De bereiding van superfosforzuur (75% P2O5)

: '~."~J " 0 . ... F.van Koten H.Tollensstraat 292

B.d

nOuden De lft , september

19

65.

I - '_ ... ....'- r ••••• ' : ..0, ~"I ..;..?

\~ I N HOU D Hoofdstuk I. Hoofdstuk Ir. Samenstelling. Eigenschappen. Toepassing n. Hoofdstuk lIL Productie. Fabriek plaatsing. Hoofdstuk IV.

Beschrijving "natte proces".

Hoofdstuk V. Het Prayon-filter. De hete-gas indamper Hoofdstuk VI. De massa balans. Hoofdstuk VII.

Berekening indamp-kamer.

-

'

..._ - - -

- - -- - -

-.' Bldz. 1 1 2

5

7

8 14

·---~--- -

~-Hoofd tuk: 1.

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

1

Het prae s ~8.ffz . ui t fosf trots wordt gemaakt , beru t in beginsel op de volgende puntenl

1) d ont luiting an het fosfaat met 96

fa

~S04 (waaruit verdund

f.f.z. wordt erkregen met 32

%

P20S) , waarbij een lurry ont-staat van en oplossing van 32 ~ P

20

S

n n ast fase van fa -faat, gips en verontreinigingen.

2) h t affilt r n van Cas0₄ • 2 820 mt n Prayon-filter.

u,,

,

I

3) dindamping van een oplossing m~t 32

%

P₂₀

5 tot een oplossing . vo

t

52

%

_P205 met een vacuum indamp r.

t!\,.,

4) D in ing van d apIa sing met 52

%

P₂₀

₅

tot

15

%

_P20

_{S '}

door h te v rbrandingsgass n door de aplo ing te va ren.

F.f.z. m.t

15

%

_P20

₅

wordt super f.f.z. genoemd, omdat het ov

er-\'

!# n e enkomt mteen 103,6 pr ocent i ge H

3P04 oplos ing.

·

U

f

v

v& bb.

,

Hoof'd tuk: 2. Het up r f.f.z. met

15

%

_P20

₅

a) 49 ~ ortho f.f.z.; formule bestaat uits

°

11 HO-P-OH I (lit.(2» I <.-I r b)

42

~ pyro f.f.z.; OH formule 0

°

u u HO-P-O-P-OH I I OH OH ". l ' ) r:;. 1

%

tetrapoly f.f.z.; formule e)

d)

8 ~ tripoly f.f.z.; formule 0 0 0 n ft u HO-P-O-P-O-P-OH I I I OH OH OH

o

0 0 0 U i l . D HO-P-O-P-O-P-O-P-OH I I I I OH OH OH OH

H

_ë>

"

_cliJ_.3

2

n n dit m ngsel van to forzuur zijns

_

...

_-

....

-.-2500 Cp bij 6QoC. Li t . (3)

vi co iteit van de ho

Bij de ber iding Van _{kunstmest ontstaan geen va te deeltj s,}

al het uper f. f.z. wordt geneutralise_erd. 1)

2) _{h t is ve 1 min~r oorroBi f dan h t verdunde f.f.}

z. met

32

~ P20

5·

Lit.

~

~

~

{vtHl;\\"~~l.ylj.~~J. ~. ~~

.

~

vJJ

3) de sterke neiging tot hydrolis _{ren en onderkoelen..-'} 4)

rf

•

M t verdund f.f.z. (52 ~ _{P205) dat uit ortho f.f.z. be taat} ont t_{aan deze vaste deeltjes wel.}

Toepassingen: zie lito 1,

_{5, 6, 7.}

Super f.f.z. wordt vri jwel uit luitend ge bruik t voor de ba-r iding van kunstmest. De pba-roductie _{hiervan neemt toe, ZO~d~}

~l vraag naar f.f.z. ook toeneemt. _{Het super f.f.z. verdringt het v}

er-dunde ffz 10• hoofdzakeli_{jk omdat de traneportkosten en}

opslag-o

ruimte p r eenheid P_{205 lager zijn dan voor verdund f. f . z . 2 • o}

m-dat de hieruit verkregen kunstmest geen va t deeltj 8 bevat.

Uit uper f.f.z. kan _{door hydrolyse zonodig v rdund f.f.z.}

worden verkr gen. Verdere toepassing:

Huishoud lijke prod. bijv. bakpoeder, grond tof voor

katalysa-toren, grondstof voor chemicaliën.

De _{T ahn! che breiding van uper f. f. z. gaat st}

_ed s via verdund f.f.z. (52

%

P_{205) , dat dan geconcentre rd wordt.}

Verdund f.f.z. _{wordt bereid (zie lito 8):} a) _{met h t natt -proces (zie lito}

_9,

_{10, 11)} b) _{met het droge-proces (zie lito}

_{3, 5,}

_12).

a) Het natte proce _{maakt gebruik van}

₉₆

_%~S04

_{voor de ont} lui-ting van het gedolv n fosfaat. Het proo s wordt aan d hand van

n flow- h et b schr v n in hoofdstuk IV, blz. ~

\

(

\~.:.:,_,.I.f I'.

,

b) In he t dr oge proo w_{ordt langs electrische weg ui er fosfor}

ber id uit gedolven _{fo faat. Dit fosfor wordt geoxyd erd tot}

P20

5 '

dat in een b r kend _{hoeveelheid water wordt opgelo t:}

3

Ca

_3(P04)2

(ap at i et)

ca F

2 +

9

5i02 +

15

C~ CaF2 +

9

CaSia, +

+

6

P +

15

co

•

1...

He t geproduceerde s.f.f.z. is zuiverder dan dat van h t 'Hnat te"

pr oc e s . De dr oge method vraagt _{veel el ctrische energie. In d}

dit 1 t t

_QIJt

't

,I IM.toC....

J-U.S.A . ordt proc s vee oegepa s . .f\.\ .\1' V· ,f .

I _'" > ~. ".vJ~; '~ ~

0J.

4» ,

Hoofd s t uk III.

\

Wv

_.

_~

De produotie is 100 ton P₂₀

5

of 131 ton

s.

f.f.~~

-

Bi rvoor is

nodig een voedi ng va n 300 ton fos faat per dag.

Uit vergroting~proeven_{(zie lito 13) van pilot plants}

n uit

d praktijk _{is gebleken, dat di t een economisch v rantwoord bedrijf}

i .

D plaatsing _{van de fabriek is o.a. afhankeli jk van:}

a) aanvoer Van fosfaat uit Noord- Afr i ka ;

b) aanw zigheid, ev ntuee l aanvoe r van 96

%

B2S04 ;

c) de mog lijk e cha d door fluor, dat alt~d in laag

peroen-tage in het afgaa zit.

Daar het fosfaat per schip wordt aangevoerd, komen ~ll_, en ha

ven-gebi d n in aanm rking, b. v . het Botl k-gebi d, Amst rdani., IJmuid n,

n Delfzi jl.

Me t h t oog op de be chikbare arb idskrachten van het nog

wei-nig g Industrialise_{erde Noorden , de geplande nieu}

havensev n t n

\

N_{oord n van Delfzijl, de lage bevolkingsdichtheid i~}

verband t h t

afgaa en doverheer ende we s t e

1w

i nden , lijkt Delfzijl of omgeving

d aangegeven plaats.

Hoof ds t uk IV.

Beschrijving _{van de bereiding van uper f.f. z. met het "nat}

t I!

proces (zie lito

9

,

11 etc.).

De beschrijving gebeurt aan de hand van het flow _{sh et op t k}

- - - -- - - -- - - -

-4

t aangevoerde fosfaat wordt t kaakbrek rs en kogelmolens ge 1 n tot deeltj van 20 - 100 m h,

I te langzaam gero rde voo enger wordt dit ge len fosf t gem ngd met geconoentreerd ~S04 neen lurry rm on-ont loten fo faat wordt gereoircule rd. In to 1 wordt d ont tan

alurry door

3

voo re en 2 acto n gevoerd, die 11 l~gmLam

word n gero rd. In de voormengers n de eerst reaotor wordt h t b -na igde 96

%

~SO toegevo gd in hoeveelheden die zich r sp ,

verhou-({ al 1 I 2 I 3 I

4.

Zo ontstaat e n oort teg troom (zie lito

14, 15, 16).

D 2 r ctor i eigenlijk een na-reactor, waarin d oontact-tijd an fosfaat en z velzuur wordt v rl engd .

In d voorm ngers n reacto r n word t d te eratuur met b hulp luchtko ling op ong v r

65°C

gehouden. Bij dez t r a t u u r vormt zich het caS0

_{4 •}

2 ~O in gemakk lij te fil t n o

Van de 2e reactor komt·de slurry in een bezinktank. Bi rin wordt d lurry gescheiden in een slurry die als t fa hoof

d-lijk het C 504 • 2 E10 he ft n een slurry di al. het onont lo-t n fo faalo-t be alo-t. D ze laalo-t lo-te lurry wordt teTU8 gevoerd naar d

erste mengar. De eerste slurry wor dt naar een ~on filt r vo rd. Van dit filter volgt verder in dit hoofdstuk n uitvoerige b

schrij-ving.

t dit filt r wordt alle CaS0

4 • 2 ~O afgefiltreerd en e n oplos ing met 32 ge

.

%

P205 wordt verkregen. Deze oplos ing be at nog 11e ijzer-, a1uminium- en silicaat-fluor-verontreinigingen di oorspronk lijk in de grondstof aanw zig waren. De ze verontreinigingen

word ~ mind r oplosbaar naarmate de f.f.z.-oplossing geconcentreerd r wo t tot 70

%

P205. Daarboven loopt de oplo baarheid weer op door vorming an tripolyfo faten. Bij een direct indamping zoud n deze

erontreinigingen neertlaan in dindamp r. Om dit te voorkomen wordt h t f.f.z. et 32 ~ _{P205 met f.f.z. m t 52}

%

P205 g engd in

n nger tot f.f.z. et ongeve r 40

%

_{P205 ,waardoor de} verontrei-nigingen voor een zeer groot g deelte neerslaan.

ze

word n in een filter van d 40 ~ P₂₀

5

oplossing gesch iden. He t neerslag

De

tast

uit FeAl(P0_{4)2 en Al2}(5i0₃) 3

De oplos ing met 40

%

P₂₀₅ wordt in een vacuumverdamper

bti

en

druk van ongsve r 450 mm kwik ingedampt tot het engehaltvan

52

~

P20

₅

he ft. Uit d oplossing ontwijken waterdamp en ~5iF6 of 2 HF n 5iF

4 .Het ilicof1uoride wordt uit het afgas wa n t wat r in en crubber.

- - -- - - -- - -- - - _.~ - - _{- ---~ - -~---}

-5

Van dit verdunde f.f.z. met 52 ~ P205 wordt 52

%

teruggevoerd naar de menger om de verontreinigingen uit het 32

%

P₂₀

_S

er t

laan.

Het verdunde f.f.z. wordt in een verdamper met behulp van het verbrandingsgassen ingedampt tot f. f . z. met

15

%

P20S' Ook uit het afgas van d ze indamper wordt het HF gewaee n met t r. Een nader beschrijving van deze indamper volgt verder in dit hoofdstuk. Hoo\<lsL....k

-sz

Bet Prayon filter. (zie lito

11

en 18).

Het Prayonfilter is een filter, bestaande uit

24

afzonderlijke filterbakken, die in en horizontale cirkel ronddraaien. D e1rk 1

bestaat uit

5

sectoren. In d eerste sector yord n d bakk n gevuld met de slurry. Met een vacuumsysteem wordt het filtraat met 32

%

P

205 door de hol l e as onder de bak afgevoerd. In de 2 , 3e en 4

ctor wordt het CaS0

4 . 2 H20 gewassen.

Daarbij wordt het filtraat van de

4

e sector gebruikt al

ter voor de

3

sector. Even zo word t het filtraat van de

3

sector gebruikt al waswater voor de 2e sector. H t filtraat van de 4 n 3 B etor bevat resp. 10 en 20 ~ P₂₀₅ • Het filtraat van d 2 c-tor bevat 32

%

P205 • In d 5e sector wordt het nrslag van CaS0

_{4 .}

2 ~O , door draaiing van de bak op de holle as, in een hopper ge-stort en een bak met water sehoongespo ld. In dez kantelsecti r-valt h t vacuum in de holle as.

Tot nu toe worden slechts

5

standaard Prayonfilters gemaakt n wel met 6, 12, 20, 40 en 60 m2 filteroppervlak. Zij kunn n r sp.

15,

150, 255, 540 en 840 ton gip per dag v rwerk n (zie lito 19). Bij het gekozen proces moet ongev er 500 ton gips per dag worden

r-w rkt. Het filter met 40 m2, dat 540 ton gips per dag kan verwerk n

..-~ lOf I L ... / /5 j.OS_...

,

I \ j5c f

\I

cc

w rd voor h t proces gekozen.

Uit de figuur van een

filter-bak blijkt, dat één bak een filtr rend oppervlak heeft van

t

(1,15 + 1,05) • 1,50

=

2

1,65 m •

De

24

bakken hebb namen 24

~

1,65 m2

=

39,6 m2 filteropp rvl De koekhoogte wordt in de praktijk op 6 cm gehoud n , om een go -d assing mogelijk te maken.

- - - -- - - -- - - -- - - -- - -

-6

De hoeveelhe i d af te filtrer n gi p s is 491 ton per dag, dit wordt in hoofd tuk VI , Mas abalans , berekend.

M

et

n s.g. van

1,

5

is di t

227,3

liter gips p r minuut. t een koekhoogte van

6

cm droog gips bevat ied re bak

0,06

~

1,65

~

0,099

m

3

2

99

liter gips. Iedere bak moe t dan

2

ff , 3

minut n ond r

de slurry-aanvoer zij n. In de ze tijd wordt de bak

1,27 m

v rplaat t.

99

.60

In 227,3

=

26, 1 sec 1,27 m komt nee r op een omtreksn lh id van 2,92 mper mi nuut of 49 cmper aec.

Om bi j de toevoer van alurry en aawater te voorkom n, d t 1 k-kage tUBS n de bakken ontstaat, worden d bakk n voorzi n van e n

ordt weer eerst waarna (1) weer stand kan wor d n

Bij het terugdraaien

bak (2) soheef ge zet , in de oorspronkeli jke ge ze t .

uits tekende rand, zodat een ov rlap-ping optreedt. De ze randen geven bij h t kantelen van de bakken

moeilijk-hed n. Het i onmogelijk een bak (1)

1800 te draaien, omdat dan bak (2) opgelost door bak (2) eer tover e n hoek

o

van ongeveer 45 t kantelen en dan (1) er langs te draaien.

)

draairicht i ng

raakt. Dit wordt

wordt

\ _~'" _{, '}

.

Voor de gipafiltratie zi jn i. h •• 2 filt ra in bruik, n.l. het Prayon- f ilt r en het Dorr-fi l t er . Beid filters hebben horizon-t I filterbakk en, die alle op een bepaalde plaa;s word n gekanteld n die in omgekeerde positie worden gewa s s n. Er zijn cht r d vol-gende verschill n, di r d n zi j n geweest van de k uze van h t

Prayon-filter. (zie lito 8):

a) het Prayon-filte r draa i t in een cirkel rond, terwijl het D orr-filter reohtuit loopt;

b) bi j het Prayon- filte r is oontinu filterwassing mogelijk, bij

he t Dor r - fi lt er niet;

c) iedere bak van het Prayon-fil t er gedraagt zich al een enh id die zijn eigen cyclus doorloop t ; bij het Dorr-filter ia dit ni t h t geval ;

d) bi j het Prayon-filt er kan de koek voll edig worden verwijd rd, wat bij het Dorr- fi lt r ni et kan ;

•

I

7

c) hetPRayon-filter gebruikt het besohikbare filter70ppervlak 2 X

zo ffectief als het Dorr-filter;

f) het Dorr-filt r n emt mind r ruimt in be lag, is eenvoudiger en goedkop r te fabrioeren dan het Prayon-filter.

In'bet algeme n ia het Dorr-filter te pref r ren tot e n op-p rvlak van ongeve r 20 m2 • Daarbov n is het Prayon-tilter (beter

te gebruik n) effectiever.

De hete-gas indamp r.

!

~

~~/t

6f1j,)

IY

l

-Voor d indamping van het f. f .z . m t 52

%

P

2 05 tot sup r f.f.z.

kan geen gebr uik wor d n gemaakt van de gebruikelijke indamp ers , 0 dat de viscositeit van de oplossing zeer st rk oploopt, waardoor d warmte-overdracht door aankoek n ni t r gel tig wordt. Ook zoud

.---~----..

de ko ten voor verwarmingsspiral n bijzonder hoog ord n, omdat su-perto forzuur oorrosief is.

De indamp r ba taatuit een laag grafi t- ten n, e n laag vuur-vaste i olatiesteen en een buitenmant 1 van vuurvast b ton, zogenaamd

PLI~IOO-b ton (lit. (18)) .

Het rdund f.f.z . met 52

%

P205 wordt oontinu onderin de kam r voerde Aan d tegenoverliggende wand van d kam r wordt continu super f.f.z. afgevoerd. Met de hoogte van d a afvoer bov n de bod van de kamer, ligt ook h t niveau van d uper f.f.z. in de kam r va t en daarm e d g dd lde verblijftijd.

De h t verbrandill88gB.s n worden g 1 id door 10 kanalen van grafi t-st

en

~.'e,Jvan

boven af tot onder het vl'oeistofopp rvlak zijn

~bracht. De gasinlaten eindigen me t een n~le. Di t , om te voor-komen dat lJeistof binnen in de pijp kan spatten door wervelingen van het gas en daar aan! iding geeft tot dichtkoek n.

D hete gassen borrelen door d vlo iatof en zor n voor d

op-warming, d rdamping en de oorrelatie van d vloeistof. De

gaska-~- ~

na! n zijn aan d. h t gas-kant b kl ad m t t n ro stvrij taal om t voorkom n, dat d grafiet teen gaat rageren m t d vrij

zuur-tof, i zich in h t gas bevindt.

Al brandstof wordt aardga gebruikt, het wordt m t luoht r-brandt in een verbrandingskamer. De temp ratuur van dit v rbandings-gas is veel te hoog voor direct gebruik. K t secundaire lucht wordt de temp ratuur van h t gas, dat de indamplmmer in8aat, geregeld op

±

93000 .

-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --- - - ~- -~

8

D _{t mperatuur van het s , f.f ,z , in de kamer is} o

280 C, wat vlak onder het kookpunt van s. f . f . z . ligt.

Het ga , dat nog kleine drupp ltjes s.f.f.z. m evoert, wordt door een af cheider met keerschotten gevoerd. Het zo afgescheiden

.f.f.z. wordt bij de hoofd troom gevoegd. Deze druppel-afscheid r

h _{ft ook wanden bekleed met koolstofsteen, evenals het gaskanaal}

tus en indampkamer en druppelafacheider. Uit de reat van h t afgaa

wordt met een scrubber HF uitgewass n.

R t afgevo rd sup r f.f.z. w_{ord t opgevangen in een tank, die}

ook weer

met

_{koolstofsteen bekleed iB. D afvo rpijp wordt met wat r}

van de r in zure op-De Va t \ ._ -,\ .... \ \ \ ---I - - - -"'----_\ -.

I

l

~-_/

n houd n d nozzl s schoon. Een

tootblokje voorkomt dat de krabber uit d nozzl _{gaat. Zie lito (20).}

h 1d be~l~n _{de krabbers op en ne r}

van

_{de gasinlaten dichtkoek n kunnen}

p cial nozzl krabb re worden

ge-plaatst. Door Variatie in d

gaeBnel-geko ld. Hl _{ma wordt de vloeistof gekoeld met en seri ko ls}

p1ral n

o 0

van ro _{stvrij staal. Gekoeld wordt van 280 C tot 50 C,}

aarna h t

.f.f.z. wordt opgeslagen in en opslagtank, b kleed met

koolstof-t n. De leidingen zijn van roestvrij staal (zi e litt.

(16)).

Fo faat van sommige afgravingen _{geeft in de kamer een}

hoeveel-h _{1d onoplosbare stof. Andere fosfaat-afgravingen}

fo faat, dat dit in het geheel niet doet.

D _{ho veelh id onoplosbare etof is ,s t er k afha}

v rblijftijd in de

kam

~r

vfDe

va t etof ie onoploe

10 _{singen. In basische, b.v. NH}

4

0H, lost h t direct

tof kan tot 1 ~ _{van h t P205 bevatten.}

Om te voorkomen dat de nozzl s

Hoofd tuk VI.

De mass balans.

i.

D voeding ia

300

_{ton fosfaat per dag, dat}

_33,6

_{g w.}

_%

_{P20S b _}

t, _{t ov reenkomt met 45}

_%

_P0

4

3

'

In totaal b staat de voeding uit:

-.,...

9

g

. %

ton p.dag kg p. eo , 45 P04

3-

135 _{1,563 :: 1,168 kg P20}

Sh

2+ sec 38 Ca 114 1,319 10 Si0 3 2 - _{,0 0,341}

,

H₂₀ 9 0,104 2 F 6 0,0695 2 Fe + Al 6 0,0695 ,00 3,412

Voor d ontsluiting van h t fos f t ia per ton fo faat oçd.~

0,925 ton 96 ~ ~S04 . Lit .

(3

) ;

~

F

·

31?

Voor 300 ton i nodig 296 ton 96

'/0

H_2S04 per dag of 3,426

p r 8 c. Dit zwav lzuur wordt in d verhouding 1 l 2 l

3

l 4 to

vo gd in resp. d 1e, 28 en:3 voormenger en de 1e reactor. D

velzuurvo ding word t dan voor d 1e menger:

24~'6t2~6ö kgf

ec - 0,'426 kg/sec. voor de 2 menger 2 /0,3426 ... 0,7852 kg/sec. voor de:3 menger 3 X 0,3426 = 1,0278 kg/sec.

,

voor d 18 _{reactor 4 x 0,3426 ... 1,3104 kg/aec.}

Van d b zinkbak naar h t Prayon-filter troo t 8 n ma sa ~

',472 ( oeding) + 3,426 (zwav lzuur) - 6,898

kgf

ec.

D r cycle uit de bezinkbak i gelijk aan 20 ~ van dez a-troom is dan 1/

₅

X 6,898 ... 1,378

kgf

ec.

Uit de 2 r actor troom dan 6,898 + 1,378 c 8,276

kgf

_ec. M t h t Prayon-filter wordt alle CaS0

4 .2 Hz0 afg filtr erd. Alle oaloium, 114 ton p r dag of 1,319 kg per ee, wordt 0 z t in

sulf t m t d overmaat zwavelzuur. Ri rvoor is dan nodig aan 8° 4

2-.

~

x 114 ... 274 ton p r dag of 3,171

kB'

per o, In totaal 4,490 kg

CaS0

4 p r B o. Dit b vat aan water

l,6

6

X 4,490 ... 1,189 kg P r c. D lit ratuur ge ft dat h t filtraat 32 gew.

%

_P20

_S

beTat. Uit d total aamenst lling van het filtraat volgt d ho ve lheid wat r hi rin. De h08Teelh id wa wat r wordt brekend u i t l

--...-'--- - - - -- - - -- - - -- - - -- - ----,

10

a) Na het filt r bestaat het filtraat nog p r sec uit: P0 4 3- _1,563 kg:: 1,168 kg P205 SiC 3 2-0,341 kg Fe + Al 0,0695 kg

F'

0,0695 kg zw v lzuur 0,255 kg Totaal 2,303 kg + wat r. W ~\..t",.A ~~ clM~.t

t~·

A

,

~

'-bo

~~d: O, l o q o IhS~ :0, /';,7 W~W ~~

ifj

)

\) 3 L.f~ 111

&a,

\)7..oS

OIOS~ 0,10

Y

o

I\~7 wat r in filtraat. water in CaS0 4 • 2 H20

water in porron van het neerslag. door drooglucht afgevoerd water. in fo faatvo ding. in 96

%

~S04 a) b) c) d) ) - f)

De hoeveelh id Z1f8,V lzuur volgt uit d to gevo gd hoeveelh id 3,421 kg/sec en de verbruikte ho va lh id S04" 3,172 kgf ec ,

Nu is 1,168 kg _P20

5

32 gew. ~ van de totale stroom.

De total massa is dan

13~0

X 1,168 kgf seo = 3,649 kg p r c , D hoeveelh id water is dan 3,649 - 2,303 - 1,346 kg per c.

b) E n voorgaand berekening ge ft, d.at 1,189 kg ~O per ec m t het gips n ersloeg.

c) In hoofdstuk V bleek bij de beschrijving van h t Prayon-filt r, dat de bakken 221,3 liter CaS04. 2 ~O P r minuut af 0 rel n.

Dit komt overeen met 3,188 liter per sec. Dit gip he ft en poro-siteit van 0,45. Gesteld wordt nu, dat alle pori-n in h t gips in de 5 sector van het Prayon-filt r zijn g vuld t wat r. H t volu-me water is dan 0,45 X 3,188

=

1,705 llt r of kg per ec.

d) Ge t ld wordt, dat door de droogluoht 0 ve r 5 ton

E20

p r ~,l

dag of 0,05.8 kg per ec wordt v rdampt. (~p'lt-v-vlX~~ L.-...J.. flrO.-... _ _

e) De fosfaatvoeding bevat 9 ton ~O per dag, wat over enkomt et

- - - -- - - -- - - -- - - -

-11

f) I( t de ho lheid wat r in het zw lzuur ho ft n r k ning

t word n g houd n, daar dit wor t ge telde Het i

~)(

2

96

s

d bij d po t " 1zuur"

11,84

ton p r dag of

0,

131

kg p r

Ri ruit olgt, dat nog

0,255 - 0,137 ... 0,118

kg

504"

P

r

C. in d hoofd troom zit.

I •

De nodigde h09vee lh id wa wat r i : a + b + 0 + d - e a

1,346

+

1,189

+

1,705

+

0,05

8

- 0,104

a

4

,194

kg p r s c.

In d , op het filt r volgend, m r komt n hoofdstroom van

3,649

kg

32

%

P20S

P r sec en een recyol - treom met

52

%

P20S

.

t

d cycle-stroom wordt het P_{2 0}

5 gehalte van de hoofd troom gebracht

'Y&ll

32

op

40.

x kg/om t

52

%

P

₂₀

₅

bevat

0

, 52 x

.kgP

₂₀

p r c.

3,649

11 met

32

%

11

"

1,

1677

kg 11 11 11 hoofd troom bevat

(3,649

+ x) X

0,40

kg

P

₂₀

5

per c ,

0

,52

x +

1,1677 •

(~,649 + x) ~

0,40

0

,12

x a

1,4596 - 1,1677

=

0,2929

x •

2,433

De oyol - troom is

2,433

kg per s c.

Voor de b kening van het filter en de vacuum verdamper kan

de r oycle- troom buiten beschouwing word n gelat n, als wordt g

-rek nd m t de stroom van

3,649

kg 32 '10 P205 kg per c, d hoofd troom moet dan st eds 2,433 kg per sec word n op

Op h t filter blijft achter:

a) Fe Al (P0

₄₎₂

et ijzer en aluminium in d verhouding 1 : 1, n dat 1

%

van de totale ho veelheid bevat; b) A1_2(Si0

₃₎₂

I

c) gelei-aohtig H₂Si 0

3

a)

1

'10 van het

P0

4

3- ie

0,016

kg per ec, Dit bindt

21

)(+

9~6

0,016 • 0,007

kg p r 8 C. (Al + F ). Totaal i dit

0

,023

kg

P r c,

b) Uït lit ratuur (2) is ov rgenom n, dat na d vaouumindamp r nog

1,55

%

n de mas troom uit Al + F bestaat, n

52

%

uit

P205 •

- - - -- -.,..-- - -

-12

Van d .100 ton P20S p r dag waarvan w rd uitgegaan is nog 99

%

ov r na het 2 filter. Na d ouumindamp r is dan nog .•

~

10

3

52 X-99 • 24 •

6ë .

6ö •

0,034 kg (Al + F )/ c ov r.

In d voeding wa aan zig 0,069 kg (Al + Fe) p r o .

Er blijft dan over 0,069 - 0,034 - 0,001 m 0,028 kg Al p r o .

Dit laat neer als Al2(Si03),

silioaat laat ne r 3 )(

~2)C8

2; 48) X 0,028 kg p r e e .

•

0) In d VB.1lh Dit i B c • D af

vo ding was aanwezig 0,341 kg ilioaat p r BC. De r t

t 1110 t 0,341 - 0,118 • 0,229 kg-slaat n r al ~S103.

18 ,

16

~ 0,229 - 0,235 kg per ee. Hierin is 0,006 kg B p r

lag n.

te filtr r n ma sa i 0,023 + 0,028 + ,0 , 1, 8 + 0,235

=

0,404 kg p r 8 c ,

B t filt r i oontinu in bruik n wordt bij oor ld 1

p r 4ag choong maakt.

}1 r dag 1 r

24

x

60 )( 60

x 0,404 .. 349 kg m t n s.g... 2. Heb n we dan n vol van enge r 180 1. t en poro lt it van ± 0,5 ge ft dat ongeveer 90 1. 40 c;J, _{P205 of ongeve r 10} kg P20_{5 •}

10 kg P205 ko t ov r n t 10 • 100

%..

1. 10-2

~

100 • 103

Dit i te verwaarloz n. H t r idu kan 1 maal p r dag word n

w ggegooid.

De lit ratuur (2) geeft, dat uit d vaouüm-indamp r e n ma sa-treom komt, b staand uit ova, 52

%

P205 ' 0,5

%

F en 1,55

%

(Al+ F ),

rder ZWaV lzuur n wat z-,

In d rdamper ontwijkt ni t all en waterdamp, maar ook ~5iF6 ontwijkt uit de vloeistof.

52

%

P205 ko t ov reen m t 0,99 X 1,168 kg _P20

5 P r c.

"'- 0,5 6 /

0,5 ~ F komt dan overeen met ~ ~ 0,99 )( 1,1 8 - 0,011 kg eo.

Er ontwijkt uit d vloeistof 0,069 - 0,011 a 0,058 kg F p. o.

D acti - erg lijking luidt:

,.

1~

6

F' komt ov re n t 0,058 kg p r e c .

. 28 + 48

Aan ilicaat wordt v rbnukt:

6)(

19 )(0,058 ... 0,038 kg p. ec ,

H t ilicofluoride n het gevormde wat r word n verdampt. H t 8)(1

IIt8lmDJtelijk wicht hiervan is: 0,058 + 0,038 + 6)( 19 x 0,058 ..

0,058 + 0,038 + 0,04 ... 0,100 kg per sec.

D 0,04 + 0,06 kg p r sec van de b nodigde waterstof-ion n ordt v rr k nd in d post "zwav lzuur" op d balan.

Na de v rdamp r staat de ma astroo~, afgezien van water, uits 52

%

P205 of 0,99 X 1,168

..

1,156 kg per ec •

0,5

%

F of 0,011 kg P r sec.

1,55

%

(Al+ Fe) of 0,034 kg per ec.

10,57~ zwav lzuur 0,255 - (0,04+0,06)

..

0,245 kg per c . Totaal 1,446 kg per seo.

100

52

%

...

1,156; dan i de totale stroom: ~ X 1,156 ... 2,223 kg p.sec.

Aan t r i aanwezig 2,223 - 1,446 ... 0,777 kg per ec of 35,40 ~ t r.

In d rdamp r komt (3,649 - 0,404 + 2,433) kg per o. r uit t (2,223 + 2,433) kg p r eOe

Verdampt wordt 3,245 - 2,223 .. 1,022 kg p r c, b taand uit 0,100 kg 828iF6 n 0,922 kg wat r.

P r cond wordt 2,433 kg rug gevo rd naar de m nger acht r h t Prayon-filt r om het P20s-gehalte op 40

%

t br n n. D z r Tol i 52"

tJ,

van d a t r o o m uit de vaouüm indamp z-,

D h te-gas indamper wordt gevoed m t 2,223 kg verdund f.f.z.

p r cond.

D literatuur geeft, dat d ame t Hing van sup r f.f •• , dat d zindamper v rlaat, o.a. ba t t uit 75

%

_{P205 en Al} + Fe.

H

t vat g en fluor r, dat hi r al HF wordt uitged v n. Vervluchtigd

20

(

1

!

75 ~ P205 i 1,156 kg per c , De tot Ie troom i

3

X 1,156 • 1,541 kg P r c, D vo ding i 2,223 kg per o , V rdampt 0 t wor

-denl 2,223 - 1,541 - 0,012 - 0,670 kg B20 p r s c. Totaal v rdampt 0,610 + 0,012

=

0,682 kg per ec. De ind aam nstelling is:

15

%

P205 of 1,156 kg per s c. 2,20

rf,

_n+

F

-

0,034 kg per sec. 15,86

%

zwavelz. 0,245 kg p r seo. 6,94

%

~~71-0,610

"" 0,101 kg per sec. 100,0 ~ Tot aal I 1,542 kg per s o.

Er is niet geno g wat r om h t P₂₀

S om t zett n in H,P04 • Daarvoor zou 103,6

%

H

3P04 oplossing nodig zijn. Hieraan dankt deze oplossing zijn naam van up rfosfor uur.

Hooç.cl~tu.K

\lIl

kening van de h te-gas indampkamer. rek nd worden achtereenvolgens:

het proe 8. ) B) c) D) E) F) G) H) I) A)

het volume van d vloeistof in de kamer.

globaal d b nodigde ho veelh id warmt voor de opwarming n rdamping in d kamer. (In d literatuur wordt v rm ld n b -nodigd ho Va lh id warmte, die b paald was uit pro v n m t n Pilot-plant) .

d ho ve lh id luoht nodig voor er!>randi.ng.:v.:~.,1 N II!~ aard d ho v elh id 8 cunda1re -1ueht peè ' aard8a

~

~~

~

d he veelheid afgas p r N m' aardgas v rbrand.

d warmte-inhoud van h tafgas p r N

3

aardgas.

het warmte-v rli in d choorstean.

D b r knd waarden uit B

ti

fDn G voor d af tingen van d kamer.

%

~-.

H t volume van de vloeistof in de kam r.

D masaabalans ge ft, dat de di de kam r rlaat,

1,542 kg per ec. is.

Aan de hand van lit.(13) wordt een varblijftijd in d kam r ge-nom n van 15 minuten. Aann nde dat d k reen id al mengar is, b taat d inhoud uit een 15~ P₂₀

_S

oplossing. H t volum van d

15

af vo rd. D produotie van totaal

1,542

kg P r sec, komt voor 2

%

uit de druppelafscheid r en

98

%

uit de kam r. Uit de kamer komt per

<,

15

minuten: ~_-/c" .

15

x

60 )( 1,542

·

';

13

87,8

kg.

Het s.g. van

1,8

werd geschat uit de tabel in lito

(21

).

H t

volume van de vloeistof is dan ongeveer

770

liter.

B) D temperatuur van d voeding is

65°C.

Lit.

(13)

n d t mp ra-tuur van de kam r-inhoud wor dt gehouden op

280°0.

Dit w rd

schat uit tabel in lito

(21).

De soortelijk warmt (Cp) werd in lito

(21)

n

(22)

gegeven bi j

20°C,

en' tussen

20 - 120°C

de gemiddeld Cp.

Tabel

1:

~ H

3P0

4

Cp

20°0

Op g m.

··

20 - 120°C -

70°0

50

0,635

_kcal/kg.oC

0,656

kcal/kg.oc

75

0,4 85

0,542

85

0,445

0,493

90

0,410

0,52

3E 100

!

0,37

3i

0,57

3i 3E ohatte waard n. '" ge

D B-waard n werden als volgt ber knd:

50

%

_H3

P0

4

Cp

-

A+ IJr

0,656

=- A+ B

343

0,635

zo _A + B

293

0,021

B

043 - 293) ... 50 B

B

...

4,2. 10

-4

zo

werden brakend:

75

%

H

3P04

B ...

1,4 • 10-

4

85

~

"

B -

1,0

10-4

90

%

" B ...

0,9

10-4

100

~

"

B =-

0,6

10-4

Bij d b rekening van de benodigd hoeve lh id war t , nodig voor opwarm n en verdampen, wordt uit gaan van:

16

1)

2)

een opwarming van de voeding van 65°C tot 135°C, waarbij ge n wat r wordt verdampt.

°

°

n opwarming van 135 C tot 158 C, wa arbij water wordt rdampt. Doplos ing he ft dan en kookpunt van 158°C, waarm e het

halt _P20

_S

(H;P0

4

)

va t ligt.

e n opwarming van 158°C tot 180°C waarbij 11'er t r v rdampt. D Opl~s8ing kookt bij 180°C.

een opwarming van 180°C tot 280°0, waarbij ook .. er wat r wordt

T rdampt.

,

.

st ds wordt verondersteld, dat d oplossing slechts ui t wat r

n P205 b taat. T b 1 2. 75 85 90 103,6

gew.

%

P₂0 5 Kpt. (oe) B 54,3 135 1,4 • 10-4 61,6 158 1,0 . 10-

4

lito 64,2 180 0,9 • 10-4 (21 ) 75,0

>

280 0,6 10-4 1) }

Opwarmen van 65°C naar 135°c.

~

I

t '

De vo ding is 2,223 kg por

so~

.

m t 52 '1>

~

of

l,

l~kg

P20S

per ec , of 75

%

H₃P0₄ .=.

~

,j

~'\,D)

,

: ; 54,,\

f~

O

\

~ ~/blf

.

J , - - -Cp650c : I Cp20 + B • D. T 0,48~;+ 1,4 . 10-4 . (65 - 20) (zi Tabel 1). ~ 0,48 \+ 0,006 : I 0,486 kcal~?c

Cp~~;~c

: I

O,48

)~

1,4 • 10-4 • (135 - 20) - 0,48~~ 0,016 - 0,496 kcal/kg.oC middeld ... Cp

=

i

(0,486 + 0,496) : I 0,491 kc / ° g m. kg. C

De b nodigd warmt is:

~.Cp.AT.G

-• 0,491 x 70 x 2,223 • 76,40 koal/ _o.

- - - - -- - - -- - -

-18

I

'

2) OpwarmiIl8 van 135°C tot 158°C.

E noplossing m t 61 ,6 ~ P205 kookt bij 158°C (Tabel 2). D

° ding bevat 2,223 kg

P

r sec metS2

%

_P20S' of 1,156 kg _P20S p r sec.

°

100 6

Bij 158 C is nog over ~ ~ 1,15 • 1,876 kg P r eo. totaal. ~

V

rdampt aan wa ter is 2,223 - 1,876

=

0,347 kg per seo.

De v rdampingsllarmte van wat r wordt ge chat op

.>:

505 kcal p r kg. Lit. (23).

Voor d verdamping i8 nodig: Q2 - 505 ~ 0,347 .. 175,24 kcal/s o. Opgewarmd wordt gemiddeld: 2,223 -

t

x

0,347 • 2,049 kg per s

o.

= 61,6 Cp +B.,AT 20 + 1,0 • 10-4 • (158 - 20)

=

0,454 61,6 54,3) k

all

CPg m. over dit traject -

t

(CP158

+ Cp135 .. 0,476 0 kg.oC. Voor d opwarming is nodig:

~"

=

Cp • 6 T . G -

0,476

x

23 X 2,049 .. 22,44 kcal/ eo

3) In dit trajeot wordt 1,156 kg P205 per 8 c van 61,6 ~ 64,2

%.

De r st r nde mas i : 100

64:2

x

1,156 .. 1,806 kg per sec.

Er wordt rdampt: 1,816 - 1,806 - 0,070 kg _H20 P r sec.

Gemidd ld ia aan.. zig: 1,876 -

t

x 0,070 .. 1,84 kg per a c.

D V rdampingsw t van water iSI 490 kcal per kg (lit. 23). Voor de verdamping is nodig:

"

Q3

•

490 x 0,070 • 30,3 kcal per 64,2 64,2 Verwarming: Cp

=

Cp + B • A T 180 20 o. De gemidd lde odi g voor d + 0,9 . (180 - 20)

°

D

0

,438

kcal p r kg, C.

64,2

61,6

Cp ..

t

)(

(Cp + Cp , )

=

180 158

= 0,5 (0,438

+

0

,454 ) ..

0,44

6

koa l /kg?C. opwarmingI --- ~

.

-11 Q3 .. Cpgem. )( G X A T ~"

.. 0,446 )(

1,841 )( 22 18,06 koal r a c,

19

4) 1,156 kg P205 P r sec wordt door verdampi~van water

75

~.

D totale massa troom ia:

100

~ X 1,156 ~ 1,541 kg P r seo. (ia de productie).

Aan wat er wor dt verdampt: 1,806 - 1,541 • 0,265 kg p r c. Gemidd ld is aanw zig: 1,541 + 0,5 x 0,290 ~ 1,686 kg P r c.

De verdampingswarmte van water is 440 koal per kg.

Voor de verdamping is nodig:

Q

4'

=

440 ~ 0,265

=

116,60 koal per seo . . VerwarmingI 75 Cp 280 Cp75 + B • L::.. T 20

=

0,~6

+ 0,6 • 10-4 • 100 - 0,~66 75 64,2 ~ 0,5 (Cp + Cp )

=

0,366 + 0,438 280 180 .. 0,402 koal / kg.oC. I I Q " 0: Cp

x

G )( b. T 4 gem. - 0,402 )( 1,686 )( 100 .. 67,78 kcal p r o. De totale hoeveelheid V rdampt aan

warmte is: wat rl

1) 76,40 2) 175,24 0,347 22,44 3) 30,30 0,070 18,06 4) 116,60 0,265 67,78

506,82 kcal per sec. 0,682 kg p r o.

Van de ho veelheid water is eigenli jk (zie ma a-balan) 0,012 kg per a c HF, dat ontwijkt. Ri rvoor i nog vormingswarmt en dorptiewarmte nodig. Voor de b rekening wordt dat gelijk

-

-I- , ~· -' .f- . _... ) 0'-....; V "_ '--.I V V \ " , - " - . . . )<.... !

/

/

~!A~~~ ~~';~I

,ket.Á.

.

.

~G\A..-ot....<l~

~?

V().."

1U..~tM.. ~ ~ ?~cr

tu..

~

tt..J.Ao1off-n;

W-«..U..b~ ~t-~ °111>7 l~"':"~~

CM..-{U<}t1

~ w...~ ..:..~ 0,1;) 7 .

UJ;

/YI'\tJ,.J

~~

L.A 4~

~

Ol.t ~MJ~~~ ~

~y;..~~~t .

k~

-lf

~ ~ ~~~

? L

~

___ - . -" I'

~ ,

!

PAt/

,l

(/

'

-'

IJ

,'

l

l

~JL"

I (i ,

f

.

.:{\ {r

~

~

[,/ ,_' It /,-;{_ ' I ' ,: _', ·U tt. ' C

___... __J

2

0

Ov rv rh! tting van de waterdamp vergt nog warmte.

KJ

/

0 2 0

Cp stoom a 2 kg. C

=

3 kaal per kg. C.

4, 2 . 10

0,

682

kg waterdamp wor dt gemidde ld ongeveer

100

0

e

oververhit

tot

300

o

e,

dit is de temperatuur van het ontwijk nde gasmengsel.

De benodigde warmt e i :

0,682 x

~

. 10-3 . 100

=

0,0,2 kcal per s c.

4,2

Totaal wordt

0,682

kg wat er p r a verdampt mt

507

kcal.

Uit proeven met pil ot-p lant (l it. 13) bl eek 3000 BTU per pound

v rdampt water nodig te zi jn .

Dit is

3000

x

0,252

=

7

56

kcal per

0

,4536

kg water,

682

of voor

0,682

kg w ter:

4

53,6

x

75

6

=

1137

kaal.

De berek nd

507

kcal is ±

45

%

hi e r van.

c) De hoeveelh id lucht nodi g voor verbranding van 1 N

m

3

aard&as.

Bij de b rekening wordt di s s oc iati e van het gas niet in rekening

gebracht. De gassen worden beschouwd als ideale gassen.

De samens t 11ingen van aardgas

&rr,vl

24)

aardgas: 92

%

~ eH

4

7

%

H₂

1

%

CO₂

en lucht zijn afgestemd op (lit.

luoht: ~

%

_N2

2$

%

02

D volledige verbrandi ng gaat volgen :

CH

4 + 2 02 ---+ CO2 + 2 H2 0

Bij d verbranding van 1 Nm' aardgas ontstaat:

0,92 ft m3 CO₂ + 2

~

0,92 N m3 _H20 + 0,07 N 3 _N2 + 0,01 N m3 _CO2

D aequivalente hoeveelheid lucht voor volledige verbranding

van 1 N m> aardgas i s, , .

(

~.L/

5

X 2

~

~92

N

m'

= 9,2 N

m

3

....

,.

.

HiervDn bli jft na verbrand i ng nog aan stikstof over:

0,8x

9

, 2

= 7,36

N m

3

..

I

~ (

tth.,

:

O,Déiq

(

o.. t 3t:.J

::'

13,J

(

fJ~

~

.

NI-I,...)

C!+I1

:

lj,~Ç

tJ\t.,:!i ,l, 1!

=

:

1

0

'J

~j ~

Z'l, '-I )

.

c-

1'

2..

Iv

~

,

D) De hoev

Het ga

0,93 1,84 7,43

De eind-temp ratuur van het verbranding gas iSI

---

..

De calorische waarde van aardga

(lit. 25~ I

J

·

_n .

i I 9000

kèar

per m3 (lit. 24). Li t . 26 geeft voor samenstelling ~en calorische waarde g h 1

afwijk nde waarden. Lit. 24 wrd voor de berekening aangehoud rio

D temperatuur van het gas, dat door de vloeistof in d kam r wordt gevoerd is 17000F of 930oC.

M

t cundaire luoht wordt d ze t mp r tuur inge telde

H

t ver-branding gas wordt gekoeld van 22100C tot 930°C n met d

vrij-°

°

kom nde warmte wordt lucht van 20 C tot 930 C opgewarmd.

De middelde Cp waard n tussen 40000F en 17000F zijn voor ~O­ damp, CO₂ en _{H2 r p. 0,6 , 0,33 en 0,3 kcal p r kg.oC (lit. 22).} Voorb ld: Cp van _{CO 2 i} gemiddeld tus _en

°

°

n ..••. :

60°F 0,2 kcal/kg?C. 10000F 0,25

_"

20000F 0,273

_"

30000F 0,29

_"

40000F 0,301 It

=

16:~ ~

_{0,3 (N2)} +

~6:~

X0,33 _{(C0 2)}

a 0,36 kcal per kg.oc.

De Cp wordt groter bij hogere temperatuur.

Bij 40000F geschat op 0,36. Bij 17000F geschat op 0,30.

°

Cp ~ 0,33 kcal p r kg. C. gem.

Cp van het verbrandingsgas tussen 40000F en 17000F

gem.

.1z..§4. 6

+ 10,2 X 0,

B20

D vrijkom nd warmte is:

Q. ... Cp • G • .A T

=

0,36 ~ 1 x 1280

=

460 kcal per kg. i : ... 10,2 10,2 = 14,0 3 (0,76) v rbrandingsga weegt: 103 [7,42 0 93

.1..t..M.

J

3 - - - 28 + ~10,2 •

48

+ 10'.2 • 18 10- kg • 22,4 10,2' T kg.

22

Totaala Q:z 460

x

14,0 ...

6440

kcal per N

~

3

•

[ 9000

kcal p r

N

m

3

aardgas komt vrij bij afkoeling van

.

°

°

4025 F naar

32

F•

Bij afko ling naar nOOoF dan ongev er

i

)(

9000

~

67

50

kCAl per Nm

3

.J

De.,soorte lijke warmte van lucht is:

0,26

koal per kg.oC (i

iv.ar).

Het s.g. van lucht is 1,28 kg per m3.

Per N m

3

lucht i nodig voor verwarming van

20°C

naar

930

0Cs

0, 26

x

1,28

~

910

=

303

kca l per N 3 luoht.

Aan oundair lucht is nodig p r Nm3 aardgas ,

~

04~

a

21,2

Nm

3

luch t of

~

7,1

kg lucht.

De rbrandings gas sen en secundaire lucht hebb n een ol

van

31,4

N m3., Bij een druk van 1,2 ata n en t ratuur van

930°C

_('"

1203°K

)

is da t :

v. P. T2 31,4

.

1

1203

v

2

=

T. • P.

_...

) ..

2

13

1 ,2 115,2 m3

E) De hoeveelh id afga s per N m3 aar dgas .

Pe r N m

3

aardgas kan word n verdampt, als 1131 kcal p r kg wat r nodig is:

~

-=

1,

9

kg wat e r .

.

7

,9

3

1,

9

kg wat er

=

11ï

X 22,4

=

9,8 N m

De aam net Hing van het afga is in N

3

,

41

,20

3

of 21,2 m3 sec. lucht 9,8 m

3

_H20 41,20 m3 v rbran dings-gas

2'

Bij n druk van 1,2 en n vlo i tofhoogt , waar h t gas door h n borr 1t, van 50 cm, 1 de druk van h t a fgas:

(

s. g.

Tio i tof . 1,8 ) _ 0, 50 X 1,8 1,2 10,}O • 1,1 at a . R k n nd m t idea1 gas s en en e n afgaa-temp eratuur van

57

;~o _ 'OOoC ia : of v_{2 P2} T 2 v2 •

1

3,3

m

3

(bi j 4' , 2 . 1

-29

3

V 2 • ',1

513

F) D warmt inhoud van he t afgas per N m3 a.ardga •

In tab 1

3

zijn d gemidde lde Cp waard n over h t ~rajeot van

20°C tot ~oC geschat uit lit ratuur- gevens (l it . 22):

H₂ 0,25 lucht 0,25 Voor h t a fgas is: Cpg . .. 4,1,2 • [0,93 x 0,23 + 7,43

x

0,25 + 11,64 )( 0,46 + o + 21,2 )( 0,2

5

J

- 0,31 kcal per kg. C. Totaal is 1 D oort lij 7,9 kg water aardga :

3

aards-e v rbrand met

(9,2

+

21,2)

N

3

lucht. gewichten 1jn re p. 0,765 n 1,28. Bi rme wordt verdampt. Ht gewicht van h t 1 P r N m'

0,765 + 30,4 )(1,28 + 7,9 - 47,6 kg.

0, 31 )( 47 ,6 )( (300 - 20) - 4137 cal.

choor te n,

G)

D warmt -inhoud van het af ga s 1

H t warmte- rIl B in d

p~aardga

:

\)J~)-')

/

/

Dit rlie ls de hoevee lhei d warmte, die t h t va dingsgas

d choorst nuitgaat.

--- --- ---

---- - - -- -

-Het voedingsgas bestaat uit (in N m

3

per Nm

3

aardgas):

0,93 m3 _0°2 Cp .. 0,23 kcal per kg.0C. 1,84 m3 _~o Cp _{• 0,46}

_"

_"

_"

7,43 m

3

N 2 Cp = 0,25

"

"

"

21,2 m3 sec.luc ht Op 0,25

_"

_"

_"

31,40 m3 Cp

=

- l -

r

O, 93 X 0,23 + 1,84 x 0,46 + 7,43 " 0,25 + gem. 31,4

L

+ 21,2 X 0,25J o = 0, 26 kcal per kg. C. Het gewicht hiervan iSI

Dit i81

21,2}( 1,28 + 0,765 = 27,1 kg.

Het echoorst eenverl ies per N m3 aardgas is: 27,1 x 0,26 X (300 - 20) • 1913 kcal. 1973 X 100

%_

22

~

9000

4

0 0 0 1~73 --_. -. -~.

7

02.7

H) Per econd wordt 0,682 kg water erdampt met volgens de lit - .

.1.lll

6 3

rat uur 1137 kaal, of 9000 .. 0,12 Nm aardgas nodig.

Voor de verbranding hiervan is nodig 0,126 ~ 9,2 1,16 Nm

3

.

lucht. Bi rbij word t 1,126 ~ 21,2

=

2,67 N m

3

ecundaire lucht

g pomp t .

Van de 1137 kcal wordt volgen d z ber kening 507 kcal (45 ~)

gebruikt voor opwarmen en verdampen en gaat 0,126 X 1973

-248,6 kcal (22 ~) verloren in het af ga s .

Het afgas is per 8 c 0,126 X

73,3 •

9,2 m

3

van 1,1 tm 3000C n voert af 0,126)( 4137 = 521,3 kaal.

De voeding van de kamer is 2,223 kg per s a. 52 ~ P205 de productie is 1,541 kg per sea

15

%

_P20

_{5 .}

De inhoud van d vloeistof in de kamer is 770 liter. D ve

r-blijftij d i 15 minut en .

I) Het volume van de verbrandingsgassen ls per s c 0,126 ~ 115,2 -14,5 m3. Bij e n ga n lh id van 15 m per ec i d doorsn de

2

-25

H t grond - oppervlak va n de kame r moet min t ns 3 maal zo groot zijn , omnog ruimte te hebben voor het afga, aaruit nog

verbran-2

.

druppeltjes s.f. f. z. moe t e n word n afg oh id n.

Met 0.77 m3 vloeistof en een grond- opp ervl ak van 3 m2 i d vloe i s tof-ho ogt e:

~

==

0,

29

m. Di t is te w inig.

Met een verblijftijd van

3

0

minuten is de h Ift van d

dingsgas sen nodi g (~ 8 m3) met een pijp n-doorsn d van 0,5 De inhoud van de vlo iat of is 2 X

0,77

=

1,54

m

3.

Het gr ond - oppervlak wordt dan

2

m2 . Indien de ga -inlaatbuizen

30 cm bov n de bodem eindi g n, dan is (x + 0,30) de totale hoogte van de vloe i s t of.

Îx (2 -

0

,5 )

+

0,3

X 2

1,54

I

h

1

,

5

x ==

0

,94

'Ix

0,

6}

•

jfo

.}O

x '" m. m De vloe istofhoogte i

93

om.

De verhouding vol gas : vol vlo eis to f wordt 1 : 4 g nomen. Die kamer i

4

~

0,

93

=

3

,8

m hoog.

Met

1

0

inv oerkanalen heeft iede r kanaal een door nede van

0,05

m2 of een diame t r van

1

6

cm.

Per seoonde is hier voor nodig:

a) voeding

2

,223

kg

5

2

%

~205 van

65°C.

b) een verdampi ng van

0,

341

kg wat r.

c ) 0,06, Nm3 aardgas. \( d) totaal 1,92 Nm3 lucht .

Per s c wordt geproduceerd : a) 1,541 kg

75

~ P₂₀

5

va n 280 ° C. b)

4,

6

m' afga s Van 1, 1 ata en

30

0

0

e.

De ver brandingskamer is bi nn enwerk : 2 m

lang,

1 mbreed n

3,

8

mhoog.

He t volume is 2)( 1 X 3,8 == 7,6 m' .

- - - -

-.-.-.-.-.-.-l

\

I

,

Lit r tuurlijst.

-- (1) W.H.Waggaman I Phosphoric acid , phos pha tes and pho phatic fertilizers . 2nd ed. R inhold, ew York (1952).

'//t ('JI~~-Q-<n.el--t'... V (2) Chem.Eng.Progress

2.2.

p. 89 (dec . 1963 ).

.:(.-~ I

(24) De Chemi che werkwij z n naar het co11 -dictaat van Prof.

v.d.Berg: 1963 - 1964· blz. 26. (25) Zie 22 : 3 - 132.

(26) Oh Bch eekblad 21 (1965) 305. i::'

.~"",:,.",.• f

Ind. and Eng. Chem. 45 1 p.681 (1953).

Ind. and Eng.Chem.

11

1 p. 1526 (1952).

W.

r.

.m

n

W.C.We ber and F.W.Edwards : Development in pho phor ic acid

manifactur ; the fertilizer Sooi

t

y

Pro

no. 67 (maart 1961 ).

C.C .Legal Jr. e.a. : Ind. and Eng.Ch m. 49 1 p.334 (1951).

W.D.Wil de I Ch m.Eng.ProgTess

iê.

p.,92 (april 1962) . Ind. and Eng. eh m•_,..

.a

1 p.105 (1962) .

L,D..Yate

Ul l mana Encyklopidie der t chni ch n Chemi

II

p.530 (1962).

M.M.Str i plin e.a. : Journal Agr.Food Chem.

i

p.298 (1958 ) . G.Djanaghian I Chim. et Ind. ~ p 43 (1962) .

J .M.Pot t e , D.W.Rindt and A. V.Slack : eh m,Eng.Progre s

..2!!

p.92 (april 1962) .

idem I Càem. EBe'.P~aa, ,~~p-aa:.:C-ap.t, m:Q. r·-1~62}.

J.W . ller: A compr ehen tv trea tis9 on inor gani c and

theoretical chemis try, Vol. 1 p. 421.

J.M. Car o , W.L.Hil l I Journal Agr.Food Chem . ~ p.6B4 (1956).

Coulson and Richard on : Chemical engin er i ng

Ir

(1955) 445.

W.J . Mead : The ency c l oped ia of che m.process equipment p.410 (1964) •

Che mie en tec hniek ~ 4 p.191 (196;) .

U.S . Octrooi; 013 683.

Kirk and Othmer I Encyclopedie of Chem. t echnol ogy 10 (195~) 406.

(

Kirk Othm r I Encyo l opedia of Ch .teohnology: '1Q p.405 (1953).

Ind. and Eng.Chem. ~ p.'71,3 (s pt. 1961). "

Per ry' s Chemica l Enginee rs' Handbook , 4 dition 9 - 40.

/ : r'

~

.r"-",,"'" - (3) (4) r/1<' ;j/)-'t"'~<-_. (5) (6)

~

tl4

; / :' .('-: ' g?

J '

,d

't

/

"-~ "

~

~i.

ra

.. "

I<~.

,

.-.

- ( 1) (8) il~,,~

·

.I

(9)

h;;

~.

/

(10)

rr:

~ ' ( 11) •~V(12 ) r . :113)

r

~

:fnr..-

~

'~f

~

, ( 14 ) (15) l.. (16) ( 11) ( 18) ( 19) (20) -~>

...

- (21) (22) (23) )

\

_l i

I.

J , ~ )

_ . • _ .__..J..••

1

/

M

~ k~~

ÎIv\.lÁ

~~

u...:

~

I CYtiJ

t..-e..,~t1.<.

I

~~ ~ Lv, ~~ ~,jr!J.... .

~/~t

tv

l~r

,

j u..L{ t

()~

ot-<vt

15'%

P.J)~-

.:

'03,b2l~bPO't

7~to

.L-tL-ak

~ iOOI.,1~?D'f

~

0...

)

Lv-tv, ol<..

{~

r

'

~

w{iM

+

qb

~ 1f.,J~

4

~3

.

~

Lw

~rW ~~h'l~~

i

~

{

l

7

hvv.~ t.

~ rt~ ,2A)~1-

1

~

~ ~ ~ ~'l-0S-:

~

k

2,UA

~~~

~,w. ~11:

I/Pb

:3/

~!U

\J

~

-o

a

/' ( t.~' .J

\

1

~ï

tt

(,j/

,1

d AJA)

/~

.: I, r '

1/

;,

}

.:

,.,L" ',',' "~I ! v..~, j t. ; I '

I

\ ·1'1~

', ()1 '\7 I I ..••. >r , ' "

l

.2 !'1-~?

0.0:\5 ono::.\.e~i rol",

tne...~e.r'S

t--o~~ re"-c. to ..e, ...

- :\." 37

_e...~t.ld:

..

_ePI21'

:I s c~eide.r

3.42' '2,",, __

,r-1."3 _l rY (ec'tLl~

I'

re.c,vc./c.. : I :nN: a.oH_T o"'a>-~-<..d YO~~ If

1.5b'bO

'PO';-,r 1.+ J.}1'10 Le-c 2-o.~LI

Tt'

.>,OJ O.IOI.j()'r\'l0 0. 0 6₁₎

e:

o .0bî S ~(.o\AL

J}!7

l

0

-

-

---

-I

- -

_

.. T L,.'*1oCASO

v

1.1 19

7

:2.&Oj. .; ~-"f~ J

.1

0 " ~11.0':'"rOf-~ë..,..,

D.orN "-Çèeb1c..2e",,W"l,o

L

1_;>

~.lf33 rec,yclc.. -d"ll!.I~d.e. s~....C!.... 5~c..\l~" û...

-,,-Is ~....Ö 0,012 _\.-(f

1

_{0 61.9.2} r--P o.blo "'1..0 ) /

I

,

~ - - ---- - -