Ontzwaveling van rookgassen met alkalized alumina

Technologie

adres:

datum:

I n I e i d i n g

De voortschrijdende industrialisatie in ons land veroorzaakt een onrustbarende luchtverontreiniging,onder andere door zwaveldioxide.

Er werd getracht een ontwerp te maken van een installatie die deze giftige stof uit de rookgassen verwijdert.Deze installatie zou dienen voor een met kolen gestookte elec-triciteitscentralevan 170 MVlatt.

De zuiveringsinstallatie werkt met een natriumoxide-absorbens, in een fluid bed ondergebracht.Het absorbens wordt extern

geregeneneerd.Een schema van de installatie is opgesteld, voor zover de sumiere gegevens dit toelieten.De installatie levert zwavel als bij~roduct.

Uit de resultaten kan men concluderen,dat door het lage zwavel-gehalte van de Nederlandse steenkool het proces in ons land niet levensvatbaar is.Mogelijk geeftkoperoxide als absorbens betere resultaten.

,

Algemene aspecten ontzwaveling rookgassen.

Bij verbranding van zwavelhoudende brandstoffen zullen de rookgassen

het giftige en corrosieve zwaveldioxide bevatten. Daar rookgassen in

de atmosfeer worden afgevoerd,zijn dergelijke brandstoffen aanleiding

tot een zekere mate van luchtverontreiniging. Door het ontstaan van

grote chemisch-industriele complexen,gecombineerd met uitgebreide

woongebieden voor de werknemerswordt het noodzakelijk maatregelen

te nemen tegen deze verontreiniging.Belangrijke bronnen blijken tevens de electriciteitscentrales te zijno

De methoden welke kunnen worden aangewend om luchtverontreiniging door zwaveldioxide te voorkomen,zijn te verdelen in twee hoofgroepen: 1.Men verwijdert de zwavel uit de brandsto~fen.Deze methode zal in dit verslag verder niet ter sprake komen.

2.De zwaveldioxide in de verb~andingsgassen wordt verwijderd. Naar de werkwijze kan men weer drie groepen onder scheiden:

a. adsorpt~e

b. absorptie

c.katalytische oxidatie.

Wat betreft adsorptie:

als adsopptiemiddel kan men een actieve kool toepassen.Aan het oppervlak van de kool wordt het zwaveldioxide met zuurstof en water omgezet tot zwavelzuur. Voor de regeneratie van het

adsorptie-middel worden twee processen toegepast.De eerste bestaat uit wassen

met water,bij de tweede verhit mer. de kool tot 4000 C,waarbij het

zwavelzuur door koolstof wordt gereduceerd tot zwaveldioxide.

Bij de absorptie zal het zwaveldioxide een chemische react~e aangaan met de absorptiemiddelen.De toegepaste absorptiemiddelen vallen uiteen

in twee groepen,de vloeibare en de vaste.

Als vloeibare absorptiemiddelen zijn toegepast kalkhoudend water, aromatische aminen en ammoniakwater.In het eerste geval vindt geen regeneratie plaats;men loost het waswater en de ontstane vaste stoffen.

De aDomatische .aminen worden teruggewonnen door destillatie.Met

ammoniakwater ontstaat ammoniumsulfiet.Dit oxideert men tot ammonium-sulfaat,dat als kijnstmest wordt toegepast,

Als vaste absorptiemiddelenworden voornamelijk metaaloxiden gebruikt. Men kent het alkalized alumina-proces (dat in dit verslag uitgebreid ter sprake komt) waarbij natrium-oxide zich als actieve component

bevindt op aluminium-oxide als drager.

Koper (II)oxide is toegepast,mangaandioxide en tenslotte ook

aard-alkalif-oxiden.De absorptiemiddelen worden alle geregenereerd:

nàtriumoxide en koperoxide met een reducerend gas,mangaanoxide

doordat het ontstane mangaansulfaat met behulp van a~moniak wordt

omgnzet in mangaandioxide en de aardalkalimetalen door het yerkreeen

pneder met koolstof te mangen en te verhitten tot 9000

c.

Bij de ka;talytische' oxida·tie onts:tuat zwa.veltrioxide,waaruit men z:wavel-zuur maakt. Als katalysator gebruikt men vanadiumpentoxide.

De! rookgassen hebbcbn, bij het verlaten van fornui z;en a.

ct.,

hoge temp-eraturen.Worden zij direkt naar een schoors;teen gele!id,dan zullen z'i j door de termischc lift hoog in de atmosfeer a.fgevoerd worden,wa't gunstig is; voor de verontreinigliing op het aardoppervlak. Bij het verwijdere:n van

~ave-ldioxide zal men dus de rookgassen liever niet êI:.fkoeleno

Het alkalised ~lumina proceso

Reeds irn 1930 begon men te zoeken naar een te'C'hniseh bruikbare

vaste acceptor voor zwaveldioxide.

Tijdens een researchprogramma van he~t U. S. Bureau of" Mina-s bericht-ten Bienstock, Fie>ldl en MyeTs in 1'961 dat goede reBul t~ten waren be-reikt me>t ~n&bsorbens van natriwnoxide op aluminiumoxide ( l i

t.1 )

Proeven WaTen verricht me~t een reactor met vrij vallende deel tjes: i:rn tegenstroom met rookgas,waarbij een redelijk' afvangötci~fex

werd bereikt.He-t abs'Orbens werd! geregenereerd; me!t waterstof"~waar­

door wateTs:tofs.ulfide on ts;tond,. Ui t di t wa terstofsulfiáe waB vol-gens het Clausproc~s zwavel te bermiden.Wann~er men echter tot een zuivering van 90% wilde komen,hc-tgeen een aanvaardbare li-mi et was, Z'ou een reactor met een lengte van

r

5

meter noodZ'a-kelijk rijn,h~,tge'e"1l im een elektrisc'he~ centrale nogal een pr'o-bleem 270U veroorzaken.

Een poging, de e~ficiency van de rea~tor te,verhogen door het

aanbrengen van tlls'S'enschot ten, tene'inde de de1èl tj esverbli j f-tijd te~ verhogen le~idde niet tot opzienbarende resul taten. In het U.S.patent 2,992,884 werden twee acceptoren vastge-legd,met hun

lijke is::

bereidingswijZ'.e,waarvan de eerste meest

gebruike-1)

28~7%

66,5%

2',8% 1,8% Na

2

P

Al 2,0

3'

S02 C02'

Vam .C'C'eptor i blijven nog als l' • Wat is de S',oorteli jke massa? 2. Wa:t is de warmtec'appaci tei t?

2)

26,6%

Na 20 11,9% Cr₂0

3

0,1% S03 1,2% CO 2 vraagtekens over:

3.

Waa- is; het warmtegeleidingsvermogen?

Omd~t nergens in de literatuur hierover gegevens waren te' vin~ 1

den werdl op grond! van ongeveer gelijke' verbindingen e-en schatting' gedaan.Naar later bleek, wa's alleen een getal voor de soortelijke massa nodig,hiervoor is gekozen

~

s,=1,4 x 10

3

kg.m- 3

In samenwerking met het U. S. Heal th Depatrement heef't het Bureau of' Mines im Bruceton, s:inds 1967, een pilotplant waar, bij een capaci tef t van 0,2 M Watt he't rookgas voor 90% van wraveldioxi-de wordt ontdaan. Van de~e plant is een schema opgenomen in het veTslag,van L.~e Vlaming ( lito 2 ).

Voortbouwend op het werk van Bienstock en medewerkers verrichtte in Engeland J.E. Newell,verbonden aan de Central Electricity

Generating Board,een onderzoek aan alkalized alumina in een fluid bed (lit.3).

Het onderzoek r ichtte zich in eerste instant je op kinetische

gegevens, waarvan zjju publicatie de snelheidsrelaties vermeldde:

Absorntie: ?NaAl0

2+S02+t

o

2- , Na2S0

₄

+A120

₃

_

[s021.~sorbens

}" _ r°;]ver:rogas

0

t}

+ c

Hierin is: a constante b

"

c constante

d diameter absorbens-dèeltjes

Dit is een eerste orde reactie.Up. constanten in de formule werden

niet gegeven,zodat het nut van de relaties gering was. Regenera tie:

k.t

/

Dit is een tweede orde reactje Met constante concentratie van één reactanttn~l. waterstof.Het bleek dat bij de regeneratie een minimumgrens van 2,5 massa% zwavel optreedt.Dit beïnvloedt noch. reactie,noch regeneratie.

Tijdens zijn proefnemingen werkte Newell met drie fluid bed r~acto­

ren in serietbi~ de proeffabriek werd met één bed volstaan (capa-citeit 660

~W~tt).

Het ontwerp van Newell werd uitgewerkt tot een technische instal-latie,waarvoor hij een aantal punten gaf.Deze betroffen onder andere de verblijf tijd van het reagens in reactor en regenerator, en temperatuurniveau's.Over het algemeen werden zowel zijn ge-dachtengang als zijn concrete gegevens aangehouden.

,

Newell's jnstallatie zou een investering vereisen van [3,68 per kW voor een met olie gestookte,en

[4,49

per kW voor een met kolen gestookte centrale.Dit stemde goed overeen met d9 Ameri~aanse

schatting van $9,7 per kW.Hierbij trad één punt sterk naar voren: uitgaande van 8ngelse kolen

(4

%

zwavel) zou de installatie bij de 660 ~~ centrale 40 à 50 pence per ton kolen aan wiîst opleveren. Aangezien dit in tegenspraak is met de heersende o~vattingen,l;jkt

een kritisch onderzoek de moeite waard.

Ten laatste was van invloed het Shell-patent nr.298751,dat handelt over de invloed van geringe hoeveelheden metaalzouten on de

werking van de acceptor. Het is gebleken dat 1% ijzer en 1%

an-tinoon de regeneratie snelheid sterk vergroten,en de

reactiesnel-heid in het fluid bed gering.Omdat bij het ~erkstuk al een aantal aannamen waren gedaan,is gesteld dat door deze acceptor te gebruiken

de

regeneratjete~peratuur

100°c kon worden ve;laagd bij gelijk

,

Ontwjkkeling en berekenjng.

Op grond van gegevens uit de Verenigde Staten (lit.4) werd het ont-werp van de rookgaszuiveringsinstallatie gericht op toepassing in een electrische centrale.Het ar~lment is,dat deze bedrijven daar een groot deel van de luchtverontrejniging voor hun rekening nemen.De keuze van de temperatuurniveau's,waarop de zuivering werkt,was daarom geheel afhankeli~k van de bestaande niveau's in de ketels,Ter verkrijging van de noodzakelijke informatie

Figuur 1. Schema van de Babcock

&

Wilcox waternijpketel.

1 : verdamper 2:ovo

3:

eco 4: luvo

~

J(7(

't!

5:

stoomdrum I?OC/:'t;I?S

f

/t'l{;

ti/or,

+

...

/0 {'

-9-werd contact opgenomen met het Gemeentelijk Energiebedrijf te 's-Gravenhage.Hierbij kwam een punt naar voren,dat zeker niet te verwaarlozen is.EAn ketel in een electrische centrale wordt in vijftien jaar afgeschreven. Aangezien deze centrales doorde over-heid worden geëxploiteerd,zal de wetgeving ongetwijfeld zo ge-schieien,dat allen nieuwe ketels en centrales een zuiveringsin-stallatie moeten bevatten.

Basis voor het ontwerp was een Babcock

&

Wilcox waterpijpketel metrstoomdrum (zie figuur 1) gestookt met steenkool en met een maximaal vermogen van 17 MW.Aangenomen werd nu een centrale van

170 ~w (G.E.B.:60 ~~),waarbij het aantal ketels voorlopig buiten beschouwing blijft.De reden hiervoor is,dat het betreffende ketel-type niet het meest moderne is.

De zuiveringsinstallatie is gesitueerd vóór de luchtverhitter, gerekend in de richting van de rookgasstroom.Hierbij moet worden aangetAkend,dat een Cottrell-installatie,die voorkomt dat de accep-tor met vliegas wordt verontreinigd,feiteli~k ook vereist is. Een en ander betekent,dat het ontwerp van de ketel hieraan moet TIorden aangepast.

Dankzij het feit,dat natriureoxide in het temperatuurgebied tussen 150 en 3000C een constante

~ffiniteit

heeft voor zwaveldioxode,is inpassen op hetcbeschikbare temperathurniveau eenvoudig. Bezwaar is alleen,dat voor regeneratie een te~peratuur van 6500C nodig is, zodat opwarmen veel energie kan kosten.

Berekening rookgasvolume:

Een ton koolstof komt overeen met 1/12

10~

kmol zuurstof.Dit is 1 /1 2 • 10

~.

2?

,4

N m 3 zuur s tof 0 f 1 1 2/1 2 • '1 0

~

N r.1

~

I u c h t .

Globaal: Een ton kool vereist 104 m3 lucht,inc.lusief overmaat.

~oor kolenverbruik en rookgasvolume werden de waarden van het G.E.B.

betreffende b~lasting overgeno~en (zie tabel 1).Wat betrAft de

piekbelasting: bij het opstellen van het vermcgen wordt 15% reserve

-ingecalculeerd.Hàt doel hiervan is,biJ uitvallen van een gehele

cen~rale landelijk de productie op peil te houden.Omdat een der-gelijke .situatie slechts zelden voorkomt,is afstemmen van de zuiveringscapaciteit hierop niet relevant.

Berekening zwavel productie:

Zwavelgehalte Nederlandse steenkool: 1 massa%

Bij gemiddelde belasting 1/100 • 64 t.h-1

=

640 kg zwavel. Dit komt overeen met 1280 kg zwaveldioxide.

...

Tabel 1.

Belasting Kolenverbruik Rookgasproductie

0 Gedeelte van piekbeJasting bij ?50 C t.h-1 Nm .h

3

-1 m • s 3 -1 minimaal 64

%

60 600.000 320 gemiddeld 68

"

64 640.000 340 maximaal 85

"

80 800.000 430 piek 100

"

92 920.000 ·500

Nu werden de specificaties voor de apparatuur bepaald volgens de

berekeningen van Newell.Hierbij werd de zuiveringscapaciteit afge-stemd op maximaal kolenverbruik (SO ton per uur).

Gemiddelde belading in de reactor: 10 massa% zwaveldioxide geabsorbeerd

(60% van capac~ teit).

In de reactor is 0,002 • 800 • 10 = 16 ton contactmassa per uur.

Wegens verblijf tijd van 2 uur: 32 ton absorbens in reactor.

Regen3rator: 1 uur verblijftijd,dus 16 ton absorbens.

De hold-up in de verhi tter en de koeler is niet te bepalen wegens

ontbreken van voldoende gegevens~

Suppletie: 1% van de totale hoeveelheid per uur,dit is 0,5 ton.

FIll; d bed barek en i ng':

Berekend werd het tota al benodigde oppervlak, waarbij later het

geheel in een aantal eenheden werd gesplitst.

Uitgangspllnten:

1. mana i n bed:

32

to::'} absorbens

3

-1

2. volumestroom rookgas bij min. belasting is 320 m .s

3.

volumestroqm rookgas bij piekbelasting is 500 m

3

.s-1

Bij piekbelasting moet de gassnelheid kleiner zijn dan de uitblaas-snelheid;deze eis bepaalt het minimale oppervlak. Bij de bepaling van het maximale oppervlak is uitgegaan van de eis, dat bij mini-male belasting de gassnelheid twee maal de munimum flutdisatie-snelheid is.

Bij de minimum fluïdisatiesnelheid is de stapeling van de bolvormig veronderstelde deeltjes de meest losse;hierbij b9hoort een porositeit

t

m

3

(1-0,48).1,4. 10

De drukval per meter bedhoogte bij ~inimale fluïdisatie is

6.p.A m.g

3

-3

7,1.10 N.m

h 44

Voor de drukgradiSnt van een stromend gas in een korrelstapeling

geldt (Blake,Kozeny,Carman,Ergun): Ap h waarin

₇

~

d

dynamische viscositeit gas

=

2,6.10-

5

3

soortelijke massa gas

=

1,0 kg.m

-3

diameter deeltjes = 1,6.10 m

-2

N. s. m

Invullen en ujtwerken levert de minimum-fluïdisatiesnelheid: 1,17 m.s-1 .Hieruit volgt,dat v = mf A max 320 = - - -

=

130 m2

De uitblaassnelheid is te berekenen uit:

In het laminaire gebied geldt c '" 24/Re (Re<.1),in het turbulente

l:

gebien c 0,43 (Re)2000).Het bleek echt~r dat de betreffende stro-w

ming in het overgangsgebied tussen laminair en turbulent ligt.De snelheid en het Reynoldsgetal zijn daarom grafisch bepaald,met als

-1

resultaat: v = 5,7 m.s en Re = 440.Kiest men nu als maximaal

s -1

A .

_m1n

=

100

m 2

Voor de keuze van het bedoppervlak zijD bepalend:

1. De totale drukval over het bed in verband met de capaciteit van de onderwindventilatoren en de bijbehorende investering.

2. De verhouding van bedhoogte en diameter ven het fluid bed in verband met regelbaarheid,constructie gasverdeelplaat en in-vesteringskosten.

Hierbij is het tweede punt duidelijk overwegend,zodat het oppervlak 2

op

100

m

0,44

m.De

werd bepaald.De hierbij behorende minimale bedhoogte is drukval over het bed is:

3

3

·

-2

L:::.

P

=

7, 1 . 10 • 0,44 =

3, 1

.10 N.

m

Stelt men de drukval over de verdeelplaat gelijk aan

40

%

van die van

-2.

het bed,dan is de totale drukval

3.100

+

1.2CO

=

4.300

N.m .De extra

drukval is noodzakelijk voor een goede distributie van het gas.Ten

aanzien van de onderwindventilatoren komt hierbij aan andere

weer-standen nog een drukval van

3.000

N.m-

2

.Hieruit blijkt dat het

ven-tilatorvermogen met een factor

2,5

à

3

zal stijgen.

De gemiddelde verbljjftijd van het gas bij minimale

flurdisatie-snelheid is

T=

(1-t.).h

" . =

0,52.0,44

0,2

s V

mf

1 ,2

Tab2l

2.

Afhankelijk~l e"d tussen get aantal ketel s, dus aantal reaktoren en de beddimensiss ( h=

0,44

m)

Aantal 1',e d rl. er. Oppervlak Diameter h/d Massa in bed

2

m m t

1

100

11,3

0,039

32

2

50

8,0

0,055

16

3

33,3

6,5

0,068

11

4

25

5,6

0,079

8

5

20

5,0

0,088

6,4

6

17

4,7

0,094

5,3

7

14

4,2

0,105

4,6

8

12,5

3,8

0,116

₄

9

·11

3,7

0,119

3,5

Gezien het feit dat het aantal ketels niet door deze fRctoren wordt bepaald is het niet zinvol hier dieper op in te gaan.

MassR-balans reactor.

Per

u~r

ontstaat 640.000

N~3.h-1

rookgas (gemlddeld),met een soortelijke massa van 1,3 kg.m-3.Per seconde is dit 230,6 kg. Hierin is 0,4 kg zwaveldioxide, oftewel 0,2 kg zwavel.

1 -1

Aan absorbens verplaatst zich 16 t.h- ,dit is 4,5 kg.s .Er zal dus 4,9 kg absorbens met opgenomen z~aveldioxide de reactor per seconde verlaten.

-1 -1

De suppletie is 0,13 kg.s · of 500 kg.h .Dit compenseert een verlies door diverse oorzaken, dat grotendeels als stof met de rookgasstroom wordt meegevoerd.Hierdoor komt de uitgangsgasstroom

-1

op 230 kg.s •

Warmtebalans reactor.

Volgens ~ewell is de wermteproductie in de reactor 7.000 kJ per kg zwavel,dit is 0,2 maal 7.000 is 1.400 kJ.s-1•

, Het binnenkomende rookgas en de suppletie van het absorbens

hebben een

temperat~ur

van 250oC,het nulniveau van de berekening (2500C hoort bij minimale belasting, 270°C bij gemiddelde belasting). De warmte-inhoud van deze stromen is dus nul.

o

Het abtiorbens van de regenerator heeft een temperatuur van 300 C,

-1

dit komt overeen met een warmtestroom van 50 .x 4,5

=

225 kJ.s •

-1

De uitgaande warmtestroom is nu 1400 + 225

=

1625 kJ.s .De

over--1

eankomende massastroom is 235 kg.s ,met een geschatte warmteca-paciteit van 1 kJ.kg-1.deg-1 .Hieruit volgt een temperatuurstijging

o -1

van 7 C.Het rookgas transporteert 1590 kJ.s en het absorbens

-1

35

kJ.s . Regenerator.

Bij de regenerator is slechts een scha~~lng te maKen van verblijf-tijd,noeveelneid regeneratiegas en opwarm- en koeltijd.De verblijf-tijd in de regenerator is op ~~n uur gesteld,de hoeveelheid regenera-tiegas 1s tamelijk willekeurig gekozen,met een grote overmaat

waterstof (ongeveer de tienvoudige hoeveelheid)gedachtig de kine-tische relatie van Newell.

Bij verhitten respectievelijk koelen zijn gas- en deeltjesstroom

-1 -1

•

De massabalans volgt hieruit rechtstreeks.

Ten aanzte~ van de warmtebalans blijkt dat de reactie tussen waterstof en natriumsulfiet resp. natriumsulfaat een

warmtepro--1 -1

ductie heeft van

1570

kJ.kg ,betrokken op zwavel.Dit is

314

kJ.s • Verhitter: in

_4,9

kg absorbens T =

257°e

~

=

₃₅

kW w

5

kg gas T

= 700

0

e

~

_{= 2250}

kW w uit

_4,9

kg absorbens T

650

0

e

_~

₌

1960

kW

315

0

e

w

5

kg gas T

₌

~

_{= 325}

kW w Regenerator: in

4,9

kg a.bsorbens T

= 650

0

e

~

_{= 1960}

kW

650

0

e

w

0,2

kg redur.tiegas T

=

,

~

₌

80

kW w

-1

warmteproductie

314

kW.s ,dus T

_{= 314/5,1 = 61}

deg. uit

_4,5

kg absorbens T

₇₁₁

0

_e

~

_{= 2077}

kW w

0,6

kg reductiegas T

= 7110e

,

_~

_{= 277}

kW w Koeler: in uit

*

4,5

kg absorbens T =

711

0

e

,

~

_{= 2077}

kW

°

*

w

4,5

kg gas T

257 e ,

~

=

32

kW

300

0

e

w

4,5

kg absorbens T =

~

_{= 225}

kW

669°e

w

4,5

kg gas T

_~

_{= 1884}

kW w

Voor k081ing zijn twee mogelijkheden:

u. Gas direct na de regenerator en nakoeling in het bed. b. Gas na luchtvp.rhitter met T =

120

o

e.

Het eerste geval is toegepast in de berekeningen, het tweede

op de tekening.In het laatste geval kan minder gas worden gebruikt

maar is de temperatuursprong minder gunstig;daarom verdient a. de voorkeur.

Bereiding regeneratiegas.

Het regeneratiegas verkrijgt men door katalytische omzetting van aardgas met stoom in een buisoven.In ons land is het aardgas uit Groningen beschikbaar,dat nIs groot voordeel heeft,dat het geen

zwavel bevat.De samenstelling van het aardgas is in volumefracties:

stikstof

₇

%

kooldioxide

%

methaan 88

%

hogere alkanen

₄

_%

De buisreactûren zijn gevuld met een nikkelkatalysator.De omzet-tingen welke plaats vinden kan men in drie reactievergelijkingen weergeven: C H2 2 + n H 20 ~ n CO + (2n + 1)H2 - a kcal ( 1 ) n .n+ CO + H 20 ~CO ~2 + H 2 + b kcal (2) 2 CO ~ CO + C + C kcal

(3)

-

2

De reacties (1) en (2) zijn,verlopend van links naar rechts,ge-wenst,reactje

(3)

niet,omdat afzetting van roet de katalysator onwerkzaam maakt.De volgende omstandigheden zijn dus gunstig:

a. lage druk (1 atm.) b. hoge temperatuur

c. voldoende stoom om roetafzetting te voorkomen. o

Men past temperaturen toe van ongeveer 600 C.Een te hoge tem-peratuur is nadelig voor de katalysator en voor de wanden van de reactoren.

Het gasmengsel dat de buisreactor verlaat heeft globaal de volgen-rie samenstelling (weer in volumefracties):

waterstof ₇₀

%

I

kooldioxide 11

%

koolmonoxide 10 _;/J I

methaan

₉

%

afgezien van de nog aanwezige stoom.Het overblijvende methaan kan men in een naverbrandingskamer eventueel nog omzetten

met

zuurstof in aanwezigheid van de zelfde katalysator.

I

Claus-nroces.

Het bij de reg9neratie gevor~de waterstofsulfide wordt omgezet in zwavel volgens het Claus-procede. hierbij wordt een derde deel verbrand tot zwaveldioxide dat reageert met het resterende water-stofsulfide volgens

o

De temperatuur is 250 C,als katalysator gebruikt men bauxiet. Het rendement is

95

%

.

Door de kleine stroom gevormd waterstofsulfide is een overmaat waterstof noodzakelijkjdeze is door de reactiecondities reeds aan-wezig.Door de geringe omvang van de installatie zal de prijs

relatief hoog zijn.

J

-17-Conclusies.

1. Doordat te weinig exacte gegevens beschikbaar waren was het noodzakelijk een aantal aannamen te doen waardoor het

resul-taat meer kwalitatief dan kwantitatief is geworden.

2. Het ziet er naar uit dat de reactor zodanige afmetingen krijgt dat de constructie (gasverdeelplaat) zeer kostbaar zou worden, terwijl de beheersing van het proces hierdoor wordt bemoeilijkt.

3.

Ten aanzien van de proceseconomie valt te concluderen dat de hoeveelheid zwavel in de nederlandse steenkool een dergelijke kostbare voorziening niet kan compenseren,zodn.t een groot ne-gatief saldo te verwachten is.Of de Engelse kool dit proces wel renderend maakt laten wij voor rekening van Newell.

4.

Om verontreinieing door absorbensstof tegen te gaan zal een

Cottrell-instal1atie voor de schoorsteen nodig zijn.

Aanb~vel1ngen.

Mocht dit werkstuk ~orden gebruikt voor verdergaande onderzoe-kingen,dan doen wij eaarne de volgende aanbevelingen:

1. ne kinetiek kan nader bestudeerd worden,evenals verwarmen en koelen van het absorbens.

2. De constructie van de gasverdeelplaat zal een gedegen studie vereisen.

I

Llteratuurongave.

1. D. Bienstock, J.H.Field and J.G.Myers Mines, 1961,5735.

Rep. Invest. U.S. buro

2. L de Vlaming "De veTwijdering van zwaveldioxyde uit rookgassen" Scriptie,mei 1968.

3. J. E.Newell "The recovery of sulpher from flue gases using the sodium aluminate process"

I n h o u d s o p g a v e

Inleiding

Algemene aspecten ontzwaveling

rook-gassen

Het alkalized alurnina proces

Ontwikkeling en ber~kening Bereiding regeneratiegas Claus-proces Conclusies Aanbevelingen Literatuuropgave blz. 2 blz.

₃

blz.

₅

blz. 8 blz. 15 blz. 16 blz. 17 blz.

11

blz. 18

v

.

wa t ~r (' I\L-_ _ _ _ _ --,

v,--.,

(t

~---

___

g9~Q~I~E_~

...,-.,)

(

:---"--

stoom

Ó

_.,'mw.'"

~ _ _ _ ~('I\L-_ _ ~

-.

, - - - , CLAUS-INSTALLATIE zwavel ~ _ _ J('I\L-_ _ _ _ _ _ _ _ _ ~~ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ~~~~-J

CIJ

lteen -kool 'ltar stoom-furbinu FORNUIS . . rdgas MENGER VORMING REGENERATIEGA pNTZWAVELING ROOKGASSEN

APv.An~pen M.e. Hofman 4-10-1961

van reoktor

gos noor economlser

I noor Clous-eenheid

rookgas van

methaanconversie REGENERATOR

regeneratiegas

MASSABALANS in kg/sec.

5,0 0,6

VERHITTER t -A..;.,.9_-; REGENERATOR !-..;.A, .. 5_-;

5,0 0,2

WARMTE BALANS in kW, temp. in oe

325 277 O.31A T.315 T-711 35 1960 2077 T .257 VERHITTER T.650 REGENERATOR T .711 2250 80 T.650 gos noor oververhitter KOELER (5 KOELER 188A T.669 ,5 32 T.257 225 T-300 rookgas naar uchtverhitter suppletie obsorbens

1

ab50rbens van naar regenerator

FLUtD BED REAKTOR

rookgas von economiser

MASSABALANS in kg/sec. 230,3 01 REAKTOR 230,6 WARMTEBALANS in kW, 1590 0 T.250 T· 257 Q.1AOO REAKTOR 0 T.250 druklucht A,5 A,9 temp. in oe 225

•

T.300 35 T-257 ONTZWAVELING ROOKGASSEN A.Pv.Antwerpen M,Ç,HofmQn 11-10-1968