Elektrik ark fırınında kimyasal ekserji potansiyelinin elde edilmesi

Kimyasal ekserji, ısı ve kütle alışverişlerinin çevre ile gerçekleştirildiği bir sistemden çevre koşullarından ölü hale gelinceye kadar gerçekleşen bir süreçten elde edilebilecek maksimum iş olarak tanımlanabilir. Bu çalışmada, çelik üretiminde kullanılan elektrik ark fırınında (EAF) kimyasal ekserji potansiyeli elde edilmiş ve bu potansiyelin-üretim maddelerine göre dağılımı ortaya konarak kimyasal ekserjinin önemi vurgulanmaya çalışılmıştır. Bu bağlamda, EAF'a giren maddelerin kimyasal ekserjilerinin toplam değeri 460952 MJ, fırından çıkan maddelerin toplam ekserji değeri de 414299 MJ olarak elde edilmiştir. Aradaki farkın kimyasal reaksiyonlardan kaynaklandığı ortaya konmuştur.

Computation of the chemical exergy potential in the electric arc furnace

Chemical exergy is equal to the maximum amount of work obtainable when the substance is brought from the environmental state to the dead state by a process involving heat transfer and exchange of substances only with the environment. In this study, the exergy potential in electric arc furnace (EAF) is calculated and these potentials are distributed depending on production materials, emphasizing the chemical exergy concept. In this respect, the amount of chemical exergies of materials incoming the EAF is calculated as 460952 MJ per casting whereas the amount of chemical exergies of materials outgoing the EAF is calculated as 414299 MJ per casting. Difference between them is carried out by chemical reactions.

___

  • Bisio, G., Exergy Method For Efficient Energy Resource Use in the Steel Industry, Energy 18, 971-985, 1993.
  • Bisio, G., Rubatto, G. ve Martini, R., Heat transfer, Energy Saving and Pollution Control in UHP Electric Arc Furnaces, Energy 25, 1047-1066, 2000.
  • Çamdalı, Ü. ve Tunç, M., Elektrik Ark Fırınında Termodinamiğin İkinci Yasasının Bazı Üretim Parametrelerine Bağlı Analizi, Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 2(2), 413-417, 2001.
  • Çamdalı, Ü. ve Tunç, M., Exergy analysis and efficiency in an industrial AC electric ARC furnace, Applied Thermal Engineering 23, 2255-2267, 2003.
  • Çamdalı, Ü. ve Tunç, M., Modelling of Electric Energy Consumption In The Ac Electric Arc Furnace, International Journal of Energy Research 26, 935-947, 2002.
  • Göğüs Y., Çamdalı, Ü. ve Kavsaoğlu, M.Ş., Exergy Balance of A General System with Variation of Environmental Conditions and Some Applications, Energy 27, 625-646, 2002.
  • Kotas, T.J., The Exergy Method of Thermal Plants Analysis, pp. 44-48, Butterworths, London, 1985.
  • Marin, J.M. ve Turegano, J.A., Contribution to the Calculation of Chemical Exegy in Industrial Process (Electrolyte Solutions), Energy 11(3), 231-236, 1986.
  • Morris, D.R. ve Szargut J., T; Standard Chemical Exergy of Some Elements and Compounds on The Planet Earth, Exergy 11(8), 733-755, 1986.