısı kullanan her proses için enerji ve ekserji analizlerinin yapılması gerekmektedir. Ekserji analizi, sadece enerji miktarını değil, aynı zamanda enerji kalitesini, bozunmasını ve tersinmezliğini de dikkate alan karmaşık mühendislik süreçlerinin termodinamik değerlendirmesinde güçlü bir araçtır. Bu çalışma, seramik fabrikasında, pişirme ve kurutma ünitelerine giriş ve çıkış aşamalarında bulunan bir maddenin enerji ve ekserji değerlerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Bu nedenle verilen değerlere bağlı olarak enerji kaybı, ekserji kaybı ve ekserji yıkımı hesaplanmıştır. İncelenen sistemde, giriş yapan temel maddeler arasında çamur, doğalgaz, yakma havası bulunmaktadır. Çıkışlar ise masse ve baca gazları şeklindedir. İncelenen Atm-90 tipi sprey kurutucular için gerekli hava miktarı ortalama 160.000 m3/saattir. Soğutma ve ısı değiştirici sistemlerinden gelen atık hava, sprey kurutucunun besleme havası ile karıştırılarak %20 ile %30 arasında enerji tasarrufu sağlanabilir. Sprey kurutucunun ortalama elektrik tüketimi 142 kWh olarak belirlenmiştir.