Bereiding van fosforzuur (50%P2O5) volgens het hemihydraatproces

Laboratorium voop

Ghemische

Technologie

-<

.B.e.r.e..i.diD8-.. y.an ..

t.Q.a.r~.;.~.\lur

... (.5

.

~.

_.

E;.o·5·).

~,.

J.N.H. Botrnan

11. Ir. IUeizen.

b

1. "

TNHOUD

.

I

.

J,liCffNI§.CHE ~) ,\HE~'V A TTING •••••••••••••••••••••••••••••• 2.

" ZI. j[~j[l)~ • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• •••• ••

4

.

~:..

111.

mE

.

PROCES .PRO})UCTIEH<?EVl~ELHETD EN FA,BRIEK5,LIGGTN9,..

6

.

IV • HF-SClmTJVTNG PROCl!:S ••••••

.

.

.

.

. . .

.

. .

.

.

.

.

.

. .

.

.

. . .

.

.

. .

. .

8.

v

.

HASSA- t;1\ W,ARHT'EBAI ANS ••••••••••

.

. .

.

.

. . .

.

.

. .

.

.

.

. .

.

. .

.

10 .

VI. FYSISCHE-

FiN

CHEMISCHE AST'F,CTEN. . . .. . .

48

.

VII. B~REKENING ATfARATtrUR. . . ... . . ~1.

VllI.ENKELE TECHNTSCHE ASPECTEN • b ••

.

.

.

. .

.

. .

. .

. .

.

.

.

.

.

. .

.

. . . .

IX. CQNC;U;SU..fi •••••••••••••• . •.•••••• • •• • ••••••••••••••••

x

.

LlTEJtA.m.JB; • • •••• • • •• • ••••• • •• •• ••••••• • ••••••••••

58

.

XI. APPENDIX. ,-,

.

"

.,

. .

-I.

Fos'f'orzuur wordt «eproduceerd volp,-ens het hemi.hydraat-proces VAn 1"isCJns F-erti11zeTs Ltd.

Dit pro:é~'s ó>ndtU"8ch-e:tdt zich in zoverre van het gipsproc •• ,dat I

l

Jr

1. IIe"t verkregen Z"Wlr 50 gew. ~ P 2°5 beva t in pla:a te van JO gew. ~

(i

',

2.

caso4

·

iH2~

wordt afgefiltreerd in plaats van

~ps

.

Bij dit proeea .Grdt r08fa~~rts in de e.r~te twee reactoren ORt

-\, 8leten met recyclezuur,waar'bij in _{hoof"deaak ca(H2}

PO,.)z

.

H

₂₀ en \!

~aso4.~O en~e"a~.

:IA à derde ~ac~ol" wol"d't l11-et behulp van zwav.lcutlr(96~) het reete

-Nnde

mon:o..cal~i1Ullr.o8f'aat

in

he1hihydraat or.1-p,ezet.Er kOitt dan

t'osfor-tetc.

De teJBper.atunr in de reactoren is lOOoC.

De· reactoren moeten ges:.loten worden ui tgevoerd in verband met he-t ontwijken van f1uo-rwate,ratof'.

k

~

--t

De· brij wo.rtlt vCl"r'V'elgens in de f'i 1 tervoedingst.mc opgeepli t-ttt in twee gedee-l. teft • een -deel wordt naar het fi.l ter g.e.leid. terwi j 1 het an-d--ere. deel word-t gere-clrcul-eerd.

He~ sterkzuur riltraat.aCkom8ti~ van het ~ilter,he~a~ oan 50 ~.~ I

P20,S. De koek wc>nl't gewassen met water.

Het verkregen wa.zuur wordt, tezatnen met een dee'l van het stel"kz-uur filtraat,aan het l"seyclezuur.at'komstir, van de 1"-11tervoedlngstank,

to.~~egd. Dit zuu~engsel wordt weer naar de eerste reactor ge-P&lDpt.

Voor een productie van 600 ton P20S per dag is dan nodig :

A e ~!!! s ln~ .~) S~....,,\dQ.... ~ e>G-~ Verbinding Samenetel1in,- }1assastroom ~1aseas trooa

(in gew.%) (in kg/aec. ) (in ton/da.g. )

C _{3( P04)2}

_7'-

t

99

15,9744 1380,2 CaF 2 8, 51

1,R624

160,9 CaCO :') 9,82 2,1492 185,7 81°2 4,00 O,R756 75,7

(-Fe .Al) ~o, 2,00 0,4377 50,7

H₂0 2,68

O,"R6S

:n

,~

TOTAAL 105,00

?l,R85R

lF.t91,O

B. Waewa'te.r ~-JII1'-_ _ _ _ _ s

I-IaO 13,6055 k«/sec ~

₁₁

₇

_5,5

ton/daee

-,

,

.

,

.

I

\

c

•

Z wave lzuur (96t

_{i, )}

_:

...

_----_

...

-

...

VerhincUng Samenstelling Massastroom Massastroom (in gew.c..:,) (in kg/sec) (j.n ton/dag) H

2S0

4

96,00

19.7747

1708,5

H

20 4,00

O,R237

71,2

TOTAAL 100,00 20,5984

1779.7

Bij een productie van 600 ton P205 per dag wordt verkregen D. ProductZ'llur:

Verbinding Samenstelling j<~assastroom (in gew.'1t.) (in kg/sec) H

J

I'04 69,01 9, e-.81

n

H₂S0 4

2.97

0,4119 H 2SiF

6

0,81 0,1128 H 20 27.21

J.7795

TOTAAL 100,00

IJ.R889

E. De natte koek van de wassectie :

---~---~---Verbinding caS04··!H 20 CaHV0

4

e2H20 SiO Z (1".,Al)203 'fOTAAL HJP04 H 2S0

4

H2~U.F 6 H 20 TOTAAL Samenstelling (in gewe~q

93,J8

2.-45

2.7J

1.44

100,00

1,84

2,96

0,03

95.17

100,00 ~fassastroom (in kg/sec)

2R,3G79

0,7428

0

,8

279

0,4377

10,'17()1 0,1119 0,1800 0,0018

5

,

7~H6

;;,075J

Maseastroom (in ton/da.go)

R2R,1 x

J5,G

9,7 ~;>6.6 1200,0 Massastroom Fase (in ton/dag)

2451,0

S

64,2

S oe~ 71,5 S

37,8

s

;>624,5

9,7

15,6

0., ?

499,5

525

,

0

s

L J., L L L

F. T>e gassen,cUe ontwi.jken uit de reactoren:

~-~----~---~---~---Verbin<iing Samenstelling Nassastroom ~laS8astroom (" 1n gew. ", " ) ( i.n 1{fJ:/ sec) \in ton/dag) Jl 20 (;R,60 '1, Cll, 3<) 140,8 CO 2 16,45 O,9~')() ~~

1,7

HF ltt ,

95

0,8596

7l_l,2 TOTAAl, 100,00

)

,

7491

496

.7

5

.

.

828,1 ton _{l' J}PO

_t.

S

82B,1

x (lh2 :

19

(,

)

= 600 ton _P205 ~. ï

II. INLEIDING.

a. ~!~~~~~!!~~!~~~ee!~:

Het productzuur (SO ge,~.'':) P20S) wordt in de praktijk verder

ingedampt tot 70-7S gew.';;: P20S. Deze zuurconcentratie heef't een aantal voordelen boven andere zuursterkten:

1. 1-1:1nder transpo%'t +cps 1agkos ten.

2. Het zuur is b~j deze sterkte minder corros~ef dan bij ru~dere

s~erktes. (Ho.

t.4)

J.

Ui tgaande van di t zuur verkri jgt men een hoog'\'l8.ardiger kunstmest.

Ale nadeel kan '"orden genoemd de hogere viscosi tei t.

Di~ zuur bestaat voornamelijk uit pyrofosforzuur (H4P207),en verder uit tripolyfos1"orzuur (H~t 3°10) en trimetaf'osf'orzuur

(H,P 3{)9).

b. Toepassingen.

--_._---Voor de toepassingen van f'osf'orzuur wordt verwezen naar de appendix

(blz.

A

).De

voornaamste toepassing

is

als grondstof'

1. "~~~f!.E~~!~"

Fos·:faaterts wordt met koolstof' bij een temperatuur van ca. lS00 oe gereduceerd tot 1"os:for,vo1gens de reactie:

ca

3(P04)2 + 3 Si02. + 5C !,; ~:3 casiO, + 2 P + S CO

Het f'osf'or ,,,ordt met overmaat lucht geoxide~d tot P20S.noor het P20S in water op te lossen,verkrijgt

suivere vorm.(lit.,)

men :fosforzuur in zeer

A. Ont.luiten van erts met zwave~zuurl ~

..

~

..

~

..

~

..

~

..

~

..

-

..

~

..

-

..

~

..

~

..

-Al naar gelang het p20S-«ehalte en de temperatuur in de reactoren

A

.I.

/~

Wordt momenteel het meeate toegepast (Uorr.Prayon.Nordengren)

De tempera~r ~ de roactoren is 65-7S0C. Het productzuur

be-t ca. '2 gew.~ P20S. De verkregen gips~stAllen zijn

gemak-kelijk filtreerbaar. De recycleverhouding ie meest 1 20:1. Praeescontrole door meer of minder luchtkoeling (Dorr),of door

te.para tuurregel1.ng van he t recyclezuur (Prayon) • (11. t . 1.. 2')

A.2. ~!_~~~~!!~!:_~!~l~~!~E~~!!.

V&rmLng van caso4.t~0 bij 90°C en omkristal11seren bij 60°C.

De totàle zuurconcentratie _(H2S04 + P 2°5) moet kleiner zijn

dan

35

gew.~,BJI1ders worden de gi.pskr1.stallen te kle:1n.

Rende-ment

98

"

.

Het productzuur bevat ca.

30

gew.::~ P20.5. (Ni~san

Chem. Ind

.

) (lit

.

6)

A.) . ~!!_~~~~!:~l~~!!!e~~~!!.

Bij 80_100oC ontstaat hemihydraat,dat bij lOO_llOoe wordt omge-zet in anhydriet. Productzuur:50-54 ge' ...

<

P

20S• Rendement 81<.

Niet bekend is of dit proces technisch wordt toegepast. (lit.7)

A

.

4

.

!!!!_~!I!!~r~~~~!t!~~~!:!.

o

Vo:nn:1ng van hendhydraat b1.j 80-110 C. Het is mogelijk zuur te

maken met

40-'5

gew

.

<%

P2ü5

.

Het rendement neemt wel af' bij

ho-gere zuursterkten:resp. 98-92 .;.,:. De kristallen zijn uitstekend

~iltreerbaar. Het proces is in ontwikkeling bij Albatros,Fisons en F~renade. (lit.8,9.l0 enll)

A •

5

.

!!!~_~~!:!!!E~!-~!!

•

. . 0

Vo.nniag van anhydriet b i j 135

c.

Overdruk is noodzakelijk in

verband met de hoge dampspanning van het znurmengsel. Verder is de reacti.~te te gering,zodat b.v. voorverhitten van het

zwavelzuur nodig is. Corrosieproblemen en een moeilijke regeling van het proces maken het alleen nog historisch interessant.

(l1.t.10 en 11. )

B. Ont81ui~

-

..

:Y\Il.ft -erts met zoutzuur.

~

..

-

..

-

..

-

..

~

.

.

-

.

.

~

..

-

.

.

-

..

-

.

.

Fos~aatert8 wordt ontsloten met HCI. Er ontstaat voornamelijk CaCl

organisehe vloeistof (butyl- en/of isoamylalkohol) vindt er een

scheiding plaats tussen e.en organisehe :fase met HCl, I1,P0

₄

en een

wateri.ge ~ase met o.a. Oa01

2• Door destillatie wint men de org.

vloeistof terug. He~ fosfo~uar wordt in

een~tipl.-.ffeetver-damper ingedampt tot 80-95 gew.% H

3

P0

4

.(IJM.I.) (lit.12 en 13) .

/~IN. TX:r • TYPE PROCES, PRODUCTIEHOEVEEUIEID EN FABRIEKSLIGGING •

frHX- ')

1Ift"'-Fosforzuur vindt zijn voornaamste toepassing in de kunstmest-

~

.

indust~e. ( In 1965 werd 75~ van de totale P205-produetie in de V.S. gebruikt in de kunstmestindustrie.)

Het is dan evident dat de afzetmogelijkheden van fosforzuur sterk

afilankelijk zijn van het toekomstperspectief van kunstmest:

De wereldproductie van kunBtmest8tof~en stijgt zeer snele men

ver-wacht in

1975

een verdubbeling van de productie in

1965.

Gesohat wordt dan ook dat de fosforzuurproductie in 1970 het

twee-voudige zal zijn van de productie in 1965.(nat proces)

Deze verwachte toename vereist een practisch evenredige vergroting

v~n de zwavelzuurproductie.

In de V.S. wordt ca. 80% van de totale z, ... avelzuurproductie gemaakt

uitgaande van zwavel. De vraag naar zwavel st~jgt echter veel

sneller dan de product1e,met als gevolg een sterke toe name van de

prijs:l~64 $

19/ton

;1967 8

40-60/ton.

De verwaeht~ng is dat de zwavelprijs zich zal stabiliseren op een

niveau,vaarb~j alternatieve methoden om zwavelzuur te produceren

commercieel aantrekkelijk worden

(b.V.

uit pyriet en

calclumaul-fateA).Momenteel is dit in vele landen buiten de V.S. reeds het /.v.Q../C..

w .

geval. Dit ie natuurlijk afllankelijk van/andere toepas1!Jingen van.

pyriet en ealotumaulfaten.

Dez'e oatwikkeling in het zwavelzuurproces heeft een ~etal

gev~1geJl gehadJ

I. De ontwikkeling van het HCI-proces door I.M.I.

II.Een hernieuwde belangstelling voor het droge proces. ",' tU ~ Pvc.

Het HCL-procee heef"t het voordeel van een goedkope grond8tOf'(HCI)(~. ,maar eist tevens dat er een chem:1.sche industrie is,die

Hel

als

a.fValprodUct levert. D1.t zal zonder t'Wij:f'e1 remlilend werken op de

ontwikkeling van dit proces,speciaal in ontwikkelingslanden.

,

De hoge investering noodzakelijk voor het droge proces heeft de ontwikkeling ervan nadelig beinvloed (ruim het tweevoudige van die van b.v. het gipsproces). De jaarlijkse kosten zijn practiseh gelijk. De hogere l~ostprijs van het :fos:forzuur bij het droge pro-ces wordt dan veroorzaakt door het verschil 'in de post "return on investment". Dit kostprijsverschil hee:ft grote invloed op de toe-pas singen van de zuren: 5

kunstmestindustrie andere doeleinden

natte proces: drctge proces: Toepassing van

9'%

7~

19%

to...r~lHl-

~sr-1'

I

[4

81%

fosforzuur in b.v. de pharmaceutische industrie, die producten 1evert.die relatief duur zijn ,ondervinden dus

minder dOOrl'lerking Vë,L1 de hogere prijs van droo(Wroces-f'osforzuur. De concurrentiepositie van het. droge proces zal in de toekomst verbeteren:door het goedkoper worden van kernenergie.

door het bouwen van C'rotere :fornuizen. men eist steeds zuiverdere zuren.

er is waarsohijnlijk een grote markt voor :fosfor. (zie Appendix blz. B)

het droge proces is :flexibel t.a.v. de kwaliteit van

het. erts.

Het is d~ ook te ver\\'achten dat het natte proces opgang zal maken in de ontwikkelingslanden,het droge proces in de '"elvarende landen. Vergelijking tussen het gipsproces en het hemihydraatproces:

Het hemihydraatproces heeft een aantal voordelen boven het gipsproce's, 1. Hinder indantpkosten (SO i.p.v. JO gew .• ~, P20S)

2. Grotere

fi~tratiesnelheid

(spec. opp. oa.600 i.p.v. oa.1860 om2

/gr)

3.

Mînder H

2S0

4

-verbruik.

4.

Flexibeler procesl zonder plantwijzieing kan men iedere concen-tratie tuseen

40-50

gew.~ P20~ pr0duceren.

5.

Men kan volstaan met een grov~r ' erts{grotere reaotiesnelheid)

liet is uit 'bovenstaande duideli jÄ dat het hemihydraatproces de voor-keur verdient boven het F,ipsproces.

We komen dan tot de c*nclusie dat, het hemihydraatprooes op dit moment oommercieel het attractief'st i8.

Een v~j~tal jaren geleden was een fahriek van 200 ton per dag economisch verantwoord,tegenwoordig geldt dat voor een t'abriek van 1200 ton zuur per dag. In Marokko wordt een fabriek gebouwd van 5000 ton per dag. Ook hier dus een tend.ns naar steeds

gro-tere productie-eenheden.

Het fabrieksvoorentwerp verondersteld een productie van 600 ton per dag P20,. (ot' 1200 ton zuur per et!naal)

ne

grootte van de:fabriek eist dat deze in de buurt ligt van een redelijk grote haven,met het oog op de enorme t~ vervoeren

hoeveelheden. _men

Luchtverontreiniging is geen primaire factor,wanneer de a:fgassen e:f:ficientweet te scrubben. Attractie:f is het echter niet de :fa-briek in dichtbevolkte gebieden te plaatsen, b.v. in verband met recrea~i ,grondprijzen etc.

Verder kan men de fabriek het bes·te in de buurt van het a:fzet-gebied situeren (transportkosten).

IV • BESCmtIJVING rnOCES.

Fosf'aR.terts ~orrlt ()nt~lotf>n met rp.cycle7-unr in

na

eerste twee re~c­

toren·~ Het rf>cyclezullr hevAt 2:'1.(,1 r:f>~~o(:' VAste stof,terwljl de vloe-istoffase 66,94 gewo'':' H,po4 ( ~ 1:~,5 {~ew.'< P20,) en 2,RI gew.% H₂S0

₄

bevat. ca,(po

₄

)2 • CRW_{? en Caco, worden door het in het}

re-cyclezuur aanwp-zie-:-e f'o:·;,-{"·1'zuur in Ca(1l2POq}2oH20·omgezet. Een deel van het monocalciumlos.fRAt wordt door h:~t in het recyclezuur aan-wezip:e z,,,s.velzuur o/!;/ eZf>t in calcinInsulf'aathemihydraat. terwi j l een klein gedeelte van he t hemilly~lrn" t Of' .hl;\Ar heurt verderf ~eap,~rt

.!-.J.)

71 G..~04~~t;;IA."--I" ct...CALC./~~I~/...,,,,a,{.i;.-{>-f,v--d~~hC;J /kP;0.4di--IUya-.·/f'l

_r

.

11 met .fosforzuur tot ~t (:; Cp,.rJ üho2JI20). BiJ de TRactie van . CaF 2 en fosforzuur ontstaat er îluor-watf"rsto:f ,dat voor

90%

ont-wijkt,het resterende eedeel te r~at'.'eert met 510., tot fluo rokieze1-r

zuur (

=

H

2SiF6). Het koolstof'r1:fox:!rlc,.-'at ontstRRt bij de re:'tctie van ca1cittnlcar'bon::'l.Rt Illet f'osforzunr,ontl·djkt i.n ztjn gelleel. '-,:ar

m-teaf'vo~r {'"PBch; Ad t (100r 11101, t in <lP reactoren te Ie :tden, 1\Iaarbi j de warmteaf'voer dan rln;:lt s vindt door hp.t verdRm'~(>n v~n "'Rter.

.1

X : de eerste t'-lee reactoren h'or\ipï~ -"v'oor t;lpn ftde eers te reActor

'---.---...---

In de derde react'or1l wordt er 961;.ig zwavelzuur toegevoegd, tèngè~olge hiervan wordt het resterendE' monocalciwnf'osf'aat in hem1hydraat omge zet. Ook hier moet warmt-e afgevoerd worden,dit gebeurd op deze~f'de wijze als in de eerete reactor ftalDeltjk door lucht door te lE:>iden, waarbij een bepaalde hoeveelheid water verdampt. Boven de vloeistof'

in de reactoren wordt een lichte onderdruk in steno gehouden om te voorkomen dat HF in d~ f'ahriek komt. ne gassen \Vorden in een acrubber (:Totendeels van HF en CO;, ontds8.Il,en worden door een ventilator in de schoorsteen r--eleid.

liet produ~tzuur van de tw&ede reaotor wordt in de fil tervoedingstank opgesplitst :in twee gedeelte.n , een gedeelte wordt naar de :filters .ge

-leid, het andere (overgrote) deel wordt gerecirculeerd.

De groo·tte van de reactoren en de filtervoedingstank is

164

,

3

vloeistof' in de r€'actoren wordt ~roerd met lH!hulp van een turbine-roerder met zes vlakke bladen en een diameter van 1,65 m. De reactoren zijn ui tgevoerd met vier kee.rschotten met een breedte van 0, t) m.

Schuim wo·r.dt gebroken door twee mechanische schuimbrekf?rs. Lucht wordt meestal via de holle roerderas ingevoerd.

Het filter is het Frayonfi1ter,drie wassectieSschijnen voldoende te ' zijn,mede in verband met het kJ eine specif'ieke oppervlak van }Iemihy-draat. Een roterende af'sluiter zorgt ervoor,dat achtereenvol~ens vacuftrn wordt gezogen en perslucht wordt p:eleverd. Het vacuftm ligt in' de {:rootte orde van 50 cm Ug.

Het in eerste instantie verkregen filtraat (voortaan sterkzuur filtraat eenoemd )wordt voor ca. vi jfzesde gerecirc\11e~rd, aenzesde wordt -dus maar als productzuur afgevoer.d. De fi1tere:fficiency l i e t dan ook vrij laag:

14<jb van de toegevoerde vloeis·tof' i.s ui teindelijk maar produétzullr. De koek van de filters6ctie wordt gewassen met water. Het Wgezuur wordt gemengd met het te recirculeren sterkzuur filtraat en in een warmtewisselaar met behulp VRn verzadigde stoom van

15.5"'C

.

opgewarmd van 60oC. tat 100oC.

OP

'

de noodzaak van een warmtewisselaar zal in een later stadium nop, liet een en ander worden op~emerkt.

Het productzuur bevat dan 50 gew.ct. P20S. liet rendement op P205 -basis

'

8

is 95

%

.

De recycleverhoudin~ (aantal kg/sec. recyclezuur op aantal kg/sec. erts·)is

!

17.

. V. MASSA-EN WARNTEBAL.'\...~S.

In de literatuur is nergens expliciet een cenvers1e vaD

~n der optredende reacties gegeven.

Met b.hu~p van on4erstaande voorbeeld uit l i t . 8 en een - ons

inziens - al.lezins rede.iijk aantal aannames, is het echter

mogelijk de noedzakelijke gegevens te verkrijgen. Voorbeeld:

'De reactie werd uitgevoerd in twee vaten, waarbij het .erst.

vat tweemaal het volume van het tweede vat. Aan het eerste

vat werd

17

dln/h

Cosf~atgest.ente uit Marokko in deelt

jes-vorm lP205' JJ,4~; CaO, 51,~~, ca. 2~ door een zeef met

-.azen van 0,15 nun.) toegevoegd en 2/4

d1.n/h

fos:forzuur waf\r

-bij het :fosforzuur 2 gew.~ opgeloa~ 8u~faat bevatte en bestond

uit 22~ dln.vloeibare Case, toegevoegd als brij uit het

tweede vat en 50 dln van een mengsel van "sterk zUlt.e". en.

Hwaezuurn _{uit de :filters, die}

₄₄

_{gew.% P20S bevatten.}

) De hoeveelheid aan ::et eerste vat toepvoerde t'oe:forzuur,

\ was z:odan1e. dat Jcy"', van het calcium in hot ann het eerste

, vat toegevoerde fosfaatgesteente in net eerste

v~

als

1

calCiUMsulfaat werd neerges~agen tengevolge van de reactie

'Van c8.l.ciwniol'len JIlet sul.faationen in net aan net eerste vat

I

I

toegevoerde fosforzuur. De t ....

!ra

I tuur in d.eze reactoren

1000

e

was , • I

! Aan de tweede reactor werd brij toegevoerd U1t de eerst.

\,

reaetor en lb d1n/h zwavelzuur (96%'s H₂S0

_{4 )}

waarbij men

~~. &teer . . rkreeg, dan nodig was vo-or het omzettea van het

ann-ae

.~e

reactor tilegevoerde fosfaatgesteente

in

calcium-sulfaa ••

Ee.J1 deel van het produl-ct uit het tweede va! werd naar het eergte vat teruggeleid en de rest naar de filters ge'Voerd.

Het naar de filters geleide produkt bevatte een snel

1'11-trerend hemihydraat met een speci:fiek oppervlak van 450 e.2

/gr

en 0,95 gww/gew.t{o onoplosbaar P₂0

5

en 0,18 gew/gew.%

oplos-baar P

20S op droge basis. Het "sterkzuur" ~ filtraat, dat

ui t de f i 1 ters '-Ie rd verkt-.gen, bevatte 50 gew.1> P 205.

De filterkoek w~rd in drie trappen'gewassen en de

11·

Aannames:

1. Er treed~ geen preventieve adsorptie aan de filterkoek op van een der ionen aanwezig in de vloeistef~a8e.

2. All~4n in de reactoren treedt er een verandering in samenstelling en hoeveelheid van de vloeibare en vaste fase op

,. De

ertsconversie t.a.v. ca,(P0

₄

)2,caF

₂ en CaCo, is lOO~.

4.

Afgefiltreerde vloeistoffen bevatten géen vaste stof meer. Deze aannames zullen in hoo~dstuk VI worden becommentarieerd.

In

lit.9 werd gwvonden:

Al8 het productzuur SO gew.~ P20S bevat, is ljet rendement op

P

20

₅

-baeiS 95';t.

We kunnen nu berekenen:

1. Het P205-ge~ in het recyclezuur

2. net percentage vaste stof' in het recyclezuur , . De conversie van CaS04.tH2o in Ce.HP0

₄

.2H

20

4.

De correctiefactor,nodig om de productie op 600 ton per dag te brengen.

Gebruikte notaties:

a

=

recyelezuur naar de eerste reactor (dln/h)

b

=

dat gedeelte van de productstroom uit de tweede reactor dat meteen wordt gerecirculeerd (dln!h)

c

=

het gedeelte van de productstroom uit de tweede reactor dat naar het filter wordt geleid (dln/h)

d IS het zuurmengeel,dat gevormd wordt uit het Iterkznur- en waszuurfiltraat, en dus samen met b a vormt. (dln/h) e = de productstroom na het f'ilter (dln/h)

1

=

subscript ter aanduiding van een vloeistoffase.

s

=

ft 11

"

"

"

vas te fase. ; ~!!!~!:!!!!~!~:

/

Er wordt als erts toegevoegd(zie

V.b.):

17

X 0,334 ~

In e (rendement 9~~) : 0,95 x 5,6780 Dus in filterkoek :: 5,6780

.2aJ2

4l O,2R39 dln!h

"

"

In· het v.b. wordt gegeven dat de filterkoek 0,18 Rew.~ oplosbaar P2 05 en 0,95

gew.%

onoplosbaar P205 bevat.

8

0,18 :0:

4

/

Oplosbaar P205 in filterkoek : 0,2 39 x 1.13 0,0 52 dIn h Onoplosbaar P205 in f'ilterkock O,28~9 -O,045;? ::0,2,87 !t

P2Ç1S

"

"

,_.-P 20 5-balans over de fil ter- en '~assectie:

c1(P20S} : _{d l (P20 S)} + e_{1 (P2}0 S) + _{(oplosbaar P 20 S in filterkoek)} dl(P20S) a 22 dLn/h (zie v .b.) e 1(P20,) :: 5,3941 d1n/h oplosbaar P205 in :filterkoek: 0,0452 d.ln/h. cl (P 20.5) = 22 + 5.3941 + 0,0452 :: 27,4393 dln/h.

Met behulp van de a.a.nnames 1)

en

2) vinden we dan voor de totale vloeistoffase Cl (50 gew.~-; P₂0

5):

Cl

=

2 x c_{l (P2}0S)

=

2 x 27,4393

=

54,SZ86

dln/h berekening c :

s

'ie hebben berekend,dat de filterkoek 0,2387 dln/h onoplosbaar P205 bevat ,ui t het v .b . blijkt ,dat di t correspondeert met 0,95 e;e,,,.r.1 op

droge koekbasis • Reken.i.!lg houd&nd met de aannames 1),2) en ]~), volgt dan voor cs:

Cs

=

g:~;82

x

10~=

25.0336 dln/h

Dus e :: el + Cs a 54,8786 + 25,0336

=

Z,,91~2 dln/h

25,0336 ~ d

Vaste stof percentage in c : 79,9122 x IO\J'fl

=

31.33,,,

Vanzel:fftprekend bevat dan ook de stroom b Jl,33~ vaste stof. De to-,tale b-stroomis 224 dln/h. (zie v.b. )

Hoeveelheid vaste stof in dé stroom b: 224 x 0 ,3133 :: 70,1792 dln/h

Aangezien de stroom ct geen vaste stof bevat (aann~ne 4).),berlraa~t oo1tnde stroom a de vaste stof 70,1792 d1n/h

De totale stroOf;1 a is 27h dln/h.(zie v.b. )

Vaste a-tof percentage in recyclezuur:

7~7t792

x 10+2

_1.

=

25,

6

1

~'­

Gev.cf, P20e; in het recyclezuur (a):

bI

=

b - b_s • 224 - 70,1792

=

153,8208 d1n/h. bl(P20S)

=

153.8208 x 0,5

=

76,9104 d1n/h dl :: d = .tjO dln/h (zie v.b.) d1(P205)

=

22 d1n/h. al

=

bI + dl

=

153,8208 + 50

=

203,820R &ln/h a 1(P20

5)

=

b1(P20

_S

)

+"d

1

(P 20 S )

=

76,9104

+ 22

=

98,9104 dln/h. < P i ' 98,9104 0"'''' uS c: ' Dus 1-7C\.J. ~ 2°5 n a . 203, R208 x 1 v-~. = ~ gew. ({,

Berekening van de conversie Vé-!n tIp reactie: CaS0₄

.

t

H

13.

l~t onoplosbare P2uS in oe filterkoek is uitsluitend en alleen

als CaHP0₄.2H₂0 ~ebonden.

Hoeveelheid onoplosbaar P20S in f'ilterkoek: 0,2387 dIn/h.

No1.gew. P20S: 142 a Mol.r-e,,,. Ca: 40 •

40

Aantal dln/h Ca als BaHP0₄.211₂û eebonden:m x 0,2387 x 2

=

0,1,45

Er worot als erts toe~evoerd (zie

v.b.)

0,512 x 17

=

8,704 d1n/h

CaO. MoI.gev. CaO:

56.

40

Dus er wolklt als erts toegevoerd:

56

x 8,704 = 6,2172 dln/h Ca.

CaHPû402H20-coJlversie (op Ca-basis): 0 ,

134

SlOrv:,I 2 16 4,'

6.2172 x v;u

=

~ 1° Berekening correctiefactor:

We hadden a1 berekend dat de productstroom e 5,3941 dln/h J'20S

bevat,en aangezien dit productzuur 50

(';f""<

P20S is,bedraagt de totale e-stJ"oolSl! 2 x ,), JQ41

=

1 0 .78R2 dIn/I!.

Anderzijds wordt vereist,dat de productie 600 ton :205 per dag

. 600 x 100Q

is,oftewel:

24

x 3600

=

6,9443 kg/sec P20

_S·

/

6,9443

1

~8

4

k /

1 dIn h correspondeert met

5.3941

=

,~ 7 g sec. DuB de correctiefactor is : 1,2874.

Resumerend: 1. bet P

20_S-gehalte in het recyclezuur is 4R,S gew.C';~

2. bet percentage vaste stof jn flet recycle21uur is 2S,61~

3.

de Ca.JQJ04.2H20-conversie bedraagt 2,16 1-> op Ca-basis.

4.

de correctiefactor is 1,2874 •

.5. het vaste sto:f percentage in llet productzuur na de reactoren bedraagt

31,33'%.

6. het recyclezuur bevat 2 ge,~.~~ sulfaat.

Met behulp van bovenstaande gegevens en een serie nog nader te vermelden aannames, berekenen ''Ie eers t de warmtebalans over de reactoren samen en daarna a:fzonderlijk voor de eerste ~n de tweede reactor.

Voor de warmtebalana over beider reactoren moeten ' ... e rekening

houden met de volgende punten:

1. Oe vrijkomende reactiewanntes bij de reacties.

2. De warmte ,nodig oru het erts op te warmen.

J

.

De wamt€' , no(li~ om het zwavelzuur op te wa,nnen.

4.

De warmte,die vrijkomt bij het ontwijken van HF en _{CO 2 •}

5. De warmte,die vrijkomt t .g .v . het roeren.

---i

1 _ _

-14.

6. De toe te voeren verdunning8warmte om de H.l'OlJ-concentratie vaz.t 66.94 geW':",~ (in recyclezullr) op 68,8 ge~.~'~ te brengen (van de laatstgenoemde conc. is uitgegaan bij de berekening van de reactie,.,armtes) •

7

.

De toe ·te 'Voeren verdunning.warmte OM de H,P0

4

-concentratie

van 68.8 ge"r.~;'~ op 69,01 gew.~. (in productzuur na. de tweede

reactor) te brengen.

8 . De toe te voeren mengwarmte om liet restant van het gerecircu-leerde H:t04 van· 66,94 op 69,01 gew. -:1, te brenr,en.

9. De toe te voeren verdUDllingswarmte om de IT

2S04-concentratie

van 2,81

cew

.

<J

(in recyclezuur) op 100 gey,,""; te breng-en (van

100' gev.r(, 18 uitgegaan bij de berekening van de reactiewanntes) .

IO.De toe te voeren verdunningswarmte om de TI

2S0

4

-concentratie van

2.97 gew ."~(In rr00tlctzuur na de t'''eede reactor) op 100% te brengen.

11.De toe te VGeren mengwarmte om de H

2S0

4

-concentratie van ?,Ql op 2.97gew.% te brengen.

12.De vrijkomende verdunningswarmte doordat het toegevoegde H 2S0

4

wordt verdund

van

96

tot 2,97 gew.~

l).De wai-mte,die wordt afgevoerd door het verdampen van H 20. l4.De warmte.nodir,- om het recyclez~ur op te warmen.

Gevolgde methode:

---

----

...

----

---

..

--M.b.v . de bekende conversies wordt de totale reactiewarmte berekend, vervol{':ens stellen we aan het predll~zuur uit de tweedf' reactor de eis.dat de vloeistof':fase daarvan SO gew</, P20S bevat, >ieruit volgt de boeyeelheid te verdamp~n H

20 . Dan is het mo/?"eliÓk cie meng- en verdUllJlingswarmtes te berekenen. vervolg-ens ll1"ordt de \\'armtebalans slui tend ~maaJtt door de temperatuur van het recyclezuur. te berel<e-nen uit de warmtebalans.

1. ~!_!~~4~~~!~~~_~!~~!~!~~~!!!

Er wordt rekening gehouden met de volgena", reacties: {de getallen aehter de reactievergelijkingen gev~n de conversies aan)

ca

J(P04)2 + 4· H:3Po4 + :3 H20 "' • •

-7

:3 ca(H2Po4)2.H2o 10a:',

CaF2 + 2 H3PO}~ + _{H20 •}•• ~ . ca(H2po4)2.H2o + 2 HF ..

CaCO, + 2 -H,P0₄ .=-~ _{Ca (H2 PO} 4) 2. TI;?

°

+ CO₂ " Ca(H?P0₄)2.H20 + II₂S0

cas0₄

·t

H

2

o

+ H₃P04 + 1t H20

6 EF + 5102

6,716 q~

10

Deze reacties treden alle op in de eerste reactor. De grootte van de

.erschi11ende conversies worden in ]loofdstuk VT nader besproken. Met

betrekking tot de laatste twee reacties kan nog worden oT'P.'emerkt,dat

de citraatconvers1e 1s betrokken op het gevormde hemfhydraat in de

eerste reactor,en als volgt 1s berekend: Vereist wordt,dat

Ca als hemihydraat

reeds berekend,dat

in de eerste reactor JO ~

,~ordt neergeslagen. (zie

2,16 1, VRn Let a]s erts

van J' let; als erts oef."evoert d · e

v.b. blz. lO ). ve hadden toegevoerde Ca als c1trpet wordt neerg-eslagen. Dus de totale conversie in Jtemi:!"!yl:rsat worrlt:

30 + 2,16 = 12,16 ~',

De citraatconversie wordt dan: Wat betreft de laatste reactie:

2,16 6 716 ,.'

0,3216

= ,

'1

10

c,;

van 'het volgens de tweede reactie gevormde 'HF reageert verder tot H

2SiF

6

.

In de bveede reactor treedt slechts een reactie op,n.l.: ca(H2P04)2eH20 + H₂S0₄ •••• ..,. CaS04.~H20 + 2 H

Jr'04 + ~- H20 67,R4 c.:.

De conversie is wederolll f;E)baseerd op het a,ls erts toec"evoerde Ca.

De verdeling van de reacties over de t\'1ee reactoren r:ordt eveneens

in hoofdstuk VI toegelicht.

Berekening van de reactiewanntes:

--~~---~~~---~---~---We eaan uit van 17 x 1,2874

=

21,8858 kg/sec. erts,van de volrende S8m~ns telling: C8. 3{P 04)2 7?,99 f':# gew. "'. in kR/sec 15,(n44 CaF 2 8,51

_"

;

_"

ti 1,Rh24 CaC0 3 9,82

_"

·

,

_"

ft 2,1492 _ SiO.., 4,00 _It

·

,

H 0.R756

"

'-( Fe , }, 1 ) 20:3 ?,OO

·

0,4377

"

,

It ti 1I 2O 2,68 11 ;

"

ti 0, ~865 Totaal :100,0(: " ;

_"

_"

21.8R'18

'We berekenen nu acl-:tereenvolr.-ens de react5.e'-larmtes Vé' ... "1 de ("'E'noemde

I

1_-Gebruikte notaties:

---~---

-M :rno1ecuulrewicht •

.r::. 11 : vorr~in{',sen thalpie bi j 25°(: en 1 ft tmosf'eer druk. (1 cal/mol. ) c

p :gemiddelde soortelijke warmte hij constDnte

ter.-Jpera tuurgebied 2.5_'°00

c

.

(cal/molt 0 C )

1.:ru1.. in Le t

s t :afkortinr; van s tandaardtoestand; s :vaste toestm~d: 1

:vloei-stof; x~~ : een )p10ssing,die x gew.' van di' bcscLouwde

verbin-clinf' hevélt. a. CA J (I04)2 + L ~ ~',r'o4 l-1

.

.

~no q8 l::. H: _0,":(.,2 -~o6, 3 c : <";~ ~ _{'11 ,0} P , , -' st: ~

.

,:), , q(:, Heactiewarmtp hij 2 =,oC : IR _(R" 18,0 1 • 100'1' • ., •• =._) / r, "') ,

"

.

s . .t.(611)

=

-

(3

x 818,0) - (_~(.fi,2 _llxl0 ,R _1xd~,))

=

-35,7 kcn1/mol. -124,7 cal/mol ,oe 5' .:.

Dus : L::. (~I1) 100 :: -35,7 - 75xo,1247

=

0 " :: -45,0 kcnl/mol.

Er wordt verhruikt:

1

:;

~ib44

x 1(+'1

=

,)l,'i~O

mul/sec.

ca,~(J'04)2

Dus j n totaal wor<it er verhruikt:

Ca'3(po4)2 : e:;l,5~O mOl/sec Ë 1 5 , (),. 41l _"'{"/sec.

HJFO lJ : 20\~, 120 A ~·o, l ':9·~·i 11

"

II 20 :1'}ll,)90 '" ? r""1( ! ' ) I ....

"

.~ , I f t )

"

Terwijl er ontstaat:

Ca(JI2P04)201120: J54,')90 mol/ sec'; î Q_{,9e;(;7 kr/sec.}

Bij reactie a. komt in totaal vrij:

Ijl, -,JO X h. CaP') '-- + N 78, .ö1f -29C,0 c 1'· Q p .)

,

.-st s. .., ~.

(-45,0)

"

_H:l

_"

_o4

<:. 98 -:306,8 5I,U {:;;3, R- " .2 J f

l'

J.

= -

?Jl" ,q kcal!Aec. 1 CO '~ oL J{20 """.Ba ? (;n(H21'01~)~.1~20 18 ~5~ lö,C 1 • -t~H~ , Û (,? ,::' s . + ;> HF '7,0

1 " I •

Reactiewarmte bij 25°c :

.è,(l:>H) =-UH8,0 + 2x6Lt,?) - (_??O,CI - .<x~o6,8 - 6~,J)

L:l(DI:) =- ('46, . + 971.,9 = + 25,5 kcaJJmol. J7eactieuarmte bij 100°C : ho (~ H ) 100 ::: l::. (ó P ) 2 t:; + (ó c ) x (.ó T ) - 0 P (~T) ::: 100 - 25 = 75 c . (ÖC

p )

=

(6~,2

+ 2x7,O) -

(lr:;.~)

+ 2:;.:>::'1,0 + 1R,O) ::: -

~(),7

cal/mol, oe.

(öc ) ::: O,O'jQ7 }cca1/r,ol,

oe.

lJl1S p : 1::::.

(~

.ó

..,

.

) 100 = + "" _ "'5 t 5 - 7-. J X , ' 0

0~97

=

+

.J2~

.J , '" ) - 4 • 5

=

+ 21 -:...

,

r:

.>

k ca 1/ 1 mo •

· 1 8624 +1

Er wordt verbru1kt: '78 x 10 -

=

2J,R~7 mOl/sec. _{CaF 2 •}

Bijgevolg , .. rordt er gevo:nnd:

Ca(H

2r04)2.i'2 0 23,877 mOl/sec. ~ h,0170 kg/sec.

HF LI7.751+"

_"

omgezet s

~r t~ordt

CaF.,

2J

,

877

mol/sec. ~ 1,8624 kg/sec.

e.. HJP04 H 20 •

•

_47,7'54

·

·

23,877 A

4

,

C79

Q ::: " A 0.4298 " Bij reactie b. is j; tJ 23,877 x 2~L5 dus nOdip; : (;7)7; '7 , 608,9 kCAl/sed.

=

+ C. caC0 3 2 HJPO lt 100< ca(JI2P04)2·iT20 + ~

•• ="--

>

M 100 98 2 t)2 c-H -289,5 -30

n

,8 -8lR,O c 21, 5 51,0 62,2 p at : s . (,g.8~ s. Reactie'ofarmte bij 25°C n n + CO₂ 44

-

~;L~ , 0 11,2 g. .t.(AH)

=

...

(289.5 -+ 2X,>Oh,?) - (818,0 + 9i_{!,U) ::: + 903,1 - Q12,0} t:,. C:~.n) = - ;:;,9 kcal/mol. o Peactiewarmte bij 100 C : é. (.~J[)100 = 1;,. (~H)2:; + (~c )x(AT) . · 0 p .::, l'

=

100 - 25

=

75

c.

.ÄC p= (62,2 + 11.2) - (23,5 -I- 2x51,0)

=

A C = - Ó,O')21 kC81/moI,oC. - :;2,1 caI/mol.OC p .

I 1_

J~r ~"ordt verbruikt 2,14?2 100 x 10 +1 ."

=

21,b92 mol/sec. cac0 3

Er ontstaat:

Ca (H2}J0L~) 2 _.U20

CO,.,

21.492 tHol/ sec ~ 5,4160 kg/sec.

L.. Er \V'ordt omgezet: CaC0 3 1131-'0

₄

?1,492 lt2,984

"

11 ê 0,9456

"

~ 2,1492

"

ti

Bij reö_ctie c. komt ons vri j

~2l.492 X (-12,8) =~27~,1 kcal/sec. Ca (E

₂

PO l~) 2 · _H20 + H

₂

S0

₄

12 16':: Caso4

otH

2o d. 1eI . . . .Io ••• ~ M ;:->52 98 145 éd l -RU>,O -19~,9 _rn6, ') c J 62,2 32,9 28,6 P st : s. 100 «; _s. Reactiewarmte bij 25°C : ... 2

_HJPOh

,

98 -106,8 1:)1,0

h8,S<

L; (,ClH) = - ('J76,5 + 2x106,R + -!x6R,1) + (R18,0 + 193,9) bo(boï') :: _ 102l.f,3 + 1011,9 = - 12,4 kca:L/llol.

TIeactie",armte bij lOOoe :

~ (ÁH) 100 :: À (LlH) 25 + (~c )x C:~:r) o P b T :: 100 - 25

=

75

c.

+

t

H 20

IS

-6R,~ 18,0 1. b c

p

=

(2R,6 + 2x51.0 + Jx1R,O) - (6?' + :?,o) =+ 44,t) ca1/mo1,oC.

boe

=

+ 0,0445 kcal/mol,oC.

p

Dus: 6. (~H)1()O

=

-

12,4 + 75xO,0445

=

-

12,4 + 3,3

=

-=---~~_~

_

_

kca1/mol.

Ca (1.1

21'04) 2 .H20-ba1ans over de réHC ties a. t/m c .

Heactie a. 15LJ,590mo1/sec . ... 38,(.).s67 kg/sec.

I' b. 2'),877 ft ~ h,0170 ti

"

c. 21,492 Totaal 1Q9,';'59 Ca(H 2P04) 20 H20-verbruik Lr ontstaat (;asOl_j .~H20

.

0 64,106R H,PO, - ·1 :1?R,6136 1[2° : '32,1534 I~r wordt ome·ezet: Ca (} i 211 0 Ir) ;: .1[2° O~ , 'i068 H 2S0i.; 64,306t;, 11

"

5 , 1~1()O ~ 50,389? 11 11 0,1216 x 1()9,959

=

(;4,3068 mol/sec. mol/sec. ~ _{0,'3245 kg/sec}.

"

~ _... 12,601H

"

0,5788 It

"

~I tt ~ lfl,205J

"

" B (",\O?l

.,

I I_~

19.

De hoeveelheid wartTlte,uie vrijkomt bij reactie d. herlraagt:

64.:306b x (-9,1)

= -

5R5.2 kcal/sec • E'. _caS0

4

·t

H2

o

+ H3P04 + M : 145 98 ~ II -376,5 -306,8 c 28,6 ,51,0 P st : s.

68,R<

Reactiewarmte bij 25°C : b C~~H) ₌₌

-

(576,0 + 193,9) I:::, (ldf) _{== - 769,9 + 785,7 ::} o Reactiewarmte bij 100 C :

I!

H.,O _...

..

~,Z~~~

~

, 18 -68, :3 1R,0 1. + (376,5 .. 306,8 + 15,8 kcal/mol. Á (~H)100 ::: A (C.1I)25 + (AC )xC~,T) o P ~ T :: 100 - 25 = 75

c.

CaHPÓ 4·2H2O + H2S0

4

172 98 -576,0 -193.9 60,015 32,9 8. 100

%

+ 1+x68 , 3)

I::.. c c (60,0 + 32,9) - (28,6 + 51,0 + 1tx18,O)

=

-

13,7 cal/mo1,oC.

p

AO

=

-

0,0137 koal/mol,oe.

p

Dus : ~ (~H)100

=

+ 15.8 - 75xO.0137

=

+ 15,8 - 1,0

=

+ 14,8 kcal/mol.

Er wordt verbruikt : 0,06716 x 64,3068 I :

Er ontstaat:

CaHP04·2H20 4,318R mOl/sec. ~

O,742R

H 2S04 : 4,)188 ft ,a 0,42)2 Omgezet wordt : CaSO 4.

i-

11 2O h,3188 _" :! 0,6262 HjP04 4,3188 _" ~ 0,4232 H₂0 6,4782 ft = ... 0,1166

Bij reactie e. komt dus vrij

4.~188 x (14,8)

=

+ 63,9 kcal/sec. f'. 10r : ~ 11: st: 6 HF ₊ 20 -64,2 g . S10 2 •

Go

-203 I (: s . 10 ~, H 2SiF6 2 H20 ... !B . . . ~ ₊ 144 18 -577,2 -68,) 1. 1. 4, :3188 mOl/sec. CaSO~.tH2o kg/sec.

"

"

"

ft Van H

2SiF6 is geen c -wap .arde bekend, zoda t een temperatuurcorrectie

van de reactiewarmte noorl{~f>dwon{"en ach terweg~ moet bI i jven.

PeactiewP,rmte bij 25°(: :

.6 (.6H)

= -

(577,2 -+ 2x6f(,J) + (6x6h,2 + 203.0)

~(óH)

_{= -}

693,8 + 58B,?

=

-

105,6 .kcal/mol.

Bijböntstaat er 47.754 mOl/sec. ,HF

Dus verbruik: (i, lU x h7 .7S4

=

L; ,7754 mOl/sec. HF.

'V \ •

....

}

.

gesohat uit anuloge verbindingen •

Er ontstaat : H 2SiF6 0,7959 mol/sec. A 0,1146 kg/sec. H 20 s 1,5918

..

~ 0,0286 n Omgezet wordt HF 4,7754 ti :! P,0955 It S10 2 0,7959 A 0,0477

"

"

l:r komt bij reactie f'. vrij

0,7959 Je

(-

105,6) ₌₌

-

8,4 x 10

=

-

84,0 kcal/sec.

Tussentijdse balans over de eerste reactor

---H:lP04-ba1ans:

Ontstaan

·

_·

Omge~~

reactie d. 12,6041 kg/sec. reactie D. 20,1998 kg/sec.

verbruik 16,9112 11 reactie h. 4,f1799 ft reactie c. Ij • 21 ~~4

"

reactif" e. C.4232 tt totaal : 29. 51":.)

"

totan1 29,5.l51

"

ca(H2P04)2·H20-ba1ans Ontstaan : Omgezet

reactle a. 38,9567 kp:/sec. reactie d. Hl ,20.53 kg/sec.

reactie b. 6,0170 11 ~evormd 34.184JI

"

reactie c. 5,4160 ti totaal 50,3897 ti totaal 50,)897 ft H₂O-balans

,

Ontstaan Ome;ezet

erts 0,5865 kg/sec. reactie a. 2,7826 kg/sec.

reactie d. O.578R

"

react:! e h. 0.4298

"

reactie f'. 0,0286

"

reactie e. 0,11(;6 ft verbp'llik 2,1351 ti totaal :3,

5290

11 totaal 3,1290

"

}~SO 4 -bal.ans Ontstaan

·

_·

Omgezet

reactie e. 0, l~2~2 kg/sec. reactie d. f, ,10?1 kg/sec.

verbruik 5,B789

"

totaal «,1021 "otaa! ( .3021 _ti

I

21.

H

2SiF6-balane :

OntstAAD : Om~ezet

reactie f'. 0,1146 kg/sec. gevormd _~ 0,1146 kg/sec.

totaal 0, 1~46 tt totaal : 0,1146

"

CO2 -balans

Ontstaan

·

_·

Omf,iezet

,

reactie c. : 0,9456 kg/sec. gevormd 0,9456 kg/sec. totaal

0

,9456

"

totaal

0,9456

11

lIF-balane

Ontstaan 0 Oms:ezet_

·

reactie b. 0,9551 kg/sec. reactie 1'. t 0,0955 kg/sec. gevormd 0,8596

..

TOTAAL

C

,9551

..

TOTAAL

0,9551

"

caS0

₄

-

!H

_{2 O-balan.} :

Ontsta!!! I Om~ezet

reactie d. I 9,:3245 kg/sec. reactie e . : 0.6262 kg/sec.

eevormd 8.6983

"

TOTAAL 9,3245 n T()'f/'AL 9,J245 _~ CaHP04·2H20-balans

.

0

Ontstaan : OmG;ezet

reactie e. : 0,7428 kg/sec. gevormd 0,7428 kg/Rec.

TOTAAL 0,742~

"

TOTAAl, 0,7428 ft

Si0₂-balans:

OntstaaD Om~ezet :

erts 0,8756 kg/sec. reactie 1'.

.

0

0,"'"

kg/sec. gevormd 0,8279

"

TOTAAJ, 0 0,8756 TOTi\,'.L 0,8756

0 _ft

"

(Fe,AI)203-balans 0

.

Ontstaan 0,0000 kg/sec. Om~~zet: 0,0000 kg/sec. Er wordt als erts toegevoerd t 0,4377

"

Ca

3( p o4)2-

,

CaF2- en

Caco

3-halnns

Deze drie stof'f'en worden vo11edi~ _{omgezet in Ca(H2P04)2.B20.} Toename van de L-f'ase

.

.

Gevormd : Verbruikt t

Ca(H2P04)2·H20 34,1844 kg/sec. HJP04 : 16,Q112 kg/sec. H₂SiF₆ 0,1146 He H₂0 2,1351

"

}[2S_{04 5,8789}

"

toename 9,3738 IJ TOTAAL 3

4,2990

11 TOTAAL 34,2990

"

Toename G-f'as8 : Gevormd s Verhru1kt CO

2 0,9;:56 kg/sec. toename 1,8052 kF/.~ec •

HF

0,8596

"

TOTAAL 1,8052 ,. TOTAAL 1,R052

"

Toename S-fase : Gevormd Verbruikt

caS0₄·!H₂O : 8, ()98J kg/sec. toename 10,7067 kg/sec.

CaHPO 4 • 2H₂O O,7l₊₂₈ " SiO,> 0,8279

"

...

(Fe,Al)203 0,4377

"

TOTAAL 10,7067 It TOTAAL 10,7067 11

De totale reactiewarmte in de eerste reactor :

Exothenne reacties : reactie ;l:I. (",JI) I·

kca1/sf1c. a. =-2Jlö, Q reactie c.

"

=- 275, ] J-01, ~I " reactie d. " =- .'5R 5, :1 11 reactie :f. tl =-

.

R.'j,O

"

TOTAAL

"

=-3Û;1,2 3/tJ'l/7 kc;ü/ . . . . Endotherme reacties I reactie b. ;.è>. (óH) ₌₊ 608,9 kcal/sec. reactie e. ;À (AH) =+ 63,9

"

TOTAAL ;A (óH) =+

672,R

"

Dus de vri.jkomende reactiewarmte in de eerste reactor is:

à (~H)l

= -

3263,2 + 672,8

=

-

2590,4 kcal/sec.

{!:.

De reactiewarmte bij 100°C is reeds berekend op blz. 18 :

~(AH)100

=

-

9,1 kcal/mol.

Er wordt verbruikt (zie blz.IR)

O.~784 x 199.9590

=

135,G52 2 mOl/sec. Ca(H2P04)2.H20. ER ontstaat CaS0

₄

·

t

H 2o

lJ5,6522

mOl/sec. ,.. 19,6696 kr;/sec.

=

H JP04 27i,3044

_"

i 26,6078 11 1I 2O ()7.f)26l ,. 1,2109 ti '"

"

Er wordt verhruikt : Ca(H?po4)2 ·U20 H₂SO lt l35,6~22 mOl/sec.

,. J4,lR44

kg/sec.

115,6.

1122

"

~ 11,)019 11

Dè boeveelheid ,,,armte. die bij deze reac tie vrijkomt, bedraagt dan

135, 6522 x (-9,1)

= -

12)4,4 kcal/sec. In de tweede reactor wordt tevens inr:f>voerd 16 x 1,2874 '" 20,5984 kr/sec. 1I

2S0₄ (96().;,).

1,2H7~ : berekende correctiefactor (zie h1z .13).

16

(dln/h) t zje v .b. b1z.10. 20,5984 kg/sec. E 2S0

4

(96.:.;) bevat: O,W; x 20, r:;9Rl; = 19,77117 kr/sec. H₂S0 4• 0,04 x 20, 598~ :% O,P2r~7" H~O.

Massa~alans over bpj0e reactoren

Hierbij dient te ,.,oreien opp,-emerkt,rlat het jn (11t s t adium nog ni",t

mogelijk i s rekening te hOlHien met lIet recyclezullr; C!j t i s dAn ook voora1snof." bui ten beschoU'\,,'inR gela ten.

Voorts vestic-en ,,oe er de aandacht op,clat ('e waterba.lAns HOP.' r: ecorri-geerd zal moeten worden,:l.n vp.rband met het ver(Jrunpen van , .. ater in dp.

reactoren. HJP04-ba..lans

Gevormd in de tweede reaotor Verbruikt in de ('erste reactor

~:etto toenante

ca(H2po4)2-balans

Verbruikt in de tweede reactor Gevormd in de eerste reactor Netto toename 26,6078 16,9112 (),(,9f;« Jl •• IH44 )4,1844 (),OOOO kp;/sec. I.

"

kg/sec.

"

"

-

-

---~---~

l1₂0-balans :

V~rbruikt in

oe

eArstp, r~actor ? ,1'3S1 kr/sec.

If

20 jn J~et toegevaerde 1!2S04(96~:): 0,8::>37 kr/sec. Gevormd in de tweede reactor

Toenarnn in cie tweede reactor

Netto verbruik in beide reactoren: H₂S0

₄

-ba1ans : 1,2109 ft

2,

034

6

kg/sec.--: 2,0346 0,1005 ti 11

Als 9h%-ig zwavelzuur toegevoerd H2C;04 19,7747 k,c'/sec. Verbruik in de eerste rea.ctor : 5,H7R9 k.f!/sec.

"

"

,.

tweede 11 :13.3039 It

Verbruik in beide reactoren :19,1828 kr:/ sec .' 19,1828 n

Netto toename 0,5919

"

Cas04·~1I2()-balans

Gevormd in de eerste reactor : , .... , () 9R '3 kg/sec. Gevormd in de tweede reactor :19,()()96

"

Totaal gevormd :?R,lh79 tt

Toename L-Îase over beide reActoren

.

.

Gevormd Verbruikt

JJ')I'O}, 9, ~ ~::(';6 kçjsec. 11,.)0 0,1005 kg/sec.

"'-II₂S0₄ 0, 5919

"

toename 1.,J02(1 " H 2SiF

6

0,1146 tt TOTAAL 10,40~n

"

TOTAJ\I 10, ~O31 " Toename S-fase over bp.irle reactoren :

Gevormd Verbruikt

Caso4·

t

u

20 28, )679 kg/sec. toename 30,3763 kt~/sec. CallPO 4. _2H2O O,7l₁₂₈

" Si0 2 0,(3279 Il (Fe, \1) 2°'] 0.4377

"

TOTAAl. 10,3763 " TOTAAL I!

Toename G-fase over heide reactoren :

. Gevormd Verbruikt

CO

2 0, {)Ü 5(' kfY/ sec. toenrulle 1,13052 kr/sec.

llF C,Fl:;c,6 11

TOTAAL 1, qf15?

I

l-De totalE> vrijkoMende rea ~ t i e\"arnte :In de reactoren Eerste reactor :6. (ll.H) = 2590.4 kcal/sec.

Tweede reactor :.t.(b.H)

₌

-

12 ~4, ij

TOTAAL :t.(.tdr) _r

₌

3Ri4.R

ft

RE.>actiewarmte : ll. (.~d I )

=

-

J824,R kca1/sf!'c. r

:>. De wannte,die nodig 1s om I:et erts op te warmf'u.

~---~-~-~---1 e etellen,dat het erts bij t.et invoeren in de reactor eer; temperatuur

heeft van 20°C.

Er wordt per sec. ingevoerd 21, RR5.':3

_kt'".

erts

AT

::I 100

-

20

=

ROoe.

c (erts)

=

0,20 kcal/kF.,oC. ( F.f>1Tl. waarde)

p

Om het erts op te warmen is dan nodif." 2l,R~5R x RO x 0,20 ₌ 350,2 kcal/sec,

Lrtsopwarming + 350,2 kcal/sec

1. ~ warmte, die nOdig i s om het 1;..,50, (0// ·) op te warmen.

---ç

--~.

---001< :Iier nemen ,ve aan,dat het H

2S0

4

een lJerintemppratllur lleeft van

20°C.

Er wordt per 9E.>C. inGevoerd : 2 •• '}'1RI, ~ fT.

~T

=

100 - 20 ~ 80°C.

t ,)so,

k 4

cp (1I;?S04 (96'-:»)) _. 0,34R7 kca1/kt"'. 0(' .

Otn hE>t zwavelzuur op te ",armen is (lan nop:!r

20,5984 x 80 x O,J~n7

=

574,6 kc~l/sec. i',,,·avelzuuropFarr.dnF.' : + "'>74,(, kC/-ll/sec.

(nf-_, .. ). _.

h. }~e vrijkomende warmte btj het ont\djken vnn ·~F e~ ·~O~ .

---'---_

....... _-.:..~

Ue veronderstellen,dat dr aCgassen uit de reactorf>p - riie ~oor de

illF,E> lE.>ide Iuch t ,,'orden ui t~'ehlazpn - een tempera tuur Lebben VAn 70°C.

Door de afkoeling van CO

2 en HF v~n 100°C tot 70

o

e,komt er epn hoeveel -hE"td warmte vri j .

CO

2:

massastroom: 0,945(/ kg/secdt.r ::I )Lor.Je

=

û ,;.') kcal/ke,oC.

p

vrijkomende '.:armte : 0,9,'t56 x )0 x 0, :"5

=

7,1 kcal/sec.

HF :

massastroom: o,H59G kr;/sec. ;1::.':" '" ')nOc'1v . '," ,_

=

Cl , -

,

:;

1 (ca 11k F,oe ' •

- T'

vrijkomende WClrl1!te : O,k596 x ~3() x (l.Ti

=

~l,O kcaJ/sec. In totaal dus: 7,1 + Q,U

=

1(,1 kcnl/spc.

5.

De vrijkomende warmte t.e.v. het roeren.

-~~~--~----~----~---Het aan de roerder geleverde vermop:en ~ ... ordt door wrijving geheel in

warm te omgeze t •

Voor het roervermogen geldt de vol~ende Cormule a

4

J

5

p s 0,2 .e • • n .d

waarin, P • roervermogen 1n kcal/sec.

c

=

een Cunctie van Re en Fr : c :11 k.(Re)"'.(Fr)n.a)c ia

aChanke-lijk 'Van het type roerder,het aantal keerschotten en van de plaatsing van de roerder in de tank.

J

=

de dichtheid van de brij in kg/1Il3 •

n a het aantalomwentelineen per sec.

d :: de diameter yan de roerder.

Voor een turbineroerder met: zes vlakke bladen: d = O,~3 D (n

=

tank-diall'lE!'1ier); vier keersohotten met een breedte van 0,1 D; vloeistof'h

oor-4

te D; tu'rbinehoogte boven de bodem is d; Re groter dan 10 ,wordt de

waarde van c =

6

(lit.28)

Berekening van de Re-waarde

n ,

2 Re :: .1'. n • d

'Z

In lit.lO wordt' een waarde voor voor n gegeven: 108 omw./mtn.

Albatros werkt bij het gipsprocee mE't een n-was.rde van 40 omw./min.

We nemen voor n , 60 omw./min. S 1 omw./see.

p

:

We hebben op blz.12 berekend,dat het recyclezuur 2.5,61

1,

vaste stof' bevat, en het productzuur na de tweede reactor 31.33

%

vaste stof'. Voor de berekening nemen we een percent~ge aan van 30,0 r.ew.~ vaste stof'. De dichtheid van de vaste sto:f 8tellen we gelijk A. All die van

hemihydraat

(9~

van het totaal) ·en

is:2~60

kg/m'.

..,

5~-ig P205 :fosf'orzuur heeft een dichtheid Yan t 1~50

kg/m-Dus de dichtheid van de brij is :

}J= 0,' x 2.760 + 0,7, x lÀ50 = U340 kg/m3 • l{ ,

Voor de berekE'ning van de viscosi tpi t v~n pen br:f.j maken we eebruik van de f'ormnle (li t. 2') •

. (lli.

9,

46 9 a 0,460 - 0,00158.

~)

- Ot794 € • /ll.

'l. - 'l.L

--- - - -- - - -

-~L

=

de viscositeit van de vloeistof in cP

q

=

de viscositeit van de brij in c~

=

3,0 cP (lit. 31)

n

=

(..Ps :

Pt

):::.

27(,0: 1450:: 1,90

ç :: de volumefractie vaste stof in de brij.

Be volumefractie vaste stof in de brij,kan als volgt worden berekenrl:

€ :: O,J x 1840 _~760

₌

_{0 ,2}

Na invulling van de getalwaarden,vinden we voor de viscositeit van de

brij: ll..

=

0,5 cP

:e

5 " 10-3 Ns/m2

d

ct. is r.-~lijk aan 1/3 x IJ (n :tankdiainf'ter)

I

D :: 5 m. (zie hoofdstnk VII) --~) d :: 1,667 m. Dus

Re

=J'.!'.d2 =

l

8hO

x 1

x (1

,

667)2

=

10

6

~ 0,005 Dus:c ..,

6

.

_d

₌

_1,667

_m

I

..p

=

.1840 kg/P1J n .:: 1 • --- ~

.

'

{

~

:P

=

0,24 x lRlto x

1

-

'"

(1,667)5 x 6 x 10-' =

~

kca1/s~c

.

Ve hebben in totaal '3 rl:'~{t.. torerrr,dus de totale vrijkomende warr.lte

bedraagt : ) x

J4

.

1

::

102,3 kcal/sec.

6

·

~_!!~~~!~~~~~~!~

~

_~~~!~_~~_~~_~'~~4:~~~~~~~~~!~!

-

~~~

_

~~

L

2~_~E

~~

~

~_r~~

!

~_!~_~!~~r~~

·

In de eerste reactor wordt

16

,

9112

kg/sec. lI

JP0

4

verbruikt. We hebben

de reactiewarmte in de eerste reactor berekend u5t{;aande van een

II,P0

4-concentratie van 68,8 gew.({. De ,,,e-rkelijke concentratie i s

ech-ter 66,94

gew

.

%

(è ~8, 5 eew.<;~ P20'j.zie blz.1,)

in

het recyclezuur,

zo-dat er verdunnjngswarmte moet worden toegevoegd om de concentratie op

68,8 gew.~ te brengen. Berekening1 H,P04 (66,94) ._ •••• ~ IJ,P0₄ (68,80) - 0 c 0,526 0,520 kcal/kg, C (lit.23) p 1 kg. HJP04 (66,94) bevat: 669.4 gr. JI 3P04 en :330,6 ç:r. H20.

nu

8 de mol verhouding m

·

=

,3318 0 ,6 x

ht9

Q8

,

4 ::

2 , 9 6

Uit 1it. 24 volgt dan :t:.H:: - 306,95 kcal/mol.

HJP01/ (6P,PO) :ó H::% - 306,8 kcal/mol .

Verdunningswarmte bij 25°C :a (àIi)

=

306,95 - '06,8 =+ 0,15 kc~l/mol.

---Lr \<lordt verbruikt : 16,91.12 98 = 172, 57J5 x 10.3 kJnol/eec.

Bij 25°C is nodig : 172,~735 x 0,15

=

25,9 kcal/sec.

temperatuuroorrectie 1 kg H

3

P0

4

(66.94)

=

y gr.

Er moet dan gelden:

669.4

Dus : 1000 - y H,P04 (66,9 4 ) gr. s 1000 ••••• ~ "3P04 (68,80) + _H20 973,0 27,0 :: 27,0 c P 0,531 0,520 wordt dan 1,000 kcal/kg,oe. De tempe ra t uurcorre c t i. e () AT :: 100 -

25

=

75

c

.

,

)

-)

·

-3

-

/

0 ÄC =(973,0 x 0,520 + 27, f' X 1,000 - 1000 x 0,531 xl0 ,::2,O~10 keal kg, C P hoev.elheid H 3P04 : 16,9112 : O.66~4

=

25,26 kg/sec . temperatuurcorrectie

~

25,26 x 75 x 2,0 x 10-3

=

+ J,8

kca1/~ec

.

In

totaal nodig:

25

.

9

+

3,8 ::

~ kcal/sec.

7.

~_!!~~!~§!~~r~!~~~~~!~-~~-~~-~3~~4:~~~~~~!~~!~!-!~-~~~~?_~~

69,01 gew.% te brengen.

---Voor de reactiewarmte in de tweede reactor geldt hetzel~de ,als voor die in de eerste reactor': ook hier moet gecorriee~rd worden voor de

H

1P0

4

-concentratie. De werkelijke concentratie in de tweede reactor is

69.01 gew.~r.; H 3P04 (a 50 gew."4 P205)' Bèrekeniag : HJP?4 (68,80) ... )& H 3P0 4 (69,01) 1 kg. HJP04 (69,01) bevat: 690,1 gr. }1'.l04 en 309,9 gr. _TI20. mo1verhouding m s

3~A'~

x

6~g,1

=

2

,44

Uit 1it.24 volgt dan :ÁH :: - 306,75 kcal/mol.

H

3P04 .< 68,80) : óH :: - J06, 80 "

Verdunn:1ngs,,,annte bij 2jOC :A(AH) =-306,75 + 306,80 = 0,05 kcal/mol. Er wo.rdt in de "tweede reactor g'evormd : 271,)044 mOl/sec H,P04 (b1z.2J)

o .

Bij 25 C

is nodi~ I

271,3044

x 0,0)

=

13,6

kcal/sec.

temperataurcorrectie : 1 kg. H3PQ4 (68,80)

~

H

I~

T

.

H 20 en (103_y ) gr. H₃P04 (69,01). 1 . : 688,0 Er ge dt dan : 1000 _

y

=

0,6901 of :

y

=

1000 - 6R0,,86901 tO

=

J,o

gr. Dus

H3"P°4 (6,~,dO) S=M.IS.~ lIJ }J04 (69,01) + H20

gr. : 1000 997,0 3,0

c 0,520 0,519 1,000 kcal/kg,

oe

De temperatuurcorrectie ,·.'ordt dan

àT

=

100 - 25

=

7SoC.

- - -

-6.c

p=(997,O x {1,519 + J,O x 1,000 - 1000 x O,520)xlO-J=O,4xlO-Jkcal/kr:,oe

hoeveelheid JIJP04 (68,80) : 26,6078 : 0,6880

=

38,67 kt;/sec. (blz.2J)

temperatuurcorrectie : J8,67 x 75 x 0,4 x 10-J

=

1,2 kcal/sec.

Totaal is dus nodig: 13,6 + 1,2

=

~ kcal/sec.

8.

~~-~!~~~!~~~!~~!!~~!~-~~~!~_!~-~~-~!-~J~~4:~~~~!~!~!!! _!~~_~~L~~

~E_~2L~!_~!~!.·:i_!!~~!~!~

•

Het H

3P04,dat aanwezig is in het recyc1ezuur,waarbi,i in mindering is

gebracht het H

JP04 dat in de eerste reactor is verbruikt, moet van

66,94 gew.~ op 69,01 gew.~~ gebracht worden. iiiervoor is een bepaalde hoeveelheid warmte nodig.

Berekening :

Hoeveelheid HJPO 1, in het recyclezuur :

correctie:factor:l,287h ;v.b. bIz.lO recyclezuur

Dus rnassastroom reeyclezuur :1,2874 x 274

lioeveellleid vaste sto:f in recycl p~uur (2"'" (,1 , .. ',)

o,2~61 x 352,7476

HO'eveelheid J!JP04(66,94 ge,'i.' .. ~) in recyclezuur Hoeveelheid HJP04 (100',';) in recyclezuur I

0,66q4 x 256,4442

Verbruik in de eerste reactor Resteert: H 3P04 (66,91+) _ •••• ~ Ji.l)04 (69,01) ; :

=

=

=

=

274 din/li. J~2, 71_{:76 kg/sec.} 96,1031₁

"

256

,44h2

ft 171,6637

"

16,9112

"

15

lJ,7525

"

HJP04 (69,oi):~H =: - 306,75 kca1iOlol ~ H3P04

(66,94):

~

H::

- 306,95"

~

À (.t:..1I) :: + 0,20 kcal/mol.

Aan tal Dlolen/ sec H

1P04 : (154,7525 : 98) x 103

o

-:: 1578,9031 mOl/sec.

Bij 25 C is dan nodig: 0,20 x 1578.9031 ;: 315,8 kcal/.sec.

temperatuurcorrectie : 1 ke HJP04 (66,94) beVAt : y gr Il.,O " 66~,4 Er geldt dan : 1000 _ Dus gr. c p HJP04 (66,9 4 ) 1000 0,526

=

0,6901 of y ._-.-~ H 3P04 970,0 0. 519 ne temperatuurcorrectie o Ll T

=

100 - 2 5

=

7:')

c

.

,~ordt dan : en (1000 - y) ({rt !IJP04 (69,01) •• y

=

1000 669.4 JO 0 cr - '0

,

6<}01 _,

=

.

,

h · (69,01) + H 20 JO,O 1,000 kcal/kg, oe. ( (,) -1 '- - , /

°

LlC

hoeveelheid H

3P04 (66,94) : (151~,752~ 0,6694):11 231,19'58 kg/sec.

temperatuurcorrectie : 231,1958 x 75 x 7,4 x 10-3 = 128,3 kcal/sec. Dus in totaal is nodig: 315,8 + 128,3

=

444,1 kcal/sec.

9.

~_!!~~~~~~!~~~!!!_~!~-~~~!~-!~-~~-~~-~2~~4:~~~~!~!!!!!~_!~~

~!~!_~~_!~~-~_!!_~~!~~!~.

Veor de berekening van de reactiewarmte in de eerste reactor is

uitge-gaan van lOO%-ig H

2S04• De re.ele concentratie is echter,zoa1s straks

zal worden berekend, 2,.'31 'gew.d., H

2S0

4

•

Er zal dus wederom

verdunnings-wa~te moeten worden toegevoerd.

B~rekening :

J~t gew,~ H

2S04 in het recyclezuur:

Hoeveelheid su1:faat in het recyc1pzuur (zie v.b. h1z.10) :

0,02 x 352,7476 I : 7,0550 kg/sec. ~ 7 ,W;SO x (98:96)=7,20?O kg/sec H 2S04 H 2S04 gew.~ : (7,2020 : 2,'56,4442) x lOOaf) = 2,81 • H 2S0

4

(2,81) •••• ~ JJ2S0

4

(100) 1 kg. H 2S04 (2,81) bevat: 28,1 p;r. H2S0

4

en 971,9 f':r. H20. molverhouding m

=

~

x

2§~1

=

18R, )

Uit 1it. 24 volRt dan :~H

=

-

211,582 kcal/mol.

I

: Á1..1 A(t.lI) lC+ 1 .... 1.682 kcal/mol H_{2 S0 4 (100)} ~.

=

-

193.9 " temperatuurcorrectie : 1I 2S0

4

(2,81)-=-... fit gr. 3487,4 c p o AT a 100 - 25 z:: 75

c

.

H₂S0₄ (100) + 11₂

°

98

(al

mol) 188,3 x 18

=

33RQ,4

32,9 ca1/mo1,oC 1,000 cal/gr.oC. 6C • 1 X 32,9 +

33

R

9

,

4

x 1,000 - 3487,4 x 0,9739

=

25,9 c~1/mo1,oC. p

~

c

=

25.9

X 10-3 kcal/mol, oe. p

verbruik in de eerste reactor: 5,8789 kg/sec. H₂S0

₄

~ 59,9R80 mOl/sec. Dus er is nodir, I 59,9R80 x ( 17,f>R2 + 25,9 x 75 x 10-3 )

=

=

59,9880 x

19.614

=

1175,6

kcal/sec.

10. ~!_!!~~~~~~~~~~~!!~~!!-~~~~~-~~-~~-~~-~?~~4:~~~~!~!~~!~~_!~~

2,97 op 100 1, te hrengen.

---

-

---

--

---

-

---Voor de bcrek~!1in{' var I~p reactie~"a.rMte in (lp h;eede reactor is l1i tr:e -r,'él.an van lOO~,-ie ]{2S0 4 ' De werkf" 1 i jke cnncpn t ra tie i n he t product7tlllr na de tweede reactor is,zoals z~1 h 1 ii':en,2,<)7 p-ew.'"--. 001< hier zal er

verdunningswa.rrote moeten Hortle.\ t"~i·('vrlerd.