Verslag fabricageschema salpeterzuur door verbranding van ammoniak

VERSLAG FABRIC AGE SCHEMA

---~--

-l J

-SALPErERZUUR DOOR VERBRANDING VAN AMMONIAK

H.Swart

Brasserskade 34 Delft

(

1.

INLEIDING.

In de twaalfde eeuw na Christus ontdekte men in Itali~ het salpeterzuur,door destillatie van salpeter(KNO ) met Ferro_ sulfaten.Deze stof werd gebruikt in de metallufgie,v.n.voor de scheiding van goud en zilver. Vanuit Veneti~ verbreidde de bekendheid van dit zuur zich over Frankrijk,Duitsland en de Lage Landen bij de zee.

In de achtiende eeuw was deze industrie v.n. in handen van de Hollanders en Vlamingen.Men bereidde het zuur toen,op de zelfde wijze als Glauber in 1658 ontdekte,door destillatie van salpeter met zwavelzuur.De producties van dergelijke branderijen,liepen tot een 9

à

10.000 kg per jaar.Ook nu nog wordt op dergelijke wijze zeer geconcentreerde salpeterzuur op laboratorium of meer technische schaal gemaakt.

Tegenwoordig behoort de salpeterzuur industrie tot een der belangrijkste chemische industrieën,met dag productie's van 50 tot 100 ton nitraatstikstof.

Een directere methode voor de bereiding van salpeterzuur werd onderzocht door Crookes (1892 ) en technisch uitgevoerd door Birkeland en Eyde (1902),door luchtzuurstof bij hoge temperatuur te binden met luchtstikstof tot stikstofmono-oxyde,dat door afkoeling oxydatie / absorptie omgezet wordt in het zuur.Hierbij wordt lucht door 8en electrische vlambo~ geleid,waarbij temperaturen van 3000 C optreden.Het even-wicht wordt door een snelle afkoeling vastgevroren.Maximaal kan hierbij 5 vol.~ NO gevormd worden.Het thermisch rendement is echter zeer laag.

Dati dit principe niet geheel verlaten is, blijkt wel uit proef nemingen,die men nog na de tweede wereldoorlog uitvoerde voor het winnen van het NO,in de z.g. Wisconsin oven.Hierbij ver-krijgt men een groter thermisch rendement,door de vrijkomen-de warmte bij het vastvriezen van het evenwicht,te benutten voor de verhitting van het reactiebed.De oven bestaat uit tw~ gedeelten dei afwisselend gebruikt worden voor verhitting en afkoeling van het reactiegas.

De moeilijkheid bij deze processen,is de winning van het zuur door de lage concentratie van het NO gas.

In 1788 ontdekte Milner in Engeland,de katalytische invloed van

Mn?2

op de verbranding van NH~ tot NO,terwijl 50 jaar la-ter KU1l.IDlann de katalytische invloed van verhit platina op deze verbranding beschreef.

Eerst in 1902 trachtte Ostwald dit proces t~chnisch toe te pas sen en onder gewijzigde omstandigheden is~u~toonaangevend voor d moderne salpeterzuur industrie.

I

I

•

·

·

•

,

~ '" t I -s_,. > > ~ ~ , ,

·

,_, ; • ; v \ , )0 ) , )

·

:. >

·

, l

·

:>

·

)0 , ). \ , ~ \, \ » ( \ ;_,..

·

",

"

,

l

·

, > ; " ,

·

\. I

.

,

4 Sche iku n d e en sche ikundl ge technolo gie

München 195 5 Micro 114 BECKER, K. Ionen trennung mit Kun s tharzau s tau

-sch er n im Gegenstromverfah ren.

Diss. Münc hen 19 5 5.

3 mi krokaart e n.

Amste rdam Vr. univ, 1957

BRUG, J. Synthese en antivirale eigenschappen

va n ges u b s t it ue e r d e ace tophenonen.

24 cm, 82 blz., l i to opgn. , 10 uit s L tabn. los

ac h terin.

Wi t h Engli sh summary.

Di ss. Amsterdam Vrije Unive rs t e i t 1957.

München 1955 FRIEDLE, H. Die Kristall- un d Molekülstruktu r

de s Te t r a me t h y l n a p h t h a z a r i ns.

21 cm, 2 + 30 bLz.

Aus zug ; Däss, Mün ehen 1955.

Zü r i ch 19 5 5

JOLY, R. Etude des isotop e s 197 et 19 5 de l'or

et du mercur e.

23 cm, 39 blz. , blz. 440-441 lit o opgn.

Overdruk ui t: Helvetlca physica acta. 19 5 5, Vol.

38, fasc. 4.

Diss. Zür i ch 1955.

Leiden 1956

SCHEER, J.J . Oxide - complexen der rutheniden. 24 cm, 76 blz. , blz. 74- 76 l i to opgn. Wi t h Eng lish summary. Di s s. Lei d e n 1956 . Diss. 1957, 2, 58. \ ) ; , , ) > , )

,

.

') • \ < - - - . - - - -- - - '

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

-2.

Een gecombineerde WJ.Jze van zwavel- en salpeterzuur winning is onderzocht en in toepassing gebracht door Kachkaroff en Matignon.Het procesnaar de twee onderzoekers genoemd,is een verbeterde uitvoering van het loden kamer proces,waarbij de kamers vervangen zijn door reactoren gevuld met Raschig

rin-gen.Sa men met het geoxydeerde roostgas van de Glovertoren,

worden de nitreuze gassen (door NH verbranding ontstaan),

in de reactoren gebracht.De sc~idirlg van het zwavelzuur van

devee1 geconcentreerdere nitrose,geschiedt met behulp van

lage dr~ stoom,waardoor de nitreuze gassen met de gevormde

HNO in de dampphase verdwijnt.Er ontstaat naast het gevormÀ~

75~3Gloverzuur,geringere

hoeveelheden zeer geconcentreerd salpeterzuur•

Wij zullen ons in dit schema bezig houden,met de bereiding van salpeterzuur,door de katalytische verbranding van

ammo-niak en de oxydatie j absorptie van dit gas in water.

THEORETISCH OVERZICHT.

De bereiding van het sQlpeterzuur is in principe vrij

eenvou-dig.Men verbrandt ammoniak katalytisch met lucht,waarbij met

een hoog rendement NO ontstaat.Als katalysator wordt platina

gebruikt,met 5álo~ Rhodium.

De optredende reactie is: 4NH

3 + 5°2 ---+ 4NO T 6H20 + 217 kc allgrmo1

met als schadelijke nevenreactie's: 4NH

3 ot 302 ---4> 2N2 ot 6H20 + 303 kcaljgrmol

2NH

3 ... 202 ---~ N20 "" 3H

g

O + - - kca1/grmol

Thermodynamisch is reactie I boven 750 C stabie1§r dan de der

-de.Reactie 2 is het meest stabiel,wordt echter niet

katalg-tisch versneld.Er moe~_gYs._bij temperaturen boven de 750 0 ge

-werkt worden. --~. \r\.U..

Door de grgte hoeveelheid vrijkomende warmte,behoeft het kat.

bed niet verwarmd te worden.Er stelt zich een evenwichtstemp.

-i n , wa arbi j de ontwikkelde warmte en de aangevoerde warmte

ge-lijk is aan de afgevoerde warmte.

Bij hoge temperaturen treden verliezen op door dissociatie van

NH en de reactie van NB met tussenproducten tijdens de

oxy-datie.Tevens verkrijgt mán bij hoge temperatuur na de kataly-se,dissociatie van het gevormde NO gas.

Vereist is dus een korte contacttijd en een snelle afkoeling. Het afgekoelde gasmengsel wordt vervolgens geoxydeerd,volgens:

2NO ... ° 2 ~ 2N0₂ +- 27 kc allgrmoi

Dit evenwicht ligtvbij kamertemperatuur geheel rechts,maar de

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

Het NO~ gasmengsel wordt vervolgens door weDer geleid,waarbij

absorp~ie optreedt volgens:

3:N'02 T H

20 ~ 2H1'103 ;- NO ... 30 kcal / .gxmu!

De moeilijkheid is hier de reoxydatie van het gevormde NO',

waardoor een lange absorptieweg noodzakelijk is.

Drukverhoging geeft een aanzienlijke stijging van de absorptie snelheid. PROOESKEUZE hoog (9810 ) laag vrij hoog laag ,,-60~ hoog lager (93-9410) hoog temp. : inv. kost: abs , rende : verbr. rende : druk: Pt.verl. : zuur . sterkte:

Bovenstaand procédé kan uitgevoerd worden onder diverse omstan-digheden.Als uitersten kunnen het hoge en lage druk proces van DUPONT genoemd worden.

LAGE DRUK PROOES: \IJ

Hierbij wordt onder atmosferische druk gewerkt,,dat weliswaar een groot verbrandingsrendement heeft,maar waarbij de investe-ringskosten zeer aanzienlijk zijn.

Het is een oud proces,men beschikte nog niet over voldoende roestvrij staal en de absorptie torens moesten uitgevoerd wor-den met zuurvast graniet ,dat geen druk op kan nemen.

Absorptie rendement laag.Het vrij groot percentage nitreuze gassen in het restgas,dient i.v.m.de grote giftigheid omgezet

te worden in NH

4N02, door absorptie in een ammoniakale oplossing.

Energiekosten làag,zuursterkte ,0 ~.

HOGEDRUK PROOES:

Gewerkt wordt bij een druk van 7

à

8 atm.

De absorptiebatterij is uitgevoerd in roestvrij staal.Absorp-tierendement is nu vrij hoog echter het verbrandingsrendement is gedaald.Het restgas behoeft nu niet gezuiverd te worden. De investeringskosten zijn laag,de energiekosten aanzienlijk

gestegen.Productiezuur 60 ~. .

Hiertussen liggen diverse mogelijkheden.Men kan de verbranding

onder atmosferische druk laten plaats hebben en de absorptie onder druk(b.v.3atm).

Bij de Staatsmijnen en de MEKOG vindt men dergelijke "gemengde" processen.

Een overzicht van de voor- en na-delen,der verschillende pro-cessen,geeft het navolgende staatje:

Hoge druk Lage druk Gemengdproces

7à8 l:it m• 1 atm. 1 resp.3 atm.

l

(

C L

--- ~ 0 0'-... (

r

a

L.. ? I.. I

(J0o 00 , 800 0' 800 C .' ~ .I . . ~

-

-

/

'

''Á

(

'.

! (h

b

)

. - - - -- - -

-4.

De platina verliezen zijn sterk afhankelijk van de tiempsen druk

(T

777

oC: T

849

0C :T

899

0C

1:44:,60)

?

" _{Amerikaanse onderzoekingen naar het economisch optimum tussen}

de beide basisprocessen,hebben geleid tot de ontwikkeling van

het z.g.Mont~catiniproces (lit. I. )

Men vond ,dat ~de kosten verdeling in het proces ongeveer aan

kon geven door-het volgende staatje:

Ammoniak

70-75

10

Energie

15-25

10

Ft bewerk.

en verl. 5- 8 ~

Bij dit Montecatini proces,produceert men ,5~ zuur bij een druk

van 3 atm. over het gehele proces.

°

De eindtemperatuur van het net wordt hierbij op

820

C gehouden.

De platina verliezen bedragen o,o8gjcub.ton,terwijl

netrepara-ties slechts eenmaal in de 3 á 4 maanden verrictit behoeven te

worden.Dit in tegenstelling tot het hoge druk procédé,waarbij iedere week het platina net controle behoeft.

De ~oniak verliezen,die zeer van invloed zijn op de kostprijs,

worden door de lagere druk verminderd,terwijl toch de investe-ringskosten laag en het absorptie rendement hoog gehouden wordt. Het is om deze redenen,dat de keuze voor het schema op het Monte catini proces gevallen is.

VESTIGING van de FABRIEK.

Bij de bepaling van de plaats van een fabriek,dient men rekening te houden met de volgende factoren:

1 aanvoer grondstoffen

2 afvoer producten

3 voordelige arbeidsmarkt.

De afvoer van salpeterzuur levert weinig moe7t~~khedenop,daar

dit gemakkelijk vervoerd kan worden in .Al of~Ni stalen vaten,

per spoor, boot of per auto.

Het r stgas kan vrij ontlaten worden in de lucht.

Meestal bevinden zich de salpeterzuurverwerkende industrieen direct ter plaatse(kunstmestfabricage).

Als grondstoffen worden gebruikt:

1 wIlter

2 lucht

3

ammoniak.

De ammoniak bereiding wordt meestal gecombineerd met de salpe-terzuurfabricage.Het is dus noodzakelijk dat een voldoende

hoe-veelheidH aanwezig is.Dit wint men v.n.uit cokesovengassen,

door droge 2destillatie van vetkolen of ui t hoogovengassen.Het

dient aanbeveling dergelijke stikstofverwerkende fabrieken in de nabijheid van hoogovens of kolenmijnen op te richten.

·

~

J-"

.

~

u

it

N11d~

l'! \-

I>l\

J..<-

---ib.)

;U'1 ",'

~

f-

'3>

-, '.

"

De vestiging wordt dan v.n. bepaald door de eisen aan

hoog-ovens gesteld.Hiervoor geldt een goede aanvoer mogelijkheid van het erts,dus bij voorkeur aan waterwegen door zeeschepen te bereiken.

Inderdaad vindt men de stikstofverwerkende industrieen in

Nederland bij de hoogovens(M.E.K.O.G.t of

kolenmijnen(staats-mijnen).Een uitzondering vormt de "Oompagne Néerlandaise de l"azote N.V." te Sluiskil.

PROOES

a. algemeen.

,/7;.

t~

d~~

De druk over het gehele proo es bedraagt 3 atm. --,

,----De verbranding geschiedt bijoeen temperatuur v~ 82009~De

oxydatie en absorptie bij 25

o.

Bij de thermodynamische berekeningen is 1000 als nul-niveau

aangenomen.

Er wordt geproduceerd:

70 ton HN0

3 stikstof/dag \

a.t ,

315 ton HNO~ -WG~Idag. "

?

Het rendement van de gehele fabr1.ek bepalen we op 94

10.

!VL-JJt~t1.

Toegevoerd moet worden:

75 ton NH stikstof/dag.

Het NH gehalte van het lucht .oniak mengsel wordt be-

7

paald door de

vereist

~e~tempe~ur

en de explosie grens. : .

'~" Er wordt gewerkt met@ ._vol.

1

0

NH-r," )

De zuursterkte van het product~ur bedraagt 55 gew.lo.

De hoeveelheid nitreuze gassen in het restgas is 0,88 gew.lo. De materiaalbalans over de gehele fabriek luidt:

invoer:

1,054 kg NHo/sec +14,478 kg lucht/sec +3,631 kg.:l,isec-t

(oXYd.toren1 + 1,880 kg H20/sec(abs.toren)

. - _..~ 21,043 kg/sec.

uitvoer:

14,417 restgas/sec ~ 6,62 kg 55~ HN03/sec

__~~ 21,0'7 kg/sec.

De temperatuur van de ingevoerde lucht en de temperatuur van

het ammoniakgas is 1000.

b , reactor. :? .0'2- '

~zi j n twee reactqren in gebruik.Bij het uitvallen van een

der reactoren,kan een derde reactor ingeschakeld wor~den(vrij

duur) of de fabriek tijdelijk op halve kracht werken.

Het verbrandingsrendement is 981o,hetgeen achteraf bezien vrij

hoog is.

---:-

,,

'"1.

-

'

-Het--katalysator bed bt'ataat uit~boven elkaar hangende Ft 2

netten,met een draaddiameter van:O,006 cm en 1024 meshes/cm •

Voor het optimale rendement (lit. 3 .) is een belasting van

')

I •<)0.'\ '

.-~

7

6.

3 kg gas /sec m2 noodzakelijk.De digmeter van het gaas per

reactor is 1,81 m.

Aangenomen wordt,dat het NE; voor zover het niet omgezet wordt in NO,tot N

2 verbrand~.

Bij de berekening is het percentage O

2 in lucht op 20~

gesteld.

materiaalbalans per reactor:

in: 0,.527 kg NH

3/sec +1,.597 kg 02/sec of".5,642 kg inert gas_/sec.

__~ 7,766 kg /sec.

uit: 0,911 kg NO/sec ... 0,367 kg 02/sec ot .5,642 kg i.gas/sec 1'"

0,0086 kg N

2/sec 't 0,837 kg_{~. ~}H20 /sec_{7,766 kg /sec.}

Voor het opstellen van de warmtebalans,hebben we

aangeno-men, dat de re actie adiabatisch verloopt.

<; De reactie is Bntotbennisch,dus:

~~

-

·

7

ingev. warmte + ontw. warmte

=

afgevoerde warmte

.. De benodigde soortelijke warmten zijn

2berekend uit:

°

NO : e =8 , 0 .5 ot-0,000233T - 1 .5 6300 /T kcal/kmol C P

°

NH 3 0_p 6,70 ....0,00630 T kcal/kmol e

_°

N 2 0 : 6 , .50'" 0,00100 T kcal/lanolO H 20 e:=8,22 +0 , 0001 .5 T+0,00000134,·T 2 _kcal/lmoloO O 2 ep=8,27 -t-0,0002.58 T-187700 /T2 kcal/kmoloe

e lucht looe: 0,238 kcal/kg oe

p

o

lucht 820°0: 0,2.54 kcal/kg °0

p .

°

epgem. inerte gassen : 0,2.573 kcal/kg e

De warmte balans per reactor luidt: in: W

NH₃: 18,9.5 kcal/sec +Wo :22,6 kcal/sec₂ -+ Wi _{.gas /sec}: 101 koal,»

Q.NH 3-NO:

1640 kcal/sec ot-

'tmI

3 - N

2: 0,04.5 kcal/sec

» 1783 kcal/sec.

86 _/ .5 k all W 82 ,.5 kcal +

uit: WNO: l ,.5 kcal sec +W_N : 1, c sec -r 0 :

2 2 /sec

WH 0: 336 kcal/sec otW

i : 117.5 kcal/sec

2 .gas

_. >1 7 82 kcal/sec.

Het blijkt noodzakelijk te zijn,het gasmengsel tot 800e

voor te verwamen.

..

c.voorverwarmers_{Er wordt 14,478 kg lucht voorverwarmd van 100e tot 8.5°e •}

o

kcal/sec ~ Wstoom: 320,7 kcal/sec

_ -~ 320,7 kcal/sec

uit: Wlucht: 28.5 kcal/sec ~ Wwater: 3.5,7 kcal/sec De warmte uitwisseling heeft Blaats in twee stoomconden-sors,waar lage druk stoom(lOO C,l atm.) condenseert en afkoelt tot 800

c.

Er wordt 0,.51 kg stoom/sec verbruikt. warmtebalans :

in: Wlucht :

..

~ 320,7 kcal/sec.

Het warme gas wordt gemengd met 1,0.54 kg koud NH gas, waardoor de temperatuur gaalt en het gasmengsel de

ver-eiste temperatuur van 8~ C aanneemt.

Alvorens de lucht wordt voorverwarmd,wor dt dit van stof gezuiverd,met behulp van z.g.Delbag filters,met cellulo-se gevulde kasten.

Het gasmengsel wordt gecomprimeerd van 1 tot 3 atm. door een z.g. Clark Compressor no • .5.

d.stoomketel.

In een z.g. La Mont ketel,wordt het hete reactiegas

afge-.~UM~ ? koel d en wordt hoge druk stoom geproduceerd voor de

tur-i"tW'

Jt-

,/

bine aandrijving. 0

(\-I i ~~ productie per ketel is 2,19 kg stoom/sec van 370 C en

-,·~.:..·10 .atm. dr uk . Dit komt overeen met een productie van 4,1.5 ton stoom per ton verbrande ammoniak.

De warmtebalans is opgesteld m.b.v. de vo~geftde gegevens: Cp gem. reactie gas

s.w.H₂₀ bij 10 atm. Qver d . 10 atm 1800

c

Cp stoom ~.' 0,283.5 1,019 480,6

o

,479 kcal/kg sec kcal/sec kg kcal/kg kcal/kg sec oververhitter:

in: Wreactie gas 1782 kcal/sec+-Wstoom: 162.5 kca11sec

~ 3407 kcal/seo

uit: Wreactie gas 1.582 kcal/secot" Wstoom: 18?.5 kcal/sec

- " .;r3407 kc al/sec

Het reactiegas koelt af van 82000 tot 730°C•

•

,

,- - - --

-8.

verdamper W reactie gas W reactie gas in: uit: 1582 kcal/sec ~ WH 0: 150 kcal/sec 2 - ;;.. 1732 kcal/sec

307 kcal/sec ;- W t_{s oom}: 142.5 kcal/sec

_ .~ 1732 kcal/sec

De temperatuur van het reactiegas daalt tot 15000 .

Er moet 10 keer de te verdampen hoeveelheid water rond gepompt worden.

voorverwarmer

i~: Wreactie gas 307 kcal/sec ~ WH 0: 11 kcal/sec

~

318

kcal/s~c

uit: Wreactie gas 168 kcal/seo -t- WH 0: 1.50 kcal/sec

~

318

kcal/s~c

He~ uit de ketel tredende gas ,heeft een temperatuur van 87 C(dauwpunt 8000).

\\ • ir . .. ~F-:-'~- ---, " i '.\..~tt. I ~ " f.,', " \-, '}

uit:

1,823 kg NO/sec +- 0,734 kg 02/seo + _{0,017 kg N2/sec+}

1,674 kg H

20/sec + 11,284 kg inert gas/sec

~ 1'1.5 , 53(kg/ s eo 0,698 kg N0

2/seo "'1,061 kg NO/seo of-° ,017 kg N2/s~-t­ ° ,328 kg 02/sec -:11,284 kg

i.gas/s~

g

i

_{° ,052 kg H20}1+

1' 1 ) I '} HAJ01/ ' .___ /sec

) 1.5,6°1kg/sec

Hierbij wordt 29,410 rzuur als oondensaat af'getapt.

--\J

{~~r- .\\~J--\ \- -" I.:..,.J- - --:--fir

---r-e.condensor

Uit het reactiegas,van beide stoomketels atkomstig,wordt het ontstane reactiewater gecondenseerd. 0

De temperatuur van het gas wordt hierbij op 25 C gebracht. Het NO zal gedeeltelijk oxyderen tot NO"en gedeeltelijk

absorberen in het gevormde condensaat.Er ontstaat verdund salpeterzuur •

1

Bekijken we ~~~Je,,:,,_~nel~id van de NO? vorming en

bereke-~.b.v. de partiaalspanningen Van de nitreuze gassen en de zuurstof aan het begin van de condensor,dan kan de Qxydatiegraad ten hoogste 50 ~ blijken.stelt men eveneens een absorptie-rendement van 50~(hoge partiaal druk nitreuze gassen en een goed contact van de oondensdruppels met het gas) ,dan laat zic~ de materiaalbalans als volgt op-stellen: in:

?

/i\lM0

?

,

~vfw

'

- - -

----~ - - -

-Met behulp van onderstaande gegevens,kan de warmte-balans opgesteld worden: Q, ; 38 ,7 kc al/kg V9rJ

I

'Wf.-~j ~

condens atie ti·

7

Q,absorptie I ~O , O kcal/gmol h..Lv{'ri ,

o

.

13,.5 kcallgmol

v\

\J

Ji

\jJ

j Q.oxyd at i e s.w.30~ HN0 3 0,730 kcal/kgOc Cp N0₂ 2;oC 1,620 kcal/kgOe

in: Wreactie gas: ~3 3 6 kcal/seo +-Q,cond.: 874 kcal/sec

+

Q,oxyd.: 410 kc al/sec ot- Q,abs . : 1;2 kcal/sec

+

Wkoelwater : 33.5 kcal/sec

~

2107 kcal/sec

uit: WNO : 16,97 kcal/sec + W_NO: 3,72 kcal/sec ..,..

2 Wo : 1,37 koal/sec +W H 0: 0,78 kCal/sec -+wN :0,06 2 2 _ . kcal?sec + W_i : 43,4 kc al/seo ..Wk 1 t : 2017 ko al/sec 1-.gas oe wa er W_{H N ff} : !o Hierbi3 wordt mgt van 1.5 C tot 40 C 2.~J

7

Ic,.,.J../ ~

een snelheid van verwarmd.

~ 2107 kcal/seo

67 kg/sec het koelwater

t.oxydatie-toren.

Het NO-bevattende gas wordt vervolgens in de oxydatie-toren verder geoxydeerd tot NO •

De

toren~geVUld

met la Raschig ringen (vri j e volume

68~)

a/.

M

waarover ge s alpEf:terzuur stroomt in een hoeveelhei.d van

io

(IQ

40,9 kg/sec. X\~(.{.J ~ ...~~

De verblijttijd in de toren is 30 seo,benodigd voor het ve

krijgen van een oXYdatie~van 90~. ';-

(l."vtu

I

Extra luoht van 3atm. en 10 C wordt toegevoegd. '

De materiaal-balans ziet . áls volgt uit: .

in: 0,698 kg N0

2/sec+l,061 kg NO/sec +0,648 kg 02/s e c

+

°

,017 kg N_2/seo +

°

,0;2 kg H20/sec-r12,466 kg i.g./

-t-sec 40,9 kg HN0

--~~ 55,848 kgjseo

2,100 kg N02/sec +0,1.50 kg NO/secT 0,163 kg 02/s ec

t-0,017 kg N_2/sec-t 0,0.52 kg H_20/sec -t'12,466 kg i.g./"" sec • 10. J -;')Ui t :

V

'\'

,

.,.

t, \~

..

~\ '" tG t· ~ 0-" -c: ~'l "-'-J ~ --J1 "

~

~

{ Het kóelzuur in evenwicht met het nitreuze gas mengsel,is

'~o~HN03 eH wor dt door de vrijkomende oxydatie warmte,van

~vot 40 C opgewarmd. s .w. 60

10

HN0

3 : 0,61.5 kcal/kge De warmte-balans wordt dan:

in: W_{gas : 66,3 kcal/sec} ....Wl ucht : 0,0 kcal/sec 1"

~oXYd.: 412 kcal/sec~ wkoel zuur : 378 kcal/sec ~ 8.56,3 kcal/sec

uit: WNO : .51 kcal/sec+W_{NO: 0,.52 kCal/sec.w}

_{o :}

0,.53 kcal/

2 , 2 sec

;-W_{N :}

°

,06 kcal/seo +WH 0: 0,78 kcal/sec -r

2 2

Wi_.g.' _{: 48,10 kcal/seë t-Wk 1oe zuur}: 7.5.5,3 kcal/sec --' ~ 8.56,3 kcal/sec

'

.

Het circulerende koelzuur wordt afgekoe~d in een roest-vrij st~armtewis~elaar,waarbij25/kg H_20/seo opgewB.rmd wordt, van 1.5 C tot 20 C." t-r6 T:.

'{«.

! / /

If

(l

,\"

~ '~c.

l

g. absorptie-oxydatie torens.

De grootste moelijkheid bij de absorptie van het NO -gas-mengsel in water,is de reoxydatie van het vrijgekom~nNO gas.Hoewel het oxydatie evenwicht bij de temperatuur

waar-\,/ bij we werken, volkomen aan de kant van het ~-oxyde ligt, is de reactiesn~lheid vrij klein. -~'

De reoxydatie moet gesohieden tussen de opeenvolgende soho-tels van de absorptiekolom of door tussenschakeling van oxy-datie ruimten.

Uit voorgaande blijkt,dat een grote oxydatie/absorptie bat-terij nodig is.Bij drukverhoglng neemt weliswaar het toren volume af ,maar bi j de werkdruk van 3 atm is toch een instal-latie van een 7 a ~ tor ens noodzakelijk.

-' I

•

r - .

-,

11.

In een recent artike1(lit. 2.. } wordt een nieuw oxydatief

absorptie systeem voorgesteld, waarbij een kleiner oxyd./abs. volume nodig blijkt te zijn. Dit brengt een aanzienlijke

kostenbesparing met zich mee.

Het blijkt, dat indi en het nitreuze gasmengsel afkomstig van de voorafgaande schotel, gemengd met lucht door salpeterzuur borrelt ~t in evenwicht is met dit gasmengsel, de reoxydatie

sne1hei~vvèrs~ne1d wordt, dat het evenwicht zich practisch in-stelt. Door nu 1/6 deel van de schotel voor de circulair stro-mende absorptie vloeistof af' te sluiten en te "vullen" met zuur in evenwicht met de opstijgende gasstroom, verkrijgt men dat ,/6 deel van het gas door de klokj es borrelend aan de ab-sorptie deelneemt en

1/6

deel van dit NO bevattende gas , na toevoeging van extra 1uc~t, volledig reoxydeerd tot N0_2• Door vervolgens de schotels zodanig in de kolom te plaatsen dat het oxydatie compartiment van de volgende schotel juist boven het "afstroom compartiment" van de vorige schotel st aat " .

V

verkrijgt men dat het ~este NO bevattende ge ee te yaJi2dèJl~'

1\

gasstroom gereoxydeerd wordt. De vrijkomende oxydatie en ab-sorplle-WarmtebWordt afgevoerd door circulair op de schotel

geplaatste koelspiralen. ~

Dit oxydatie/absorptie proces, waaraan de naam van Kuhlmann verbonden is, wordt met groot succes in Frankrijk uitgevoerä.

Aan

de hand van praktijkgegevens van deze fabriek, zijn vier

~ van dergelijke torens in dit schema verwerkt. Om te vermijden dat de torens een te grote doorsnede zouden krijgen, wordt ge-werkt met 2 maal 4 parallel geschakelde Kuhlmann torens, van

21 m hoog en een diameter van 3, 97m. .-...- - ----._

Nemen we een absorptie rendement va~9,1o aan (lit-y_~ver de gehele oxydatie-absorptie installalle

e

n

s~eIlen het pro-ductiezuur op " gew.~ HN0

3, dan wordt geproduceerd:

I . 6, 62 kg HNO /sec, d.i. ,71 ton ,,~ HNO /dag of

2 ..

1,'- ;~l1,t( 31, ton 100310 HN0

3/dag resp. 70 ton ni~raat stikstof

\IWl~~,jlL.»~V- / dag •

. J.

r

»t

,

VJ-'\" De materiaal balans over het gehele systeem luidt dan:

Wl.M(Jv'7

I~...20'" [l _{in: 14,948 nitreus gas/sec"2,167 kg 3010 HN0 3/sec}

1-~'/~ft \i.':~./'')~ 2,129 kg lucht/sec401,880

kg H20/sec

\n,(,· _ -_..~ 21,08 kg/sec

'"

uit: 0,109 kg N0_2/sec.O,018 kg N~/sec.O,106 kg 02/sec~ 0,017 kg N_2/sec+O,0" kg H_{20/sec-t-14,114} kg i.gas ...

fsec

12.

Met behulp van de bekende gegevens over de absorptie en de condens atie (pag. 9) en de

s.w. 55~ HN0

3: 0,645 kcalAg oe kan de warmte balans berekend worden:

in: W • _{101 kcal/sec}

_+-

_W

HNO 23,7 kcal/sec+

nitr.gas .

3

W_{lucht 0 kcal/sec ot- WH 0 9,4 kcal/sec} -r

2

Qabs. : '115 kcal/sec ... Qcond.:. 382 kCal/sec

--~ 1231,1 kcal/sec

2 , 64 kc all s ec + W_NO: 0,063 kc all s ec

-t-+ WH 2°: 0,78 kcal/sec

;-+ W_i.g. : 54,6 kcal/sec ~

kcal/sec + Wafvoer: 1168,3 kcal/sec

- ----. 1231,1 kc all s eo W NO : 2 Wo : 0,35 kCal/sec 2 WN : 0,06 kcal/sec 2 W mW3

!

4\2)7 uit:

De toe te voeren lucht, word ;l.n ~odanige ho~Ve~-~he4iii:~.an het gasmengsel onder het oxydatie-eompartiment toegevoerd, dat de partiaal apannäng van ue zuurstof over de gehele ko-lom ongeveer constant blijft(O,0200 atm).

Het verdunde salpeterzuur afkomstig van de condensor, wordt

Wi j hebben bij de absorptie en oxydatie met de evenwichten te maken: 1.

,

N0 2 + H20

-

_

..') ₂ illW,

...

NO ~- . P NO P HNO2

!

K p __- _₃ 3 Kl. K P NO _PH

°

2 2

EEN NADERE BESCHOUWING VAN DE ABSORPI'IE TORENS.

volgende _\J. ? t(,Ia~ . , t

~"'

~~~

(\

t.. '1 \Jv.-

~

(

[./

Ir / ,:

.

.)

\.

r ,t... I ...','' 1 ' 1/\-..-'.1 ' ,;« • \ .1~ • I , , .... \ . I (\ i (' ~'-- -J " t I rr:{-' \ < ,r . :' (f t Ó: \ j.' ,,! I I

\

_.

,'

_{.\ \}

'

l

_{: : }} v _{( t>.t.}, " \ \ v '.' I " , ~ ( \ • 1 ', ' ,, ,1 r." l 'I. ,:' •{I \ ~I c.... ...' '\ .','I,i ' ~~'J

Hierin is Kp alleen afhankelijk van de temperatuur.De PHN03 en de PH 0 zijn de dampspanningen van beide componenten in fiet HNO,- H

20 systeem. De K is afhankelijk van temperatuur en zuursterkte , dus de Kl ook.

Is de Kp bij een bepaalde temp. bekend en de K voor deze tamp. in afhankelijkheid van de zuursterkte, dan is Kl bij die omstandigheden te berekenen.

Met behulp van litt. gegevens ( ~ ) is een grafiek uit-gezet van log Kl bij 2,oC tegen gew. ~ salpeterzuur.

De reactie snelheid is zeer groot, het evenwicht stelt zich póactisch direct in~l

Bij 2, C is de K?

=

8 atm ,dUS dienen we met dit evenwicht rekening te houden.

Bij 2,oC is

K~

::

1,9. 101 2 en ligt het evenwicht vol-komen aan de ltant van het N0

14.

De reactie-snelheid is zeer klein. Met behulp van de formule

van Bodenstein is bij bekende partiaaldrukken en reactie-snelheidsconstante de omzetting in afhankelijkheid van de reactietijd te berekenen.

Op een dergelijke manier is de verblijftijd van het gas in de

oxydatie-toren berekend.

In het hier beschouwde geval, is de oxydatie van het NO in de

ruimte tussen de schotels vergeleken met de 100 ~ oxydatie in

het oxydatie-compartiment van de schotel, klein. Er wordt met deze oxydatie geen rekening gehouden.

Volgens de absorptie-vergelijking, absorberen 3 molen N0 2 in

de vloeistof, waarna

1

molecule

NO

naar de gasfase diffUndeerde

Daar zowel N

20Á als N02 geabsorbeerd worden, kunnen we de

dif'-fUsie-vergel!jRing als volgt formuleren:

- 3 nNO 2 n N

20 4 +- n N02

We nemen aan~dat de druk over het gehele systeem niet verandert

~ (p ..:::3 atm) en ook de temperatuur constant blijft ( T-=:--25

o

i,

Uit de samenstelling van het gas en de concentratie van het

salpeterzuur dat van de beschouwde schotel afloopt, kan de concentratie van de vloeistof die van de volgende schotel af-stroomt berekend worden.

schotel n

l'

_---G n_---~----1

~

L n ,1

tG n

~

L n

)

36NO

₌

~ N0₂

I·

Stel (P_NO )2 :x,dan volgt hieruit:

2

De x valt te berekenen en hieruit de L.

Bovenstaande geldt voor een schotel,di~ een rendement van lOO~

heett. In de praktijk wordt het evenwicht niet bereikt. We

~t ell~een schotelrendement van 70 ~,d.w.z. slechts 70 ~ van

de-tneáretisch mogelijke hoeveelheid NO absorbeert.

Op deze wijze zijn verschillende schotefs van de kolom berekend. I ( t_{l '} ! i \ . .: ',\' Ii . . . i

o

i

\

.

~~W\, ··

,

\_, .

- - - -- - -- ~L_ . _

schotel 1

Het nitreuze gas komt vanuit de oxydatie-toren in de 2 paral-lel geschakelde absorptie-torens. De oxydatie graad is 90 ~.

Het heeft geen zin in de eerste schotel een oxydatie-compar-timent aan te brengen. We hebben met een normale schotel te maken. 8 atm-l _ 120 atm- 2 2 2 (10010 rende ) (70~ r-end , ) 0,08 atm 0,08.5 4 §.tm 0,0.50.5 atm 0,063.5 atm 0,1810 atm 0,2124 atm 0,0618 atm 0,0.546 atm 0,2412 kmol 1,.524 kg 1,.582 kg 3,10.5 kg .51,0 10 • n_{t ot•}

-=

_{0,00812 kmo1 N0 2} atm atm atm 2/3 .63.0,00.568

=

0,238.5 kg HN0₃ 1/3 .30.0,00.568 = 0,0.568 kg NO 1/3 .18.0,00.568 ::. _{0,0341 kg H20} KI L5.5%HNO,..'. 2.5 oe K 2 2.5 oe i" ( . P tot.

is 7010 gesteld, dus in werkelijkheid 0,00.5 68 kmo1 N0₂ 0,0308 atm 0,087 0,10.5 0,281 ntotaal 0,2433 kmo1 vloeistof: H 20 1,490 kg HNO 3 1,820 kg totaal 3,310 kg gew.1o BN0 3 .5.5,0 10 geabsorbeerd:

---

(PN)l - (PN)2 Het schotel rendement

is geabsorbeerd: hieruit volgt : gevormde hoeve HN0 3 vrijgekomen hoeve NO verbruikte noev, H₂₀

,

I

.

-~~ 10,578 kg/sec De materiaal-balans over de eerste schotel wordt dan:

in: 0,6,6 kg N

204/sec + 0,394 kg N02/sec + 0,075 kg NO/8ec+

0,081 kg 02/sec .... 6,267 kg i . g aS +H 20 etc./sec t-\ 3,105 kg 51,0 ~ HN0 3/ s e c _ __.__~ 10,577 kg/sec -'1 , d ,I-, . e' i • uit:0,471 kg N 204/sec + 0,316 kg N02/sec + 0,132

0,081 kg 02/sec .. 6,267 kg i.gas etcjsec +

3,310 kg 55 ~ HN0

3/sec

kg NO/sec

ot-De warmte-balans is dan op te stellen,met o.m. de volgende gegevens : s .w. 5510 HN0 3 s .w. 5010 HNO

Ó

cp N_{20 4} 25 C 0,645 kcal/kg

°c

0,650 kcal/kg

°c

1,620 kcal/kg

°c

(aanname)

in: W_N

-

_{15,95 kcal/sec ... WNO : 9,,8 kcal/sec} +

204 0

2 W

NO 0,26 kcal/sec T Wo : o , 26 ke

fi.l./

sec +

2 W - 24,47 kcal/sec + W_{HN0 3 , 51}10

.

30 , 3 kc al/sec 1'" i.g.- 0 Q.abs . : 56,8 kcal/sec

-

-

> _{Wt ot a al : 137,62 kcal/sec} uit: W_{N 0 :} 11,45 kcal/sec 1" W NO : 7,69 kcal/sec + 2 4 2 W

NO 0,46 kcal/sec oor Wo :₂ o , 26 kc al/sec

+-W 0 24,47 kcal i.g.· Wkoe l wat e r : 71,94 sec ~ WHN03 , 55~ : 21,35 kcal/sec T kcal/sec ~ Wt ot a al : 137,62

17.

schotel 2

: Deze schotel is uitgerust met een oxydatie-compartiment,

[.\'. dat 1/6 van de schotel inneemt. De schotel blijft een

ren-}u.~ dement van 7010 houden, echter ma~/6van de hoeveelheid

\f\l~ gas neemt aan de absorptie deel. .Aan de fractie van het gas

\ dat het oxydatie-compartiment zal passeren,dient een extra hoeveelheid lucht gesuppleerd te worden. Deze hoeveelheid o? is afhankelijk van de reeds aanwezige hoeveelheid in het gasmengsel.

Bij het opstellen van de materiaal-balans, zijn we uitgegaan van het idee, over het gehele absorptie-oxydatie systeem een constante zuurstofpartiaaldruk te handhaven van

°

,02 atm

(P

02ui t g ang : 0,0192 atm ),voldoende om de oxydatie tot stand te brengen. De extra luchttoevoer dient hierbij om de zuur-stof verliezen te compenseren.

Gezien de hoge Po van het gasmengsel is een extra

-luchttoe-voer bij deze 2 schotel nog niet noodzakelijk. Uit de berekening volgt nu weer:

K 51,oî

~03

- 363 atm-2 1 25

c

-K 2 8 -1 atm 2 3 3

(loof? r end , ) (70d!0 rend , ) 0,0854 atm 0,0620 atm 0,0778 atm 0,0633 atm 0,0308 atm 0,0472 atm 0,2124 atm 0,1236 atm 0,1722 atm

0,0546 atm 0,0481 atm 0,0311 atm 0,0270 atm 0,2412 lanol 0,2387 kInol gas: P No p 2 N 20 4 p p N0 2 N204 P No ..J::J u 2 ntotaal vloeistof: HNO3 H 20 totaal gew.1o HN0 3 1,582 kg 1,524 kg 3,105 kg 51,0 10 1,407 kg 1,549 kg 2,956 kg 47,6 10

18.

P

N - PN

geabsorbeerd:

--g---~.

n_{t ot•}

-=

0,00715 kInol, bij

P t ot

een 100~ rendement. In werkelijkheid weer:

0,175 kg HN0 3 0,çi04l7 kg NO 0,0251 kg H 20 vrijgekomen verbruikt is 5/6 • 0,'0 •

°

,00715:::

°

_{,00417 kInol N0 2} hieruit volgt: gevormde hoeve HN0 3 oxydatie-compartiment geoxydeerd verbruikt is gevormd 1/6 •

°

,132 =

°

,022 kg NO 0,022/30 • 16

=

°

,0177 kg 02 0,034 kg N0 2 Ook nu weer-:valt _{de ntotaal en de verhouding van het N0 2 en}

het N

204 te berekenen uit de vergelijkingen:

(l)

2~22

...

~02

= 0,01368 P 2

~204·

~02

::::. K2• p 2

---

--1---- _• ntotaal ntotaal (2 )

De materiaal-balans werdt dan: in: 0,471 kg N

204/sec ot- 0,316 kg N02/sec + 0,132 kg NO/sec + 0,081 kg 02/sec ~ 6, 267 i.gassen /sec +

2,956 kg 47,6 ~ HN0

3 /sec _{~10,22 kg/sec}

0) I S' ~

uit: 0,346 kg N

204/sec +- 0,283 kg N02/sec -+- &,11,. kg NO/sec + 0,069 kg 02/sec ~ 6,267 kg i.gassen /sec+

3,10

5

kg

51,oi

HN0

0,26 kcal/sec -r

W_i : 24,47

.g.

( l • 41 7 kcal/sec

"(,abs . . , Met behulp van de

s.w. 48~ HN0

3 0, 657 kcal/kg oe

wor dt de warmt ebal ans over deze schotel: in: W_N

° :

11,45 kc al/ s ec +- W_{NO : 7,69 kcal/sec}

+-2 4 +-2

W_NO

°

,53 kc

all

sec + Wo

2

kc al/sec +- W_{HNo :} 38 , 9 kcal/sec ~

3 +- Q. d:

9,9

koal/sec' oxy • ~ Wt ot a al : 132,49 kcal/sec uit: W N204 8,41 kcal/seo + WN02 6,88 kcal/sec ~ W_NO 0,40 kcal/sec -r W 02 0,21 kcal/sec ot' W_{i •g.:} 24 , 47 kc al/ s ec ~ WHN0 351~ : 30,3 kcal/sec t

Wkoel w. : 61,82 kCal/sec>Wtotaal: 132,49 kcal/sec

_ 832 atm- 2 8 atm-l schotel 3

Op dezelfde wijze als de voorgaande schotels en met be-hulp van de volgende gegevens,is van de derde schotel de materiaal-balans opges t el d : Kl 47,6 ~ HN0 3,250e K₂ 25° C ::. 0,665 kcal/kg oe in: 0,346 kg N

204/sec ~ 0, 283 kg N02/sec + 0,152 kg NO/sec ~ 0,069 kg 02/sec + 6, 267 kg i.gassen/seo ~

2,806 kg 43,9~ HN0

3/ sec

~ 9, 923 kg/seo uit: 0,244 kg N

204/seo -r- 0,234 kg N02/seo ot- 0, 1 69 kg NO/sec + 0,056 ~g 02/sec ~ 6,267 kg i.gassen/seo ~

2,956 kg 47,6~ HN0

3/sec

°

,18 kcal/sec

t-20.

De energie-balans van deze schotel wordt dan:

in: WN 0: 8,41 kcal/sec ~ W

NO: 6,88 kcal/sec ~

2 4 2

WNO 0,40 kc al/sec ~ W

0 2 0,21 kcal/sec .,.

Wi• g.: 24,47 kcal/sec +- WHN03,43,9~: 28,0 kcal/sec ot

~abs . : 41,6 kcal/s·~OXYd.: 11,4 kcal/sec

~ Wt ot a al : 121,37 kcal/sec

uit:WH

° :

5,94 kcal/sec +- W_{NO :} 5,69 kcal/sec +

2 4 2

WNO 0,54 kcal/sec ;- Wo

2

Wi• g.: 24,47 kcal/sec ~ WHN03,47,9~: 38,9 kcal/sëc ~

Wkoelwater: 45,65 kcal/sec

--::. Wt ot a al : 121,37 kcal/sec

schotel 4

De noodzakelijke gegevens zijn hier:

Kl 43,910 riN0 3,2500 1900 atm-2 K 2 25 0 0 8 atm-l : 0,0219 atm

..

Uit bovenstaande blijktJdat ook bij deze sohotel geen extra lucht behoeft te worden toegevoerd.

materiaal-balans : in: 0,244 kg N

20 4/sec -\- 0,234 kg N02/sec + 0,169 kg NO/sec

t-0,056 kg 02/sec "'" 6,267 kg i.gassen/sec +

2,693 kg 40,810 HN0

'-TER llOll.""-IlUTMI ~

_.

_

...

r 1\ Ir ___-:;-t --

.

-=-.:.-'~-} -- - - -I I '11

i

!

I

I

.

I1 I I I I ~-=---;---= j,1; p

F

~

-

-

J

~

I

I

~

-

'

W, -. · , - -,- -- 1-i I

~

I

I I lY I11 m i • I i 11

i

I I _• : 1I I I I ! • 4 i . _ _ AIlSlII'T1E _OXYO.UETORIEMI , -~-_._-..., - - -- - -...,

\

L

.

E

WW OXYD4TIETOREN " ., \)',.. '-I,

t

,1

J

,v-

-r

l

r

i

, !

±

"

t'

-

COIClENSGA

-

.

-~- _. , ---- _. ~---+ :r"t" ., -I ~ ...'-'.

-

r--

.-

-

j I r c·-.-... .= e.':..--::::F=5 ~:.. ~ c....;~--= -~---.-.., I [ 1,-I jr I \ r

.i

-I

...

.

--'"

1J

1-

~

..,·:~>v".. '

/

I"

,

CCÎHïlREssOR- - I ~~~CTOR -(-~. -1tiI&II...1.1ê='~·F -= c=r- 'I 1,

r

--

---

:

! . ~_&j; I , -'0 '

...

.

STOOMKETELS

x,

~,!~~I /;,._, /,/_, LUCH T IZUVERII. ~- [ : : L ~ !_, I , I I I ,.1,.. __ LJ. -AMMONWC COMPRESSOR ~1L SALPETERZUUR lP' 'I . __... __ LUCHT (:";'-'-:~" .: , .BOVENAANZICHT SCHOTELS I,-t,-~..rr·t·.>cl:: -r-'-:'-\ '--.." .-''«\._:'--=-/~'/~~'­ ~ . \~y

(f) 11~'t:~~iWRDOOR ViiABiiANoINiV4N

\

Y

H.5WART

IE

OCTOBER 1151 '•

. SCHUL 1:50'-- _

-- -- -- -- -- -- -- -- --- - -- ---~-r _21. uit: 0;174 kg N_{204/ sec} + 0,202 kg N0 2/ s e c ot 0,172 kg NO/sec 1-0,041 kg 02 / s e c ~ 6,267 kg i.g./sec + 2,806 kg 43,9~ HN0 3/ s e c -- ~ 9,662 kg/sec .... W_NO : 5,69 kcal/sec T. 2 0,54 kcal/sec .... W 0,18 kcal/sec ~ °2 Wi • g . : 24,47 kcal/sec +W HN0 3, 40 , 81o : 27,2 kcal/sec ~

'ta bs . : 31,3 kc_{al/sec +'toxyd . : 12,6 kcal/sec}

? Wt ot a al : 107,92 kcal/sec De wa rmt e - b al ans luidt: in: _WN

° :

5,94 kcal/sec 2 4 W_NO 0,13 kcal/sec +

uit: 4,23 kcal/sec .... W_NO : 4,92 kcal/sec +

2 0,60 kcal/sec ~ Wo 2 W_{i • g . : 24,47 k}cal/sec 1" W HN0 3,43,910: 28,0 kcal/sec r Wa f voe r : 45,57 kc al/sec

»

Wt ot a al : 107,92 kcal/sec schotel 5 gegevens : Kl 40,810 HN0 3, 250 C ~ 4360 atm-2 K 2 25°C ~ 8 atm-l s , w. 37 ,610 HN0 3 _. 0,687 kc al/kgOC

Cp inert gas - 0,2573 kcal/kgOC

P

_e

-:=. 0,0170 atm

2

Gezien de lage zuurstofpartiaalspanning wordt onder het

oxydatie-compart~ent,aan de opstijgende gassen,O ,0406 kg

lucht/sec van 10 C toegevoerd.

De zuurstof-partiaal-spanning wor dt dan:

Po :: 0,0200 atm

- - - -- - - -

-22;

•

Ook nu weer zijn de beide balansen op te stellen. materiaal-balans: in: 0,174 kg N_204/sec'" 0,202 kg N0 2/sec + 0,172 kg NO/sec ., 0,0.50 kg 02/sec .. 6,299 kg i.gassen/sec + 2,.583 kg 37,6~ HN0 3/sec _ - '3oJ> 9,480 kg/sec

uit: 0,117 kg N_204/sec ... 0,163 kg N0_2/sec + 0,174 kg NO/sec +

° , ° 3.5 kg ° 2/sec ... 6, 299 kg i. g. / sec T 2,693 kg 40,8~ HN0 3/sec - ~ 9,481 kg/sec 0,13 kcal/seo ol- WNO : 4,92 kcal/sec 2 26,6 kcal/sec 1'" : 0, 60 kc alls ec ~ W °2 W : 24,47 kcal/sec .... W_HNO i.g.

3

wannte-balans : in: WN ° : 4,23 kcal/sec 2 4 WNO

Wlucht: 0,00 kcal/sec 1"' Q.abs . : 30,.5 kcal/sec

+

Q.oxyd. : 12,9 kc al/sec '::> 104,3.5 kcal/sec

uit: WN ° : 2,8.5 kcal/sec +- WNO : 3,97 kcal/sec ....

2 4 2

W_NO 0,61 k'.c

al/

sec ... W _{0,11 kcal/sec} -t"

°2 W. 24,48

kal/

sec t- W HNO : 27 , 2 kc al/sec "1 ~.g. 3 wk_{oe wa er}1 t : 4.5,13 kcal/sec 7 104,3.5 kcal/sec

L 0"" "'Z 4J

-V' "-IJ Cl _~ J

..

ol ? .,\J Q r:

~

"

ril :l Oe) oV .) ~ -.J _,V e :l Q _),. ,.... r-~ ~.J

,

J

l.

..

~

!

_'.J ç

..

~D Q ) :! ~ c ... " ' : l ~ CO ;,/' ,..,

.

1

...,

~ :: ç'1 ~ 0 V J ~ l) VI 00 j o-.J ;) 0 D

...

o

,.,

_'"

-J: oV ..t

..

V v I) Z 0 _{:J Cl} ....J

~-- --- - -

-LITERATUUR OVERZICHT

1.VCronen c.s. ,Chem. Eng.

~

no 9 56 (1958)

2. ,Chem. Eng. §Z no 15 58 (1958) 3. _,/

Á~

₇

/I~

_' A.P.Oe1e,Chem.Eng.Sc. _..8 146 (1958) / 4. /~r W. Br öt z , ~r F.Schnur, ( t ' Chem. Eng. Sc.

-

8 177 (1958) 5J; Tay10r,ijChi 1t on ,/Handforth,

Ind. Eng. Chem. ~ 860 (1931) 6. Burdick end Freed,

J.

Am.

Cham. Soc. 7. Symposium salpeterzuur-fabricage,

II

518 (1921)

8. Stre1zoff,

Chem. WeekbI d . ~ 61 (1956)

Ohem, Eng.

II

may 171 (1956) 9. Sherwood and Pigford, '

Absorption and

Extractio~

!,368

10. Wenner, Thermochemical

CalCU1atio

~277

11. Kirk-othmer, Encyclopedia of chem, Techn."- ;

(1952) (1941)

-:tt

-++ .,. - - f- . .: ~. f---. -.; ~. : ,._;~ ... . -.• fC-::C

:f

_. .'" .: .-. ~.... dO

...

.._. :::-- _.

..

.- . ' 1'---' _. ... ) ,"- - ..-:_:.₌- _{_.} ... .. ... ._- .., .. f---- ,-+ 1 -'-... -I- .-j-f'-++t I -r,-.-' ..~ ... ... .'-

_.

..

.

,:~. ...::=J;; .... I" .. ...e _i I~ I-~~ ...._~. 1\"'0 -.-.

i

..