De bereiding van zwavelzuur en cement uit anhydriet: Fabrieksschema

l

..

r

, I & INHOUD30lGAVE.

H.I Economi~:che be0cl.i.ouwingen. H.II Verwante processen.

11.111 T:::z~ .. }Q4 en cement uit anhydriet.

H. IV Algemeen ovûrzicht en gecletailJrerrle beschri,jvilti. van het scherüu.

I ' I I ~ -I I i I i :

~

-,

1

-~EIJI

---u

I

-

---w

'

I

_:

I I '

•

• I

U

I

I

---====

: \

I

>

_:

, , • I

.

' " ' , I I '

I

~ ' :

~\

[

--I

-v

!

~~I

- --/ . i-r -:' I

r

I

l

11

•

- 1

-DE BEREIDING VAN ZWAV~LZUUR EN CEMENT UIT ANHYDRIET. (Fabrieksschema)

INLEIDING

G. Steyger Oct. 1951.

Het dreigende tekort aan natuurlijke zwavel en de ande-re gebruikelijke bronnen voor de beande-reiding van zwavelzuur (pyriet, zinkblende, gassen uit aardolie en steenkool) hebben in Nederland

UJ~ opnieuw de aandacht gevestigd op de winning van SO~ (en cement)

uit anhydriet (CaSO.,. ).

---In Frankrijk en Duitsland werd al voor en tijdens de eerste we-reldoorlog zwavelzuur geproduceerd door anhydriet tezamen met

cokes, klei, zand en pyrietas te verhitten in lange roterende ovens

en het gevormde 804 met het contactproces om te zetten in zwavel-zuur. In Frankrijk trachtte men in de jaren 1910-1913 SO~ en kalk te verkrijgen door verhitten van gips. De patenten uit deze tijd geven geen details over het Jroces. De literatuur van vóór 1940 heeft voornamelijk betrekking op processen in de Sovjet-Unie en Polen. Van recente datum is het patent van R.M. Wilson (Ba), dat echter betrekking heeft Oj;) de bereiding van H.tSO" , cement uit

gips (geen detailS). De fabrieken die thans zwavelzuur uit anhy

-driet maken zi jn slecht s gering in aantal(l):

Wolfen (Oost Duitsland) produceert 85.750 ten zwavelzuur per jaar. In 1955 hoopt men de capaciteit te verdubbelen.

Billingham (Bngeland) heeft een jaarl.i.jkse productie van 107.000 ton zwavelzuur, d.i. ca. 6,6

%

van de totale HJSO~ productie in

Engeland. Thans werkt men een nieuw project uit voor een nieuwe fabriek met een productie van 150.000 ton per jaar.

Travancore (India) bezit een industrie waar zwavelzuur en cement

uit anhydriet gemaakt worden.

Miramas (Frankrijk) produceerde voor de 2e wereldoorlog 50-60 ton

/

zwavelzuur per dag in draai ovens van 60 x

3

ID.

In Oostenrijk is men arVèr gevorderd met de bouw van een fabriek voor 40.000 ton per jaar.

In Australië en Nieuw-Zeeland bestaat grote belangstelling voor de

verwerking van anhydriet t ot zwavelzuur. Het Centraal Instituut voor Industrieontwikkeling (C.l.V.I.) bestudee~rt de mogelijkhe-den voor de winninb en verwerking van anhydriet in Nederland. Uit het uitgebreide rapport van E.L. Krugers Dagneaux (2) putten wij tal van gegevens. Zo wordt voor een economische verwerking van anhydriet in Nederland een zwavelzuur-cementfabriek geprojec-teerd met een droductie van 90.000 ton H1SO_t en 90.000 ton cement.

r

I

&

2

-Bij onze opzet voor de zwavelzuurfabricage zijn wij uitgegaan van deze cijfers en wij stelden ons voor l~O.OOO ton anhydriet te ver-werken tot 95.000 ton zwavelzuur'Hca •

9

.000

ton cement.

3

-H.l.

ECONOMISCHE BESCHOUWlliIGEN.

De wereldproductie van gebonden en vrije zwavel in 1950

be-droeg ca. 10 millioen ton en was als vo~ verdeeld:

natuurlijke S 5.500.000 ton

pyriet 4.000.000 ton

Voor meer dan 4/5 worden de grondstoffen op zwavelzuur verwerkt.

Wereldproductie in 1950: 25.000.000 ton H~SOi (100 %~ De

schat-tingen van de nog aanwezige S voorraden, vooral in Texas en

Louisiana waren de laatste jaren laag en bedroegen nog slechts

55 Mill. ton.

Hoewel wij deze oJgaven met een zeker voorbehoud moeten

aanvaar-den, in verband met de internationale toestand, is het zeker dat

de S prijzen sterk stijgen, een stijging die zelfs tot uiting

komt in de verwerking van pyriet in de Verenigde Staten, het

land dat zich steeds van H~SO~ voorzien heeft middels de

goed-kope vrije zwavel.

De terugslag van de uitvoerbeperkingen welke door de U.S.A. de

laatste jaren t.a.v. de natuurlijke zwavel zijn opgelegd~ zijn

d.uidelijk voelbaar in de West-Europeesche landen. Nederland werd

Voor het derde kwartaal in 1951 een hoeveelheid van 600 ton

na-tuurlijke zwavel toegewezen. Beigië en Luxemburg ontvingen samen

17.800 ton. Nederland voert pyriet in uit Noorwegen en Spanje,

een deel van de zwavelzuur productie is afkomstig van de

zink-fabrieken in het Zuiden van het land, waarvoor de grondstof ZnS

uit België afkomstig is. De verwerking van anhydriet uit eigen bodem biedt vele aangename aspecten, niet in het minst de

voorde-~len van korte aanvoerwegen ••

Het zwavelzuurverbruik in Nederland vnl. t.b.v. de kunstmest

-industie stijgt nog steeds. De productie houdt hiermede nauwe-lijks gelijke tred, wat duidelijk gedemonstreerd wordt in de vol-gende label, overgenomen uit het C.I.V.I.-rapport.

Productie (in 10.000 t. 100

%

HalSO,,)

Kamer zuur 1946

_12t2.

1948 , _~ productie _{243 271 283 304} import _{13 49 62 106} prod. + import 256 320 345 410 verbruik 256 300 345 408 Contact zuur productie 44 52 89 93 export 1 1 6 ₉ prod. + export 43 51 83 84 verbruik 44 59 84 87 Kamer + contactzuur productie 287 323 372 397 import overschot 12 48 56 97 prod. + importoverschot _{299 371} 427 494 verbruik 300 359 429 495 voorraad -1 12 -2 -1

I

4

-Gaan we in Nederland over tot de winning van 500.000 ton anhydriet per jaar, dan worden hiervan 150.000 ton voor de zwavelzuur-cement-productie bestemd. Dit betekent, volgens globale schattingen aan

de hand van de resultaten in ~ngeland een productie van

H.t. SO '1' (100 %) 90.QOO ton/jaar.

,S'

iJ) " I,

'JM

Jt/.

2.,

Cement 90.000 ton/jaar. ,'_{' •} I_.1. '''' '_{. . . .} , \ _.., (

De verdubbeling van de productie aan contactzuur (geb'aseerd op

de gegevens van 1949) betekent een ten dele opvangen van de im-port van 97.000 ton HLSOy (over 1949), al moeten wij er rekening mee houden dat dit voornamelijk kamerzuur was.

Daar het West- Europe 5 e tekort aan zwavelzuur in totaal ca.

3.000.000 ton bedraagt {schatting voor 1952 -1953) is de afzet

van een surplus contactzuur vrij zeker.

De voornaamste factoren waarmede een Nederlandse gecombineerde

cement-zwavelzuurindustrie rekening dient te houden, zijn:

l~. de belangrijke investeringen ten bedrage van ongeveer

f. 35.000.000 voor de gecombineerde fabriek. De nieuwe in

Enge-l

.

and

op te richten fabriek voor de productie van 150.000 ton

H~SO~ kost ~ 3.5 millioen.

2).

de afzet van de geproduceerde cement. De kwaliteit van

de cement met de bedoelde methode is steeds geringer gebleken

dan die v~ de zich uitsluitend op cementproductie toeleggende

industrieën. De invoer van cement in Nederland over 1949 bedroeg

862.733 ton bij een gemiddelde prijs van f. 40.80 per ton. De

eerste 10 maanden van 1950 werden ingevoerd 778.554 ton bij een

gemiddelde prijs van f. 38.40 per ton. De Nederlandse behoefte

schat men op 1.400.000 ton. De huidige productie is 800.000 ton.

Belgie dat een zeer goeàe naam heeft op cement-gebie~heeft zelf

een productieoverschot van 1.4 millioen ton. De concurrentie met deze cementproducent zal mét de 90.000 ton uit de cement-zwavel-zuurfabriek nog zeer moeilijk zijn.

3).

De hoge prijs van het zwavelzuur, vergeleken met dat uit

pyriet en zwavel.

De prijs van zwavelzuur is f. 110.--/ ton, de prijs van cement f. 46.--/ ton. De kostprijs van het zuur uit anhydriet ligt boven

dit bedrag van f. 110.--.

De verliezen welke geleden worden door dit teboge kostprijsniveau van H~SO~ worden echter opgevangen door de winsten die gemaakt worden op de geproduceerde cement.

Een zeer hoge productie van H~SOV uit anhydriet is echter niet

mogelijk v66rdat de prijsniveau's van zuur uit pyriet en zwavel

zo hoog zijn geworden, dat zij dicht bij die voor zuur uit an-hydriet liggen.

Bij de bepalingen van dit niveau spelen de vervoerskosten van de grondstoffen en de producten een grote rol.

, - - - -- - - -- - _ . - _-

-•

5

-H.II

VERWANTE PROCESSEN.

Van de processen of mogelijke processen die uitgaan van OaSOy voor de bereiding van H~SOi vermelden wij:

1). De ontleding van slecht oplosbare zouten d.m.v. electro-lyse (3).

Men stelt zich de ontleding van CaSOv als vo~ voor: caSO'1' t- PbCl.t ---~ CaCl.t + PbSO'j

PbSO 4 ----~ Pb + H,t SO 'f Pb + 01,2 ---~ Pb CIL

2). Bereiding Vän SO~door reductie van caSov , bij aanwe-zigheid van SiO~ , in een ölectrische oven (4). De temperatuur van de gevormde slak (1500 C). Reactievergelijking:

CaS6+ + SiO~ --~CaSiOJ + SO~ +

t

O~ ~

De concentratie van het SO~in het gas is ca. 50

% (

de rest is voor namelijk O.().

Uit twee ton van het reactiemengsel (1.4 gew. dIn. anhydriet en 0.6 gew. dIn. zand) krijgt men ca. 230 mJ _SO~.

De mogelijk toepassing van deze beide processen zal slechts in landen met goedkope electrische energie mogelijk zijn. Het tweede proces lijkt aantrekkelijk (rendement 100 %),niet zozeer voor de zwavelzuur bereiding, als wel voor de bereiding van vloeibaar SO.(, dat in steeds toenemende mate gebruikt wordt. De volgende processen vertonen onderling veel overeenkomst, in die zin dat OaSO'y' met koolstof of koolstofhoudende producten gereduceerd wordt en het CaO gebonden wordt aan zand of klei.

De literatuur is in de regel ontoegankelijk (vnl. Russische, Pool-se, Canade se en Indiase bronnen)

3). De ontleding van anhydriet met C-houdelldepyriet (5) is onderzocht in Rusland. Men verkreeg een voldoende ontleding bij mengsels die tenmiste 30

%

anhydriet bevatten en waaraan waren toegevoegd: zand, klei, kaolieB. De temperatuur waarbij SO~ gepro-duceerd werd bedroeg 1000-1100 C. Toevoegen van kwarts verhoog-de verhoog-de ontleding van caSoy en verminderde zeer sterk het sinteren

en de slak-vorming. .

4). In Hillsborough (N.B. Canada) wordt een plant gebouwd

Voor de productie van cement en zwavelzuur uit anhydriet en shale(6) 5). In India experimenteerde men in 1937 met mengsels v~

bauxiet en ~ (3 : I tot I : 3) door verhitten op 1000-1280 C gedurende 2-8t uur. (7). In een moffelsven reageerden bauxiet en gips in een verhouding 2 : 5. Bij 1280 C ~as de reactie~lledig,

SO~ ontweek en de overblijvende stof had de samenstelling

2CaO.Al.(OJ of 3CaO.Al~OJ .Deze sintermassa ontleedde in water. 6). Een patent uit 1944(8) vermeldt enige verhoudingen waar-in CaSOv , klei TiO~ en Fe~OJ samengebrand kunnen worden voor de vorming van SOl en cement.

1-2 mol CaS04 per mol Al!OJ 2 mol CaS 04 per mol SiOt

1-2 mol CaSO" per mol TiO.t 2 mol CaS0'l per mol FeL OJ

- - - ,

6

-Bij deze processen maakt men dus gebruik van andere dan de voor Nederland beschikbare grondstoffen of energiebronnen. Het is &e~~.

~ien van belang te weten in welke richting de onderzoekingen naar het gebruik van anhydriet voor de zwavelzuurbereiding zijn

gegaan.

Plaatselijke omstandigheden (vindplaatsen, vervoer e.d.) en een economische verweI'king van de stoffen zullen tenslotte de keuze van één of ander proces bepalenT Dit geldt in sterke mate voor de verwerking van anhydriet dat verwerkt moet worden tot een

7

-H. 111

ZiiAVELZUUR EN CEI.:E.l-iT DIT ANHYDRIET.

Van de literatuur èlie de verwerking Vä1l anhydriet met C,

zand,klei e.d. in roterende ovens veI'meldt~ i s een deel ontoe-r:ankelij'! (8a), (9), (10), (11), (12), (13), (14) .

Samenvatting:

j',leJ:?-gsel anhydrie~, klei en COkes., &ebrand in een atmosfeer waarin

l-~ O ~ , geven rortl~ndcement en ~OL •

De klinker bevèit minder dan 1.5,;~ CaSO 'l •

Al s reactiemechani sme stelt In'-m zich voor dat CaSO,! tot CaS

redu-ceert en de resten VUl het CuSO" reageert met het sulfide onder vorming Vè:tn JOol en CaO. (eventueel gebo,aden aan klei of (en zand). De mengsels moeten lèlllgzaam verhit worden en als beste methode word t aangegeven het vverken in lèillge draaiovens .

De ontleding van CaSOv in SO~ en CaO (naast binding door klei en zand) Nordt besproken in het putent van F.N. de Jahn (15). 1941.

CaSOy ~rdt ve~lit wet cokes in een atmosfeer die practisch geen

O~ bevat. ~en nee~t ca. 0.55- 0.7 mol C per mol Ca30 y • deactie-temperatuur 1050 - 1300° ü. Teveel C geeft een overmaat aan niet reagerende 8..llfiden, dus v8J..'lies él.an üO,t en een waardeloze cement

klinker. Te weinig C veroorzaakt een onvoldoende reactie en het

-gehalte aan CaSO'l in de ,.linker wordt te groot ( eveneens verlies

aan S). Het zuurstofgehalte van de gassen kiest j1len zo, dat alle

C, nodig voor de ver.warm.ing, tot C04 verbrandt en dat alle CO, die bij het pl'oces ontst~at om~ezet wordt in CO~ •

Het B.I.O.S.- rapport 678 f16), geeft gedetailleerde samenstelling-en Van de gebruikte grondstoffsamenstelling-en bij het proces te Nolfsamenstelling-en. Als reactievergelijking voor de cementvormingheeft men:

CaO 1"" 1/8( .h.l,t 0". 2SiO.( ) ----~

t

(3CaO. Si0,t )+1/8( 2CaO .Al,( 0.1 ) (14000 C) . dit is 2 dIn. SiO~ op I dl. AliOJ •

Îilen gebruikt :E'e,t0J (pyrietas) a s flux.

De Samenstelling van de grondstoffen is als volgt: klei: H~O: 10%" Si0.t: 49-:-531~, Al,tOJ: 26-31%

TiO,t: 4%, FeLOJ: 3~, 8aC: 1%

zand: ,siO.z: 89 - 94%, j.I.t.0J: 4 - 6'f~ CaO: 0.5 - 2/~

anhydriet: BLO 0.2 - 3% CaSOi : 96.5 - 99.5r~ Si0.t: 0.1 - 0.2% gips: lIJ. 0 18 - 221'~ Ca~.)Q'I: 76 - 82% CaCO.,): 0.08%

cokes: (0 - lOrum) : C : 78 - 8010, As : 10 - 15/~ H,tO 8 - 16~~

Caloriänwaarde

bsoa

-

7200 Kcal. pyrietas: l!'e,t OJ: 92 - 96'1~, SiO.{: I - 37~, SOJ: I - 3~.

De reactieveJ:geli"king voor de SO,: - vorming stelde men zich als

volgt voor:

Ca~Oy+C --.> CaO+SO.,t-+-CO. en verdere verbranding tot C0_0t

dit 1S 1 mol C/mol CaSO,.

De Engelse industrie te Bil1ingham ging in 1948 over op een andere C - CaSO,. verhoudi ng, w8.ardoor een betere klinker verkregen zou worden. (C.l.V.I.).

- 0

-Het reactiemechanisme:

~CaSO~~ 29. ---.CaS+~2CO~

CaST)Ca00'(---~ 4C<...O .... JO.l.

2CaSO~rC ---~2S~~2CaO+CO~ .

_. - - -- - - ,

~fien komt nu op de ve ... hGuding 0.5 mol C/mol CaSOIf .

Lühne (18) gee.Lt in een le~ing VéJl recente datum over de ontwikke-ling VCl.1l het ~;_üller - Killme proces deLoe Lide reé:.tctievergelijkinge~l.

Ongetwijfeld zullen de eerstgenoemde reacties ook optreden. Als hoofdreacties Hellien wij echter de laatste l,wee aan

Op grond van de bereikte resultaten [,let I'oterende draai ovens in éinde~ e landen menen wij voor Nederlo.nd di t pI'oces over te kunnen nemen.

De jui ste, nu eebruikte sUL.enstellingen Vèill de voedingen in .volfen

en Billingham zijn niet bekend.

Wij houden de globale samenstelling Van ~olfen, zoals deze in

1946

in het ..t3.l .O.S.-rapport vL;.stgelegd, aan, echter wijci.genwij de C/CaSO .. , vel.'hüuding in a.allslui ting op de €:,egevens in het bovenaan-gehaal de ps. teiit Vé:.tn I!'.

i'

.

de Jahn en Jè1'1 het reactiemechani sme in

twee trappen. (vorming van CaS de daJ.l.'op vole ende reactie van

~_ r .< ' t

- 9

-H. IV.

ALGENIEEN OVERZIOHT EN GEDE'l'r\.ILLt:;ERDE HESCmGJ VING VAN HET FABRICAGE

-SCI-IE~,"A •

De gro. dstoffeP voor ons proces zijn anhydriet, zand, klei,

cokes-gries en pyrietas van de samenstellingen als gegeven op Fag.7 Indien nodig, bijv. na regenv~l, worden ~e groudstoffen in

rote-renll e drogers met verbraYldi ngsgassen van water bevrij d.

De op,sl ag vindt pl&i...ts in bunkers -voor de gewalen en ge''1r oogde

groüdstoffer: en in grote ruimten niet enkele oeschutting voor de ruwe

aanGevoerde grondstoffen.

Zand, klei en pyrietèis en cokes wurden in bunkers gebracht, die

aansluiten op de menl:,molens. De dosering geschie&; met instelbare

transportkleppen onder aun 0 e bunke.l.'s. Tezamen met anhydriet\rvórden

deze grondstoffen ge1liwen en gemengd in 3 trappen en het mengsel (de voeding) opgeslé~gen in de grote b'li.nh_t3.L s .

Transportbanden en elevatoren leiden de voeding naar de toppen van

de draai ovens (70 m lL--llg en 3.5 jil ~ ), die aan de onderz:;"jde verhit

worden met een directe vlum vanvin2,eblazen cokesdeeltjes. De

tempe-ratuur in de klinkellÜne (~&&r sinteren van de cementgrondstoffen optreedt) stijgt tot 1400 G.

De vaste stof beweegt zich tegen de gasstroom in (alS gevolg van

de helling van de oven (3.55j_{) ende draaiing (0.6 omw./min.) en}

ver-laat de oven via buizenkoelers.

Na afkoelen en opS11ran-'Wbrà t- dê- Klinker lilet gips (2 - 3%) gemalen

tot cement. - ,.,

De opslagplaats voor cewent is vE:;rbonden aan een apparaat voor au

-tomatische verpak:i\.ili_g voor de cer:lent in papieren zakken.

De gassen die aan ge top van ~e oven ontwijken hebben een

tempe-rèi tuur van ca. 550

c

.

en bevatten 7. j - ti . ~';J S0,t, 16 - 20%CO_ot en

1_", p

°

~. .

De gêtssen bevutten orLgevet;r 1070 VÇl'l .i.1E:;(, in rle oven gebr achte fijne

stofmengsel .

In grote stJf1..i:...d,erS en electrische prêtecipi tators wordt het gö..s af

-gekoeld en ontdë;.an Van stofdeeltjes. Het StofNJl'rlt weer

ter.l"ugge-voerd en gesupplee.Ld :.:.:.an de VE:;.d3e vOE;ding.

De temperatuur vun l1.et gos na ne de electrisClle praecipi tè"tors is

220 - 300u

c

.

Door koeling me~ water in een toren zvnder vulling daalt de tem

pera-tuur tot ca. 60 C.

Verdere koeling vind t plc..a l,S in 2 gE;;vulde torens iH8t .f;1è;.ter circula-tie.

In de hieropvolten~e praecipitator worden de laatstedeeltjes afge

-scheiden.

Het gas wornt gEdroogd iu 2 torens lilet circulatie van sterk

zwavel-Z'li.ur.

;-;vave 1 ~uuruü st houdt i",en tegen wet een fil ter van glaswol. Een

pomp drijft het gas naar de z~v'avelzuurfabriek of naar de andere

;J0.t.- verwerkende bedrijven.

Voor rl.e verwE.rking van 410 t on anhydriet per dag gebruiken we twee

draaiovt?ns.

In het bijgaande schema va~ de f~,oriek V'lor~ en de g~onds!ofvoOr

-zieningen en de eewent sect18 betro~~en op belde draaloveno.

De stofafscheiding, koeltoren;;:; en droogtorens staan achter èèn oven.

De gassen uit elk van de ovens komen ~erst na de laatste pompen

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

- 10

Gedetailleerde beschrijving van het schema.

Voeding r.~eng sel t/dag t/hr. anhydriet 410 17.1 klei 66.3 2.76 zand _{25.5 1.06} pyrietas 2.04 0.08 cokes 33.2 1.38 537 t/d. 22.38 t/hr. Producten cement _268.5 tjd. 11.2 t/hr. , 3 gas e45.00o hm

ld.

t/hr./oven

8.55

1.38 Verbrandingkool 0.53 2 t/hr. 0.04 (bevat 17% As) . 0.69 11.19 t/hr./ oven 5.6 t/hr./oven '7: SO~ 67 .600 Nm./

ld.

(ei<» • ca.

Bij volledige conversie van SO~: lrodüctie H,t00v(10Q%) 108.000 tcrv'jr.

cement 98.000 at 11

Een volled~ge balans van in en uitgaande vaste stoffen en gassen

word t berekend op pag. IS

Anhydriet (17.1 t/hr.).

De aangevoerde stukkén V8.n ca.

5

cm grootte, afkolli.stig uit

de eventuele mijnen in Oost-lJed(;rland (~choonlo, .Jeerselo), worden

in een llamermolen tot 2 - :5 cm terx-uggebracht en opgeslagen in de

voorraar1 silo ' s ₍₂₈₀ lli"). Door ₂ silo' s . n ... ast elkaar te nemen

vor-men Ne een voorr::'.ad voor 4 dage n prof,..uct ie (s.g . anhydriet is ca.. 3)

-ge haü,ermolen heeft een capaci tei t van 15 - 20 t/hr., 75 - 100 pK

voedingsopening 0,5 x (.,,75 m en afliletingen 1,6 x 2,3 x 1,0 m

De gesloten elevatoren m.i.O!' de silo' s bewe gen met een snelh~id

van

5

cmJsec. , ('Ie bakjes hebben iede:- een inhoud van 0 .014 lil •

Bij de oveLige trans.fJorten vun fijne deeltjés hebbeqwe steeds

ge-sloten elev~toren, beschermde transportbanden en dichte

transport-scln'oeven ora: a ) verliezen te voorkomen, b) de gez0ndheid van de

arbeidel·s niet te benadelen (silicose) .

Vochtige acl~driet wordt v66r Let malen gedroogd in een roterende

oven, schu.in opgesteld' ••

Klei oe

- - De a2:ngevoerrl e klei bevat ca. 2aj~· vrij water, d8.t bij 120 -150

ui tgedrev l.n ·'Norc1 t in een roterende oven, clavr verhitting met in

gelijkstroom lopende gassen. :E-let door de gs.ssen meegevoerde stof

floret in een cycloon afgescheiden en gevoerd n&&r (le klei-silo' s -.

waar ook de gedroogde Llei wordt heengevoerd, (2 silo's elk 140 m» .

De dro~er is 15 m lun~ en heeft een diahleter van 2.2. m

Capaci ei t 4.4 t/llr. (droge klei) . Zand (1.06 t/hr.)

- - Het zand worèt in

zelfde tr&llsportb2.lden

voerde

lyrietas (0.08 t/hr .)

de kleidroger van water bevrijd en ~ver

de-al s klei nè.:B.I' de !6and-silo' s (150 ill )

ge-De uS wordt Sb.Inen met zand door de kleidroger gestuurd en

komt té:üslotte in de j1Aiste hoeveelheden in de za.nd-silo' s terecht.

11

-Cokesbries ( 0.69 t/hr.)

De aangevoerde cokes wordt gebroken in een" link. belt

-crusHer" met een capaciteit Vb.n 20 t/hr.

De fijn gemalen cokes (0 10 mm) wordt opgeslb.gen in een bunker van 200 m,J •

-De drote klei en zand, pyrietas en cokes worden aa8.r de

opslag-bU11kers gevoerd van waal'ui t de grondstoffen in de juiste verhou

-dingen op de tr8.nsportbanden naar 'le 3 maal- en lilengmolens worden

gebracht. In serie staan '3 .buismolens, achtereenvolgens 2 van 10 m

lang ~ 1,8 m, capaciteit 16 tJhr. , ëén van 13 m lang ~ 2.4 m , capaci tei t 36 - 40 t/hr.

De diameters van de kogels in de molens nemen in dezelfde richting

af, waardoor het fi~nste materiaal door de kl~nste kogels wordt

gemalen. Het ui t (1 e molens komende mengsel heeft een fijnheid van

ca. 200 mesh ( 7C p) .

De ovel!voeding wordt opgeslagen in 4 grote bunkers van ieder 350 m3. Via een silo van 100 mJinhoud aan iede~e oventop, voorzien van een instelbare vvedinbsklep, komen de grondstoffen in de ovens.

De draaioven is 70 m l~ng en heeft een uitwendige diameter van 3.5 m. De binnenbekleding is van vuurvaste steen en is 20 cm dik. Voor de vuurz~ne wordt over een é.fstand van 10 m de bekleding met

magnesietsteen ui~gevoe~d.

In het mid'~'en V8.n de oven ovel.' een afstand van 20 m brengen we

b.Luggen van vuur'v8.ste steeH aéID. , elk met een lengte van 2 m, die de oven ter plaatse in 3 delen verdelen.

De wal'mteove):dracllt door geleiding gas-vaste stof wordt hierdoor

sterk verbeterd,

Aan de onde."zijde val:! de oven zijn 12 meedraaiende ijzeren koelers

bevestigd. (lengt~ 3.7 ffi, diullieter 0 .8 m)

De klinker wor(~t o.fgekoeld~e in tegenstroom binneni,omende lucht

(secundaire verbrc.ndingslucht) en val t door de koeleropeningen op

trb.n~'portbanden van i j zeI' en, word t vervoerd llé~ar à e klinker opsbag.

De UIt de koelers kOl!.ende klInker heeft en temperatuur van 250 C.

De verwarming van de oven ge'c3chiedt lnet stofkool.

De kool worflt in ob"...kjes Van 2 cm aansevoerd en do or lucht, waarin

reeds fijne kooldeeltjes afkomstig uit de kogclmolen, meegezogen

naar een separator.

In deze cycloon worden de ~w~re kooldeeltjes afgescheiden, die in

de kogelmolen terugvallen ( IOC mesh) .

De lichte deeltjes worden via de fan in de draaioven geblazen.

Een gedeel t j e V2L11 de lucht nodig voor het transport van de deel tj es

in het circul2Ltiesysteem trekken .ve uit de ondcrzi;.;de van de oven.

Een aftakking in de leiding wet bivbehorende af~uiter regelt de

C/luchtverhouding. Deze verhou.ding is van gr:oot beelang voor het te handhó.ven zuurstoi'gehol te in het eindgas (1'10) voor goede reactie in de oven. ~n :l.et t~pe circulatiesysteem db.t hier wordt gebruiKt

wornen 350 m lucnt/lllin. en ca. 1.5 ton kool per uur verwerkt.

De tÖïJ,peratuur VèlYi. d~ circulerel.lde lucht laten oN~ lliet stijgen boven

100 C. om beschadlglllg va:!l de a.f!'para-Len te voorKomen.

VOOl" de veLb:cè:.lldir"É:> nerueJ:ïl f15;; primaire lucht (d.i . lucht waarmede de deeltje s in de oven geblazen worden; en

85

jo secundaire lucht, (deze wordt via de koelers ingezogen) . Deze lucht bereikt een

tempe-ratuur' van 500 - 600 oe, cl.i. ter.aperatuur van de klinker bij het begin van de koel tro;lluels.

De stofkéLber, Bc.J:1Lesloten aal1 de bovenzijde van Ae oven, is gemaakt

van pl aati~zer, is 3.5 In hoog, 10.5 m lang j .l m breed. Gassnelheid

- 12

-Het afgescheiden stof WUI' ël t '!let ge sl oten transportbanden terugge=

voerd naar r'l e voediEbsectie. i .

Direct aansluitend op de stofkamer is eeTIlelectrische praecipitator

van het plaattype ( J.~ngte 10.5 ffi, breed~e 3.0 m hoogte 3.0 m) van

plaatijzer. Gassnelheid cu.

C

.

5

uJ

sec .

De f?assen, b.fgekoel('l, tot c.;i.:: .• 25C oe, kc):,.en nu in cle met eteen bekle-de .Lobekle-den en lege,fi toren v::".n 9 m hoog en r'l.iUfLter Vtm 4.5 ID.

,1 a ter, verZ8.0 igd In\:. L ,;0 .<. , wvro t rünrleepoll1pt wet een hard-lood pomp.

1)e tet.peratuur van ae gUGsen d<';;'b.lt tot 60° O·

De tweede koel toren is eveneens Vi;..<.rl lood, bekleed ll"e t stenen, hoog

9 ~ , diameter

3

.

8

w.

De torenvullinb is 60 x 60 x 4 mmo

Een hê....rdloodpomp trekt hl;t~O.t houdende koelwLter uit de bodem van

à e Luren, da t v'/z)rr) t e.i'Ceko eld . eB ,boven in rIe toren gesproeid.

TIe gassen koelen ~f tot cu. 40 G.

De de~de koeltüren i~ ~~b de tweede, vun lood, bekleed illet steen,

hoog 9 [;1, rlL-,.;:~eter j ,3 lil en [Eet l:let:welfde koelwater systeem. TIe _1... g< _{O . . : J} sc'e_{I I} ' _.n.-i'O"leYl' _{\.... c..} .'0' _..L to.J.. _{v c::.."-.)} " r 0, _{.' •}

De tweede electi:L"cL.E.. :'I'[LeCilii tutor llE~e1't verti9c.le loden pij pen vun

7.5

m 1~1~ dè;..~~in ár~den li~n~en, :us~en deze pijpen en draden bre'::lDen ·'ri.LJ een lJote11·t-l ::;"è;....i. vcr ,~chil Väll 'dOOvV • 8.all.

;;e L"btste VaSt8 ëlcelG~e i...~ d\J..L~.en ~lier c.:C'[,E:."cHGidcn.

l.UcLtS1.FJ (,letie

rrU;':;:·~8.J;]. ~.ê 2e LTaeci_)~, te. Lor en de eer3te ~l'uog-Loren supplel'en we

3 • 6' J. • -rl.J/".L.!. / 1 - ' 'ec • l-cc't 0- - " - _ . l o J .LU ·' . l r ... '-'" J. / ~JV,'-~ vu -L 1 " " ... Uv .. \ < . . - - - . . l ó po,· 1.) 1 .'_J ;J .LL e l)re'" .llCen . Deze vedlOL.cL. "G is ':lV' i [ O,,~ eén go(:;(l e COLvCl'sie VL:n ::';C-l tot ::OJ in de zwe

-vel~ u.l'-l·fr.'.br2-e~. L,()ce~i j k te fIlL...L8r::.. :;

';,lotale hocveelh8.i.:l _{g;,;2 [1'::01'} '~e (lroogt(jr8n~): _{,S.7I,r.l /sec ••}

,te voegen r'l8 h'Cllt t:;e v(~ór iJe c..:..:.sclroe;ir).t;,':V2ê.:,I'Glee Ne vel'!Y;ijden d8.t

·'.'1s.tE:.nL~!_~· lei t .; e 'l,l,d:;Lt iY" het COlik:.ctsysteel:J vc~n (1 e zwavelzuurf8

-1-),."1I. _. __ ' ... 0 1' \ 1 1... 0 ' + j . lJ (cO'~'·'· ' _ J. J r , C ":',.L Ç ) • .' \

(j ~h.:jfJ r 0 f , i llf<

Je eGl'ste cl.rooft01.'en (llveJ!:., 3.2 de i':i"";;'é.::ter 4.5 m) HecI t een circ1A.lä.-• • l:T:...-iJtIII"'! nr. I

lJle v0-Yl .~.," -'~/.j B J ""'- '{' .

.üen CIE:.t1.~:6c..1.(;ü ~Ou~l; t:;:'C1.t L.et ~'iI:.._ve:.L2lA.tü' ol1d:01. l).it (le toren en via

r'le 10\~cn 1:08:,(;1':::: 1=OLlt;U::.:t ZUllT buvcn iYl r')e (gC!vülcle) turen.

; ; r y' co." <, 1 1( 'J' 1· c' :' h ' , 2 .') " "\ I

..L IJ_L ... l..L,..I,..'::-.-' ... • - ... G .(._/./... . / . . 1 : . . . . / l._... . •

~e t Ol.' 8.i:.i. ~LG V~.J.J. , t:..,:..cl CL v:".r~ ,uYmen bek18ed i;,l;t

oZU1A.rvé...ste steen. De

T _{lJe1..i....l.l ,}' ' , ' , "" _{·;..,..lctlJU} .j . . ' " _{.. l ' ...} CJ'''J'-' r1e 1 .j +'~er'levlr'e' (.'.e, "'11 l 'C'" 4:::; ,

: " J . l . " A....,1...Vu . . . .L-~I...l bCJI-...J0t.:! - u ""' • ./ v .

De twe<::de drüogtol'en (11000 '::> .2 lli, d::;":"ci"et8r 4.5 m) heeft een c.:ircule;,-tie v;';.n 90,,, ~l.ldO'f. vuL Üicl' is je circt..lo..tieI711:;;t cell gietijzeren

.L}O,,~~; eH loeien kOE:lcl.'s . 'De turen i;.; V <..-.ii ijzc;r beLleed wet zuurvaste

i~teen.

;':..:;'.11 !let ej,'c,i.e v'-~ü -~e to:cens VGol:bi.j ~fct ZllIgfil ter stä.b.t een

lucht-~JOllJr) ',;et een c_I_~.citei t vun 32000 1:r:l.:J/ hr., r1ie r'l egassen n;;;..ar de

1 'Z

-!-)

-;;e klinké::.c' ,iv.r,lt l':b, ODSL..u. ~u. cn~:èet gil)S ( 2 - 31~) geiJ~alen in

een, bLti:...imolen l'-'L te l2 f:L rJi~r'Leter 2 r,l 1"",-teen Cé:..!'Jé:.ci tei t van

/

I ' } I

-12 t ür.

Je Liellgverhoüd':"ü§', ~.lill:,cr/gll';s rUL2:,t ::".f vun het ~O~gehc:..lte in é1e

stoffen. -:)eze stc:.L~t n.l. i_n n::...uw ver-bund mE.t het Ndter bindend

- - - -- --I l - 14 -~ITERATu tlL 1) • x) 2) .

3l

.

4 ~ • 5) • ( \ _,

.

.

7) • x)

Sj

'

x)3a • 9 .

lOl

'

11 . 12 • 13) . 14) • X)15

l

'

x)16 17 •

ti .{jL.ve rlel_ltGcl.i.e UlleiiL1.e:JirtscI1CLft --- ,JhebiscHe Industrie (6) .

1951, Juni.

12itg~;,ve 0.~.V..!...I., E._u. Krugers Dagneaux --- de winning en de VET\lIJerkinC; V~11 a.nh::r1Tiet , Jalluuri '51.

~,.. ~ol~bois, 'T • • ,JIJT. eter, --- COrIlr.t . . rendu 229,167-'9 ('49) .

uoclete :'Jes I)rorl_ults uzotés, .]!'r. 329.527, J1J~29 ('38) .

1. .l'. D'Udnikov, 1.::L. d.i vI in ---J. Lppl . Chem. (U.::::;.;:;.R.) 11,

1129-'49 ('0).

-., ">1 I'! , à . - ~ ,', . 11 0 0 9') ' 4 k'49)

l, .. ..! . \IOU -te --- -1-rlr[. ve',n •. :.t..:;u no. :.;, ... - .

V .:.:. Dubey, . • ~\. . ~l~He , ., . L:tnakara tuan --- uIl . Ind ian Ind.

~'ée seareh ....:u1'. Sovt . (Inri_ic:.) l:r. 6, 1937.

Jean C. A::",illes ~_,tE.llt ~ .:"'. 2. ']30. 631. uept.'28.

lL: ... ,Iilson .:..u.ter.:.t t .~. 5. 528. 103. Cet . '50 .

- ,,1 '1 . n ' 0 " "'r(l (T' , ) 15 f'r 4 225 ( '3Q )

J • J..". oJ L:. v:J u 0 v ...-- -- - tJ • 'v J..l. ... til. ..L 1 ,".. \ l,.. • ...) • '-.J ... L.. •

,J..j.,

-

U

1 ... LaezoroN~k:L --- P:rzeb1ud 0hem. ~, 534

-d1'

3~) •

"'. bI' ets z nè,!. J eh: r , tt 11 L, 5 3 2 - 4 ' 3 8 ) •

s . l~.?y <';'':'1, '1 ... ~ ... ; ::; e:c S~~L..J.an ~ 1:". _ ~;il ~ sI ud ~i , E. L é::.garova. Li. ',J11eU1. ,d.l.('. (J.',.oscov;

t

_{93 ,,;,} 1-1'.7,35 -41.

J . ZO'Nb..c1ski, u • .. eycl:cer --0-- .l.rzeglL.d Chem. 5, 245-'54 (1947L

J . Zov-lè;t'lski, 11 11 '5", 239-' 45 (1947).

~'r. ;; . ,-'Je Jalin --- J:atent U.S. 2. 232. 099 i!'ebr. 18. D.I.O.~. rafipart 678,

Il. Kühne 03tr. Uhe1i1. Z. 48-; 169 (1947) .

Gebruikte üaudbüeKen en vE:rhandelinben

x) . H. B.ichter --- ThE;tUoche".i sche lntersuehungE;)' cl er Llinkei bildung

Ges l .jrtls.ndzements Zement - verlag!Be.rlin 1942.

x) . N • .A.nselm --- :!)ie ZeraerLtherstel1ung, ~ement - verlagjBerlin 1941.

x) . G. Lé!.rtin --- Chem. Engineel'ing b.nd Therrnod;ynamics applied to

Lne cementrotary kiln.

Crash Loekvvood and '..:on, l-,;llrlon 1932.

x) . G. G. Drown ---l:ni t Opers.ti ons, J ohn ,'iiley &: 00n N.Y. 1950.

x) . J .H. J:erry ---Chern. Eng. IIandbook, Lc. Graw HilI B.vy.,N.Y.(1941

De met x t.:.angec1uide literatuur werd gebruikt bij de opzet van

I.L

- 15

-BEREIC.;:l'~Il.GEN •

Bij <1 e vu1_t,(;(!Cte berekening voor rl e saruenstelling van (J e

grond-stof zijn we uitgegaan V2.n vere$nvoudign e samenstellirlé,en, dus de

VOOrn8.éeu"ste componenten aé:l.r~JehOtlden en de bi",lüengsels verdeeld over

de rest van de grJlldstof. Door jlL:' ste ke1A..:6e Vail de verdeling der

bijmengsels zijn vVe tot ele vu1_G8nde h1ir.!.kers8.lüenstelling gekomen,

w~lke in overeE;ilsteLliJjir~6 iS -liet de gebrltikelijke

klinke:rsallienstel-l klinke:rsallienstel-lngen.

Voeding kg/hr.

,

t/hr. CaO :Ji02 ltl;;:U3

'10 He20j H20 SO, C8.~04 76.4

8

.

55

3520 50:50 klei 12.3 1.38 731 414 97 138 (kaolien) (- ) _{(487) (414) (146)} zand 4.7 0.53 498 32 pyrietas û.4 0.04 ₄₀ cokesbries 6.2 C.69 _" 100.0jo

lr:T9

t/hr .3520 1229 446 137 kgjhr::5332kgjhr LlinLer: 65 • 9l~ 22 •

ol::

Gespecificet;rde voedinb per uur.

CaSO 4. 8550 ke/h f ::6 2.87" kgmol~hr.

GaO • 35~O Jeg/hr 00-;.; ;!. 5030 kg/hr ::::iO c 1229 11 ./ A1263:: 446 11 Fe203= 137 tt 5332 '11 ---~ 5332 kg/hr. .H.eè;.ctiecokes 31.44 kgmo1=-)77 kg! hr surplus 26.06 kgl1101~313 kg/l.U' 57.50 kgmol-=690 kg/hr / ---~690 kg/hr Voeding+cokes 11190 kg/hr 8.4'}; 2.6% =-100% H 2 0 :::.138 kg/hr. ;:7.66 kgmol/hr kaolien: 1041 kg[hr :':>iO

=

487 11 A1é:b j ::. 414 tt H20 == 140 ti klinker

Eindgéissen(op grûnd van de reactieornstandigheden en voeding) .

S02 uit CU.S04 ;:62.87 kgmol/hr ~4025 kg/hr ",8%

Hieruit volgt voor ~e éiLdere gassen:

C02 uit CaJ04+-C ==-31.44 kgmo1j:nr =1384 ti 4%

C02 ui t S1A..r plus C <:-26.06 kgmo1!hr :1147 11

°

2 uit overmua t :0 7 • e6 kgmo1!hr e 252.1" 1%

H20 uit grondstof :; 7.66 kgmol/hr :: 138 11

- 17

-EindgassaiHenstel1ing( bereh.end IJlet bovenstaande gegevens).

S02 uit CaS04 k~mol62l.87 :: hr kg4025 Lhr 1\m3 1410 Lhr

C02 uit CaS04 3i .44 :- 13ö4

.

(-002 uit surplus C 26 .06 ~ 1147 3540

~-002 uit stofkool. 2.647 x 1670/44~lGO.47 ~4420.5

O2 uit l e suppl. _{1.30 41.7 ' - 176} l~ 02 uit 2e suppl. 0.126 x 1670/32: _{6.56 210.4} f .,..,... uit le suppl. 5.20 ::: 145.8

l

.l'2 H2 uit Ie verbr. 104.04 -= 2920 ~-.."';'" uit 2e supp1 0.416 x 1670/28 -= _{24.73 694.7 )=1333 6} 1'2 ::: N2 uit 2e verbr. 7.736 x 1670/28-=461.40:12919.1 H2 0 uit stofkool 0.452 X 1670/18

=

41.94 H_{20 uit kaolien 13ö/18} ::: 7.66 o 754.8

J

:- 138 .

=

1110 Stc..ffenbalans • Voeding+ cokes lucht (suppl C.) lucht (stofkool) st·)fkool Bindgas 11190 l~g/hr 3941.5 11 17600 11 1670 11 ö73.67 28801.0 19573 h.lillker 5332 kg!hr *as 2'd7 kgjhr 5619 Eindgas 28801

~

'" • 2 -= 18.0 = 0.9 - =ó8.1.

-

5.7 -= 100.0 kg/hr 11 34401 kg/hr. 34410 kg/hr

lOjG voed ing in 1119 11 _{1G/~ voeding ui t}

1119

_"

35520 kg/nr. 35529 kg/hr

Voor de bal an::; nelJ,en we aan,dClt het stof, meegesleurd met de eind-gasseL~uit onverallderde voeding bestaèit.

Vlamtelll~era t1..i.ur.

VerOl'aIlQen van lkg stoJkool ge8ft 6990 L.cal/kg kool en de op pag.16

gegeven hoeveelheden gas. '

Voor cte soortel~Jke warmte vande iassen nemenowe de waarden bij de

verwachte temperatuur tussen 1500 C. en 2000 C., diiz _{is voor CO 2 ,}

N2, en H~O en lucht resp. G.543~ 0.340; 0.422; 0 .542.

De la tente .:arm-ce van H,)O is 5öö Kcal/kg.

6990 -::..2.647 x 0.543 x rr'-t 7.736 x 0.340 x T ~O.452 x 5ö8

-1;0.452 x 0.422 x T+O.54 x 0 .344 T

T-==l)üOo C .. <t- ~7J!

- - - -

-- 1

t5-~armte nodig voor de reacties in de oven.

De volg élH1 e r.eë.;.cties vinàer~ _{pL ...} è.1.ts oveL' Ge gehele lengte van de oven

°

Tem[J. C. l1eucties

450° C.

700°

c.

kaolien -.weta](olien R,O

c:

~aS04~2C-- CaS~2C02

C1::.S r ')Ca304 - ... 4CaO 1- 430 2

goo -13000C. Reactie vnl. Si02~C~0-_ tussen

1200-1300 0C. CaO~metakaolien

1250-1?800C. begin van smelten.

>1280-14500C. CementvJrming vnl.

3CaO.~i02 en 4CaO.A1203.Fe203

~e #arrute-effecten bij de reè.:tcties Vê.;.n CaSOz

uit de vormingsNb.rmten van ~e stoffen. Y

30 _c. (g) 2g0 hjoule/gmol CO 2 (g) 395

_"

CaO _" CiiS 634 475 _" C;;...G04 1405 "

,'/e bené:l.deren ht;;t tot;;...le Nè.1.rmte-effeilt van:

C· avu4 r:. r, ~ _{T 2} • C _--~ CO1::. _~0 ' . 0 _,~~Î _v r, 0 r 1~n~s twee wegen: c: ~ 1.) Cb.S04(S) --,>CÇ.:0(S)+S02(g)+~D2(g)1-a 1 4 0 5 - 634 + 2g0 + a a

=

4t51 Kjoule }C(S)+·~02(g) --.. tC02(g) t- b b =- -198 Kj ou1e CaS04+1C~CaO~SO~1-~C02 ~ 283 Kjou1e i ~ 283 Kjoule/gmol. 2.) C2-S0 4t- ~~c --.,.Ca;'; +-2CO~ + a 1405 ~ 475 + 790 +- a· :_. -= 140 "~C,lf' -, . __ -... A4rv"'aK'~4802 +- 3b ~üt.~SO 4 + vb.\.:) -.- _I::' 4215 ~ 475 -: 2536 -+ 1160 +-3b 3b = 994 Kj oule 4CuS02'1-?'C --~4CaO +-4302 +2C0 2 + 1134 Kj ou1e

t2 -:

2.)4 Kj oule/ gmol

=

67 .4 Kcal/mol

P'

aard endc.therm

endotherm

producten exotherm

enàotherm endotherm nauwelijks warmte effenten en C worden berekend Voor (~e T\..:::cties lt::...S0

4t-;=C neLleH we een rt:2.ctie-warmte aan van

j

' J !

I ",.</0 I J, (,1.: .. ).. ;, t. I / ,i\', I; I -J. I l I , I 'I " !. I ! ' · o· I C ' i. f ~ • (L I i ₁

"I

. J ( I . ') rl • '. ) :. t" .,c ₁ Jo. ~ , .... ,{.-"'"

V

P! ;t<· ' :

/\

), ... ),

I

~

\

~ f,iJ"'jI V'" h...

I

- 19

-Vaste stoffen Opvvarfilen van rle vOêr'ling en

De s.w. wurr'len geno~en bij de bijbehorende ontwateren van kaolien te1'lperaturen tot 450°C.

kg!hr ~ Kcal/hr. 1. CaS04 8550 x ().25 (s.w.) )( 435 ~ 930 .000 2. kaolien 3. Si02 4.A1 203

5

.

Fe203 6. C opwarmen 1041 742 32 137 690 x 0.28 x 0.24 )( 0.22 x 0.29 x 0.26

"

). 435 - 126.700 x435 - 77.400 .x 435 x 435 ,( 435 700°C. 3.060 17.300 78.000 1232.460 1. CaS0₄

tot re2cctieteLperatuur kg! hr . ( s • w • ) 3550 K 0.25 x. ~ 250 Kca1!hr. ::: 534.000 60.750 -::: 51.eOO 1.840 9.940 2. metakuolien '5 . 8i02

4

.

A120,

5

.

Fe₂₀

3

6 . C 9(,,0 x 0.27 742 x 0.28 32 )< 0.23 137 I< 0.29 690 ,>( 0.28 x ₂₅₀ )< 250 >< 250 x 250 )( 2) () -== _48.300

H.eacties: Ca004 i- C ₈₅₅₀ x 494 - - > : ; : 4.225.000 Kcal/ hr

o [

warmte tot 700 C. totaal16 .164 .090 Kcal/hr.

Boven 700 ° 8• Opwarmen tot 900°0. kg!hr 1. CaO 3520 2. metak<.,.,olien 900 3 • _{8i0 2} 742 4. A1_L0 3 32 5. Fe203 137 x )C )< )c >< (S.IN.) _~ 0.22

_'"

200 -= 0.28 )< 200

-

-0.28 /< _{L'OO =} 0.25 x ₂₀₀ ::-0.29 >< 200 :c

Vorming tussen producten nCaOL.mSi02~100

aus -100 x 560G~-5~0 .OOO hcal/hr.

~erwarmen tot 1450 C. 560.9. __ ~§!hr_ x 0.264 Cs.w.) x 550 (6t) Kcal/kg klinker

-

-. Kcal/ hr. 154.900 '50.350 41.500 1.600 79.500 1 .451 • 000""

~~~i7~

... , .. ~" .. --....,..,...r-- ...

'

~

exotherme reacties - 560.000 warmte 700 -9000 0.- 1.218.850 Kcai/ hr.

De minimale hoeveelheid warmte voor de reacties berJraagt:

--

'

[' .. i"

Iv

i ( j ) . / 1 _'1 j' J • "l

-- - - ---;-'---,-.,.,...."f'f

~-'---

jM

-

~. ~

~

'?~

"ft

~~

--

-

~

--

~

-

~~~~~

f~A~

. ~~--~-~~-~~~~- ~ --~-~--~~~-~~~~~~~~4 -~-~~ b~.___:',_________;__--~~~""""--~,a:4~-- ~_~ , .. } .... o; .. : I . { , '.~" ~" .... - -" ~~---'. , i,l4·--~·

--' ..

-~-, .. -~-,'.: .. :t " " '-' ~ -~-~~ _~SO_~ _~_~ ~ _ _ _ _ _ _ '!l... -- ----_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ -'--, _ _ -Oc.~

,;;.' :.,,-

~

-

~~

d

~

{

-

~~~

'-

-:c---'

-"'

:...

~~

~'

- i - - ' - - " "

---'-T---'---

~~

-

J_-

_

~

_.

6

_

~4

_

-~

__

~

...

~..;

~---..:---,---=--d

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

/1

rQ -"~. - ---- , ---- -- --- - - - - -' - - - " - - - : - - - ' -... ~ -~:~~~ :" . ~ '; . ~,'~~_.~--/ ~ ~~,

---.•.•. ". ~ _ .:J ••• .J

~~---;,..'""-~~{- -j~;;~- ~-~ ---." .-

l~

.--~---

---"--....

--

)~

.

~

~

----"--'.,____,

...

~

~""'.,..,.-:-i-:'~.~' ~ ~~ ~

'-"

.-::::.,.=...;:--=~Y::tiZ~.4~-~:::-.:~=5!=:::::::;:===-::::!:=-,=?d~b~ ~~~~~~~~~L~~~ ___ ~~fq~~~v Y,' ~ 7f. 0 Cl 0 ~"":"T~--"'---M--'--'--.-.-L --'-'.~J.-"-~=---7:..--1, tJ.

i.

:.

~

~4A/~

:...

__

~_:'_~.,.. --

~

~

~

«""

,

,.-

~tf,-=

j;:;~--~

-

~~

~~

~/~ d. ,-~~~~~~ff~<J~_"- -- __ ---- ~ __ ~~~~~...J~~~~~~

~~~

==

~

~

\

~~~~~~~~~~

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

--

--- 20

-De materü ... len wOI'rlen vc..rll:i. t OIJ 14500e., de beklerling Vb.n r'le Né1.lld

LJ~l ë::<.é.ül de ze terüpera tuur geli;) kNorden •

,Ie neillen aan dê.-:.t 8.11c '1/è.rt:."te, cl.odig voor de h.l iLkervorming, over de

gehele te berekrulen klinherz8ne ve~deeld w~r~t.

De OPIJervlükte ve..ü de ~.li1~i..er~one stré...èll t per tijdséénheid even

veel w8.r:J.te terué.d ,-1 s l,er tij d seenheid (~oJ or de k1ir.J.~erzone passe.ect

Het verlies n~~r buiten is voor ~e berekening verwbb.rloosbuar«ltin

De wund s-;;r,--è.~:;..t t e 'L.cg; ./ / _ I ' 1(' J)

4 - 'Z '-' .- W ... ·fV·)" ;... wu. t", vf4l,.A(,

Q = E XC' x T x 10 J KC8.1/s~CIIl~ voor Q e

E =VOOl' s'Leen 0.72 ." . -

/

'u

Dol tZffian-fae tor G {l

(27~

)

x lG-12 geal/feej.fem

LJ'/

"

r(/

T == 1723 ,oK. . '" ".- C t / ( /

~. 0 72 /r₁" 27"~9 10-12 . (17'"'3)4

'«; e

-=.

x\" ):X; r x , c'

Qe= 8. 44 gcál/sec ·sm~ Qe== 304.000 l~cé1.1/[j'::'

De stofkool geeft 11.6.0 .000 i.c2.1/hr. (lus

ll.680.00c ::: 304.00 x -rr x 2.B x 1

1:: 4.3 m

Over deze leü.te blijft de teLlperb.tuUT op 1450 oe.

,; arlllteve:d ie s d 00:(' (; e (,;c).S.:.ien.

De tö~peratuu.r flLLé1.:r-bij (le tussen cl e oven v8.l.'laten, stellen

550 O. we op

De geIili4àelde soorteli~ke55o.rLlten berekenen

550 - l~ 0. ~1~ vol~t: C ~ x 550 _ C1 ?x 15 Cm:::: 1;;

°

550 -15

we voor het trajeet

KCb.l/Nm3.oC Berekend in KCá.1/1~m3 • Oe ~ 002 0.432 , 302 0.432 , N₂ 0 .32 , _O2 0.326 , _{H20 0} .368. O~m3) ; (s.w.)

_.L-U

CO₂ 3540 x 0.432 >< ₅₃₅ .,,- _{8H3.000 Kcal/hr} 3°2 1410 x 0.432 x 53j = 326.000 11 Y 1")336 x 0.32 x J35 ₌ 2.284.000

"

'2 °2 176 x 0.326 >< 5)5 =- ~3.600 It }I,·O L 1111 .x 0 .368 5'35 -:: 218.600 11 3.679.200 Keäl/hr

'il armt e voor verdumpen 'i8.n vI;.,. ver uit

ké.o1ien 138 x 588 . ~ tn.200 11

Ilarmte voor 10f0 lüeegesle'urde voeding

1119 x 0. 26 x(550 - 15) 156.000 11 3.916.400 Kcal/hr ~fkoelen klinker. 5600 x 0.25 x 600 -::- 840.000 .h_cal/hr.

r

---===r--~

- 24 -C onvec tiew8.T'!nte

De berekende a

c vin~en de uit ac

=

0.26 (4t)0.25

voor t =. 640°i!' CiC =. 1 .31 ETU/ ;3<lft .hl'. ol!'

Voor d~ som van de berekende co~ffici~Bten vinden #e

u_r +- _ue =. 5.79 3'rL/ s<lft.hr F ,hetgeen aus vrij goed

overeenkomt met de I 8.é3.r 0. en vo r de kleine cj"linde1.'s.

J~rmteverliezen ooor ~e ~~n~ van de rest van de oven.

Voor de berekeningen van de globale verliezen aan '''b.rmte door de r

rest van de Nun~, moeten we een vergeliJking uaken met de bestaande cd

cementovens. Anseht geeft vour een cemntoven het verloop van de resp.

gas-, voec'linL-, hui teILd:.:>n(ltenl~)eru.tuI'en met de lengte van rlC oven aan.

Het ternperatuursverloo; VL..!l :le voedü:g en rle bui tenwand in het

koe-lere gedeelte wij hen weini t af van rechte li~nen, ~rafieaft

Dour het conto ct Villl de vaste st.o..Lfen Illet (l.E ovenwand nednt deze de

temf,erê:.:.tuuJ.' VUIl de voeding <:..:.o.n.

De 70 m lè-lnLe oven verdelen .,'"e in drie stukLen V00r de berekening

van de Narlliteoverdr~cht n28.r GuiLen. Van ~e sinterz6ne (lengte 4.3 m)

weten we de wal'wte door vo .,r;;c.1....nde berekening.

Voor het lange stuk (zie Lic..) (reactiezone ) en vo"r het korte stuk (klinkerzone) bC ... :"éc.len '; e (le 10Lc..ri t.;.wLi Belle tel;i~.Jel'a tuurgeG;irl_{.0 eld en}

voor de tewl-'eI'é:~t1,:..reH aa.n cl,. bin Cü- en buitenkant van de oven.

.. De sinterzone en cl e lüüu.erzone beveü vve eE..L lJe,.ledins V8.n méignesiet~

steLn en et.:Yl isolerende kao1ienl.:i.é.g(zie eerrler) , de rec..ctiez6ne Heeft

dezelfde kaolienlG.. g ,1ll<"',_.1· ueeit 8 d l alwiLinalaag als vuurvast materÜ·

aal •

•

•

De tew~er8.t-C:l'cn Zijl1 t,egt;ven in de bi"g:c..é:..nde figv.ur . Zij kunnen

wor'l en vergel eken met de .::;et8" .en s van Anselui.

6 .~ cr - .,

-11.:..';.

_

.

i

St~/q

-

=~~~-,:,~-:"

-=--::~

;--:.:~~:~:.:-;:*_;:.:-:r~~~?'~~~;:-"2~:~<~i~4~

~~ .. ~. 1 <t.A .. ~ / / , . "':t. . ... ~ . ." I I --.<.---... ---. . .. ,/ .-" ... _-.. -.- .'-.,. ... . -'."'."... IlO; Ic: " .7' >r<-_, If.l ~-c:.. , ft 'I ' k alwélina k kaolien Reactiezone. 4-. "'rn Cl per foot <l per foot Q tota:....l

-1 0 .u _{~_i...} ~

mu·/

_~ l' t _• 1: _lr. 0 _1.' ,-0.9

,

,

(2642-700; - (300-160) 2.'1 lot, 19/2/ 140 686 o}!'

~~lOg

10. 640 197xl0640

-686 5. 29Z 4.71 1.8 3]1/ llr 2.048.0CO 509 .000 lOf;; 5. 46Z 5. 29 ) 0.9 ) BTlI/hr h-calj hr , 686 0.0644

\

\

/

I • - 25 -k.linkerzone t _, 1.1 02642-700)- (1112-200) 1364 OF 2.3 log 1942/912 4. per foot - 1)64 ~.)~ log 52~%~ 4.71 log 5ü~~Z 5.29 ~ Cl per f()ot =. 93 .400 jj'r1.;j hl' Q totaal Sinterzone 93 .400 xlS.7 1.746.000 BTUjhr 436.000 Lcul/hr

Volgens v,,~org<.<.,,-ndc berel'~~nten Q totaal

=

469.000 I:cal/hr

De berekerüne:en V8.n de s'tr::J.liIl8sVE:;,!.'liczen OVër de (;c~h,le oven kun

-nen met deze onn<..;.uNkelU'i[;e L'eGevens V0..i._ de bv,i l.,8fl'd<-<.nd alleen de

or-de vangrootte uallLeven.

•

•

De gekozen isol~tie en ~le bin_.eLbe';",1(:;·'iI1É~ 1l0'lA,-len volr'loende warmte

tegen,ouk bij dL 110,-,8 wc..:.ndteu'LJe:u:,tuc8n Vë:.ll d,~ si:llterzone •

Uit de v,~lgenr1e vv<..r;"tebc,lam blijkt dé:;."(; de tsro"tste verliezen

ge-leden,wrc:1t:L door de '/lé:.,l'D.le eindg8.usen.

Jarmteba1ans voor de 1raLioven.

stofko01 1670x6990

rte~ctiekool surplus

31jx 7000

Totacc.l in

1. Reacti e s en opVJC~rrneL

2. lGiriker 3. Gassen gas 3.679.g00 water verd . 81. 200 107~ voeoing 156.000 4. Stra1in~ ilinkerzone 43G.500 5. Hest

_sinterzone 469.0uO

re~ctiezone 509.0eO 11.680.000 2.191.000 13 .871.000 7.382.9000 840.000 3.916.400 1.415 .000 316.000 1"cal/hr

,

,

KcalLhr Kcal/hr

,

,

,

,

,

,

,

,

53. 2

%

6.1

%

28.2 '/0 10.~

%

2.:5 /~ 13.871.000 h,ca1/hr 100. 0 'j~