Een fabrieksvoorontwerp voor de productie van ureum

2/23

adres:

Laboratorium voor Chemische Technologie

'Jo

Verslag behorende bij het processchema

van

.

...

URE

.vU

M

.

.

.

:--:

.

.

•

L

A B 0 RAT

0

R I

U H VOO

R

C

HEM

I

S

C

HET E

C

HN O LO G

I

E

~ . -.-.'.:

,

r

" I \

\

\

\

\

Vijfde-j a ars sc r ip tie

A.T.Maka1.iwy Duyve l sgat

2

4

D lft.

EE

N

FABRIEK

SV00RONTWERP V

OOR

D

E PRO

DUCTIE V

AN

UREUM.

..

Augustus

1966.

..

•

o

o

.

.•.

/

HE10UD

\

\ 1. 11.

r

rr ,

IV

.

0

v

.

V

I.

V

I I

.

vrrr

,

I

V

_...

_.

x

.

•

Same nv~t tin,:; ov er de uf.t vo e r-Lnr; van het pr oces

Inleidi n;}

De ei~~c n s C nalJ:ge ll van het prod u c t - ToepassinGen -'I'ec hn.Le c he bereidi n i:;smethoden .

Keu ze van het type proces

Pr e ductie hoeveelheid· - Pl aat s VQ~ de fabriek.

Fysisc he- en chemische al3pec ten Ee s c hr~vi ng van het proce s

i1as sa - en Warmt eb a l an s Berekening Appara t uur Kosten rar.1inG JJ.t eratuur Tekening en Bijl age 1 t/m 10 blz. 2

3

8

10

1

4

17

23

40

4

1

" i

-2-r.

SAMii:NVATTIUG ove r de ui t voeri ng v~ he t pro c e s

Als gr ondstoff en worden vloe i baar N1~ en ga svormig C02 gebruikt , die - n zuivering - bi j een hoge temperatuur (T=l80b) en een hoge dr uk

(P=l60a~.) worde n omge zet in NI14- c ar bama a t , volge ns :

it I' . ;

0

,"

l'1 • ' 'I r:Ó>

C_O2!/+ 2N.tI₃

,

::.:=

H2N.CO.O.NH4(:Jl ,76 kcal./mol. . (1) Deze reaktie is st e rk exotherm en verloopt spo ntaan en vol l edig naar

•

o

rechts, mit s de daarbij vrij komende warmte wordt afgevoerd.

Bi j de ze l f de hoge tempera t uur en dr~~ word t NH4-c a r bama a t ge d

hydra-teerd tot ureum, vol gens :

De ze reaktie is lio ht endotherm, het is een langz verlopend eveni. -reaktie waardoor s:bchts .een ge de e l t e van het NH4-c a rb ama a t in ureum en water wordt omgezet.

•

.~, ".. Wanneer in het uitgangs mengsel de be i de component en NH~ en C02 in-d

verhouding 2,5 : 1 aan wezi g zijn, li gt -het evenwic ht van r akt i e (2) bij 50%omzetting.

Bi j de expansie (P=20at.,T=l30~) die na de synt he s e pl aa t s vindt , zal het niet in ure um omgezette carbamaat weer disaóoiere n tot C02 en NH3 ' mits de daarvo or benodigde warmte wordt toe gev oerd, wa arbij reaktie (~) ­ dus na ar links ver loo pt.

De

frrass n CO₂, NH3 n waterdamp wor den op- ._ nieuw ge c o~prime e rd (P=16oat.) en teruggevo rd naar d synt hese-re ~tor

o

On de r bepaalde condit i e s, voo r al bij lan ge verbli jfti jden, bij temp e-ra ture n boven lOOt, wordt ui t ureum biureet gevormd dat gif t ig i s, volge n s : 2H2N.CO.NH2 ~ H2N.CO.NH. CO.NH2 + NH3.

J Ureum word t in lucht gepri~\d, zodat het al s dr oge korrels kan worden -~pge Gl agen en get ra ns por t ee r d.

Geen HCN ; maar cyanuurzuur, dat verder kan depolymeriseren·, t~ t cyaanzuur. oH I

-IC,

H t&

, .

Ho.'..

.

110- C. C-oM "\0~., cyanuurzuur oyaanzuur

•

o

Basaro.ff beschreef de vormingsreaktie van ureum, die I.G.Farben, DuPont en I.C.I als basis gebruikten voor de productie van ureum.

-

3-IL IHLl:":I DIHG (i,it.l

tft

l

l G) u Rsm; - Ti_?l~.(;0.N)I:,L. - i e ee n Hi t l~rist all i j ne orga ndac he, 11i'":t toxisc he, v'~ro i n d in ~ ,. (

:)

=Gc

,

oe,

;

1

_I

0" ca .

e

.l".,

;

•

u

'"\ oplo 0b a a r heid in water bi j 208 =105 bi 100 G. ) Dro oc ver-h.Ltten boven 100"::; doe t bi.ur- eet , mI), ::;(;2.en.6 Qnt staan• l'~en ureum op Lossd.ng in wa te r kan na lang verhitten NHL;.-c a r b on aa t ge v e n.

-~

;ii n dó; \vljhl e r in 182 8 do kloof had ovor-br-ugd tus s e n de organische- en

anor-g and.che-ccherad, e doo r ur-eun te be rei den uit ammon i umc y a n a a t , is

ur e um ;"0 0 Lan ger hoe mee r , vooral na de twcede wer-eLd oorLog, in het mid de l punt va n de beLangeteLlLn: [;'e:;:o:ilen.

In 192') deed I .G.Fa rbe n pion i e r s we r k door ureum te synthe t i s e ren ui t Nrl

₃

en CO_Z' zoals Ba s aro f f

(1

3

70

)

dat ha d voorgesteld.

1

DuPo nt en I.C.I . produ c e e r d en in 1935 vo lge n 8~~ Zo vol Gd en vo le indu strien i n ve r sc hillende l a n d e n. De product i e van

ureum was ecuter ma ar op kl ein e schaal.

ha ar na 1950 we r d de vr aag naar ur-e un pas veel e-roter 'JO O f.' üe val e

to ep as ~ i C ~ 0 1: die het i~t u 5 cc n ~ee f t sekre~en

_,

. De jaarli j ks e prod u c

-LJi jn G'r o o tc te tee;Lu;::an,~ vL,dt ur- e uu in kun stmest , liet bev a t ongeve er

het dubbe l e pe r c e n t a~c zuiver s st i kstof van de ouds t e kunstmest~

- I

'

.

zwave Lzur-e arauo ni ak :(46 ~) . Ja t be tekent dus ee n aanzienl i .ike f;ewi:::ht s oeGp a r ine bij het tran~ port. En di e vervo e rsk ost en spreken ~en wo o rd j e

nee omda t ureun1,bij z o nèJ'l' geac hi.zt is i n tro pic lle geb i eden, veelal

\\

-De opslag eigenschappen zijn goe d, wanneer he t vochtge halte <1%.

In ~én reaktor kunnen beide reakties ook plaats vinden. De vormingswarmte van NH4-carbamaat kan dan dienen om

~m4-carbamaat in ureum om te zetten.

o

·~--- - - - ~

-o

:7 ,,:- r\ • I) ~'~( ~~ ,1

~

';

I I J~(JI

G-V'1

i . / l)e ll zi j n bi jz(;ndc r Goeo. ----.-.

.

-- -

_

.. Ure urn di e n t tov cna aL,; VC OV 00 d(H~. In de

'

f

.

"

.

wcrdt het i n v er-dun de

•

00:: Hordt ur-cuu toec~pa .st Lu f'ar'rca ce utLsc';e pr- oducte.,, vo or de oe-e n zel f s I,;a:\t he\- wel in tand

-afzonder-Lf.J ~: e re.·.l:t :J :C~ .r. : de carb.;>.!ilàrlt - 0;1 -Ic urt"!U.:Tl -r8 :3..-: tor . De s~:e l

-~·.· 8.r."lt e word t afgevoerd . In t e~~0 \ct cl l ing to~ de car-bamaatvor ü ng ver

-,

'

b l i, if t ij d i 3 van ;.;Tc t '.; it,v lo l;:" _~ oj: d0Z·: o.nze t tL ng , D e r -e akti,e i:;, b ov e n ,

"_l"'TI_~d.;r/.., ('_{v '2-ver}h '_{.UUQ:L n}' _,'!".~' ,._.et _r-ea.._tt_x._{c-:::.e:<;.-.c}1_{_} b_{eu a}t _at _u.1.' t

~

-.; ~- '11' e"" ')· ·'· Q'?l.-~·T-e o; :~ ~~- :.{-~ voor-na.noLt ;~- Ln \·:o.arJo n ....<:: I . .'_... ""',,""''''' ...,. ·" 3 ,.., "'2 ...cc,.." . •.•" Jo

een ureum-oplo ss i ng

-De conversie per pa s s is ongeveer

45

%,

blj een druk p=18o at., een temperatuur T=18ooc en NH~C02=2, H20/C02~,02 (Lit.22).

~', ' en CU~ i~ :l :::t '10) doende dG dr-uk cte r k te v.~rl a:':en en bovendi en waz-mte 10~5 ,:

toe te voe rc.i, (l.i.s Goci ee r t cian in r:E~ en CG..,•

./

'-'1'0ge l i.jicert:i.j cl verci,c..:;r::~t ool; e on 1~1çi.ne coeve eLhe Ld water afJcu :!lst i g

ver hou cl:L:,c';•

•

o

e chtcr

:J,an ·,ie.' lL ,; ;~. Fer con ur-oun wor-dt da n oni:;eveer 5 ton KA.3 of 'iJá C;c

-pr-odu ceer d, i)e:~e Lc., .c Li...,;; i.:: vocraL o:!.:' een grote p:codu çt i a :;.;<.Ul

ureum een ;rou t ~e z wa 9 r.

b, '!CT-GiL::' 1n: :;):"',:;\:,:,:: : De meect vc oi- de h and l i;sge il.i e reci rc ulati e van

ue ilfp;.

.,

,t':; ~l e n i ó o',n :L 'ö' uw: o :r j.;:,er F.:' Jl en t.erur; vce r-on :;[1&1' J.e ~ynt!i G :3Û

•

ric:ü ie, :ü c ~·'·,_8i· noud:-.a:,e::' ::, ,, ~. Boven dien is het 8Üt'rgi ever oru ik

ee D~'lerk1:li j z e ou C\; i k,\:e ~, d voLg en s ecn neut ral e m.Lie r-c.Le ol ie in dr. car-ban.zatr-cr-ktcr vror-dt :~c:er<:; t . o:::"'o z ct in urêum.

I

, . '

_.

)

-il et en er.rf. ev 'rb l'uil ~ en d. c»r ro e Lc i o J.aac. Ol i e f'unge er t bo venàie n

ale ~itBte~cnd war~t 8tr~nsport~iddel. ~aartei~nover st aa t do moeilijke

3ch~idinL va n 01 i ': :; 21 ur-eu ,opl o s s i ng en te vens do af'braal ; VD.'l olie

a

,

GA.3 pro c{: d e IS ~,o r~'en IUh , en C02 ;;c)!.3 c he i --» den ger ecirculeer d. o}.J lo s middclcn : ceLect äeve

u

1. INV S:Nl1A _{le idt <ie l1iiJl.; o c:~ at:i.c~ ; as.3 c n dooi- een Ni14~IC",,-op lossi ng,}

-' waar-Ln iHI

3 ge:-lf.t.k};;eli j~, opLoat i n t~:~'e n ;:;!;()lJ.:i. ,-: ;: tot CÎ.)2. Di t laats t e

kan na cori pr- e sc I,e we er lI:u rd e:-, ter u f;;-;evocr d i n he t syste eu, De

mr

₃

moet eeret ui

t

de I'J I {:)~ C 3- o~:l o ss in g wor-cien ::(~d9So ::..boe r-d ea ver"lo lgens

::10;:-: gecc ndûz_c e c r<J.• ,~~e os.zet tei.n.: ve.n car-bamcat i :: ureu m i s aLechts

2. GflBi-tICO óebr u ikt vcos: C():~ der,eli jk do e l ee.: ethanoL aau.ne-oj.Loss.Lng

~ru loet De conver sie i s prakt i s c h

75%

Son na.d ee l va n dezo metho dec i s het hor-e st oomve r b r u ik voor de de sorp -tie van :Jzl

3

of ;OZ ~it de OiJl u s Ging. Ver-der- worden do hulpop lossi ng-en

6's lci de l i jk v~r()ntreini:::d. Eh;i; u'r,o,u·".

..

heid van de .c-;ro tc- ho evee::,'it8id N:ltt: r i n de} re.ktoroll daalt he t rende-'

ment st er-k, .scvcr.dden 1::0:t al .:liL y!:'t0 1' Lti~:)i:: del:i. j:;';: \1eO -,-' ve rdamp t

Een carbamaat-ontleder, die van de conventionele typen verschilt in het feit dat deze bestand moet z~n tegen hogere drukken.

Een variant van de HOT-GAS RECYCLE, waarbij de reaktie condities geoptimaliseerd zijn.

bij

-

'/-de stocciiior:.e t r is c he . Hierdoor

scheLder,, ' p de:;.;óJ ~· G i (i.8 pr-L nci.pe e boz-uuten de l'cci rc u:i.a t i e processen

C·_.IJ.._{. '}"_.)••l :_{'•• )}\ en m_.l.r_,-'YO

•

IJ

/

f . l':;o n nieu w ':taat,sr.hj!1cn-~)rccel3 , :;TR I.~-::HOC.~~;': : Bi j een dru ;:: g:el i j:,:

aar! de Gy n theGedr uk wo r üt het 2,'roo t s t e sed eelt e van he t car b:'jltaat met benuLp var;. ver ae CO

2 en. Lnt.ir-e cte stoonverudt tLng i n eel~ [;~ :

.

~c iaal,

"- , ~ aI-'.paraat Va n ro(;ctv r i ;; staal ontle e d en t e zamen ruot de nLetc orngezet t e

5i n:~' 'l o e r t lilen naart ex p a r,, ;i ev,;,t , waarin e': e tl'Ü s bij h et co nv e nt i o n e l e

l:roc·cdc ee n dr-u-: V::>"1 ':-a t . heo r st. Je verdunde

cnr

ba.:

:a

ato:.:l

,~

.

e

5

ill

f!.

àie

,I

hier i ;, ontst act wordt ".'~E::r naa.c de r eaz.tor- te ruc ::;ev o o':rd•

1 ee n bet or-e kem.Ls van :10

dat rnind~r apila rat2c zijn ve re i s t . Ge bruik van centr ifuLaal-co~p res -ao ron kar: ~;rot c uo eveeLheden ba s so n verwe r-ke n, z o d at l)r oductie

dwz. of NE, reeds voorhandig is of nog apart bereid.. mo e t worden;

of de aanvoer van NE, en CO

2 makkelijk is.

De keuze was op het laboratorium voor chemi sche technologie

gedaan en mij opgedragen.

c

111. Ke u ze van type pr o c e s - Pr o d uct i e hoeveelheid - Plaa ts van de fabr iek

( LiL 12 e n 16 )

De mee.st e ond er ho o.f d .3 -G\,u: 11: genoetcde pr-o c ecse n wor de n in de 'vlerelrt toe -gepust . Ie d e r pr-oc e; no ett vreL z:'.J ll vo o r- en nadelen. De keuze \,!ordt me es

tal bepaald na ;)_r p La at aeLi.js. 'J:~t;t:,.Jlài:::iic6on,

•

?

_{va.i ó.e~':(,H~~5 t O :L i' en__I: ;i3 en C02~ prij::?cn va u, ~ro n dG t o f f o n (vo o ral NH3 ) ,}

~ appar a t u u r , lone n, aaJl\..;e ~·is!le:i.d vr,n ;).1 of n.Let ce sch o ~ l d perscneeL,

--

--- - -

-

'

o

/

enerszijds di e vo l ge:1s he t nieuwe

.:)t r ip~~"r-prOCG S va n de :~t aatsD\i,j n e nt do or On Q"lse z e t t e c':.1r b':'.m .s. ~t te doen

.o ntLeci en door [;c dee L::; l i;;~:c CXiJ.:.t'isie (20at.) , maar- bc v e r.däen docz- CÜ2 -supplotie cm de outlc '.1ing vol1e ti.:iö te do.en ve r l o p e n ; anders:t.i .jd s, die

':\

"\\.- lieeate ur eu:;:i f -:,.')r i e:.:eü W:j:~l~Em mct k.:q:u,citeii; (:n t U ;J ::'GIJ. 50 tot 150 to n per

, /.

• \13[';, m~~~r erzijul'ce G. G faLJ r ie1: r:: n in aanco uw met 150 tot ;,00 ton ger dag.

o

De V.:;. heef t er ,-,:;JÏ s tv:~o net 5~JO tou per da~~, b:r-".ri j l ;:;;ngel n.nd er dwz. 1650 00 t011 p~r jn.a r (v i j f \-:u!:.en ziJn b<-;;3t -:::CQ voor onder

-;/.. - -"'-~--,

c;

naa st ee n l'Hb-f::.::: r i ek !::·:nt te ota.an, zo aLu bij de .)t aa:.:o:i ja e n, Azotc

~ ~

Door de reaktie van methaan me t stoom en lucht is stikstof te verkrijgen.

o

- -- - - _ . _ - -- - -

--

9-:~:;r n-oet dan ee ::1 compLete fabrie k o~' f;e :~ et worden voor de ?Fi

3

-

en ur-eum

-waters t of en kool ~ uur be r eid; tc rwi~1 ui t 1uc~t stikstof wo ró L bere id.

-- -c,

-

~---,-

-

-

---i-jet het :-Iaber -:'oGch pr-cc es Horde;, de ze gas.Jen \L1$Cz et i n !·:H

3

•

AmmonIalc en koolz u ur Ie-iere n ureun,

1. JOOl' de ~~th aan-~to om cOfive~3ic toe te pausen

2. Doo r part i e le verbranding van met~aan :

-:

2~' 1 ~ '"). , - 6'- 2(' 0

v" L~ + '-"2 + "";'2~- ----+ :12 + v 2

Ee n fabriel::Gcomplax (in do buurt vci: de "gasbellI,

d

1:

1

~ in

Del fzijl zou

~

op zi jn pl aats zi j n.

·1

ff d . , d 1 d l ' r1' t , ..

;3\;0 en voor G ':.l.'.L· ·û n J. i:l..i~ el : .'a.crc" VO.<; ~'':':re uroura oer-ea..~ng e v(~r.::r::'Jsen:

' )I , .-; ) " n '):.1 ( 211 , <-'.oJ ' fl / + - ? + G.•..o --+ .1 2 "-.

---..

.

.

..

"

zie blz. 11

Volgens Frejacques (Lit.22) kan het gebruik van katalysatoren

interessant zijn bij temperaturen beneden het smeltpunt van NH4-carbamaat.

Bij hoge temperaturen zijn

zij

onwerkzaam.

o

o

"-IV • .Fysisc h e- en Ch emis c h e ASpE c ten van he t pr o c e s ( Lit .18

t/m

40 )

De ey nt he.s e van ure un i s op de two o vo l g en de re a ktLe s gobacee rd :

(1)

Dus twee omkee r-bar-e reaktLes , \....aar-v a n de evenw'i. chton "fh u n ice l i jk zijn

VW1 'l' e mp era tu ur , Dr uk en Conc errt retLee va n de compone nte n.

o

Ee n jui ste l~u ze van de druk, de t emp e rat uur, de vo e ciinKs-s n elheid en

,._~

-colnpo s i t i e en de vcr bl i j ft i ,j d bep a l e n het r-e n de.nent aa n ureum, de t.,rarmt e

-"

uit .ret oOD:.";.ln t var, ;le t proces en co rr-o sLeve rac hLjnaeLe n i s daarom go ede tcmperat ,~ ûr\cont role no odz ake Lt jk,

liet t~eb l' uik va n 1:at alY3 at o l" cn ic a-H..4..HH~ d.-&JI--v-a+t-Î:). ~-walè,n-G""~~ .j;e lllpa

_

.

-

--- -

- _

__ -- -.._. _.

._

..---_.-

--=...--

-raturet" tITordt ge'.·lCr.~:t die la,El " ...;",

mnr

è!e -as s oci a tie- t empe r at u ur van

,iIn_i oar bama at bij een bepa a l t1 0

\T6rkûp~

~

De vormings s ne l li e i d va n tml.j.-car bamaat wcrdt ecer-l; be LnvLoed vdoor- de dr uk; -: ., deze

L

~

evcn

re;

~i

G

met (p2_pd2 ), waarLn P

d~

'de r Ld rul: i e; en Pd de dis s o

-en aîvooren van r?:J.;~ t:i.e\:!armte vrijvre::!. di re c t en kwa nci tat Lef de vormi ng van v:J.<;t HH4-carbaoa a t -vo Lg ens re akti e 1- p.l aats zal vin d en.

De de hydrat atLe V?n m:L.-carba.naat t'.::t ureum (foaLt ie 2) i~; ee n langzaam

''I'

bi :! d-: wcrk t em,p~rntu ur. Zod a t bi j p;>}Jd' va!"! :·J ~.Jl~-Gar b ~.l a at

verlo::;en de evenw'i o h csi-eaktLe .en Vlildt a.Ll.ee np.Laa 't e in vloeib are- of va ete

fase, wa nn e er warnt e t...o rdt toegevoer d en bij hege drux, terw.ij L water ee n nadelit:;<.: i nvloe d hee ft op het e venvri.ch't,

Bij T=16oo0~is de verblij ftijd 1

uu

;

<

1,,'(

i

I

0,1 i - - - -~ -,--~-- - --~-~I ---~---I 2.

ui

d Lié.

22.)

Co r r osie vindt plaats naarma te de werkt emperatuur hoger is; bij hoge temper aturen zijn ook hoge drukke n noodzakelijk (Lit. 22 ) .

C02ga s dat als voe ding wordt ingevoe r d, wordt al dan niet

g

erecirculeer~~!ezet

in ureum.

e,3

%

o

-11-!

tu ur ie de da s so cLat.Le drulc van EHl~- carbar:l.a at

-%

:::130 at . , z o dut de werkd ruk vo o à i l1;;s c o;lpo n e",t U:l Ol' t.ocd a.tde tctaLe druk dit 'bLoltkee r t , h'aar!1a dehy dz-a

--,

,

"' tat i e t ot ure um Spoll t e.an lee.oe. }";'i j

r

=1

80

C

c

i s de ver-c Lat e ver bli j

f

t

:;~

/d

20 mi n. Bij ~,

\

hoger- ilioo t ~lo l'do n f,c;co z e n. Naa r r::la t e de werkdruk hoe;er wordt, i s de col'

ro-"01<\\''-' sd,e 00 1:: gr ot er . Als wer~;:druk i G p=160 at. ge k o z en.

1\:\ ' ;

\v"

Ji j atoe cn.i.ometr-Lsc ne ve:C;lOudin ~ V.J.:. de V"08uing's co j.:ipon en te n1i gt het even

-o

•

\licht bij 50'}6• De omzebtLng per pass isinde prft t ijk-mede dank:üj de aan

-wezii";he id van water carnp Ln he t l'e rJctiGID '.::-nLsel -lrO%. Is de ve r h o u d i ng va n de

vo c din g s c olnjJQne nt e n echter NH. /<.:0 =2,~) : I dan bl ijkt de omz.otti.ng 50;:~

:>

2

te zijn (proeffab riek Ghemi sohe Techn o l ogi ~ ) .

De,r-estcr-oud e NR

3

kor,t tijdens exp ander-e n en 5.ndampell van de ur-euin

01'1-vrij en kan verder v~~r\""tn'k\; woz-den to~ an d e r-e kuns tmest-acortea bi j v.

NUl" J'l0₃ of vi a een absorl~tie- en de so i-ptLe syat.oem,condensat ie of destil

-latae terug'cevo eru wor-den,

De inzevoerde CC~ wor dt vr i ;j\-lt;l lcwantLt at LeI' omgezet.

c:

-

---na de ~:)"n t he s e p.Laatsvä u dc, zal het Ollo,r;~;;:;:z e tte

m

4

-car b ar:J.a a t we er' ddas o -i

.~ .. '~• • •'"- ~:,. J.0 . ~, ~-t

va Tl IJ·....2 .'~'...JJ ..( ...v IJ (.; \f,eJ...-1,.,,:. •

het c o ndeno er-en V'HJ. ·,.'a t erd a:np.

<,

ue ur-eume.noLt wor-dt v : i'd :r i nge da m.pt t ot het(

juist

~

vcc htge ae.Lte om tot

'--~

ro nd e ko r-r-eLs te ".!o rd,~n venH'rzt .Het in d amp en gesch Le dt Ln een zo ko rt

•

-

12-bij een teillg e r otuur V:,L1 '[;:;137 oe; om kr Lst u Ll.LaatLe van Ur-e ua te voork o men.

Als ne veupr-oau ct; in di t l'l'o ce.:; oml er de ,:;e no0:nde or:wt a n di gh o den kan biureet ve r wacht worden, vol[en s :

dia plaats vindt bi j lang e verb 1 i j itiJden en bij tem~erat uren bo ve n lOO~•

Bi j T=134~ en ver b l i jfti j d t=3 0 win. , wordt O,5 ,{, bLu r eet ge v o rw d.

1

r'

\ r

y

Biureet i8 gi E i l> In de pr ald i~jk be v a t ur-eum r;ün der dan 1% geHichts

-pr ocenten biurec t .

iLl11l.10n i ak kan ve rcntr eLnf.gd zij n met ol i e afkoifJsti l:-; va n cle compressor e n

van de LH

3-syn til e s e en iHertg <~,-=CHL.".,:j ?)~ . (:l i e kan onderaan de ?:H7,~- tank af

getapt 'tlo r d e n•

Ko oLzuur- kan zwave-L,waberatof en zu u r sto f beva t t.e'o, die de co r r osi e kan

bevorderen en bove ndd en 001: iner t óas . ZHave l wor-dt ge absorb e e r d aan ijzer

aardej vate r-etor en zuur stof wordt rnot behulp van pLa t Lnooxydo katalysator

,.~ '

.

, (

vsr or Uil Cl F t o ; \13,tcr dx:lr . Lner-tgn s v-or dt zo nodig r,espuid.

'- ../

Ur eun a13 kunstmoat .aoet "o o rl:::·:ue n aL; klein e' ko r-r-e Ls mot een ria uwe ze e f

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

analys e door he t tccn cnendc r~eb r uik vun atroc i.niach.i.n e a,

Ho rdt vers taan het v erapr-oe i.en v an een 3),1&1t cot druppe Le, die ver vo Lgene

sne l \<:ol ' d €:J1 afgei~oe l d.

i.en ';;ro te ::io e i 1i ,:Ahe i J l.l.i;i e.Ll.e -u r-euuprcce sse n is he t co r-r-o ei spr-o bLoern,

1 1 • ' ) !

UJ.1..~I r~1: 2t~r ~ cûrr o~ i8 f te Ze n koude c:.:.:.r0 a

-~

/

~t ','

illnD.';o!,l c .:;; s i n p; zeer ~:e ini~:, 1::l1arr vro r-dt; expOl:lG,~1eicel ,~r o te r na a rmat e àe

/~d,.

-J-t e.nper .:!,tUU 1~ [10::::'~ l' v.or-c,t, Er i s uaa z- "'.Je i n i ,.<: l:l;;;,t eriaal be k e n d

(

:.ái.e

,

boct an däs,

\ I

zie: 1.. Lit.38

2. Anp'nymous , Pe tr . Ref . ,38, (1959, No 10),98.

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

--~--

1

3

- .e-I

Loo.l, .i:'i n, Chroor!i, ,~i lve r, .:on e l , ,~lur.:in ium, 'i.'antaa l en Ti t aull zij n in de literutu~r bcn0e ~d.

E e n a n d er e m et vo d o i ,c, 0:.1 b : ' : "j t; û f " l "u i k . v a n Chro o ~-Ni kk c ': ;:;taaJ. o vo r-maat cu u rstor te sup pl eren, di e in :;;;~e.:1t :L.::: oen ox.\:Jc-l a D. '; a an de wand te '

vormen en bestan d i s tegen carb~maa t.

u

-14-V. Be s c r i j v i ng va n het proce s ( zLe oo k het B1 ok Gcher.lH op 13ij 1'J.;;e 2 )

- Vlo e ib ,~r NU? ( [ =2 0 ut. ,

./

C>

],,::2 0 '; ) \...orJl; ll~L v~2'n!i jc.J.ering van oJ.i e no v•

o

•

{ tot 1:;~

't

verhit , waaroij he~ voLu..,e sterk t.oenee.rt , Ga:::,v Ol'lilig' Im7. s

t

rooat

\. ~~ ./

i n do Ca rbamaat-k o c 1 cr.

rlaa rnR doo r adi abat i sche

~

c omnr-e ssf,e

i

br

aljpe~

raet tesee r..1l::oelinG' ( mbv,

cen

t :::ifu:

~aa1co

:,1~~

r

e s

6or )

op een druk ';--';;:20 at . en T=1 10\; 2::~::r"" cht, wa.srna ee n conàen s ur de t e u

-per ~t uur to t

i

=57

~ doet d~lcn. Di t ga s word t gomon sd me t he t afgas af

-['0.;1!T.iGc, z.;.::e1 een te mpex'a.tuur o ez.i.t V9.n ,' =110 't ( P=20 at . ). Ee t een cen

tri-fUGaalcon~r e ssor word t de dr~t tot P=16 J at. verhoogd ( 2-trap s adia bati-scho co~pr Gs sie met tua6en~oe1in~ ) ,

i n Je Garb al:".a a t -koGl e r.

~I - ' ), -/ .

oe

• - ......1 f •

,

De ·-::n.r bê,:nant -:-:oe:Ler ( zî.e ook ":'i ,iL'.ge ;; i , j"'e instromende gaaao n word en

.:;e;-;:e nc;d- T:..:F/~: ~\; -daarna vi r.dt t~e :lco ltelij j;:e vor;';1 i :a,: v uss îi:-f4 -carb ar:la Ç1.t

, t=lO"

pl a a ts ~ee ~ ~we~t l0 V3 ~ de verG1ij ~ti jd- tûr wi j1 de gevo rrn d e\:ar~te noet

uor den a f'gevoer-d onder' vO-',·l.1.nG vz..: :~t0 0;';1 die elde r s i n de fabriek kan

tuur in di t ap par-aat, on dc.r ,~ ::n t :r'ol", bJijft .

20 at.

do

or d

e a

anwe zighei d

van

NH

₃

•

(1

-

15-I

1

-

reaktor i3 50~ bij een p=160 at. en T=16U

van urcum, niet cmg ezet te c<.1rb .:~.m a.30 t,

n

u

2, pO ~e n water. Inert gas wordt

::J I - \

J

o

:)e Ca rbaIl.a a t - oll t l cde r . ïJe smelt uit de Ur-e u.nr-oaktor- Hord:: ITco:;:::oallJ eer d

va n 160

'.;

o

t

~

a.

t

.

'!la n n ee r •

.,ra.r~

lt'

3

wordt to egev o erd mbv, S'_OO!.l za L de

niet or::ge:: e t t e Il'~ll.-c arb ania a t arh ankeLf }'. van de vcroli. jfti jd voLl.e di.g

ont-Lcde..i; eV~ J:tue el ''''é/r d t CG.₂ C;';.:5up .ol e l"! rdI opd at de pnr tie l e d amoej-a n n Lng

wor-dt ve r-La agd, De d.iseocdabi e dr-uk van ?:;{If-c<lrb.:u,w.a.t is bij 'i'::1 3 0 ~~,

P

=

38

at .

N

a

expa~siG on t staat

ee

n

Ga6- ~ll

vl

oeibare

iast.

I

n

de

vl

o

e

i bare

fase i e de molai re ve rhcud.ing va.i ur e um e n amnon dak 2: 1+)j t e r wi j l in de ga svormi,.e f'a.se voor-kos.en Nli

3, GÜ2en \-.raterrlamp (t ez aue n de zgr:.. af'gae aen :

die ge r e c i r c u l e er d wor den). l;e t voLume va n 'eJa tc:rd ar:1p i ls 5%+)van die van Xli

₃

en CO2ga:.:: te z ame n. De Ican s 0]) bf.ur e ot vo rnri.n.; uit 'ur-e uu is nog klein.

--"--E~t$aGG er : De ur-euns.neLt bevat not:; NH3 (eventueel oo k C02) ; dez e wo rdt

~

bij P:::1 at . ec '1':::100 C vervrij d cr d. Wa rmte hie rvoor nodiz Hordt ui t s to om

ve rkz-oj.en, liII

₃

kan na c cndene ati,e herwonue n worden en teruggevoerd wordan

naar d~ synth~se.

c.

.

ge co n ~ e n t r e e rd tot

#

vereiste voc:1t.~;.::- hêiJ. te 01':1 aJ..c ee r, 99,7%-ig e smelt do or een zo ko rt mo g e

-.

'

1i.:J 1:e leiding t Ct ·,;'.;r,'.e n af ~f,voerd neaz- de r~iYt orc n.. De i udampine moet

I

I

ook Lu ee n zo kort J:lo ;:;oli.:ke tij d ge s chi2'ien, om bf.ureetvo rmf.ng te voor-kc«:

niet noo

dzakelijk.

o

,- - -

--1

6-bij een ten)erntuur van T=l37

t

,

om kris tal lisatie te voorkome n. In de ze

"

vcrdau ner-c 1;;o r d t het :Jl'L,d ucc door- een

roc

rwerK

op een met atoom v·"'r~...ar-mde

4 •

wan d geb r a ch t . Re st rn,~ kan t:eruggcHoan en ,;/o n te!l en te.r'ugge vo e r-d worden in

/

s:rnt~lese of in een fabr i iü : '...ozáo n ver;'Jc :;:-kt to t anrler-c Itunstmect so orten,

o

b:iv, ;;h l,HC;.".

" T ; )

De Pri l\:tor e n. pe ur-aum i e nu gereed voor de verw;:?rkil1,:; tc!t zijn ui tein

-1- ' "le t

del i~ke vorm. Dit gebeur t i n een yr i l l- t o rc n, wa ar de Dmel~ ee ~ t eupe r a t uw

va n 'f =l YI oe boven in ee n dra a i e n de conu s vo r-ed.ge t r-c m.neL wo r{~t g·cb r a cht .

De trcmme L i s vo o rzi.e n van gaat je s , wB::lnd t de v Loei atof als kloine

drupceLs kan ontw.ij.ceri, '.1.'ij d en s hun 'lal i n de tore n worden de dr-uppeLs doo r

een op stjt .,e.1d c Luchtst z-oori {j(ü:oeld en stol l e n op hu.. ,,;et ' na.ar- be ned e n to t ,

harde korrels (st o l p u n t T=132

~

)

.'D

e

koeli ng ga a cj i e d t do o r bui tenluch t

di e door ventLl ator-en wordt aanse;~o~~en. Beaede n in de l)r

_.

i ) Jl_.-t::rn n wor-dt

,

het ei ndpr o duct door een ac hraper' op een tra.ispo r cba a d r;e br~.:; h t,. waar-ria

7

het door e e n 01.l:;,örl add e r naar b o vec HOI 'ut gev o er d, orn de nocd.re hoogve

----..

t e ver~rtge n voor Je ve rdere verwer~in~. Uit de e~~e rl a d der wo rdt he t

l)r o du c t geü tort op een. gTove zeef. '/ ia e o n etofafs c hcLder- !wJ.e n de pr il~s

iri e en :: o e l er , waar- n a zij [;ereed z Lj n voor 01)5 J.6. (; Ln de 100::1.5•

9

2 ,9

~

••

c

-17

-'

0

VI. Ha s s a - en Uarmt e-Ba l an s. ( Lit. !.j·l t/r:l [;.3 ) A. l'·tass a bal an s (zie tab el, m.il age 2)

1. Voeding van de fabriek. - De capaciteit va" dez ~ Ur e um- f a bri ek is

y y

500 ton ur eum per dag; dvL, 5,7 870 kgl.s of 96,!J5 mo l / se

De" vo edi.nr; aan IlE:-_j en CÜ₂ i s /:;el i.jk aan de hoeve eLh eä d dio bij de syn

-these ~'an ureum "lOr (~ t ve r-br ud.kt en di,e n Let wordt ge re c i r c u l e e r d•

.t~r wo r d t per pa.se

96

,

!

+

5

'1101/s ureum Gev o rmd, daar-v oor' zij~l nod i g:

N

i e t

g-e r e c i r c u l c 0 rd

(:::.i

c b

itj

C;

a r bama a t

- o

u

t

l e de r )

:

i~odl3.t de voedd ng van de fabriek dUB i s: ~·,243 8 kg/s C0 2 en 1~,0991 Xg/s NH3

2. De voe.ding van äe Carbama at- k oe l er ._h,2!:'38 kr;/s CO₂-v o e d i ng wordt na

naar de Carbamaà t-koeler. 1~,09C)1 k&"/13 ï-EI

3

-v o cd i ng wo rdt ge c ompr i mee r d

en ve r :"!<:lrud naar de Carb _.maa t-l<::eeler gev o e r d.

,

"'I

\

3

.

De Caro maa a t-koe l e r en Urûu~~- In de ~arb amaat -ko e l e r wordt

degr o o t s t c ho eve e l h e i d van het _{CO 2} &0 NH3 in NH4-carb amaat omgezet; .

-~

de rest wor d t inûe rjre um- r eEl.k.t o r govor-md, opdat de ur-e um-csynthesc au t o

-ther

misch

Ke s uhi e dt .

180 180 IS\)

2(NH

3

) G + (Cu2)U ~~::::~ (R2N.CO.,J.NHt.)L +

3

1 , 7

6

kcal/mol.

180 50 ·;" .

r

so

180

(H_2fI.CO.O .HH;)L ~-';"-I' (n2t~.co .rm2)J.J + (H₂0 )L - 1+,5 kcal/mol.

Ï'

l

an

ne o

r

96

,4

7

m

ol/s ur

e

u

.

..

•

l:,-Dt

w

o

r de n t~e vormd, i s i.e, !r kc a l /s aan warmte

4

34

no d.i.g, zoda t er (- = ) 1 3 67 mal/s NHl.-car b a ma at in de ureum-reaktor

-

3

1 ,

67

'

r

-

JB

-l'o t aa.1 komt Ln de Carh<l1llaat -koeler: y,;32,25

m

e1/s

(ü,19 32 kg/s) NE

₃

-

gac, 192,'}0 mol/s (8,4376 k€/ s ) C(i2 -~as en ló,h~') mo l/s (0,50 33 kg/s) H

20-d amp•

Er wo rdt dus (192,90 - 1) ,f?)=1'/9,2:1 mo l/s (13,97 99 kg/ s) NJ~- cnrb ama.at

ge vormd; daaz-naast bl ijft 13,6'(' mol/ s (0,6014 kp;/s) C~-gas, 123,79 mol/s

(2,1:)1!,I~ kg/ s) I'r;~ -gas en 16,88 molls (0,30 32 kg/ s) wat er bestaan.

Bij de vormi n g van 96,45 mol/s

C

;

,

78'70 kg/s ) uz-eum in de re akt or , blijf t

96

,45

mol/u (7,52 )1 kg/s) N:tltc a r bamaat ,

')6

,

!.}5 m

a I l

s

(1

,6396

l~g/s ) NI~

en i~ de hoe veelhe i d wate r gewor de n 16,83 + 96,45=113,33

m

o

l l

s

(

2

,

0

399

kg/

s)

.

4

,

De Carbaraa a t-ont leder . - Door eXi-1ansi e en warlllte toevo e r cn't Leedt de

h~'1

.

ni 0 t-ouse z. et te

m

'4

-carb ama at. Er ontstaan een vloe: ib are- en !g a s-f as e.

In de vl o e i b are fa ue i ó; de mo Laár-e ver houdäng van ureum en an1!llon iak 2 :1.

Du s na a st 96,1.:'i ;'ho1/ s ure um en 9C,,45 Lrlol / n \iat er is !r8,2 2 uH.ll /s HI§opg

e-lost . In de ga a r ace bev indt zien dus 241,12 !l!oJ.js NH3 e n

96

,45

m

olls

C02

Boven d i en

(

5

%

van de inhoud Vrol NH

3

en C(~ t e z amen ) 16,88

m

ol l a

water

-"

dnup. Di t ea s menGs el word t gere c ir cul e e r d. 5. De ontsas ser . - Door ver de re expans ie.en warlllte to e v oer wordt ln~-ga s

•

•

en y.raterdamp ver \·Ji:,ûer d. :j~j benader-Lng i6 slechts {let m~-~(j systeem

l~t. in ~=O,72 en de kook

-,

"-de I~tj/.L~va n

H2

0

-i

r~ü io

)

(jj= de De nodenlijn door

U

b

'

XO

)

anijdt

be keken. Van he t ayete en is het H-x diagram (zie mj1age ~.) bekend :

De

N

l~

-

iral

d

i

e

in he t

m

I.3

-

J

~

2 0

mengse l is

Xe

_

~

,

819

3

=0,32.

, n"J '

,

5

55

9

. . . _ uh3 H20 ..

De entha.Lpd,e ~6 l~ :=:Y"O

.

1:

88

+ (1->::0)

.

H:1o

o,

waar-bij

; 1(;2°._)= /c •dT ..

r

ee

k

ca1/k

"~

.

"1. ': . / 'p +100 '"

i'm

Q - Î

Hl

o6

=

r + . / c .dT

=

5

,6

+

1

,

5

=7

,1

kcal/ mol=417,65kc al/ kg -77

:

.

%.=

0,32 x !:-17,6';: + 0,60 x 10 0 =201,65 kcal/kp;.

\

I

1:1

\

C\

..

---.J

Door gebr uikmwcing van een filmverdamper , zie blz . 29 •

Een schra per benede n in de toren verzamelt het eindproduc t .

o

-19-Nd._çfI

2V menSö el en G=h e t ge\'li cht sasvormige HH -:1 C me uga e L, dan

./ ;) 2 ia: Voor de Nii,-f r ak t i e ~

L=1

,6

895

.

"I t'

,

\ 'l l

\

_Iy

.

y

_.~

\~

_' ,

.

~~

In

de gaafaB6 be vindt zich dus: 0,6161 kg/s In - en 0,25 03 kg/s H

2O.

..~13

In

de vloeibarefaFi c : 0,2037 kg/s Nii

3

,

1

,h

8

5

8

kg/s

a

co;

,«

,

5

,

7870

k

g/s

ureum•.

6

.

De Ve rdampe r . - In eon zee r kor to t!:d (t=10") , om bLur-eet-vor:nil. g te

"v oor'kome n, moet he t \·ratere e ha l te La de ur-ouras meLb tot 0,3% worden

teruggebracht .

7. De Pri l l - t or e n. -.J

vaste korrels worden beneden in de toren opgevangen.

/

. '(1

\

~

/

I.

Dro ge

\

~

r'

i

"j

, B. \'larmt c bal an s (zie tabel, B~ilage 2)

1. Grondstoffen. -

a

.

Vloeibaar NH3wordt erst op een dr uk

van

160

at

.

ge pomp t , waarna he t in de VOorverwarmer een temper atuursverho gill g

ondergaat van 20

oe

tot 15i

_r

_,

₅

_o

_e

_{(zie B1;j1 a g e}

₅₎

_{i \iaarbij het superkri}

-tisch is maar me e r aan de gas- d~~ aan de vloeibare- kan t .

e 20 15 4 +)

Dus (N~

1:,

- )00 (rm

J

G

=

4,0991 x 19 0 kcnl/s = 778 koal/s =

=

3270 kW, , }

,'-../ moot worden toeGevoe rd.

b, Gasv o rmig C(2 ;wrut add.abat Lach ge c or.1primee rd van 1 tot 20 at , in

~5 trap pen me t tus Genkoeling, dan ge l d t voor i e der trap !pers hl.\ig

=

~,~

_\ÎZO - 2 '7" . rabv

- l \. - t / ...L, H~ • he t lnPtH-àia~:rar.a. van e02 (zie P.J.il affe 9) zijn de

volgend e gege v e n s ~e von de n

P

_z

F- _T::. T p P Q 1 at. 2,71 at.

25

e

99 C _{-Koe ler}

K

l

1 tra p ZOtrap 2,71 at .

7

,3

4

at . ja

c

10 7 C -Ko e l e r K~. 0 30 C 1,10 C Co

3

trap

7

,

3

1_{f- at. 20} at. +) Bijl aé:;e Clv

Ve rmoge n Effe c t i.ef -2.0 -i'e

=

st

.i. iI = !t,2il-3C _{x 16,0 9} Pe

?8

r ) Pas = 0:::::-:..:: 57!1 l~j·.~. tl tut. O

,

5

Volume (aan z.u.lgz.r'de 1 t rap)

7, . . / . ~v:;: 2,25 m Is.

k

cal/s

=

6~,28 kcal / s ~

2

87

25

o

e

3 (s.v ·)l at.=

0

,53

!Jl /kg

Door tuoaenko e Ltins; af~e vo<: ren \'larm t c

'~)3,53 kc a l/s.

Ko e l er IC')_c;:

:;: 4

,2'

r

j 8

x 1'7,20 l: c a1/ s :::

7

2, 95

kcal/e

-

- - - -

- +

=

1

36

,

48

lee

alls

=

=

573,21.; kW.

De op dr-uk 2;ebrac h te CO2-vo ed i n g" moe t wo rden afce lcoel cl tot

5

7

,5

°0

(zie Bijl. age

6)

. i::;r komt dan warmte vrij :

tfJ

_w= ~m.~j{ :::

5g

,

175

kcal/ s :::

244 kl'i.

2. riet reci rcu~a_t i?~~ af k olJsti[r, va n de Curl)amaat -ontleda r wordt met

de

C

O')-

vo e d i nr; geme ngd. !iet verkr e5e n total e gasmengscl bez i t dan een

'

-druk P""2fJ at. en een temperatuur- T=1 10

o

e

(zie Bijlage 6). He t \"o r dt t ot

p:;:160 at . ada abut.Lcch fS-2Con Jlrime er d i n 2 tra p p e n met tW::l 6e~..koe1.i.ng.

,

_;

.

_{oor ~}

.

_e

ct

_er t_{ra p ge}ldt _}''" _{: P}

~

_.

=

160

=

, Co'"),

83

; mbv • •d'e .LnJ:i.i),tr>l- d'1.a

-pe rs zu ~ ~ 20

gl'a,jllJtJ.en van i':H

3 en C':-'2'

_,

het H,S-dia gr a m va n H20 (zie i3ijl~ce 8, 9 en 10)

rijn de vo L:;~ n de gC:~8vë n ;:; ~~evü~:d e n \ :>i e ook Bijlac:e ~} ) :

~, _u

Tz

'r

~

z

_{"'p p}

1"

tro..jJ 20 at .

5

6

,

5

at. 110 QC; _{1':1 8}

'b

Koe l er

_K

₃

2"tr a p

56

,5

at . 160 at . 15 0 0C 254 r.C Bf fecti e Î vo Lun e , aan de zui óz i:ide van de ICtr ap

Door koe le r 1C moet Na:~::.rtc worde n ;).:fgc voe rd : ~ :; 979 kW.

~

w

6 . 0

a-.._ - - - -- -- - - --2

1-3. ·De Car barJu a t-koel e r . - Vo o r de vorrn:.üc van 179,23 mo l/s NH3- c arbama at

mo e t

1

79

,2

3

x

3

1

,7

:

kc

al/s

=

5690

,5

kcal / s

=

23.900

kW

worden afgevoerd.

De pur t:Lo l e druk van wa ter damp voor de reaxt Le il.:: PH20 =

3

,

9

at; hi e r

-bl~j hoo r t ee n conde naati.e temperat uur '1'co n d:;1, -+0 C} 0 . De par t i ele druk na de reakti e i G Pfb O ==17 ,:'; at, t 0r1,'J-1-J1 7

co n d.=210 oe. Zo d a t voor de co n den

-c:

satie van water-damp ook nog war-mtie vrij komt : 0,30;,.8 x 539 l:c a l / s = 161 ,7 kca1 /s

=

67 9,14 ~W.

In totaal af te. vo e r e n warr.:.te bedraa gt : 21_{:-.579 k~1.}

lt

.

De Ur e um- r e ak t or .- De v,:'1.r:Jlte vo or de endotherme vormingsre al:ti.e van ureum. wordt goLeverd doo r de warmt .e verkre g e n va.. de exo

t

her.ne vorrai.nga

-reaktie va n ?ml~-carbamáat.

,5. De earb:maa t-on t lec1er e,- NH₃ ko e l t af van 180

oe

(160 at) tot 130 oe

(20 at); daarbij komt wa r-nrte vrjj: 1,6396 x G6, 6 ko.·l/ ::; = 109,2 l~.cal/s

=

OpLc swar-mte va n i'Ii\-z in de ur-e urcsmeL't is te verwaarlo z e n klei n vero

ndcr-J

ste ld.

Ure u.,, koeLt 00:_ al ; de vr ijl: o::,e n de H!?r;·t é J.::;:

9

G

,

l!-5

x 0,022 x 50 kcaLyae

106,1 kca1/s ~ 446 kW:

I'lat e r ondersa&~t een t C':<i.)e l' o.tuur s d a l i q ; en ver-danpt g·ede elteli .ik ;

vrj) ro ,ll'! nde war-m t e als gevolg V'B :l tE:~'1jJ e l':o.t utlr.sdal i r:.i:.:: 2.,~}39 9 x 1 x 50 _.

102 kc a l/s =

423

,4

Voor de vÛI'c2 ':'J'llJin [! L l \:r.l'mte nodig: 0,3 0 32 x ~39 kca1/s

679,1 kW.

161,7 kca l /sc

en à.i.'.;:; oci e er t :

Vo o r de afkoeling ~o~t war~te vrij : 7 , 5231xO,~lx50kc al/s~15 1.kc al/s = 6 47kW.

Voo r (8 dissociatie is dan nodig:96,4~x31,75kc al;6=3.062 ,3kc a1/s=12 ,86kW.

Er maa t 11.36 : k~ worJ ~ n toc ~~voerd.

De ont

gasser.-Afkoeling van

NH

3

Afkoe ling van H₂₀

Gedee lt elijke verdampi n g v H20

Afkoeling van ureum

De Verd amper.-Toe voe r :

-571,

8

k\'l

-571,

8

kW

Af voer : +

3,82 k

\'1

+

226

kW

+

267

k

W

- -- .- - -

----+

496

,82

kW

c

Verwarmi n g van NH

3

Verwarming van H20

Ge de e ltelijke verdamping Verwarmin g van ure um Toevoer:

15,

8

kW

- 2

49, 6

kW

v

H

₂

0

-

3324

kW

- 360

k

W

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

-39

49,

4

kvl

,I

-

?2-1

,

'

I

6

.

De ontg8.[.'î:,er•.

-NH3 koelt a.f van '1' =1:;[)

°

c

,

(20nt) tot T=I OO'c (lat) , d.:larb\i kont warmt e

vrij: o,~198

x

1,11 kca l / s

=

0,91

k

cal /s

=

3

,

8

2

k

W.

\'la t er koelt ook af , da.ar-bij küI.':t,vrjj: 1,7 3 6 1x~x30=5 3, 08kcal/s = 2 2 6 k\'1.

Ge d e e l t e l i jl::e verdan:pin g van wate r vereist warnte: 0,250 3 x 51~2 kcal/s=

137,3L~ kc al/ s

=

5'!1,8 k\'!.

•

Ur e um ond erg a at een ck lin; in t empe ratuur , waardoor warrrt.e vr~,j krJmt :

-96,45 x 0,022 x 30 kcal/s

=

63

,

6

kc a l / s

=

267

k

W

.

Totaal mo e t er dus '75 h:~'! \-lorden toegevoerd .

7.

Dè

Verde~per

.-Om

mr

3

van P=l a t ,'l'=lOO°C tot P=O,4a t ,T=137

"

c

te veranderen i s warmte

nodi g: 0,20 37 x 18,87 kc a l / s

=

3,77 kcal/s

=

15,8 kW.

l'late r moe t ook wo rè.e n op gewarmd: 1,485 8x1x37=59,'+32kcal/s=249,6 k'tJ.

Een gede e l t e van het "l,~~t er ver rlampt: l, 46 85x5 39=791,5kcal/s=3.321;.krl.

Voo r ureum is o ck wa r.ulte nodig: 5,787 0x O,3 7x 3 7=85,7kc a l / s=36 0 k\1

In to t a a l i s nodig: 3.949,4 kW. 8~ De ?r ill-t oren ~ -Ve r dampe n van ''vTater: 0,0174 x 539 kc a l / s

=

•

.,.,9 39 'icc a.r']/ S J

O

,09keal/á

Af koel e n van ureum: 5,7cJ'lCx O,37x5 1>:ca l / s - +10,70 1I St ol l e n va n ureum: 5,'7<:70 x

6

+-4 72 1I .45 ,4.2

-

9,

3

9

kcal /s "Il,l'lkcal/s

152. :: ~ kU worden afgev o e rd. kc:3.1/ S =- - .A.-- - - t-'-'''--L..:-..;.;'''--_ _ 36 , 0 :'

=

31

,7

5

kcal/s

45,42, ('11 ,

li

-

9

,

39

)k cal /s :Sr moe t ûus

Een carbamaatkoeler me t een lengte van 30 m zou moeiJJjkhe de n "J,c .: :.:--:':-.

U

leveren bij het schoonmaken.

Een carbamaatkoeler met een lengte van lL.m maar met een groter diameter zou moeilijkheden leveren met de verdeling van

instromende gasmengsel.

-23

-VII. De ber ekening Vllii he t Apparatuur

A. De Ca r b ama at -l<:o ele r - De Ur e Ulll - r e akt or - De Car b arna a t -o n tl e der

-De On tgasse r - De Ve r damper ;

B. De Nli

₃

-v oorve n iarm e r -

De

_CO2-c o n d e n s o r

C. Koelers K.. , J!"? en IC.., van de centrifugaal-compre ssore n.

1. '- :J

D. Ke u z e van : De CO

2-vóedin g Compressor - De recirculatie Compressor

-NH"Z-voedi ng POlllp - De vacuum Pomp - Ur e umsme l t Pomp - De Fri l l to r e n•

..I

E. Ke u z e van he t construct ie ma teriaal.

A

.I .

De

Carb amaat-k~ e l e r.

Do o r de pij pen gaat het hog é-,drult-gasme :lgs e l ; stel pijpen van

3

2

-

42

~.

I

I

,

I

1 24579000

2

dan is A= =189 m. 200Ox65

(hoogf ) 1.'3 de anelheid van het g~s v

G=3 m/s" SJes teld;

'

~

1

5

7

2

0

oppervlru~te doorsnede dus .

30

;

van een 32

I

~ ~

pij p 0,0805 dm2i s

Daar f =O , lO&l kg/L

de vol umes troorn ~v=157,2 0

L/

s;

zo d a t de

. i

2 A..IZ./

5,24 dm • Al s ~ oppervlakt e do o rs n ede

5

~21+

dan z:;in er dus

8

=65,2 pijpen nodig (l).

0,0 05 I

6

0.... 4 ,..r- ~ , J

6

'

.

,

~t :;

5

C, L t =o.J C - Lltl.m=

5

L, )

é:

-

ió~~

-

~

;~iiÖè

"

.

-,

t

-

~

~~-l.Ó

_w

=2Lf.579 k~:. mm

~

..pi,jp 0,1005 n? is Vian ne er het inwendige op p er-v Lakte per m

_,

va n ee n 32

dau ~.s de t ot al e 1enr,·t e P"·":' - lë9- =1'l °0\) 1.) m rJ )..lp.. (2)•

<:> _"'\J. 0,1 005 - ..

Ui t (1) en (2) is af te l ei de n da; de p)jplengte .uo et

Z1

j

n

~

:58~2=28

,

50

m.

T)a vcr bl i j rti j d is t=lO seco n de en ~v:::157,20 Ljcj de inhoud moe t dus

2 1.:372 L Z~jll. Er is 18;:'0 lil p~j:p met een op pervlakte doorsne d e van 0,0605 dm

\

de i n ho u d

:i

G

-dU,s 151i~ L.

He t

\.;

orde~

D.'ur) Ca rb amaat-ko elerG paral l e l gesch a1l:eld met elk een pijpen

-\

y

_

/\..

.

'-...--bundel lengte Vall 9,~) m , pl us 110;; ex cr a dampruimt e vat. 1,5 m; zoda t de

- - - -- - - - ---'-- - -

-

-24-Be reke ni ng va n de diame t e r van één Carb ~aaa t-ko el e r met

65

p~pen t=l,4x ;' 2=58,0

2x

+

pijp

=

42 mm

•

2xij=1-txsteek=lix58,8=

8ëo

,

3mm

-=622,3mm •

-r~rekening

van

de Tui t e n

van a

)

water

en

stoom

en van

b) instromende

g

asmenGoe l

en carbamaatnen ~6el.

24

.57

9

a). Over te dragen warmte in één Ca r bama a t-k o e l e r ~'W=-3-Iêf1=8 .l93kW.

D

e

vcrd~lpingswarmte

v

an

water (van

115

°C)

r=52 8, 9 kca1/kg. Er moet dUB

rl

8

193

.

".

I

(

0)

aan wate

r

verdampen

'

'''

m- 2220

=

3, 09

kg s

.

D

e

dichtheid

v

an wate

r

115 C

3

,69

,

i.sO,95 kg/L, dus ~v=O,95=3,o5

Lis;

de snelheid va n ins t r ome nde water

"n

0=3 mis; zodat de dd.ameter van de IN-t'uit dl=l~ cm.

· 2

Het soortelij lce volume

van

uitstromende stoom

(van 115°C) s

.v .=1051

L/kg

3

dus de volumestroom ~v~3,69xl,05=3,88 ru 16; de sne lhe i d van de

·uitstro-me n de ~toom v

_{s t}

=20 mi s ; zo da t de diamet e r van de.UIT-tuit d2=50

cm

.

b) .

G

as

-

en.

De IN-t ui t :

carb amaat-men ~6 el:

. 157",20

\ttv=

3

-

52

,4

L/ s. v =3

m

i s

} dan is d;1=15 cm. .( e;v , van

riH

3

,

co

2,H20 resp. 0,0075 ;0 ,00437;0 ,0002

De UI'lI-tuit: )3

v=

~5

L/

6

.

"I

~ dan is d4=

8

cm.

v

=3

m

i s

J

3

.

m

/k

g

)

Ove rzi cht

van

één Carb amáat-kocla r Le ngt e pij}) (st a an d )

Di ame t e r een pijp Aantal pijpen

9

,

5

:

32- 42

65

m

.

mme

ü

-

2,-Dia:net.e r CarcaJ::laat -koe1e r :

63

cm.

lila nddi k t e 11

8 sza

.

h'vvv \

Lengte l!

₁₁

_:"

_,

_"""e

_kJ),

_. Diam.

In

-tuit

_"

15

c

m.

Di 1=U=l.Ui t -t uit

_"

8 cm

.

Di am. In- tuit t"ater 115oe: :

..

cm. Diam.Ui t-t uit stoom 115

'

c

.

50 CD.

A

.2 .

De Ure um-reakto r .

De voedingstroom van dit apparaat ~v=15 L/s; de ve r bl i j f tijd t =20 min .;

zodat de inhoud moet 3}~;n 20 x 60 x 15

=

r

s.

000 L.

De diameter van de reaktor wordt op D=100 om gesteld, dan moe t de hoogte

H

=23

m z:ijn.

"'-in sada

Er worden DRIE re aktor en~ ge s c hakeld met D=100 cm en H=8 m.

Berek eni ng van

de

Tuiten van

één

Ureum-reakt or :

dan is d =5 cm. De IN-tuit De UIT-tuit :

0'

v=5

L/s ~ v

=3

mis .J ft

1

3 4

"

3

)Vvl:: 3:;: ,)

v

=

3 mis

L

i s

1.l ( .dan i s d

:

4

cm. J

( s.g. vNH3i!120,Ureum en lHI4- c arbû.llla at r-eap,

o

,89 ; 1 ,33;1 ,23L/k

g:

Overzi ch t van

één

Ureum- reakto r :

Diameter Ur eum-r eakt or 100

cm

.

•

l'Ïan ddik t e 11 g _cm.

Le n te 11

8

_c

_m.

Di amete r

Ui

-

t ui t

.-

.

₅

cm

•

Di amet e r UIT-tuit 11- _cm.

A

.

3

.

De

Carbamaat-on t l ede r .

In

ve r b wld

me

t

de gr o t e hoeve e l hei d warmt e ~

=

11.

56

1

/ ' w

/

.

.

toegevoerd, wordc:fJ.

0

ontleders ~~~geac hake Ld,

dus ~w=1927 kv; nodág,

k~l die moet wer-den

Ieder on tleder heeft

-

26-De ge de e l t eli j k ontspannen oplossing wordt door een aanvoerbuis ,die zelf

ge l ei:-:en is in de opLoae i.ng van de scl.ei der (130 "C), naar een zie1pij p ge v o e rd. In de zie1p~'!p wo rd t de oplo6sinp; J;el oo s d en da ar do o r ve rder

onts pannen tot 20 at. Doo r he t o~t 8p ann en koe l t de oplos sing af, waar

door ze naar omlaa g stroo mt. j~or de temperatuur vershi ll e n ont stàat een

go e d e ci r c u l a t i e in de pUpe n van de warmte -wisselaar (hefti g koken J).

De warmto-wissel a ar ha ng t a.h.w . in de oplossin g in de sche i der . Er z~n

gee n passen . De opLoaa.i.nz str oomt cio o r de pi.jpen en.teg-e n de ~:.'Ipen con

-deIls~ert stoom van 200°C.

Berekening van de wa rf:lt e-wisselllar in de ontleder :

Aange n ooe n \ior d t da t

d

e

temper atuur

v

an d

e

oplos sing overal

130

oe

i

a.

~ , , 0 0

I

2/ ~

.

At" =û1;z=20u-130=?O C - Á t

1.m=70 C. U=1500 Wm C, Dan is het uit

-wi as e1ingsopp. wa ardoo r he en de

\

~armteoverdrac ht

-p l a a ts vindt: A=18,35m2

Het pijp en van

2

5

-

32

m.tl

(inw

.

opp.=0 ,0785 m2/ m) 16 de benodigde totale

1.ent;t e aan p-'Jp•. e n : 18,

8

35 =2; ,·' 4 m, St 1e 1e·.aç;te p'jpe n 50 cm, dan aantal.

0,07

5

.

.

pjjp a.n 4,~; 0. ~üd den i n de p1jpc nbun d el st a at een zie1pJjp met een diamet e r

V3.D. 10

c

m

.

Bere!r e n i ng va n d~ p5jpe::bun d e l :

Di=mxt ; de zi efpiJp van 10 cmnee mt ongcveer een plaats 1~ v~n

6

p~pcnj

d

an

i s voo r

4

74

ptpen

m:

2

2

,

71 ;

t

=1, 4x

3

2=

4

4,

8

;

Di =22,71 x

44

,

8

-

10 20 mm 2 x

t

pjjl' :: 32 mm

2

x steek= 2 x

t

=

90 mm

=

11\ 2 mmo Vo o r de gbcC.e c Lr-cu.Lc .tLo W01'at tUSSE: ; : bu n de l en wa nd nc; een etrock vrij geLaten va n 10 e: t; dan ~.6 de dü.;"etor va t, de 's c h ei der D=13!t,2 cm.

-27

-u)- De voo dängv.eLke ontLedcr- is

0

v=2,17 L/ s en v=.3 m/s dan is d=3 cm.

Aangezi en de ,o:plC'~ 3 i n:.~ z"iC~1 in de tuevoerbuis re e d s gede el t E:.1 i j k ont

-spannen i s , i s de di chtheid van hc~t meng c e L af'kctistLg van de re a k t or

kle i n e r , dU3

0

_v gr o t e r en daar-on is ook de dia mete r groter c1==6 cm. b)- De UIT-t ui t voor de ga s f use aan de top; ~",;;::2?6,7

L/s

·V ;;:: 11

m/s

1

dan i s d=19 cm. / 3 (s.v. van NH

3

,C02en H20 resp. 0,1312;0,1312; 1,8570 m lk g) De UIT-t ui ~ voor de vloeib~re fas e ui t do bodem;

~v=I,04 L/s

v = 3 r:.l/s

} dan is d=3 cm.

( G.P> van NH

₃

+H₂C,Ureum resp. 0,93; 1,33 1I:g/ L )

c)- De IN-t~it van stoo~ (v.200~C) : De condensatiewarmte V~ill st oom

van 200°C i.;;

463

,

1

kc a l/ kg. Oill de ontLedez- 1927 k','l' te. levere n moet

458,81 I

3

3.

LL6"1. 1 kl",:, 03=0,99 kg/s stoom condenseren . lóv =O.99xO,126 Dl 15:0,125 m 7s ;

• J ,

v=11

mis

,

dml iG d=12 cm.

O,9 90 •

- De ·UI T-t u i t van stoom-condens: r;;v;;::0,~,6 2 L/s=1,15 L/ s en .v=3

mis

,

dan is d=3 cu,

_"

Bo v e n de H.itl.He t pij pen vtu, 50 CD staat nos een v.Lo ed st o fko Lom van 50 cm

Hi e r b o v en ie no~ ee n dwnp-ru i~te van 350 cm.

'fo ta l e lengte is dus /1-50 cm.

Ov e rzi c h t van e9n Carbamaa t-on t 1e der:

Lengte ?~pcn (s t a an d ) Diameter p-\,~'pe n Aantal r\~i~)e n ::.:Ji a me t er z i.e Lpijp Di amete r ',1.Ti;. 0,5 ~

2

:

;;

-

3

2

Wil l;-68

I

v

cm

115 cr::

•

V

-

28-Di atJe t e r Ca 1'b amaa t - ontlede1' 135 cm.

Lenet e ti _l},.'5

m

.

Di ame te r voedinhstuit

6

cm.

Di ar'le ter gao t op

1

9

CfJ.

Di ame t e r vloei Gtofbo dem

3

cm.

Diamet e r intuit stoom 12 cm.

J')i arue t e 1' ui t tui t st oomconc:.ens :

3

cm.

A.4. De ontgas 3er•

•

Dit apparaat i s we e r identiek aan de Ca rb a ma a t o n t l ede r , alleen wordt

(I

:11e 1' min de r war-crtc toegevoerd, dat is ~w=75 k\->lf mb v, stoom van 125 C

" ..., / 2/ ~ 6'- 2

Lt l.m::25 'C en U=loOO WIII Ct dan is A=1_t 0 m •

Da ar-om zjjn er 22 m pijp van 25-32 mm -nodd.g,

i.eem p:ijpen van 25 cm leng tet dan z~in er totaal

8

8

pijp eri nodig.

3e r eke ning van de diamete r van de p:!~pe nb unde 1 is: Di=mxt met t=1~5 en

94 p:,jp en i s m=10,2 , zcdat 1.\;::1.;·60 BUll. ni e r komt bij :2xt pÎJ'i?=32 mm,

2xs t e ek=90 mmo Dus de diameter d=65 cm.

Het ee n vr~ie st r ook va n 10 cm i $ de ddamet er- van de ontgasoer: D:::85. cm. Bo v en de p~jpe n van 25 cm st aat nog een vloei stofko lom van 50 cm. Hier

-boven i s ee n dampruimte v.rn 2, 5 m, Dus de totale ho ogte v..sn di! o

nt-gas s er is 3,25 m•

Be r eke ni n g van de Tu i t e n V all e.en ont€:assar :

a) - De dd.ametei- van de -aanvoer-pijp is weor gr ot e r dan de dia.;Jjeter van de

uittuiv VW 1 de Ca rbamaa t -ontleder . Deze was d=3 cm; dus de aanvoertuit

in de ontgacaer- moet ûjn d=8 cm.

'

.

b)- van de ga sfase a~~ de tau

_-

·

_,

lt"v=1.'t 80 L/ s v

=

11 m/s

}

dan is d=:42 cm.

- - - -- - - ~ - -

-~29

--va n de vlo ei bar e fas~ uit de uo dem;

~v=/+,855 'L/ s

v

=

3

mis

is d=/{-,5 cm.

( s.g. van

H

_2C

+NH

₃

,Ur e um re sp.

0

,96; 1

,33

kg/L.)

c)-De IN-tui t van st o om van 125 "C: De cvu de n s ati ewar mte van s t co.z ~ 17,85

va n 125 C

is

5?2 kcal/kp;. Om f!-'\\=7 5 kW te cor.:pe n s ere n i s Çó =- -,-

=

m

,522

0

,0342

kg/s st o o m nodig.

do

0

03'

~

0

80

m3/s

=0

,02r7~6

m

3/~

'P_v

=

'

'+éX , / v

v == 11 mi s

-Je UIT-tui t va n 6t o omc ondena : ~v

J

dan i s

d~

6

cm.

a

03'+2 '

,

9~9 L/ 6=0,

364

Lis en v=

3

m

i s

,

0, ~,

dan is

d=

2

c

m

.

Ove r zi c h t va n een on t gas ser c /Zflll•

c

m.

c

m.

m

.

cm, cm. 'cm.

c

m

.

c

m.

•

m

.

mmo 0,25 24-32

88

. . 10

6

5

85

3,25

. 8

,42 5 6 2

Lengte ptpen (staand)

Di ame te r pijpen

Aantal pijpen

Diamete r z Le Lprjp

Di ame ter W.'do

Di ameter ontga sö e r

Lengte ontgusser Di a nete r vo e dinKs t u i t

Di amet e r gas - t op

Di aI:le t er vl o e i s t o-f t ui t

Diamet e

_,

r in t uit stoou

ili~uet8r ittuit condens:

A.5 . De Ve r damp e r .

Voor een zeer kort e ver-bLijftijd moet geb r u ik t gemaakt worde n Va n een

FILi-r-ve rdamrer. De vo edi n g moet eorst wor d e n opge wa r md tot T=137

o

e

bij P=O,:t at. daar voo r ü; 627 kW war-m t e no dig, die door atoom van 160°C

wordt toegevoerà .

At l=60~C,At2=25 'b

u-soo ti/m2/ °c dan i.s

.

2

5

j,,,

Stel dat de diameter van het onderste deel van de filmverdamper D

=

2 m, dan is de omtrek

6,3

m; zodat de lengte moet zijn

79

,42

_

6

6

_,

₃

·

m- 12, m. _~I.,..-'J.

L"--")

De diameter van liet bovenste deel wordt op

2,5

m~ende lengte 1,5m De totale lengte van een filmverdamper is dus 14,1 m.

-- - - -- - - ---'--- -

-

-30-Hier na wor d t een e;cd~elte van het wate r verdampt opdat een

9

9

,7

%

ureum-smelt wordt ver kr egen. Daar v o o r mo e t

3

.

32!~ k:.4 warmte wo r à e n toegevoerd

o met behulp van stoom Van 160 G.

A , C / 2; ,.

4

2

~tl.m=~l C, U=1500 Wm , C, zodat A=5 m .

2

uiamete r .D=1 , 22m.

volg t uit:

hût bove nst e .de e l van de filmver damp-en NH

3

i s

7

,7

64

m

3

/s,voor elk e fi

lm-het bovens t e deel wordt op L=1,5 m ge s t e l d•

V~l de ga~st r oom ia v=1,5 mi s. De diarJoter is

onde rs te dee l '"JO

42

!-;;~₂'-=39_{. ,}'11 De berekening van de

D

e le

ngte L

van

h

e t

~Dx L=A ~ ~.1,22xL

De volume stro om va n de t e verHij der en hoeveelhei d wate rd amp

3 .3

ri 46'"'. I ' ; /

p =1, b~X~17~ m ; 0 =7 m s, voor elke filmverda mper V

De z e st~;gt naar boven me t een sn elhe i d v=3

Ln; totaal i s he t ~larr.It ewi ss e le nd oi-pe rvLalrt e 79,42 lJ1 •

/ - \

.

( 'l',JEE)fi ltlWe rdaN~e:rtl·--wo-l'defr· pai'all-eJ.····ge-ö~~l-d---_·- ' - -_ _~_

~ere

l{enin

g

·

va n de dia :nete r van het onderste deel van de

•

Ber ekeni ng van de Tui t en:

a)- De IN-t ~ot va n stoom va n 160 °C; de conde naatLe warmt e is 491 kca.1/kg .

~ 1, 91

Er moet dU64'91' kg/s at o,o!:l conüenseren ,

îi5

_m=B-;-94 k.~/6.

~'

' "7 O, 5 1~ ~ . , . .i "1,. .JI ' ~v= ,

x

O

,

301

m/s--9,Lè? mis. i 2b ( dan is d=~7 cm.

v

= 11 mis ) I f

~

t~

2J ll

-

D

e

UIT-tuit

v

an

conde ns

v

an

1

60

Cj

îi5v=O ,90~L/s=~

L/

s en v=3

m

i s

,

3 dan is d=

a

om.

b)- De voe dinc; De dLaaieter- va n de lh- t u i t moe t wecr- gro t e r zj;jn dan de

di ame t e r V51.n de uit l a at van de on tgu:.iGe r , de z e Vlas

4

,

5

Cl:1, dus- de I N-tu i t van de îilmve rdawpe r d= 10 cm.

-31-c)- van de Gas f as e aan de tOP i

l

~1~~

3 y1..

=

m

/15

v ;;:; 11 m/ s 30 is d=~

c

m.

( esv'; van H~_:..G,NH7.r esp. 1~1'/6 i 3,75 m Ikg.) ..:

--

van de vloeib aref'e.se uit de bodemj

•

_0·10.

~y::~ LI IS

~

6

dan is d=$ en:•

V

=

₃

m

is

.J

'--.-'

J

Overzicht van een fi lmve r da.îl;p er :

Dialäeter oud e r st edeel : ~-m.. 2 l'}.

Lengte fl

:

~

m. '12..b hl

Di ame t e r bovenste deel

:

,

22

.

"m

.

2.5 tlf

Lengte 11

:

1

\

m, 1,.\ iJ~ ~

Diameter IN-tuit stoom _{: 15 "} cm.

'

r,!"

.:

::~'1

Di ame ter UI'I'-t ui t conde n s 2 \ cm. .3 (.i...~~•

Di ame t er IK-tui t voedin ;::; 10

\m

"

.

'la C/'l\.•

Di aIlle t e r UIT-t ui t r,;as t op 21

~

~

·30 c~'k,.

Di ame t er UU'-tuit vloeistof: ,5 c 6

CM-B.l . ~)e tYH:a-Voor ve rwarme r • .

(JIn de Ini₃- voedi ng van 20

'O

e

tot 15 4 oe bi] p::1 60 at. te verwarmen, is de

benodigde hoe ve e l he i d warmte ~w=77B kcal / s =3270 kW, die wordt 'toe

ge-voerd doo r etoom van 200 "C te doe n con dens eren.

N

H

₃ stroomt door de pUpen van beneden naar bo ven, 't e rwUl in te genstroom

stoom van 200

'c

,

er 70 p~pen no di ~.

de be n odip~e tot a l e lengte

Al s ë,t.=1 80 ·C, At.,=45

o

e ---

bt =98

'c

en U=100 0 H/m2/ oC dan wordt het

.: I .m.

3.27 0.000 ?

war:nt e overdr-agcn d ou nor-vLakte A=-l

8

=

32

,

7

m...

-~

O

OOx9

Wa nnee r pijpen va .; 25-32 ma (i m l. O~Jp. =0",0785) worde n geb r uik t dan is "'2

v

o

p~;pen .2--LL,;J}17 rll.

0

,0'185

-

3

2-Bere k ening van de in v/ 0 ndi s e dc osnode :

•

2xJ pijp

=

32 IlL.1l.• 2x 6 te ak= 2~-xll-5=

67

,5

nun, = lt8G,0 mmo Be reker.in g va n de tuiten J a)- ne IN-tul t van sto om van 200 Cj De c ondeneatLewar-mte i s r=~,64,6k c al/kg, '773

Sr mo e t dan aan StOOC1 condenc e r-e n ~m:-:l~~ kg/s=l.676 kg/s,dan i s

3

7-de vo 1 ume.:::tro om ~v=1,G76'XO,130 m /5=8,2 2 Ir.

I

s

.

Nu i s de znelh o i d van de i nst r o;';1e n de damp gerte Ld 0lJ 11 mis, zo dat de diameter van de IiF

-t ui t d=16 cm.

- De UI'l'-t ui t va n de st o om-con d e n s ; De :3tr oor.Jsnel h ei d va n de stoom

-1,

6

76

,

condens Hordt op v=31U/ s geste l d.De vo Lumest room

fJ

_v

=

', ..

8

·

/"

4=

1 ,

9'+

L/s.

e ,

0

Dan i s de di ame t er d::3 Cr.1.'

b)- De macsa-rt r-oom van vLo ei.be. ar- ?r i13 i3 l~.0')91 lq~/:3 en soor t.geHicht

0,5 3 kg/L, z o'dat

rJ

_v

=7

,

67

L

/I:'

.

,

\'la nn c er de atrcomsn e Lhe i.d v::3m/ s, dan i s de diameter dc:.6 cm.

-

De

volumestroom va n e2. ~3vo rr."lis liFII

3

is 17,90 L/s (-s.v, is

4

,37

L/ kg.)

en deatroomsl101hcid v_- /7.. lui6• zodat de di ame t er d=9 cm,

..

,Lengte p~jpe n (."'ta and)

6

H.

Dd

ame

te

r

pijpen

2

5-

32

mm

,

A

an tal

pijperi 70

Diame t er NH3-voorve r'.;'a.rl; ~cr

50

CIL.

\'ianddikt e 11

8

_ç.ro.ml'\V

Lengte 11 ₇ cerr, _»v

Diame t e r IN-tuit vl oeib.NH~: /"

D cia,

Diame te r Urf-t ui t gnsv.

_N

_HS

_:

₉

c:a,

Di amet er IN-tui t st oom

1

6

cm.

-

33-B.2 . De C02-Cond~ns o r .

Het e02-gas moet ~lOrden geko e l d van 110oe tot 57 "C bij 20 at; mbv,

~,t

~1, c co

koelwater , d~ verwarmd wordt van 20 C to t 25

c

.

t;>' 2

I A=105 Il1 •

\

)

'Pjjp e n van 25-32 mm,dan i s de to tal e lengte pijpe n = 105 =131_{+0 ra,}

0,0785 st e l lengte pijpen 3m, dan aantal pij pen : 1~47.

2/f L...OOO

Eci eve e lhe id koelwater ~ru=- - kg/ s= 11,65 k~/s=JH940 kg/ho

4195x 5 ~_.t e l

0'

_v=800 kg/h, dan R_e).10'1-.

. 41940

Aantal pJj p e n per pass : ~OO =:i2,

4

·

.

J.t!~7 Du s aantal passes :~

=

9.• Berekening van de diaueter : D =mx t nl=22,1 D ₌ 22, 1 x

45

=995 mmo 2x'h?ljp '- 32 mmo 2xy=li'xsteek =

70

m.~.

,

9

paS3e s

₌

90 mr.l. wanddikte 2x6 - 12 m.'!1.

1199

mm, Be r ekeni ng: V<l...'1 de 'Tui ten:

a)- De diamete rs voor het koelwat er ;

)tV= 11,65

Lis

..,i I dan is d=? ; ClD..

3

/ \ V = mis -'