Fabriekschema: Ondergrondse vergassing van steenkool

\

-0"

Inleiding.

Bij de produotie van g&S uit steenkool (hetzij dat dit gas bestemd is om te dienen als energiebron, hetzij als bron voor

synthesegassen voor de ohemische industrie) gaat men in het algemeen zodanig te werk, dat de steenkolen door mijnarbeid worden gewonnen en daarna bovengronds in het gewenste gas wor-den omgezet.

Het is vanzeltsprekend een aantrekkelijk idee, om de kolen direot ondergronds te vergassen, waardoor een grote hoeveelheid ondergrondse arbeid zou komen te vervallen, hetgeen een grote arbeids- en kostenbesparing zou betekenen.

Er bestaat dan ook een oud Engels patent ten name van A.G.Betts (1), waarin een methode voor ondergrondse vergassing van steenkool is beschreven.

Betts stelt zioh voor om vanaf de aardoppervlakte een aan-tal sohachten ot boorgaten te boren naar de kolenlaag, welke men wil vergassen. Aan de voet van d •• e boorgaten wil Betts nu een vuur ontsteken, daarna door een pijp 1uoht en stoom inbla-zen en het gevormde gas vervolgens door dezelfde (ot andere) boorgaten afvoeren.

Dit prinoipe is hetzelfde als bij de tegenwoordige wperoo-latiemethode w toegepast.

Sir William Ramsay heeft ook reeds in 1912 voorgesteld om over te gaan tot de ondergrondse vergassing van steenkool (2). In Rusland is het probleem vooral na 1930 aan de orde ge-komen.

I -=1 I ,-- I --I~ ' I t»-.,.!M-' ~ r l _.,:a,-"

~

.

---~---·I L.__..--4..- _-MS-' ,---~~~~'~I~--- ---ij tl

,

I

..

- -FAIIAIEKSSOIEM.+. . BERDDING ... ZUURSTOF EN STOClOA BENODIGD VOOR ONOCAGAONOSE V~AGASSING V .... STEENICOOL.

GETEKEND DOOR ,",-V.D.LIPPE.

_ tI('" ,o'" ( ,I \../(,' \,j' ' :. @-, wA1n tUl

I

! i ! _,

J

i

2

I /

.

'

I t --~-

-i

k c ;

'

,I

.

~

-

-i

r - . -'

~L

_r~

_

~

.

~

~:.

, ~

i

,

.

l

~

'-!~-- ~----, I---~:--' r- --- -l-_ ---. :---~----, (;;\ ; , ~ - - - ---: --

-"'<-,

-.

I

@t

~

_

J

!~

ffi

j.

,

I

\

I \ I 1 ,

,.

' , \ i ['

i

'

T1J

~

i

i,.

~

3

I ' '

'I \

j

"

I' IOIOO.UtPl i

,I

I ' I I ; j I 11 1

,J

~

"

0L

0

"

I;

~

lk

,11

i

~--- - - -

-2

voordelen:

1) door het nuttig gebruik van arme kolenlagen met slechte kwaliteit steenkool, die normaal om economische ot practi-sche redenen niet te gebruiken waren, zoade. de kolenreser-ves sterk vermeerderen;

2) het kolentransport over grote atstanden zou sterk vermin-deren;

3) vermindering van ondergrondse arbeid.

I

-r

Er zijn uiteindelijk 4 methoden practisch bruikbaar ge-bleken:

1) de kamermethode;

2) de ciroulatiemetbode;

3) de vergassing in boringen; 4) de percolatiemethode.

In 1937 ontstond te Gorlov bet eerste station op indus-trille sch4al. Hier werden behoorlijke succes.en behaald, zodat .en in 1940 in het district Moskou eveneens op industrille

schaal is begonnen.

Het grootste geprojecteerde bedrijf is berekend op een gasproductie van 400.000 m3 per uur, hetgeen overeenkomt .et 500.000 ton kolen per jaar (calorisch berekend).

Uit het bovenstaande blijkt wel reeds, dat de ondergrondse vergassing van steenkool tot op heden vrijwel uitsluitend een Russische aangelegenheid is. Aanvankelijk is de ondergrondse vergassing, tot het moment waarop deze in Rusland werd gekop-peld aan het electrificatiepro_leem, dan ook door geen enkel

1

/'

land serieus

.opge.~

LT~'-"-l

.

r' ·

~

~>

/

De belangrijkste methoden voor ondergrondse vergassing van steenkool.

Aanvankelijk ging men uit van de grondgedachte, dat onder-gronds zoveel mogelijk dezelfde omstandigheden voor vergassing teweeg gebracht moesten worden als bijv. in generatoren. Daar-om ging men de kolen zov • . l mogelijk vergruizen.

Een nadeel hiervan was, dat er een grote hoeveelhe1d on-dergrondse arbeid voor nodig was, wat men juist wilde vermij-den.

Het 1s natuurlijk echter onmogelijk om bij ondergrondse vergassing dezelfde reactieomstandigbeden te scheppen als bijv. bij vergassing in generatoren.

Bij de bespreking van de belangr1jkste werkw1jzen zullen allereerst enkele andere methoden kort worden besproken, daar-na de drie moderne methoden.

I

a.

We kr1jgen de volgende indeling:

Oudere methoden voor ondergrondse vergassing van steen-kool.

vergassing van niet vooraf vergruisde kolen.

b. vergassing van kolen, welke tevoren eerst vergruisd waren.

11

a.

b. o. I

De moderne methoden voor ondergrondse vergassing van

steenkool.

De oirculatiemethode.

De vergassing in boringen. De percolat1emethode.

OUdere methoden voor ondergrondse vergassing van steen-kool.

Bij deze .ethode we~d een vak kolen in de te vergusen

kolenader van de rest van de laag ge!soleerd met behulp van , I

7

I •

gemetselde muren. Vervolgens werden de beide tegenover elkaar ki~~~

liggende ,..~or middel van sohaohten met het aardoppervlak verbonden. De ene sohaoht dient nu om de voor de vergassing benodigde lucht toe te voeren, terwijl de andere schacht dient voor afvoer van het geproduoeerde gas.

~ vergassing van niet vooraf vergruisde kolen.

Voor de passage van lucht door het vak kolen in de kolen-ader werd hier gebruik

gemaakt van

natuurlijke spleten in en de poreuslteit van de kolen.

Het resultaat was uiterst matig. De isolatie van het kolen. blok was zeer onvolkomen en de verbranding langzaam. Het gas bevatte minder dan 10 ~ CO, terwijl er 10 - 14 ~ 02 in

aanwe-zig was.

b. Vergassing van tevoren vergruisde kolen (k8lll8rmethode). Men krijgt op deze manier een groter reagerend oppervlak en verwacht daardoor een meer intensieve vergassing.

1. 2.

Nadelen van deze methode:

grote hoeveelheid ondergrondse arbeid;

saDBnstelling van het gas aan sterke schommelingen onder- \ hevig.

De gemiddelde calorische waarde van het gas is hierbij 1050 - 1700 kCal/m3•

11 a Circul$tie methode.

Deze methode wordt sedert 1938 met aanzienlijk succes op industrille basis toegepast, vooral voor steil hellende kolen-lagen.

Bij deze methode vindt de vergassing van de kolenlaag van beneden naar boven plaats, waarbij de vuurzone langs de

1

--I •

I " Cl

I

Voordelen hiervan zijn:

e

1- Het reagerend brandstoroppervlak blijft tanelijk asvrij.

1

I

2!

De lucht wordt gedwongen dicht langs dit oppervlak te strijken.

Zodoende krijgt men een regelmatig plaats vindende gaa-productie.

Men heeft bij deze methode nagegaan de invloed van het extra toevoeren van zuurstof. Men vond de beste resultaten bij

een zuurstofgehalte van 27 - 30

%.

Het verkregen gas had dan de volgende samenstelling:

: 10 - 12

% ;

00 : 23 - 27

% ;

: 2 - 3

% ;

N2 : 43 - 47

%.

De calorische waarde van het gas waa 1000 - 1300 kcal/m3 • Het is dus van belang, dat men de beschikking heeft over goedkope zuurstof, daar het toevoegen van extra zuurstof aan de lucht tegenwoordig algemeen wordt toegepast. Het zal dus bijv. aanbeveling verdienen om een dergelijk vergassingsstation bij een ammoniaktabriek te vestigen.

Een belangrijk resultaat werd verder, zij het onopzette-lijk, te Gorlov verkregen toen, tengevolge van een ongeluk, het inblaz.en van lucht tijdelijk stagneerde. De gasproductie liep toen weliswaar sterk terug maar er werd tooh nog een gas ont-wikkeld, dat zeer water.totrijk was

(60 - 70

%

H2).

Het

stik-stofgehalte van dit gas bedroeg 15

%,

de oalorisohe waarde was ongeveer 2200 koal/m3 •

Deze gasvorming wordt toegeschreven aan drie factoren:

1. Watergasvorming tengevolge van de natuurlijke VOChtigheid van de mijn.

2. .eg~lg1ag·

van

het, "ln het omrinaeJ}.de g~lteente ge~onl.nï

1- ~

I ~

- -

-6

3. Droge destillatie van de kolen tengevolge van de nog steeds heersende hoge temperaturen.

Tengevolge van deze ontdekking is men er lAter veelal toe overgegaan om bij de circulatie methode in twee perioden te werken.

~ Een inblaasperiode (b.v. 4 uur), waarbij luoht, gemengd

met goedkope zuurstof tot een gehalte van 27 - 30

%,

wordt

in-geblazen.

Hierbij wordt een grote hoeveelheid gas geproduoeerd met een calorische waarde van 1000 - 1300 koal/m3• Dit gas wordt gebruikt als energiebron.

~ Een rustperiode (b.v. 6 uur); gedurende deze periode wordt

niets ingeblazen. De ga.productie i. veel kleiner, het gas is eohter zeer rijk aan waterstof. Ook de oalorische waarde ligt veel hoger, dooh dit is in het algemeen niet van veel belang, daar dit gas veelal als bron voor synthese gassen in de chemi-sche industrie wordt gebruikt (8JIIDOniaksynthese, Fisoher-i'ropscl: proces).

11 b Vergassing in boringen.

Deze methode is bijzonder geschikt voor horizontale kolen-lagen. Vanuit drie evenwijdige gangen in de kolenlaag, waarvan twee voor luchttoevoer en een voor gasatvoer bestemd, zijn een

reeks evenwijdige boringen geboord met dismeter van

10

cm,

on-derlinge afstand van 5 BI en een lengte van 100 m.

De boringen spelen eenzeltd. rol als de vuurgang bij de

circulatie-methode. Het verschil, is dat de boringen aan alle

zijden door vergasbare kolen zijn omgeven, de vuurgang daaren-tegen slechts aan de bovenzijde.

De boringen worden vaak denneboomvormig gemaakt. De ver-gassing in boringen kan zodanig uitgevoerd worden, dat men

•

~

r

\

\

afwisselend stoom en lucht inblaast. De twee soorten gas, die hierbij ontstaan hebben de volgende ... enstelling:

Periode _{0°2 °2 00 ~ OH4 N2 Oal.w.in} Toepassing kCal/a3

lucht 11.0 0.2 12 12 5 59.8 940 'I _~ Energiebron

/~~ '~(

stoom

®

--

14 45 6 12 2050 _, . . / ----:> SJllthesegas

---In verband met de grote hoeveelheid ondergrondse arbeid~

die voor dit proces nodig is, wordt de vergassing in boringen slechts toegepast indien de andere methoden talen.

11 c Percolatie-methode.

Deze methode is in het algemeen geschikt voor horizontale

ot

slechts tlauw hellende kolenlagen. Vanaf de oppervlakte maakt men een groot aantal boringen~die tot in de kolenlaag doorlopen en gerangschikt zijn in concentrische cirkels met een straal

.~ I

van bijv. 20 tot 40 m. In het middelste boorgat en een van de boorgaten van de binnenste cirkel,wordt een dubbele buis aange-bracht. Door de binnenbuis brengt men gloeiende houtskool in de kolenlaag, welke houtskool vervolgens door het inblazen van lucht ot zuurstof wordt ontstoken. De hierbij ontstane gassen gaan door de ringvormige opening tussen binnen- en buitenbuis naar boven. Langzamerhand vormt zich nu door de vergassing van de steenkool een steeds grotere uitholling in de kolenader en ontstaan er kloven en spleten~die nu verder dienen als

vergas-singskanalen. Hiertoe wordt de ringvormige opening tussen de dubbele buizen van het middelste voargat langzamerhand

atgeslo-_

btl

ten, terwijl het lucht inblazen in het andere boorgat gesohiedt. ;~ / Zijn alle beschikbare kolen vergast,dan wordt het wentrale

~/

J

boorgat argesloten en hetzelfde proces wordt herhaald tussen de boorgaten van de eerste en tweede concentrische cirkel, terwijl een derde boorgatencirkel wordt voorbereid, enz.

1

-/

V

kvt

8

Het grote voordeel van dit systeem is natuurlijk het ge-heel overbodig worden van ondergrondse arbeid. Daarnaast zijn er echter verschillende nadelen aan verbonden, o.m. de volgende: 1. Voor het doorleiden van de lucht is een hoge druk nodig, welke druk bovendien, als gevolg van de steeds wisselende

door-sneden der spleten, sterk wisselt.

2. Tengevolge van het bovenstaande is de gasproductie aller-minst const ant •

Er treden meestal gasverlie.en op.

4. De hoge temperatuur aan het voeteinde der buizen geett gevaar voor atamelten (ot zelfs dicht smelten) der buizen. Geett men -door de binnenbuis water als koe1m1ddel mee, dan daalt de gasproductie sterk: dit is dan ook alleen mogelijk, indien vele buizen . . gelijktijdig in gebruik zijn.

Enkele .voorwaarden, waaraan voldaan moet zijn, indien men de ondergrondse vergassing met succes wil kunnen uitvoeren.

De te vergassen kolen mogen zioh niet op te grote diepte bevinden, terwijl ze voorts (in verband met optredende gasver-liezen) niet door poreuze aardlagen omgeven mogen zijn.

De kolenlagen mogen niet ot slechts weinig, tectonisoh gestoord zijn. Grote scheuren ot plooien kunnen n.l. de gaspro-ductie onregelmatig maken ot doen stagneren.

3. De vergassingsstations mogen niet liggen in de omgeving van mijnen, waarin nog gewerkt wordt.

4. De hoeveelheid kolen, die voor vergassing beschikbaar is, moet van~elrsprekend van dien aard zijn, dat de amortisatie van I

de dure verga88ingsstations mogelijk is.

5. De ondergrondse vergassing zal bij voorkeur toegepast wor-den op kolenlagen, die voor normale mijnontginningVin aanmer-king komen,

1

-j"

dus bijv.:

a. Bij een te dunne. kolenlaag;

b. bij een te grote hellingshoek van de kolenlaag;

c. bij gevaar voor zelfontbranding van de kolen tijdens het delven;

d. Bij een hoog asgehalte van de kolen.

Wat de kosten van het geproduceerde gas betref~lopen de opgaven sterk uiteen.

Werkt men met lucht dan zijn de kosten van het gas met

)o/v

~ lage oalorische waarde ongeveer

~

De ~apitaalkosten

zijn ongeveer

1/3 van die van generatorgas. 60 - 70

%

van die, nodig om de kolen eerst te delven en daarna in de generator te vergassen.

Ofsohoon de ondergrondse vergassing nog steeds moeilijk-heden oplevert, neemt de toepassing ervan gestadig toe (Momen-teel ruim 2 millioen ton per jaar).

Voor Nederland zijn op dit gebied wel plannen geopperd, maar men zal op 'grote moeilijkheden stuiten, daar de kolenlagen

in het algemeen te diep liggen en bovendien de omringende aard-lagen te poreus zijn. Bovendien zal de grote bevolkingsdicht-heid ongetwijfeld de praotisohe toepassing van de ondergrondse

Jvergassing van steenkool in de weg staan.

Teohnische moeilijkheden.

Daar de menselijke arbeidstactor - ondergronds bijna ge-heel uitgeschakeld is, worden aan de maohinale apparatuur grote eisen gesteld. Naast hoge eisen aan boormachines, e.d., levert ,het maken van de verbindingen tussen de boorgangen een groot probleem. Men maakt hierbij gebruik van waterstralen onder hoge druk, gerichte zuurstofftstralenft , waardoor de kool wordt Weggebr~, of van electriache stroom, aangelegd tussen

1 -I

I

.

I

}~

t

J

10

twee in de laag aangebrachte electroden, waarbij eveneens de kool wegbrandt.

Verder zijn van belang het thermische gedrag van de as en de aard van de deklaag, wat de as betreft treden dezelfde verschijnselen op als bij de vergassing van kolen (kooks) in generatoren; is de temperatuur te hoog, dan treedt verslakking van het kooloppervlak op.

De deklaag moet natuurlijk stevig zijn, maar moet toch ook bijtijds in kunnen storten.

Een zeer belangrijke opmerking betreffende de warmtever-liezen door warmte-afvoer is nog in de Russische literatuur vermeld. De naast de vuurhaard gelegen gepraecarbon1seerde kool heeft n.l. nooit een grotere dikte dan 1 - li meter. Technologie van de ondergrondse vergassing.

De volgende types zijn hierbij te onderscheidenl

~. het generatorgas-procede. Hierbij wordt lucht als vergas-singsm1ddel genomen. Als reactieproduct krijgt men hierbij nor-maal watergas (ca. 63 ~ _{N2, 8} ~ _{002, 0.2} ~ O_{2, 12}

%

00, 14

%

B2

2.5 ~ _{OH4) met een calorische waarde van ca. 1000 kcal/a}3 •

B. Het verbeterde generatorgas-procede, waarbij men met

zuur-

I

stof en lucht vergast. I

"

C. Het periodieke generatorgas-carbonisatiegas-procede. Hier-bij wordt afwisselend lucht in geblazen, waarHier-bij generatorgas wordt verkregen (blaasgang) en alleen gas afgezogen (zuiggang). Deze carbonisatiegassen zijn rijk aan

B2.

D. Het periodieke watergas-prooede. Hierbij worden afwisse-lend lucht en waterdamp door het vergassingsfront se_lazen. Dit prooes is dus analoog aan de watergasbereiding zoals die bijv. in gasfabrieken plaats vindt. De calorische waarde van

[-

-het gas is hierbij dan ook

±

2500 koa1/m3 •

E. Het continue watergasprooede. Het vergassingsm1ddel is hier een mengsel van zuivere zuurstot en stoom. De samenstel-1ing van het op deze w1jze verkregen gas 1s:

00₂ 15 %~ _{O2 0.5}

%,

00 26 %~

H2

53

%,

_{CH4 0.7}

%,

_{5 2 4.8}

%.

De endotherme- en exotherme reaotie8~ die hierbij plaats vinden, leiden vanzelf tot een thermisch evenwicht.

Uit bovenstaande vergass1ngsproeven is bekend hoe de gas-samenstelling afhangt van het peroent . . . zuurstot 1n het zuur-stot-stoom mengsel. Een overzioht hiervan vindt men in de vol-gende figuur. k~ ... \:.oo ... e. ... \oy ... , ~ ~ __ "",'1 CO .. \1'2.. ~~t..,.""'-co ",t. \c.4 .. "'4 1 , ' S " . r - - - j / _ I.C>

"

30 20 10 0 (90 "'-....

_---

--, ~ ~c..~~<I. , ... e.",~~\' ".~ ,'" '"'0\ ... % I ~ ~ ---wo %' '1. ',-.. ~~ .. ~-.

1

'\Q ZP 30 40 ~-o GC'

-

--I •

J4.v.d.L.

12

Bereiding van zuurstot en stoom, benodigd voor de ondergrondse vergassing van steenkool.

Door de mogelijkheid van het verkrijgen van goedkope zuur-stot is de ondergrondse vergassing nu ook mogelijk met behulp van een mengsel van zuurstot en stoom.

De ontwikkeling van het Linde-Frlnkl proces, een lage druk regenerator systeem, maakte de fabricage mogelijk van vrij zui-vere gasvormige zuurstot in hoeveelheden en voor een prijs, die men aanvankelijk onmogelijk achtte. (5) en (6).

Na 1930 ~amen vooral de volgende grote verbeteringen tot stand:

l} Bij de bereiding van

991

%

zuivere zuurstof wordt veel energie verbruikt om het argon van de zuurstof te scheiden. Stelt men zich tevreden met 95

%

zuurstot, dan heett men 50

%

energiebesparing.

2} Men heeft geen chemische voorreiniging van de lucht nodig. Het aKellogg unbalance tlow system" bevriest de verontreinigin-gen in de warmtereverontreinigin-generator, welke later door de stikstof ver-wijderd worden.

3) De maximale druk bedraagt ongeveer 5 à 5 ata tegenover 200 ata bij andere systemen.

4) Ken maakt gebruik van turbo-compressoren; deze werken veel economischer, zijn goedkoper en nemen minder plaatsruimte in dan de zuiger-compressoren.

5} Ken maakt gebruik van turbo-expansie machines met een hoog nuttig effect, wat energiebesparing geeft.

6} Bij grote installaties kan men een fractie van het zuurstof. product verwerken op

991

%

zuivere zuurstot met veel minder kos-ten, dan wanneer men ineens

991

%

zuivere zuurstof ging maken.

1

-~

; .

I I •

I ~

door Oollins en Trumpler verbeterde regeneratoren toe.

Deze steeds in paren werkende regeneratoren bestaan uit 4 - 5 m hoge oylindrisohe buizen. De af te koelen lucht en de koude stikstof stromen afwisselend door deze buizen •

. De regeneratoren zijn gevuld met een metallische stof: Fe- of Al-band.

De, door Col1ins verbeterde, Frlnkl warmte-uitwisselaar heeft drie doorgangen, n.l. voor 1uoht, stikstof en zuurstof. De zuurstof gaat onafgebroken door een der kanalen, bijv. de middelste. Periodiek worden de luoht en de stikstofstroom verwisselt van doorgang.

De lucht heeft een hogere spanning dan de stikstof, daar deze laatste stof eenproduot van de scheiding is. De oapaci-teit van de stikstof om waterdamp en kooldioxyde op te nemen is groter dan die van de lucht, gerekend bij dezelfde tempera-tuur.

De lucht wordt koud en gezuiverd afgeleverd, terwijl de stikstof de verontreinigingen meeneemt. De zuurstof komt in het geheel niet in aanraking met de verontreinigingen.

Een zeer grote verbetering bereikte Trump1er, die de zgn. "unbalance flow" methode ontwikkelde. Men had n.l. het bezwaar, dat aan het koude uiteinde van de regenerator niet alle veront-reinigingen weggenomen werden. Tot ± - 1000 F staat de regene-rator n.l. alle verontreinigingen aan de stikstof af. Beneden deze temperatuur eohter niet meer. Daarom voerde Trumpler een vierde zgn. nunbalance passage" in. Deze doorgang besloeg

sleChts een gedeelte van de regenerator, n.l. tot daar waar de

temperatuur ongeveer _1000 F is. Door deze vierde doorgang wordt een gedeelte van de lucht (± 11

%)

na de passage geleid.

~-I

I . ...

M.v.d.L. 14

Beschrijving der fabriek (7).

De in 1 voorgefiltreerde lucht gaat via de tweetrapscom-pressor 2 naar de katalytische oxydatieruimte 3. Hierin worden

sporen koolw~te~stoffenl in het bijzonder aethynl omgezet in 002 en H20. De warme lucht wordt gekoeld in 41 passeert de

wa-terafscheider 5 en gaat dan naar de "Kellogg unba1ance stream reversing exchangers" 6. Hier staat de lucht 002 en

B20

af en wordt gekoeld. Twee filters met geactiveerde kool adsorberen bij deze lage temperatuur nog eventueel aanwezige

koolwater-stotfen en reduceren het explosiegevaar 7.

a)

De lucht staat nu drie wegen in:

De "unba1ance stream" gaat terug naar de regenerator, komt na koude opname in de uitwisselaar 8 en wordt ver-mengd met

b) een tweede hoeveelheid van de lucht en gaat dan naar de expanaiemachines 9. Deze machine ontspant de lucht tot

1

ato.

De droger 14 is nodig bij het starten van het proces daar de regeneratoren dan geen

H20

en 002 kunnen opnemen.

c) De hoofdstroom van de lucht komt bij 5 ato in de boiler van de onderste colonne 10. In deze sectie wordt alle lucht gecondenseerd en verdeeld in stikstof (zuiverheid 94

%)

en verrijkte lucht (38

%

02). De stikstof wordt ge-condenseerd door de condensor-boiler.

De stikstof doet dienst als reflux voor de onderste colon-ne en na koude opname in 11 als reflux voor de bovenste colonne. De verrijkte lucht gaat via glaswoltilters 13

(voor eventueel aanwezig 002) en de koeler 12 naar de bovenste colonne. Deze bovenste colonne werkt bij

i

ato. Het zuurstofrendement is 90

%;

de zuiverheid 95

%.

De

gas--

...

,

-

.

1

I •

vormige zuurstof gaat via de regeneratoren de grond in.

De stikstof gaat via de uitwisselaars 11, 12 en 8 en via de regeneratoren naar buiten.

In 16 wordt koude, gezuiverde luoht door stoom of eleotri-oiteit tot 250 - 3000 F verwarmd. Ket deze luoht kunnen de kool-filters 7, de silioa-ge1 droger 14, . . de kool-filters 13 en de ex-pansiemachine 9 schoongeblazen worden.

Zodoende is het prooes oontinu.

De apparaten zijn vervaardigd van koper, brons, messing,

al~n1um en hoge gelegeerde ohroom-nikkel alliages.

De bereiding van stoom gesohiedt in een stoomketel, welke gevoed wordt met onthard water.

Het water wordt in 16 aan de werking van een kationenuit-wisselaar blootgesteld. De regeneratie gesohiedt met zwavelzuur. Dit wordt uit 17 in 16 gepompt en naar het reservoir 18 geleid. Dit zwavelzuur kan ook weer geregenereerd worden. Het water wordt vervolgens in 19 gepompt, waar het in aanraking wordt ge-braoht met een kationenuitwisselaar. ~s regeneratievloeistof wordt hier natriumhydroxyde gebruikt.

Via het reservoir 22 wordt het water naar de stoomketel 24 gepompt, waar het eerst in de eoonomizer 23 voorverwarmd wordt.

De verwarming gesohied door middel van de gasbrander 25. Een gedeelte van de hoge druk stoom wordt voor de opwek-king van eleotriciteit, benodigd in het bedrijf, gebruikt. Da«r-toe wordt de stoom in een turbine 26 geleid.

Bet condenswater wordt naar reservoir Jbgepompt, na in een kleine De Lav,l oentrifuge 27 van eventuele meegesleepte olie-druppeltjes bevrijd te zijn.

lI.v.d.L. 16

zuurstof in de grond geleid.

Met de compressor 28 wordt het gas uit de grond naar de synthese geperst.

De-:grootte van het projeot werd aangenomen op 100.000 JIl3 gas per uur. Uit de op blz. 11 vermelde figuur volgt, dat bij de bereiding van een gas met

±

25 ~ 00 en 50

%

_{H2, per m3} water-gas ongeveerq7~ ~~~ stoom nodig is met 15 ~ zuurstof in de

stoom. Er is dan ongeveer 50 ton luoht nodig.

Berekening van de warmte-uitwisselaar Ni 8 van het sohema.

In de betreffende warmte-uitwisselaar wordt de lucht welke door de "unbalance passage" is gegaan door de stikstof gekoeld. Daar zowel de uitlaattemperatuur van de lucht als de inlaatt . . -peratuur van de stikstof niet bekend zijn, moet een van deze beide aaqgenomen worden.

Hiertoe werd de uitlaattemperatuur van de lucht gekozen. Daar deze hoeveelheid lucht volgens het schema, tezamen met een

o

gedeelte van de hoofdstroom met een temperatuur van - 270 F een temperatuur van - 2440 F levert, werd de uitlaattemperatuur van genoemde lucht op - 200° F gesteld.

luoht _1200 F

_2000 F

x

Nemen we nu aan, dat er geen warmte verloren gaat, dan volgt de inlaat-temperatuur van de stikstof uit de vergelijking.

Opgenomen warmte - afgestane warmte. In totaal is voor het gehele proces 50 ton luoht nodig.

Hiervan stroomt dus

11 x 0.50 ton - 11 0.453 x 500 • 12.100 lb. lucht per uur 79 )( 500

en 0.453 • 87.200 lb. stikstof per uur door de war.t.w1sle-laar.

c lucht - 160· P en 6.25 ata • 0.265 B.T.U./lb.Op.

P

cp 5_{2 - 280}0 F en 1.5 ata • 0.256 B.T. U./lb. op (8)

Nu is dus 12.100 x 0.265 " 80 _ 87 .200 ~ 0.256 x (-275- X )

X _ - 2860 F.

Berekening van de afmetlMen.

We besc:b ouwen de warmte-ultwissel·aar als een oylinder met

pijpen er ln. De lucht stroomt door de pijpen en de stlkstot er om heen.

De pijpafmetingen nemen we a.v. inw. ~ 3/8

w

;

uitw. j

.w;

n

steek

t .

Daar er verder niets gegeven ls nemen we voor een globale bepaling van het aantal en de lengte van de pijpen een bepaalde

snelheld van de luoht en een bepaalde overall-coltticlent aan.

We namen voor de snelheid van lucht v . 20 m/sec • •

- 20 x 3.28 ttJsec • • 65.6 tt./see.

De dichtheid van de lucht bij de gemiddelde temperatuur en de heersende 6.26 _ 0.827 druk is

;0

_160° P. 3 lb./tt. 5.25 ato • 0.0808 ~ 460 + 32 x 460 -160

De doorstromende hoeveelheid luoht is

12.100 3/

0.827 - 14.650 ft. hr.

Tt 3 2 _.2

Inwendige doorsnede van 1 pijp il

i)(

(8 ,(12) • 0.000766 ~

Het aantal p1jpen ls

4>

14.650/3600

I

-/

~J>

M.v.d.L. 18

Als overall-ooltficient wordt 4 aangenomen, zijnde de waarde voor gasaen bij gewone temperatuur en druk.

Nu is q-UAAt (9)

Hierin is A de afgestane hoeveelheid warmte en A. t het

10-garithm1sch gemiddelde temperatuurverschil tussen _120° 11 en

°

°

°

- 2'75 F enerzijds en - 200 F en - 286 F anderzijds.

12.100 ~ 0.265 x 80 _ 4 ~ A x 117.

A • 548 ft2•

De lengte van de pijpen is dan _{1 • nd,1/l.-}A waarin d de gemiddelde diameter is.

1 • 5~ • .± 60 ft.

3;14"16 " 12 èl

Daar deze waarde te hoog is nemen we als aantal pijpen 410

ft

aan. De diameter van de cylinder wordt bij deze waarde 18 •

Voor de berekening van de filmcoltticienten gebruiken we de volgende for.mule

k D v ~ 0.8 eb fo 0.3 (ot 0.4)

h • 0.0225 x

D (

r ) { ( k )

waar ins k . thermisohe geleidbaarheid in B.T.U./ft.hr.o, D • diameter in tt.

v • snelheid in ft./hr.

t •

diohtheid in lb./tt3•

;U

•

viscositeit in lb./tt.hr.

o

c • soortelijke warmte in B.T.U./lb. P.

(9)

De expo.enten 0.3 en 0.4 worden resp. gebruikt bij afkoeling en verwarming • a) Voor luoht: k . 0.0129 - (160 + 32) x 0.000020 - 0.0091. D a 3/96 ft. 14.650 v - 0.000'766 ~ 410 • 46.600

f

-

0.82'7.

492 + 0 T

~2

;- T ·

?

32 T + 0 ( 492) (8) waarin 0 een bepaalde

constante is. 492 + 225 300 3/2 / " _ 1600 F • 0.042 300 + 225 (m) • 0.030

o •

0.265 Dus: 0.8 0.3 h 0 0 5 ~ 0.0091 3/96 x 46.600 x 0.827 • • 22 3/96 ( 0.030 ) • 27.2 b) Voor stikstof': k • 0.0131 - (280 + 32) 0.000020 • 0.0069 door stroom r u I 'hl

te

D • 4 l'

omtrek, waardoor de gassen stromen

(0.265 )( 0.030) 0.0091

2

Nu is de doorsnede van de cylinder

T

(~)

•

1.766.

fL. 1 2

Het uitwendig oppervlak van de pijpen is 410 x 4" (2 )( 12) •

D • 4 )( 1.766 - 0.5575 1 410 " 3.14" 2 " 12 • 0.0901 460 + 32 .1. • 0.0782 x 460 _ 280 ". 1 ... • 0.320

11

ata 0.5575 De doorstromende hoeveelheid is

86:;~0

• 272.500 tt3

./br.

272.500 V • 1.2065 • 225.000

tt./br.

o

492 + 205

(~)3h

~

-2800 F· O. 40 180 + 205 492

o •

0.256 Dus • 0.016. 0.0069 (0.0901)( .225.000 x. 0.320)0.8(0.256)( 0.016)0. 4 k • 0.0225~ 0.0901 0.016 0.0069 • 42.95.

M.v.d.L

Als formule voor de overall-colfficient gebruiken we

u

= 1

1 + Dl L

hl Dav k

(9)

20

waarin hl en h 2 de filmcolfficienten zijn; de exponent 1 slaat hierbij op de kleinste van de beide waarden.

Dl en D2 - diameters behorende bij hl en ~

Dav • gemiddelde di,ameter

L • wanddikte

k • thermisohe geleidbaarheid van het wandmateriaal.

Nemen we als materiaal Cr-Ni staal met een zeer lage

ther-Dl L

mische geleidbaarheid, dan blijkt de term ---- in dit voorko-Davk

mende geval te verwaarlozen te zijn. 1

U •

--~~~~--~l---₁

oJ

Dus

27.2 +

'4

42.95

Hieruit volgt: & 256. 520 119 tt 2

_ . 1.8.4 11'7· .2 •

De lengte van de pijpen is dan 1 •

---....,...---= •

119.2 2.22 ft.

1 410

3.14 _N

Hieruit zien we dus, dat onze aanname van de overall-co'rti-cient verkeerd is geweest, wat resulteert in een bijna vierkante warmte-uitwisselae.r. De oorzaken van de hoge overa11-coltticient zijn de hoge waarden van de dichtheid en de viscositeit.

We nemen nu 120 pijpen, waarbij een diameter van 12" voor de grote cylinder hoort.

Dan wordt Vluoht-0.0091 hl • 0.0225 X 3/96 • 81.1 14.650 / 120 ~ 0.000766 - 159400 tt. hr. " (3/96 x 159400'f.. 0.827)0.8 (0.266 O.o3~ 0.3 0.030 0.0091

De uitwendige doorsnede van de 120 pijpen ia

120 x 0.00136 • 0.163 ft 2

~ " 2

Doorsnede van de oylinder met p 12 is 0.785 ft •

272.500 VN2 • 0.'785 _ 0.163 • 438.000 ft

./hr.

0.622 D • 4 )( 120)(. 3 .14 ~ 1/24 • 0.1585 ft. ~ • 0.0225 x 0.0069 x 2 0.1585 (0.1585 Ä 438.000 ~ 0.320)0.8 0.016 (0.256 J\ 0.016) 0.4 • 65.2 0.0069 1 U • --=1~-"';4~---_{_ + __}

_{--L -}

• 31.5 65.2 3" 81.1 256.520 A • -0:03'="1~. 5:::-';")(~1~1~7~ • 69.6 ft. 2

De lengte van de pijpen is nu 1 . 69.6 _ 4.43 tt. 3.14 ~ ~ 1.120

Verder zien we uit de vergelijkingen van de filmoolffiolen-ten, dat de Reynoldsgetallen zowel voor de lucht als voor de atikstof ver boven 4000 liggen.

Beide stromingen zijn dus turbulent.

Isolatieberekening.

We nemen hiervoor als totale lengte van de warmteuitwiaae-laar (lengte pijpen + pijpenplaat + koppen) 6 ft. aan.

Als isolatiemateriaal nemen we kurk en berekenen het koude verlies bij een dikte Van 1". A1a temperatuur van de binnen- en buitenwand worden resp. _2800 F en 32° F genomen.

De thermisohe weerstand is R

-n

L (9)

1

Voor 1

tt

2• van de wand ia R

_•

n

• 3.33 0.025

-

-Nu ia _{q •}

_{:a- -}

.Il t

_{3:33 •}

312 _{93.7 B.T.U./brltt •} 2

X.v.d.L. 22

Bet totale wandoppervlak ls:

13 2

3.14 ~

ï2

x 6 - 20.4 ft •

Totaal verlies ls dus:

20.4 ~ 93.7 - 1912 B.T.U./hrj

Daar er per uur 256.520 B.T.U. wordt overgedragen van de zuurstof naar de stikstof is het koude-verlies bij de~e isolatie minder dan 1 ~.

De bereiding van Synthesesas.

De ontworpen fabriek heeft een capaciteit van 100000 m3

/hr.

Hiervan wordt 30.000 m3

/hr

onmiddellijk, d.w.z. zonder

zuive-ring, gebruikt voor de energievoorziening. De overgebleven

10.000 .3/hr wordt nu in de ontworpen fabriek gereinigd en ge-maakt tot een mengsel van 00 en H2•

Bij het sebema.

Het gas komt bij

!

in de fabriek. Hergens ls in de litera-tuur een opgave van de temperalitera-tuur waarmefdit gas ult de grond komt. In aanmerking nanende de vrij lange weg, die het gas

on-dergronds en bovengronds td moet leggen, heb ik een temperatuur

van

!

1000 0 aangenomen.

g

ls de gaspomp,dle het gas met

± i

ato wegpompt. In de zuigleiding moet de druk

±

0.95 ata. Hg bedragen,daar anders te-v.el lucht en.. wordt meegezogen afkomstlg ult ondergrondse lekken.

Bij het comprimeren van het gas ontstaat een weinig w.ter en teer. De gaspomp heeft een aftap en hierdoor verdwijnt dit water en teer ln een grote, vrij diepe,bak (3).

Het gas (70.000 m3/hr) wordt in toren 5 gekoeld met water,

dat bovenin gesproeid wordt. De 30.000 .3/hr verdwijnt door

leiding 4 naar het energiebedrijf.

Hieruit te maken 30.000 ~~500 IC 0.8 kg stoom. 95.000 kflUur.

Bet koelwater van de koeltoren, verontreinigd met iets teer en stof, wordt door de regelafsluiter 6 afgevoerd naar de teerbezinkbak 3.

Het warme water bovenin de teerbak wordt opgepompt naar

waterkoeler ~. Hiervan wordt een meer gedetailleerde berekening

gegeven verderop.

I I I I

I.

r -- - -- - - -E.J.J.

Om geringe bedrijfsstoringen op te vangen gaat het gas

naar enige gastanks

2,

Waar het inkomt met

i

ato en ~ 500 O. De

totale inhoud is voldoende voor ongeveer een uur. Eventueel

condens van water en teer wordt door een

±

5 m hoge buis

at.e-voerd naar teerbak 3.

Oompressor ~ comprimeert het gas tot 20 ato, waarna het

door buizenkoelers (10) gaat. 11 is een teeratsoheider, bestaan-de uit geperforeerbestaan-de platen.

Ret water en de teer worden atgevoerd door de regelatslui-ter 12 naar de teerbak 3.

Voor het verwijderen van de 002 is er een serie gepakte

torens 13 met 50 mm Rasc~~-ringen,waarbij het gas in

tegen-stroom gaat met water door' 2 torens. Het 002 lost bijna volkomen

op in het water, terwijl ook een gedeelte van het B2S 'ult het

gas wordt verwijderd.

Water uit een verzamelbak wordt naar de top van de toren gepompt en loopt van de basis naar een expansie-turbine, waar de druk wordt gereduceerd van 20 - • atm. Hierbijko.t het 002 en B28 weer uit het gas. De vrijkomende energie wordt gebruikt, door de turbine met de hoge druk waterpomp en de electromotor die aandrijft, te koppelen.

((-s)

Het water wordt naar de top van de A.ratie torens gepompt.

Deze aeratie torens hebben houten roosters, waar water in tegen-.

stroom met luoht in oontact komt. De ontstane gassen, een

meng-sel van lucht, 002 en ~S gaan naar de schoorsteen; het water

wordt opnieuw gebruikt voor het uitwassen.

Waar oorrosie op kan treden, tengevolge van H28 + 02 bij

Ha de waterwassing wordt het gas gezuiverd van B2S in (~.

De zuivering vindt plaats in "zuivercylinders", altijd in een serie van 4 stuks, waarvan er 3 worden gebruikt en 1 geregene-reerd.

Ze zijn

±

li m ~ en 7i m hoog, hebben 5 bakken, ieder met 2 lagen luxmassa, 40 - 50 am hoog, waarbij het gas parallel door de lagen stroomt.

De gassnelheid bedraagt! lom/sec. Men vond in D, een gas na deze reiniging, met 0.1 g B2S/100 m3, terwijl het onzuivere 10 - 30 g H2S/100 m3 bevatte.

De organische zwavelverbindinaen worden verwijderd in een I

overeenkomstige apparatuur. De temperatuur van het gas moet dan'

echter hoger zijn, n.l.

±

2000 O.

Dit bereikt men door verwarming met gas in een ftPetro

-Ohemoal heater" (~7.)

•

De "zuiveroylinders" zijn nu gevuld met een mengsel van 7of, luxmass& en 3~ N'a2003. l~B)

Het nu verkregen gas bevat alleen

B2

en 00 (.et sporen

Nt,

00₂, B2S en _{O2 ).} Het kan gebruikt worden voor Pi8oher-Tropsch~

aaaoniakbereiding enz. L~~)

Berekening van de W&terkoeler.L~)· Inleiding.

Besohouwen we het evenwicht in

een ?Irtioale

toren, waar-bij lucht en water in tegenstroom met elkaar in oontact zijn.

stellen we, dat per tijdseenheid de lucht met gewioht

W

_G

en droge bol temperatuur t_Gl, van onderen inkomt en boven de toren verlaat met tG2. Het water (gewioht W~ heert bovenin de toren een temperatuur t

L1, onderin de toren ia het gewioht .2

en de temper atuur t L2 •

I .

I

I

i.J.J.

Onder de absolute vochtigheid

EG

van de lucht verstaat men per definitie het aantal lb water per 1b droge lucht.

De waterbalans is nu:

w.,-

.2 • WG (H - Hel:)

~ of

(dW

."~·-dîr-

...

---_

.. --, ~.

(1)

De enthalpie iv van 1 lb lage druk stoom bij een temp. 26

t .

~

0 (enthalpieveraDderina door verdamping) + 0.45 (t - to)

(enthalpie overeenkomend met de oververhitting der stoom).

De ent~pie van 1 lb droge lucht (s.w. - 0.24)

iluoht • 0.24 (t - to).

Voor 1 lb droge luoht met bijbehorende

Ha

lb water is de enthalpie.

i_{G -} ilucht + iv

Ho. •

0.24 (t - tol +

Ha

t}.o + 0.45 (t - tol]

(2)

noemen we 0.24 + 0.45

Ho -

Os I dan is

iS

~

- Os (t - tol +

À

0

Ha

(3)

•

De enthalpie van 1 lb vlat. met a.w. OL 6a ~ (tL - tol. Beschouwen we de operatie in de toren ala een adiabatiache, dan zal voor het bovendeel der toren de volgende enthalpie-ba- I lans geldeDI

(in) Wl CL (tl - tol + Wa

(À

_o

HG

+ Cs (ta - tol]

-(uit) W

o~

(tL - tol + Wa

(~

o

HG2 + cS₂ (t_G2 - toD (4:)

ft

Ditferentiering van deze vergelijking geeft ~

d.b-Wa dia • • OL dt (5)

stel,dat het scheidingsvlak vlst.- gas een temp. ti heeft, dan ia de hoeve warmtel die van de vlet. bij t L door de vlet. film naar dit scheidingsvlak gaat:

I

I

/

... . /

-(6)

Hierin stelt a So dz het totale oppervlak voor;

a • totale oppervlak voor warmte overdracht gedeeld door het totale volume der toren;

8₀ • opp. Tan een horizontale doorsnede der torenJ

s •

de hoQgte der toren.

Vanuit dit sOheid1ngsTlak stroomt warmte naar het ga.

bij tGo \

"'Zil,d~-f~lé.~)J

WG Ca dt_G

-

S

a 80 ds (ti - tG)' (7)

De diffusie van waterdamp van het smbeidingavlak door de ga.film naar de ga88troom i8 evenredig met (Hi -

Ba),

waarbij lIi de vochtigheid bij ti i8 en

Ha

die van de gasstrooa.

De hoeveelheid waterdamp, die overgaat van v18t. naar ga.

I

WG d

BcJ •

KG a So dz (Bi -

JIe)

(8)

Ri _er i _{n is}

_{Ha -}

_l

Pw

_{p -}

1.. _Pw)llt IIw

I Voor water, damp en lucht geldt ~, . Ka

Cs

(de natte bó1 temp • • de temp. van adiabatische verzadiging). Vergelijking (7) wordt:

WG

Cs

dtG • K~ a So dz (cS ti -

Os

tG) (9)

Beide leden van vergel. (8) vermenigvuldigd .et ~ 0'

hier-bij (9) opgeteld, geett bij i~ •

À

o

Bi

+ cS

i ti en verwaarlo-zing van het ."er80Ml tus.en cS_i en

ca

WG diG -

Xo

a So dz (1i - 10) (10)

i G wordt bepaald door de natte bol temp. van de intredende luoht (punt A in fig. 1).

De temperatuur van het water onder in de koeler en van de intredende lucht bepalen de ~ in gratiek fig. 1 punt B ~ij t

I -I

, v

E.J.J. 28

De hoeveelhe1d van het water verandert 1n de koeltoren zeer weinig • • emen .e Woonstant, dan volgt uit vergel. (5):

Wa

dia •

W CL dt

• CL

d1G/dt .

-Wa

Het verbed tussen

ia

en de teaperatuur is dus een rechte

. WOL

lijn door B .et ala helling

-wr-G

Zou de lucht boven verzadigd uittreden, dan moet de lijn (iG tegen t) (in tLl) raken aan de lijn (11 telen ti)

~ClVCNLII1 "'<-toy ...

(ii - i G - 0 'bevea, de hoogte der toren zou d.an onbepaald

wer-den) •

We vinden, dat de .ax1mum helling ia

i_{Ga - i Gl} W CL Om een bruikbaar ontwerp te tL2 - tLl· WG max. krijgen moet de verhouding

•

. - lager geneaen worden dan de maximwD waarde.

G

Het ia moeilijk de temperatuur van het tussenvlak te bepa-len, .e n . . en deze dus gelijk aan de temperatuur van het w.ter.

Vergelijking (10) wordt dan:

I .

WG diG - ~ a 8_{0 dz (iL - i G)} (11)

~ is HU een overalloolttioient.

Bij iedere tL i8 i L - i G gelijkaaan de vertioale atatand t'U8sen de ourve '_{i L - t L}\ en \_{i G - ta}\

- \ '

Uit (11) volgt nu:

I. 1

i·

I

Voor een bepaalde vulling van de toren heett men het ver-band bepaald tussen Ga' ~ en Zoa"

j

dl G

De integraal. iL-~ kan grafisch opgelost worden.

Berekening.

Daar de temperatuur van het gas uit de bodem niet bekend is zal een koeltoren berekend worden, waarbij

1~.000

lbs

water/uur gekoeld wordt van 1100 P tot 850 P en waarbij de natte bol temperatuur van de intredende lucht (ongunstige om-standigheid) • 700 P.

Om te voorkomen, dat waterdeeltjes meegenomen worden met het gaa, namen we als luchtsnelheid Ga • 600 lb/hr.aq.tt.tot.~

Om de toren nlet te hoog te maken nemen we een verhouding water tot lucht -

t

van de maximale.

Eerst wordt grafisch het verband vaataelegd van

't

als functie van t. (tig. 1).

De max1mwn waarde van

_,

.

•

1s2 -

lol 95 - 35 lb water

(TG)

•

CL

Ct

-t

J.

1

25 •

2.40 ..

tb

...

.

;;;.;dr~o;.;:;g;.;.e~li-:u-c ...

h.,..t

max _{Ll L2} )(.

We zouden aannemen ~ -

t

van de maximale • 1.80. Hoev. water in lb/sq.tt.br • • ~ lb/sq.tt.hr.

f

ia

₂ - 35 •

dus 1.80. 25

LG

_{2 - 80} BTU/lb (punt c)

nermede sljn de punten A..)B en 0 gevonden. We willen 15.000 lb water koelen/uur, nodig dus 15.000 _ 8300 lb droge

1.8

luoht/uur.

Bij een GG • 600 lb/hr.sq.tt.

Het totale oppervlak wordt dan 8300 _ 14 SQ.ft.

-- -- -

-I

-I

E.J.J

bepalen we grafisch

totaal aantal blokjes omaloten door rode lijn

- 110 - 85 309 • 25 • l2.~6. di G

Lx,-Lo

80 - 35 _ _ 3.65 12.36 30 (fig 1)

In tig. 2 is weergegeven de waarden door Parekh gevonden . in Rep.in Ohem.Bng.Kass.lnst.Ohem.Engr. 1941 •

..

Bij vulling met 2 Rasch1gringen.

Voor GG • 600 en ~

=

1080 vinden we ZOG _ 1.6 tt. De totale hoogte der toren wordt dan:

1.6 JI. 3.65 _ 5.85 ft. zeg _{6 tt.}

-De afmetingen der toren zijn dan: opp. 14 sq.tt. j hoogte 6 tt.

Ia de werkelijke hoeveelheid koelwater 10 te. zo groot, dan wordt het oppervlak der doorsnede van de toren 10 K zo groot.

De hoogte blijft echter constant.

Bij grafiek no 1 _{bij P - 0.96} at.

De waards van i

_Pwd

_Mwd

bij 70 P. p - Pftt Jll. Bi

-

0.0247 _0.935 'Il _. 18.02 • 0.0164 _28.97

Cs -

0.24 + 0.45

Bt -

0.24 + 0.45 K 0.0164 _ 0.247 " _{~ - 1061.4 K 0.0164 + 0.247 x 70 _ ~} 80° P. 0.0344 18.02 Bi - 0.925 K 28.97 • 0.0231

Cs •

0.24 + 0.45 ~ 0.0231 - 0.25

Lx, -

1061.4 l( 0.0231 + 0.250 I( 80 • 24.6 + 20 • 44.5 900 P.

0.0476 18.02 Ri • 0.96 _ 0.0475 X 28.97 • 0.0323 Os • 0.24 + 0.45 J( 0.0323 -~255 ~ • 1061.4 K 0.0323 + 0.255 k 90 _ 57.2 0.0645 ~ 18.02 ~ • 0.96 - 0.0645 28.97· 0.0448

Os •

0.24 + 0.45 ~ 0.0448 • 0.26 ~ _ 1061.4 ~ 0.0448 + 0.26 ~ 100 _ 73.6

1

_I

-0.087 18.02 Ri • 0.96 _ 0.087 ~ 28.97 • 0.062

Cs -

0.24 + 0.45 ~ 0.062 • 0.267

Lt

= 1061.4 ~ 0.062 + 0.267 x 110 • 95.2

J,I ol J-- -, I • r-~- -! ; 2.0 ol >- -. ~: dl u-l

ut

1

ti

U'lt .

11 ~-o,G

~

---NI b, L- a.~ 2.

f

\\'\c:.~

l

~

o..-;,c\,\'\

~-\~\~'\.~e..y\'

_

I - i

..

.Lf~t1·t H~ 17~

+

~+±

+-h-H+j-

n

i ~~;'!J ~ J.--~

·H·i-

-

-+

H--rT ·i·,' ~' " ~.''', 'I

3

ry~~s:~t~~

_{_~ ... ::--_t ..} t; . /"' . r-"r. ~"

I ___

---.:....---

l

7 L _ _ _ _ _ - - - - : . - - - -

---~

_\ I.. I

I

- - - , I ..J

...

f'\

vl-cLt- ~Jr

// / /

Bij deze methode van hellende lagen wordt bij a

~e hout skool ontst oken . Vlak boven de onderlaag vindt een borine bc over de gehele lengte plaats.

.ue ver[';assing i78schi edt nu door bij a lucht in te blazen en het ontstane gas bij b af te zuigen.

IIb Vergassing in borinfen.

Bij fig. op blz 11

In tegenstellinr tot de rec~te boringen brengt men de boringen ook wel eens op de manier aan,

zoals in nevenstaande figuur aangegeven (derme

-boomvorrn) . l'·en ven;üjdt , dan dat elke boring af

-zon~erlijk ont8to~en moet worden. Rij verder

GRande ve~cassin~ wor~en de boringen immers ach

-t ereenvolgens inceschakeld.

Voert men de ver~assins ~iscontinu uit, dan zal in ~e gasperiode door

carbonisatie van Ge kool methaan ontstaan. t::'ij het continue "üroces worèt

di t methaan (lage r'lrul1:) voorname Ij jk om:~ezet in koolT11onoxyde en waterstof •

T; et c-ehal te methaan in dit e:a8 is ze ~n" laag, zodat he:' metLaan in de gra

-fiek betreffende ~e SRssamenstelling niet verantwoord is.

Uitvoering van de ondergrondse vergassinG van steenkool bij het fabrieks

-schema gebruikt. :3peciaal systee'TI zonè!er ondergrondse arbeid. (Z-1 e bij

-gaancle telcenin~

In fif;' 1 zien Yle een h(~llenc1e !:olenlaag ! 1 !TI dikte. In het laagste

deel van deze laag brenst men zevenverticale boorGaten aan op 40 m van el

-kaar . In de boore;at en 1,2,3,5, 6 en' 7 b}~engt men cloeienc1e houtslwol en

blaast lucht of zuurstof in; et ontstane gas wordt door alle boorgaten af

-f;evoert'l. Na enig8 tijc1. worf.t al leen luc'nt (zuurstof) ingevoero. door 1, 3,5,

en 7 en gas afgezogen door 2 en 6 (flr.2).D~t kom~ overeen ~et de perco

-latiemet hode. rlu i s ontstaan ~e verbindinf tussen ~e boorgaten 1 en 3 ~n 5

en 7. In fip. 2 a iiet men ~e toe8tan~: luc~ t (zuurstOf) inblazen in 1 en

3 en door 2 afzuiITine van ~et ~as.

In fiS. 3 is ~e verhindin~ 1- 3 en 5-7 [eraed. De afsluiters van 1,2,

6 en 7 worden alle r-:esloten. Hu '·coet c'le verbin~inr~ 3-5 r:er:!aakt Vlorden. Bij

3,4 en 5 worr'!!' glo(-;i onr'le 1"lCut,t001 :1 ncebrac·· t , zuurstof in["eblazen en gas afrevoorè noor 3,4 en 5.

En ;'['8 tijd later vlordt alle::m (lOOI' 1+ ge, s a fSGzo(r,en en luc~'t (zuur1\eof)

inp:eblBzGn r'loor 3 en 5. ier~loor Gntsts,:-t 'le vcr in;linr- tue'sen 3 en 5.

'l'ot nu toe i s dit r"ie '~8rcol,'Jti(,;rS't00N; "-8','teest . . et p;e'nel e blok lwlen 1,3 4 5 7 Viorrlt nu vot '"ens rie o'rsi,rc,y,'inr::::!r(;t~:o('e ver[':'ast (fi '. 4) . ':ij 1 wordt zuurstof en stoom ln{;eblazen, teY'\;ijl bJj 7 :;0-::, C;as afgovocrl _{·,:ordt . St el} nu, r1nt (~.e laar; 1 m r1U~ is. Dan is (zie fir:,.l) 6400 J1l3 ]'olen t e vergassen.

,·P,t is op rJcze rnanior rro;-~81ijl'. ,':8:: els lflC~ull te vorvlcrl'.8n deor eerst de (~angen

te ma}Ie~î volGcn~J4e '·'ercoJ8.ti()met~~o(.'18. Stsl clt,ü ::len cie cane; 3-1 eE 5-7 ver

-l enc;t, r'lrm t:~m vol r:ens (Ie cCGtroPÎïJ:<Tet',û(ie r~e ,'(;:':cle lB.ar.:; vere;ast worden.

Aanvullinr:: ~itcratuuroD0ave.

15 E.T. \iil'üns

16 J .A.". :'uller

17 J . Co'.:,te

18 P.A. C':1elr:in, A • .J. ::lC:IniEov,

19 \:.

20 G.

Cumz

3el ler G

8t (';o.s C7, ,!~L~ (1S')~7)

lJe I Y1ó":0nicuy' 58 l' 57 (1~'46)

:;~~il'i;; ct IYlllustric

.12

,

417 (1941)

P.w. Cllirü:er

vlüc1_'8.1_.lf 72, 1035 (1936)

, , 76, 67C (1940)

•

\~

L I TER A T U U R. ~---~-1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Betts Van Krevelen en Van Loon H.Rose I.Pav1ov Dodge en B11s8 Dodge en Bliss Lobo Perry

Badger en Ilo Oabe

Brit.Pat. 21674 (1909) Ohem.Weekbl.

i2,

233 (1949) Gas Journal 241, 720 (1943) Het Gal 60, 39 (1940) Ohem.Eng.Progrels 45 (1) 51 (1949) Ohem.Eng.Progress ~ (2) 129(1949) Ohem.Eng.Progress ~ (1) 21 (1947)

Ohemical Bngineers' Handbook 1941

Element I

ot

Ohemica1 Engineering

1936

10. Po.er Plant Engineering 1947 (107)

11. Ohem. and liet. Eng. 1939, 83, 1'1€> I 2.08

12. Kc Adaml 13. B.I.O.S. 14. O.I.O.S. Heat Tranam1aalona 1943 Overall report

Bi

1 Lurgl generator.