Oxidatie van PCB in super kritisch water

o

o

a

o

o

o

t<

, { , ~ , t·._ b .. .... .

,

iTll[)elft

.

F.V.O.Nr.:

'

T ech.nisc.he Universiteit Delft

"

'.

-. -;...

~i '. -~a~~ep

Chemische Procestechnologie

,

I , . I; , " . .1 " ! . Verslag behorende bij het fabrieksvoorontwerp

van " .... •••••••••••••••••••••• .Ilo·. J. :.G.· ... ~.l HÇ}!1~P' ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••.•• , ' Jo , , .. -... 'l ... I-t t •• fi ~j.n!:\ç.t].R~Ç.l}. •••••••••••••• u • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • onderwerp: ,

.~ ... .oxidatie .. v.aJl •• P.C.B •. io..s.uper .• kJ.:itis.'Ch .. w.at.er .. .

• • • • • • • • • • • • • • • • • • ' • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • !' • • :-" ,( adres:',- H.J .G.' Bloemen Oudraad,t~"eg 37 26120 SL DELFT , O~5-146322 verslagdatum: ,28-09-92 ----, 'll .. L. Blindenbach Westerstraat 37a 2613 RE ,

,.

DELFT 015-122171 .. ~:.: \

..

"

TOEVOEGING BIJ FVO 2964

DOOR H. BLOEMEN EN W. BLINDENBACH

Deze toevoeging bij fvo 2964, de oxidatie van PCB in super kritisch water, is geschreven om de keuzes die gemaakt zijn toe te lichten. Dit omdat de juiste keuze uit de meerdere mogelijkheden een ontwerp goed dan wel slecht maakt.

Het grote probleem bij oxidaties in super kritisch water is de grote corrosiviteit, zeker wanneer chloor houdende verbindingen worden verbrand. Een voorwaarde bij dit ontwerp is dan ook dat de periode, waarop super kritisch water in contact is met de reactor-wand zo kort mogelijk gehouden wordt. Dit kan worden bereikt met twee typen reactoren. De eerste is een traditionele buisreactor waarin de druk wordt opge-bouwd door middel van een verkleining van de diameter. Bi j deze reactor is er dus een kleine zone waar continu de super kritische toestand aanwezig is. Dit houdt dus in dat dit gedeelte ook continu aan het zeer corrosieve fluidum wordt blootgesteld waardoor de reactor regelmatig voor onderhoud zal moeten worden stilgelegd. Een geheel nieuw type reactor voor dit doel werkt analoog aan een dieselmotor. In een dieselmotor, zoals die op hey ogenblik gebouwd worden voor de voortstuwing van schepen (lit.2) wordt tijdens de compressieslag een mengsel van lucht en brandstof zodanig gecomprimeerd dat het mengsel tot zelfontbranding komt. Typische omstandigheden zijn: compressie gedurende 0.1 sec., compressieverhouding 20 (d.w.z. dat de druk door de compressie kan oplopen tot enkele honderden atmosferen). Daarnaast zal een verdere stijging van de druk plaatsvinden door de verbrandingswarmte. In de door ons voorgestelde reactor wordt het reactiemengsel lucht/water /PCB adiabatisch gecompresseerd. De warmteoverdracht naar de wand is in de korte compressieslag gering. De wand blijt dus koel, terwijl het gas heet wordt en niet alleen de kritische temperatuur van water (T

=

374 C) maar zelfs de zelfontbrandingstemperatuur van een PCB-lucht mengsel (T

=

400 C) kan bereiken. Daartoe dient de in het ontwerp nader gespecificeerde injectietemperatuur van T

=

325 C en een compressie tot P

=

20 bar te worden aangehouden. Bij vergelijk met bestaande dieselmotoren blijken dit geen onrealistisch procescondities te zijn.

Door vlak na de verbrandingsperiode het reactiemengsel weer te laten expanderen (wederom adiabatisch als in een dieselmotor) daalt de temperatuur weer voldoende om de verbrandingsprodukten uit de reactor te verwijderen. Er zal in het algemeen een temperatuur-verschil gehandhaafd moeten worden tussen de reactorwand en de reactie-inhoud.

Ons idee is dat de grootte van de reactor niet veel kleiner kan worden omdat dan de verhouding tussen oppervlak en inhoud van de reactor erg ongelukkig dreigt te worden, waardoor er wel zeer sterk gekoeld zou moeten worden wil men de reatorwand op sub-kritische condi ties houden. Een gevolg van de keuze van de grote van de reactor is wel dat in de fabriek meer verbrand kan worden dan de hoeveelheid opgeslagen PCB in Nederland. Verder is er gekozen voor een continu systeem omdat er met zo'n systeem in de toekomst ook andere stoffen verbrand kunnen worden. Tevens zal de opschaling

ker plaats kunnen vinden.

De menging van het PCB met het reactiemedium voor de reactor is .. gedaan om de reactor ook geschikt te maken voor de eventuele .

verbranding van andere stoffen dan PCB f s. Er hoeven dan alleen aanpassingen gedaan te worden aan de hoeveelheid energie die ~oet worden toegevoerd aan de compressoren en aan de warmtewisselaars. Wanneer men alleen PCB's zou willen verbranden in de reactor dan is de menging vooraf niet nodig zijn en kan men volstaan met het

inspuiten van de vloeibare PCB's in de reactor.

Tenslotte is de keuze van hastelloy voor veel van de gebruikte apparaten gemaakt uit veiligheidsoverwegingen. Dit aangezien het zeer giftige PCB onder geen geding mag vrijkomen door slijtage als gevolg van corrosie.

\ .. ..

"

- Rappor+-C4.Cj!-:

\\Ictl

h<

L

t1o- ""-'eer 0'-'\

V~4.J (!)V~,..

kJ-

/}""'pe ..

h.t ..

k~J..

CA.t.,Ue,..~

10'"

,,-w,

<--1-0

" nu c.lr~ .

B<.ter

~4,,,,ce""1" oo,.ol~t,l-, ~

~q \Jv~''-..,·oJ

ht,*h'-ocJ-~

vv

~ ~"+; J, d-.e

",J.

~

r (4. "" ..

i-e~

f<-

v Cl

(r' .

Door: HJ.G. Bloemen Oudraadtweg 37 2612 SL Delft W.L. Blindenbach Westerstraat 37a 2613 RE Delft

Fabrieksvoorontwerp voor de

Oxidatie van PCB's in

super kritisch water

Technische Universiteit Delft

Faculteit der Scheikundige Technologie en der Materiaalkunde Vakgroep Chemische Procestechnologie.

Begeleiders: drs. F.A. Meijer en prof.dr. G. Frens

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

Samenvatting

Dit fabrieksvoorontwerp is gemaakt in het kader van het vierde-jaars studie programma van de faculteit Scheikundige Technologie aan de Technische Universiteit Delft. In de fabriek wordt PolyChloorBifenyl, onder andere afkomstig uit afgewerkte transformatie olie, in super kritisch water omgezet tot koolstofdioxide, water en waterstofchloride. De capaciteit van de installatie bedraagt 104 ton PCB op jaarbasis (8.000 uur), wat ongeveer de West-Europese "jaarproduktie" betekent.

In de semi-continue reactor wordt, tijdens de reactie fase, de super kritische toestand van het reactiemedium water bereikt. Deze super kritische toestand is de oorzaak dat geen schadelijke afvalstoffen, zoals dioxines, kunnen ontstaan bij de verwerking van de PCB's. De reactor kan door middel van zuigers de druk instantaan verhogen van 20 naar 220 bar. Het principe van de werking van deze reactor kan worden vergeleken met een dieselmotor. Er is gekozen voor dit type reactor omdat verwacht wordt dat cor-rosieproblemen, veroorzaakt door super kritisch water, worden vermeden.

Voor een rendabele, non-profit fabriek dient de verwerkingsprijs Hn. 20.800 per ton PCB

te bedragen. Dit is ongeveer 8 maal zo hoog dan in een traditionele verbrandingsoven. Deze hoge prijs wordt met name veroorzaakt door de kleine schaal van de fabriek en door de hoge doorzet/PCB verhouding. Een verlaging van deze verwerkingsprijs is mogelijk door de fabriek te bedrijven onder andere bedrijfscondities. De verwerkingsprijs per ton PCB zal dan kunnen concurreren met de prijs van bestaande verwerkings-installaties.

INHOUDSOPGA VE

1 INLEIDING

2 UITGANGSPUNTEN VOOR HET OmwERP

2.1 PCB en Capaciteit 2.2 Super kritisch water

2.3 Fysische gegevens van reactanten en producten 2.4 Corrosie-aspecten

2.5 Uitgaande stromen

3 BESCHRIJVING VAN HET PROCES

3.0 Inleiding 3.1 Voedingssectie 3.2 Reactiesectie 3.3 Scheidingssectie 3.4 Procesregeling 4 PROCESCONDITIES 4.1 Inleiding 4.2 Voedingssectie 4.3 Reactiesectie 4.4 Scheidingssectie 5 KEUZE VAN DE APPARATUUR

5.0

Inleiding 5.1 Reactor 5.2 Warmtewisselaars 5.3 Compressoren en expander 5.4 Vaten en mixers 5.5 Pompen 5.6 Destillatiekolom 5.7 Extractiekolom 5.8 Flashers 6 MASSA- EN WARMTEBALANS

6.0

Inleiding 6.1 Massabalans 6.2 Warmtebalans 6.3 Blokschema

6.4 Warmte- en massainhoud van de stromen

oxidatie PCB in superkritisch water

4 5 5 5 5 6 6 8 8 8 8 9 9 10 10 10 10 11 13 13 13 13 14 14 15 15 15 15

16

16 16 18 19 24

FabrieksVoorOntwem nr. 2964

7 FINANCIELE ANALYSE

7.1 Kosten

7.1.1 Produktiekosten

7.1.2 Kosten afuankelijk van de inverstering

7.1.2.1 Inversteringen

7.1.2.2 De methode van Zevnik-Buchanan

7.1.2.3 De methode van Wilson

7.1.2.4 De methode van Taylor

7.1.2.5 Vergelijking stap methodes

7.1.2.6 Afschrijvingen en verzekeringen 7.1.3 Semi-variabele kosten 7.1.3.1 Arbeidskosten 7.1.3.2 Onderhoudskosten 7.1.4 Indirekte fabrikagekosten 7.1.5 Algemene kosten 7.2 Opbrengst 7.3 Economische evaluatie

7.4 Invloed van de reactiekinetiek op de bedrijfsresultaten

7.5 Rendabiliteit bij andere bedrijfscondities

7.5.1 Terugwinning Hel

7.5.2 Zuurstof in plaats van lucht 7.5.3 Verhouding water/PCB 7.6 Conclusie 8 CONCLUSIE 9 AANBEVELINGEN 10 SYMBOLENLIJST 11 LITERATUURLIJST BIJLAGEN Bijlage 1 Bijlage 2 Bijlage 3 Bijlage 4 Bijlage 5 Bijlage 6 Flowschema

Berekening van de reactiecondities Warmtewisselaarspecifikatie blad

Apparatenlijst voor warmtewisselaars en fornuizen Apparatenlijst voor reaktoren, kolommen en vaten Apparatenlijst voor pompen, blowers en compressoren

oxidatie PCB in superkritisch water

29

29

29

30 30 30 32 33 34 34 36 36 37 37 37 37 37 38 39 39 39 40 40 41 42 43 45 46 47

48

49

54 56

58

1 INLEIDING

Dit fabrieksvoorontwerp is gemaakt in het kader van het vierde-jaars studie programma van de faculteit Scheikundige Technologie aan de Technische Universiteit Delft. De opdracht omvat het ontwerpen van een fabriek voor de verwerking van afgedankte transformator olie. In werkelijkheid komt dit er op neer een proces te ontwerpen voor de verwerking van PolyChloorBifenyl's (PCB's) aangezien de overige stoffen in deze olie

gerecycled kunnen worden. ~ S. t

h

~

(

~t~.j V"t'1 0 ~ E' i. J}{ ~ Ç\,~ VI

tv

~ t:.. ),: .. \

4

k

De term PolyChloorBifenyl behelst een verzameling van ongeveer 160 verschillende stoffen, die allen als kenmerk hebben dat ze zijn opgebouwd uit een bifenyl-groep met daaraan een of meerdere chloor atomen. Het kookpunt-traject van deze groep stoffen bedraagt 175 graden, het smeltpunt-traject 150 graden. Een probleem bij de proces-simulatie met Chemcad was dat er nauwelijks thermodynamische gegevens van de

ver-schillende PCB's bekend zijn.

De route welke gebruikt is bij dit fabrieksvoorontwerp, is beschreven in [lit.5] en behelst de oxidatie van moeilijk afbreekbare stoffen, zoals PCB's, in super kritisch water. Een probleem van deze reactie in super kritisch water is dat de kinetiek ervan nog niet precies bekend is. Onderzoek aan de Universiteit van Karlsruhe [lit.3] naar oxidaties in super kritisch water heeft echter uitgewezen dat nagenoeg alle koolwaterstoffen binnen 0.1 seconde geheel zullen worden omgezet.

Het grote voordeel van dit proces is dat bij de oxidatie van PCB's door de zeer extreme omstandigheden alleen onschuldige eindprodukten, zoals water, koolstofdioxide en waterstofchloride ontstaan. Dit in tegenstelling tot de meer bekende atmosferische verbrandingsprocessen waarbij dioxines kunnen ontstaan. Dit is ook de reden waarom

op dit moment de PCB's vooral worden opgeslagen. . r, Î

y-- VVu.o '. 0 ... ' < <) ( 0 l .. t) SI

t'''

.

Een nadeel van dit proces is de grote corrosiviteit van super kritisch water. Dit probleem kan worden opgeheven door de tijd waarop het water super kritisch is te minimaliseren en door de wand van de reactor te koelen. Het ideaal is dat het water aan de wand onder de super kritische toestand blijft. Toch zullen materialen als Hastelloy moeten worden toegepast.

Het in dit fabrieksvoorontwerp beschreven proces kan ook worden toegepast voor andere moeilijk afbreekbare koolwaterstoffen of voor mengsels van stoffen. De schaalvergroting van de fabriek die hierdoor kan plaatsvinden zal een gunstig effect hebben op de uiteindelijke verwerkingsprijs.

De destillatie- en de extractiekolom in dit proces zijn niet doorgerekend. Debet hieraan is het ontbreken van thermodynamische gegevens van PCB. De apparaten zijn wel in het processchema opgenomen omdat deze voor de kostenberekening van groot belang zijn. Verder is de scheidingssectie nodig voor het bepalen van de recycle stromen.

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

2. UITGANGSPUNTEN VOOR HET ONTWERP

2.1 PCB en Capaciteit

De opdracht was een fabriek te ontwerpen, die minimaal alle PCB opgeslagen in Nederland verbrandtca. 8 ton, Orion b.v., Drachten). Deze PCB zit in transformator olie of is hieruit verwijderd. Er is van uitgegaan dat alle PCB uit de transformator olie is verwijderd en als vaste stof beschikbaar is. PCB is geen stof, maar een groep van stoffen. Stoffen die onder de naam PCB vallen kunnen erg van elkaar verschillen, zo worden er smeltpunten tussen 16°C en 160°C gevonden. Om dit proces te kunnen ontwerpen is gekozen voor de fysische gegevens van bifenyl, te weten een smeltpunt van 71°C en een

kookpunt van 260

oe.

Als molecuulmassa is genomen 292, dit is de molecuulmassa van

een tetrachloorbifenyl. Het bleek namelijk dat de PCB's in transformator olie gemiddeld 4 chloor atomen aan zich gebonden hadden (Orion b.v., Drachten). De fabriek heeft een

(~) maximale capaciteit van 12.96 kg PCB/uur, dit is 104 ton PCB per jaar, uitgaande van

8000 werkuren in een jaar. Dit is veel meer dan nodig, zodat ook PCB uit andere landen verbrand kan worden in deze fabriek.

2.2 Super kritisch water

Een van de uitgangspunten voor het ontwerp was om de verbranding in super kritisch water plaats te laten vinden. Echter omdat met super kritisch water corrosieproblemen verwacht werden [lit.3], was de opdracht een processchema te ontwerpen, waarbij het water een zo kort mogelijke tijd op super kritische condities was. Verder moest vermeden worden dat er contact tussen reactor- of pijpwand en het super kritisch water plaats vond.

2.3 Fysische gegevens van reactanten en producten

De grondstoffen voor het proces zijn water, lucht, octanol en PCB. Alle grondstoffen

worden verondersteld aangeleverd te worden op I bar en 25

oe.

Verder is aangenomen

dat lucht voor 20 vol % uit zuurstof en voor 80 vol % uit stikstof bestaat. Als re

ac-tieproducten worden koolstofdioxide en waterstofchloride verwacht. De gebruikte fysische gegevens van zowel de reactanten als van de reactieproducten staan gegeven in tabel 2.1

tabel 2.1 Fysische gegevens van reactanten en producten component M _{Tc Pc Vc} T_hail g/mol K har m3 K water 18 647.4 218.3 63.5 373.2 zuurstof 32 154.6 50.1 49.8 90.2 PCB 292 789.2 38.0 501.5 533.0 octanol 130 652.5 28.2 490.0 468.4 waterstof- 36.5 324.7 82.0 81.0 188.1 chloride koolstof- 44 304.2 72.9 92.9 194.7 dioxide stikstof 28 126.2 33.5 88.6 77.4

2.4

Corrosie-aspecten

Alle apparaten en buizen die met PCB in contact staan, krijgen waarschijnlijk met cor-rosieproblemen te maken. Daarom moet er op deze plaatsen van een Hastelloy C-coating gebruikt gemaakt worden. Deze Hastelloy C-C-coating zorgt ervoor dat er minder

corrosieproblemen, veroorzaakt door het PCB, ontstaan [Ht.5]. Echter bij contact met

super kritisch water ontstaan zeker corrosieproblemen, daarom moet dit laatste ook vermeden worden. Wanneer apparaten of buizen in contact komen met waterstofchloride (en niet met PCB) is Monel-coating de beste oplossing. Alle andere apparaten en buizen kunnen gewoon van roest vrij staal gemaakt worden.

2.5 Uitgaande stromen

Er zijn maar twee stromen die het proces verlaten, stroom 35 en 36. De samenstelling van beide stromen is gegeven in tabel 2.2.

_Wed

-l

---

\ti.

.;

oxidatie PCB in superkritisch water

(' )

?

6

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

tabel 2.2 samenstelling uitgaande stromen, in kg/s

component stroom 35 stroom 36

kg/s kg/s water 0.0009 0.0164 zuurstof 0.0009 stikstof 0.0341 PCB octanol 0.0000 0.0001 waterstofchloride 0.0018 koolstofdioxide 0.0101 0.0000

Stroom 36 bevat voornamelijk water en zou voor de water recycle gebruikt kunnen

worden. Uit stroom 35 zou men eventueel de waterstofchloride kunnen verwijderen, voor verder gebruik.

c: \ • I . I ' "- \ ( etA'"

(.V~

\ / ..) f" :

..) t (j I ( \,\. I 0 \A.. 0..1:.. 1- , . .~ ( \ f

~. 5 ln <.' i-I

cJ

i., '. \,

J

oxidatie PCB in superkritisch water

I.. J - _{I . '} j I 0

7

..

0.;6

Lvoc"

)!({),.t(.

3. BESCHRUVING VAN HET PROCES

3.0 Inleiding

Het proces bestaat uit 3 secties : - de voedingssectie

- de reactiesectie - de scheidingssectie.

In de voedingssectie worden lucht, water en PCB in de juiste hoeveelheden met elkaar

gemengd. Verder wordt het mengsel op de juiste druk en temperatuur gebracht. Vervolgens wordt in de reactiesectie, de belangrijkste sectie, de omzetting van PCB in water, waterstofchloride en koolstofdioxide bewerkstelligd. Tenslotte wordt met de schei-dingssectie bereikt dat zowel het niet-omgezette PCB als het water gerecycled kan worden. Om het niet-omgezette PCB uit het reactieproduct te verwijderen wordt er

geëxtraheerd met octanol. Een processchema is gegeven in bijlage 1.

3.1 Voedingssectie

Het proces kent 4 voedingsstromen, een waterinvoerstroom (l), een luchtinvoerstroom (2), een PCB-invoerstroom (4) en een octanolinvoerstroom (5). Deze laatste wordt gebruikt in de scheidingssectie. De waterinvoerstroom (1) wordt eerst opgemengd met de (warme) water-recycle stroom (16) in een mixer (V8) en vervolgens omgezet in een verdamper (H3) tot damp. De waterdampstroom (2) wordt vervolgens gemengd met een luchtstroom (6), dat eerst is opgewarmd in een fornuis (Fl). Deze menging vindt plaats in een (gas)mixer (V5). De water-luchtstroom (9) wordt via een compressor (C7) en een koeler (H6) op 400°C en 20 bar gebracht (14). De vaste PCB-voedingsstroom (4) wordt ook eerst opgemengd met een recyclestroom (13) in een mixer (VlO). De PCB-stroom

(18) wordt vervolgens ook op 400°C en 20 bar gebracht met behulp van een fornuis (Fl2) en een compressor (C9), dit om ervoor te zorgen dat alle PCB zich in de gasfase bevindt. De warme water-luchtstroom (10) en de warme PCB-stroom (14) worden vervolgens gemengd in een (hoge druk) mixer (V13) en afgekoeld in een koeler (HlS). Na de koeler is de stroom (20) op de juiste druk (20 bar) en temperatuur (325°C) voor de reactor (R 17).

3.2 Reactiesectie

Voor de reactor (R17) bevindt zich nog een opslagvat (V16), met een drukbeveiliging. Bij te hoge druk stroomt dit vat leeg in een ander opslagvat (V2l). In de reactor wordt de PCB-water-luchtstroom snel adiabatisch op 220 bar gebracht, waarbij dan ook het kritisch punt van water wordt bereikt. Na 0.1 seconde wordt het mengsel weer snel

geëxpandeerd tot 25 bar. In deze zeer korte tijd wordt een omzetting van 95 % van het

PCB gehaald en wordt door koeling van de reactorwand ervoor gezorgd dat er een

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

temperatuurgradiënt ontstaat over de reactor. Hierdoor zal de reactorwand nimmer in contact staan met super kritisch water. Na de reactor wordt het mengsel (22) afgekoeld tot 350°C met behulp van een koeler (H18) en vervolgens geëxpandeerd tot 1 bar in een expander (C19). De toe- en afvoerkleppen van de reactor worden constant open en dicht gedraaid. De reactor is een semi-continu-apparaat in dit continu-proces.

3.3 Scheidingssectie

In een destillatietoren (T22) wordt de resterende hoeveelheid PCB samen met een deel van het water gescheiden van de overige stoffen. De PCB-waterstroom (31) wordt daarna in een extractiekolom (T24) met behulp van octanol (24) gescheiden in een PCB-recyclestroom (19) en een waterstroom (32). De octanol in de PCB-PCB-recyclestroom wordt gewoon mee verbrand in de reactor (R 17). De waterstroom wordt gemengd met de overige reactieproducten uit de destillatietoren (T22) in een mixer (V25). Hierna wordt dan het grootste gedeelte van het water verwijderd in een flash-kolom (T26) en gebruikt voor de water-recyclestroom (28). Tenslotte worden de overige gassen (koolstofdioxide, stikstof, waterstofchloride en zuurstof) nog gescheiden van het restant water en octanol in een tweede flash-kolom (T27).

3.4 Procesregeling

Alle pompen in het proces worden geregeld door een flowmeter en een regelafsluiter direct na de pomp. De grote compressor (C7) en de expander (C19) zijn aangesloten op een drukregelaar. Mocht de druk na de compressor/expander variëren dan kan het vermogen van de compressor/expander gevarieerd worden. De twee belangrijkste warmtewisselaars «HlS en H20) zijn aan gesloten op een temperatuurregelaar, zodat ook de temperatuur van de processtroom voor en na de reactor geregeld kan worden. De warmtewisselaars kunnen geregeld worden door de snelheid van de koelwaterstroom te variëren. De vaten VlO en V25 worden geregeld door een niveauregelaar, die is aangesloten op een regelbare afsluiter na de vaten. Het vat V5 wordt geregeld met een flow-meter na het vat, dat aangesloten is op een regelbare afsluiter voor het vat. De gasmixers V13 en V16 worden tenslotte geregeld door een drukregelaar.

4 PROCESCONDITIES

4.1 Inleiding

Tijdens de berekening van de procescondities hebben zich een paar problemen voorgedaan, met name door het ontbreken van thermodynamische gegevens van de individuele PCB-moleculen. Extra aandacht is besteed aan het ontwerp van de reactor, aangezien dit geen alledaags type reactor is en aangezien de reactie omstandigheden hierin extreem zijn. De apparaten die in contact komen met PCB zijn voor alle zekerheid uitgevoerd in Hastelloy. Het is echter goed mogelijk dat het goedkopere MONEL ook zal volstaan.

4.2 Voedingssectie

In de voedingssectie wordt een mengsel bereidt van water, lucht en PCB en dit mengsel wordt op reactiecondities, 20 bar en 325°C, gebracht. Hiervoor wordt eerst water verdampt en gemengd met warme lucht. Het water wordt verondersteld "schoon" te zijn. WaIU1eer dit in werkelijkheid niet het geval is, zal er een onderzoek moeten worden ingesteld naar de noodzaak van een opzuiveringsstap voor de waterinvoer. Aangezien de oplosbaarheid van zouten in superkritisch water zeer laag is [lit.3], bestaat er kans op neerslag op de reactorwand. De lucht wordt verondersteld 20 vol% zuurstof en 80 vol% stikstof te bevatten. Wanneer de lucht niet schoon genoeg kan worden aangevoerd, zal er een filter voor de invoer moeten worden geplaatst. Na menging van het water en de lucht in de juiste verhouding, wordt de water-lucht stroom op 20 bar en 350°C gebracht. De PCB wordt als vaste stof aangevoerd en gesmolten met een warme PCB recycle stroom, waarna de PCB stroom wordt verdampt en tenslotte ook op 325 °C en 20 bar wordt gebracht. De gasstromen worden nu goed gemengd en het reactiemengsel is gereed voor de reactor.

4.3

Reactiesectie

In de reactor vinden twee reacties plaats. De oxidatie van PCB (vgl. 1) en de oxidatie van het extractiemiddel l-octanol (vg1.2).

l

Z~ -

11)

.'jJ

C12H10-nCln + (-

~~)

02 + (n-5) H20 -- 12 CO2 + n HCl (1) VI

~

5

waann: n

=

aantal chloor atomen in het PCB-molecuul,

n kan variëren tussen 1 en 10

'7

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

Bij de processimulatie in Chemcad is voor n de waarde 4 genomen. Dit zijn de meest voorkomende soort PCB-moleculen in transformator olie.

(2)

In deze semi-continue reactor duurt iedere cyclus 0.2 seconden. De helft hiervan (0.1 sec.) wordt in beslag genomen door de in- en uitstroom van het reactie mengsel (op 20 bar), de tweede helft door de werkelijke reactie(op 220 bar). De reactiesnelheid van beide reacties in super kritisch water is niet bekend. Op basis van experimentele gegevens voor vergelijkbare stoffen [lit.3] mag echter worden aangenomen dat binnen 0.1 seconden alle octanol zal worden verbrand. Gegevens omtrent de omzettingssnelheid van PCB zijn minder goed bekend. Toch mag worden aangenomen [lit.3] dat nagenoeg alle PCB binnen deze 0.1 seconden zal worden omgezet. Bij de ontwerp berekeningen is een omzetting van 95 % aangenomen. De precieze kinetiek heeft voor de verdere bedrijfsvoering van de fabriek weinig consequenties. De extra reactiewarmte die bij een hogere conversie zal vrijkomen zal door de grote overmaat aan water slechts een temperatuurs verandering van maximaal 10 graden veroorzaken. Er is echter één uitzondering: wanneer de kinetiek er voor zorgt dat de conversie van PCB 100 %

bedraagt, dan zijn de destillatie- en de extractiekolom overbodig. In hoofdstuk 7 wordt hier verder op in gegaan.

De druk en de temperatuur in de reactor (tijdens de reactiefase) zullen als gevolg van de reactiewarmte toenemen. De maximale druk zal 300 bar bedragen, de maximale temperatuur die bereikt wordt in de kern van de reactor is 3000 °C (Zie Bijlage 2). ;. In Chemcad is de reactor gesimuleerd door twee identieke, in serie staande, adiabatische reactoren. Dit was noodzakelijk omdat de hoeveelheid octanol onafhankelijk is van de hoeveelheid PCB in de voedingsstroom naar de reactor. In de eerste reactor vond de oxidatie van octanol plaats, in de tweede de oxidatie van PCB. De uitgangsstroom van reactor 1 werd zonder bewerkingen naar reactor 2 geleid. Deze tussenstroom bestaat dus in werkelijkheid niet.

/ '

Ct { I i ~f ij

4.4 Scheidingssectie

De scheidingssectie van dit proces, bestaande uit een destillatie-, een extractie toren en twee flashers, is niet geheel doorgerekend. Dit omdat de thermodynamische gegevens van PCB voor zo'n berekening ontbraken en de destillatie- en extractiesectie dus ook niet met Chemcad waren te berekenen. De destillatie en extractie zijn wel opgenomen in het processchema, omdat deze sectie belangrijk is voor de kostenanalyse en voor de recycle stromen. De bedoeling is dat de stroom die de reactor verlaat, na afgekoeld te zijn, wordt gescheiden in een stroom die een deel van het water en alle PCB bevat en een reststroom. De water-PCB stroom wordt vervolgens geëxtraheerd met octanol, waarbij twee fasen ontstaan. Een octanol rijke fase met daarin nagenoeg alle PCB en een

oxidatie PCB in superkritisch water 11

C

CL. \( I

~

uA; <-- r e s I.) '""-o-....Á: <-

~

cvlA -€. V lA.c.vh'

~

?

water rijke fase met daarin een beetje oetano!. De Kow-waarde van PCB tussen water en octanol is le-7:1 [lit.9]. De water rijke fase wordt vervolgens te samen met de reststroom uit de destillatie naar een flasher geleidt, alwaar het wordt gescheiden in een water stroom en een reststroom. De beide flashers zijn berekend met behulp van ChemCad. De water stroom bevat alleen water en wordt gebruikt voor de water recycle. Uit de reststroom kan dan vervolgens door middel van een tweede flasher de waterstof-chloride worden verwijderd. Dit zou het proces een stuk voordeliger maken. De verwach-ting is dat al deze scheidingen mogelijk en berekenbaar zijn op het moment dat de

thermodynamische gegevens van met PCB bekend zijn.

FabrieksVoorOntwem nr. 2964

5. KEUZE VAN DE APPARATUUR

5.0 Inleiding

Hieronder volgt een overzicht van de gebruikte apparatuur met een motivering van de keuze voor juist deze apparatuur. Alle apparaten die in contact staan met PCB moeten worden voorzien van een Hastelloy coating omdat er anders corrosieproblemen kunnen optreden, zeker bij de hogere drukken. Wanneer de massastroom geen PCB bevat maar wel waterstofchloride kan een Monel coating de corrosieproblemen aan. De rest van de apparaten tenslotte kunnen gewoon van roest vrij staal gemaakt worden. Wanneer uit nader onderzoek zou blijken dat de corrosieproblemen van het PCB bij lage drukken mee zullen vallen dan zouden de apparaten die voor deze lage druk PCB-stromen worden gebruikt ook met een monel coating kunnen worden bedekt. Hier is uit veiligheidsoverwegingen aangenomen dat Hastelloy C-coating gebruikt moet worden bij elk apparaat of buis waardoor PCB stroomt.

5.1 Reactor

De reactor heeft veel weg van een dieselmotor. Hiervoor is gekozen omdat het reactiemengsel met één klap op 220 bar en meer dan 400°C gebracht moet worden. Deze condities moeten echter niet te lang gehandhaafd worden, omdat dan de reactorwand te warm wordt en er corrosieproblemen ontstaan [lit.3]. Om dit probleem op te vangen wordt de reactor wand goed gekoeld. Door nu gebruik te maken van een reactor uitgerust met een zuiger, die het mengsel snel comprimeert en daarna ook snel weer expandeert, ontstaat er een temperatuursgradient over de reactor en zal er geen corrosie aan de wand optreden. De reactor is 5.5 liter groot en zal aan de wand goed gekoeld moeten worden met een koelvloeistof die de reactor wand op 325°C houdt. De compressiefactor zal 10 zijn, zodat de reactie condities, 220 bar en > 400°C, bereikt worden (zie bijlage 2). De reactor zal over elke slag in totaal 0.2 seconde doen zodat de omwentelingssnelheid 300 rpm is. Dat deze reactor mogelijk is blijkt bijvoorbeeld uit de nieuwste MAZDA motor [lit.2] en uit de marine-motoren die de laatste jaren gefabriceerd zijn. Een probleem is nog wel de eventuele zoutafzetting op de reactorwand, dit zou de smering van de zuiger geen goed doen. Onderzoek naar dit probleem is pas in de opstartfase.

5.2 Warmtewisselaars

In dit proces zijn drie soorten warmtewisselaars aanwezig. Er zijn twee fornuizen, een verdamper en vier koelers.

De fornuizen dienen voor de opwarming van het vloeibare PCB en het gasvormige lucht. De fornuizen werken op stookolie.

De gebruikte verdamper is van het simpelste type, een "falling film" verdamper, dit omdat er hier een "schone" vloeistof (water) opgewarmd moet worden. Het water wordt

opgewarmd met stoom van 190

oe

en heeft 4 passages in het apparaat. Dit laatste om

het apparaat niet onnodig groot te maken.

Bij de koelers stroomt het te koelen medium altijd door de pijpen, zodat alleen deze van de binnenkant moeten worden voorzien van een Hastelloy coating. Voor de "vuilere" vloeistofstromen wordt een koeler van het type "floating head" gebruikt (Hl5, HlS en H20) omdat deze makkelijker schoon te maken zijn. Verder is dit een goedkope warmte-wisselaar. Voor de koeling van het lucht-water-gasmengsel (H6) wordt gekozen voor het goedkoopste type warmtewisselaar het haarspeld type. Deze is alleen geschikt voor de "schonere" vloeistoffen. Doordat de stromen in dit proces niet erg groot zijn, is ook het benodigde uitwisselend oppervlak niet erg groot. Hierdoor zijn alle koelers uitgerust met 2 passages aan pijpzijde en 1 passage aan de mantelzijde. Voor de pijpdiameter kan 20 rnm als buitendiameter genomen worden. Verder is de dikte van de pijp onder meer

afhankelijk van de druk, daarom hebben Hl5 en Hl8 een dikte van 4 mm en H20 en H6

een dikte van 2 mmo

In bijlage 3 zijn de warmtewisselaarspecifikatiebladen gegeven. De overallwarmte-overdrachtsscoëfficiënt en de korrektiefactor voor het logaritmisch temperatuursverschil worden gevonden in lit.4.

5.3

Compressoren en expander

Voor compressor C7 is gekozen voor een "multiple stage reciprocating displacement" compressor, omdat deze goedkoop is een hoge druk kan bereiken. Het nadeel van deze compressor is dat er kans op gaslekkage bestaat. De stroom die hier gecompresseerd wordt bevat alleen water en lucht, zodat een lek geen desastreuze gevolgen heeft. De tweede compressor C9 mag absoluut niet lekken, omdat de stroom hier PCB bevat. Daarom is gekozen voor een turbocompressor. Hetzelfde geldt voor de expander C19, die ook niet mag lekken, daarom is gekozen voor een turbo expander.

5.4 Vaten en mixers

De vaten en mixers zijn zo ontworpen dat ze voor 5 minuten vloeistof of gas bevatten, voordat ze aangevuld moeten worden. Alle vaten, behalve V21, zijn uitgerust met een roerder. De vaten V13 en V16 zijn hoge drukvaten en het vat V21 is een veiligheidsvat, dat bij een te hoge druk in het vat V16, kan vollopen. De vaten zijn allemaal ontworpen met een diameter/hoogte verhouding van 1: 1.

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

5.5

Pompen

Pomp P2 is een transportband (in het processchema is P2 getekend als een pomp), omdat met deze pomp het vaste PCB in mixer VlO moet worden getransporteerd. De andere pompen P4, Pll, P14 en P23 zijn allemaal centrifugaal pompen. Er is gekozen voor centrifugaal pompen, omdat deze betrouwbaar zijn en weinig kans op lekkage geven. Vooral de stromen waarin PCB aanwezig is, mogen niet lekken. In werkelijkheid zal er bij de pompen een verschil zijn tussen de zuig- en persdruk. Hier is dit verschil verwaarloosd. Een gevolg hiervan is dan ook dat de pompen in dit proces geen vermogen hebben.

5.6

Destillatiekolom

De destillatiekolom is niet geheel doorgerekend. De bedoeling is dat de destillatiekolom stroom 26 splits in een stroom met alle PCB en water en dat de andere stroom alle overige gassen, inclusief een groot deel van de stoom, bevat. Deze scheiding zal mogelijk zijn, omdat PCB een veel hoger kookpunt heeft dan de andere componenten in stroom 26.

5.7

Extractiekolom

De stroom PCB en water uit de destillatiekolom wordt vervolgens in een extractor in contact gebracht met vloeibaar octanol. De PCB zal zich verdelen over de octanol en de waterfase in een verhouding van 1: 1e-7 [lit.9]. Hierdoor zal dus alle PCB gerecycled kunnen worden. De extractiekolom is verder niet doorgerekend.

5.8 Flashers

'7

Het proces bevat twee flashers (T26 en T27). De eerste flasher T26 moet het water van de overige gassen scheiden. Dit water wordt gebruikt voor de water recycle. Het blijkt dat niet al het water in een keer verwijderd kan worden, daarom is er een twee flasher TI7 gebruikt. Hierin wordt het koolstofdioxide, stikstof en waterstofchloride gescheiden van het water en het restantje octanol. De tweede flasher kan aanmerkelijk kleiner zijn dan de eerste en bij een lagere temperatuur opereren. Beide flash-processen vinden onder 1 bar druk plaats.

oxidatie PCB in superkritisch water 15

C'.A

c\

e \.

~ i \ ; f' 'j f '. '-'")

6 MASSA- EN WARMTEBALANS

6.0 Inleiding

Voor de berekening van de massa- en warmtebalanzen over alle apparaten in het proces is gebruik gemaakt van het computerprogramma Chemcad 2.6. In de volgende twee paragrafen wordt een overzicht gegeven van de massa- en de warmtebalans van het proces. In paragraaf 6.3 staat vervolgens een blokschema van het proces met daarbij alle massa- en warmtestromen. Tenslotte staat in paragraaf 6.4 een lijst met de massa- en warmteinhoud per stroom.

6.1 Massabalans

In totaal wordt er per uur 12.96 kg PCB verbrand in dit proces. Dit betekent 103.7 ton per jaar, uitgaande van 8000 werkuren in een jaar. Hiermee wordt dus ruimschoots de gehele hoeveelheid PCB, die in Nederland ligt opgeslagen opgeruimd en waarschijnlijk ook de gehele Europese hoeveelheid. Om deze 12.96 kg PCB per uur te verbranden, moet er aan het proces 158 kg lucht en 55 kg water per uur worden toegevoegd. Bij het proces ontstaat er 59 kg water per uur. Dit water kan weer voor de invoer gebruikt worden, omdat er alleen een zeer kleine hoeveelheid octanol in dit water zit. Deze octanol wordt gewoon mee verbrand worden. Omdat de omzetting in de reactor niet volledig is wordt er octanol toegevoegd (5 kg/uur), dit om de PCB te scheiden van het water. Zodoende kan zowel het water als de PCB gerecycled worden. De zuurstof die nodig is voor de oxidatie wordt uit de lucht gehaald, er is aangenomen dat lucht alleen uit zuurstof (20 %) en stikstof (80%) bestaat. Verder is aangenomen dat het gevormde waterstofchloride en koolstofdioxide het proces als gas verlaten. De waterstofchloride kan in een later proces eventueel nog geregenereerd worden, waarmee het proces goedkoper zou worden. In tabel 6.1 staan nogmaals alle in- en uitgaande massastromen van het proces.

fabrieksVoorOntwerp nr. 2964

tabel 6.1 In- en uitgaande massastromen

component ingaande massastr uitgaande massastr

(kg/uur) (kg/uur) water 55 62 lucht 158

-PCB 13

-octanol 5

-gassen

-

172 koelwater 9370 9370 stoom 86 86

6.2 Warmtebalans

Gedurende het proces wordt er 9370 kg/uur koelwater verwarmd van 20°C naar 40 °C, dit om diverse stromen in het proces te koelen. De energie die hiermee aan het proces wordt onttrokken is 217.5 kW. Verder wordt er voor de verwarming van water ook nog

86 kg/uur stoom gebruikt, dat van 190°C naar 133

oe

wordt afgekoeld, dit levert het

proces 49 kW aan energie op. Om ook de warmtebalanzen over de compressoren, expander, mixer, extractor, destillatietoren, fornuizen, flashers en reactor kloppend te maken worden er energiestromen aan deze apparaten toe- of afgevoerd. In tabel 6.2

staat per apparaat hoeveel energie eraan toe- of . afgevoerd moet worden om de

warmtebalans over het apparaat kloppend te maken.

tabel 6.2 hoeveelheid energie toe- of afgevoerd per apparaat

Apparaat toegevoerde hoev. afgevoerde hoev.

energie in kW energie in kW F1 3.4 C7 205.5 C9 0.5 F12 1.8

R17

93.7 C19 81.9 T22 3.2

T24

1.2

T26

48.7 T27 3.2

De energietoevoer is gebaseerd op de warmteinhoud van de stromen, berekend met Chemcad. In werkelijkheid zal er meer energie aan de apparaten toegevoerd moeten worden omdat de effectiviteit nooit 100% zal zijn. Dit betekent dat er in werkelijkheid meer energie aan het totale proces moet worden toegevoerd dan er uit deze warmte-balans volgt. De hoeveelheid die aan de reactor wordt toegevoegd zal in werkelijkheid lager zijn, omdat de expansie van 220 bar naar 25 bar erg veel energie zal opleveren, het was echter niet mogelijk dit met Chemcad te simuleren. Ook zal aan de reactor een hoeveelheid koelvloeistof moeten worden toegevoegd om de wanden van de reactor op 325°C te houden, ook dit kon niet met Chemcad gesimuleerd worden omdat niet bekend is hoe hoog de temperatuur in de reactor wordt op het moment van de reactie.

FabrieksVoorOntwerp nr, 2964

6.3

_-

Blokschema " ,', _" , ' "

Massa -en

Voor-IN

waarts

Warmtebalans

Retour UIT

M

Q

tv1

M

_M

Q Q Q

-0.01::;' 1:'1.18 Cl) \ ~,aterinveer""" p4

I

I

'-..--

_®

I I \ n,nlSu I 19.2

2L

I \ I i I

I

I

I

v8 ~ _"'

@

o 1640 169.4

I

I 1'\ , '1nl,

-...-\ ,pp h --,--_ .. _--

-®

rL

_I

0.02;:'9 63.0

..

I

stoom " H3 \ I

..

0.0239 \ I I eend.

..

13.4

m-_

I , _I I i I I

I

, I

i

,

I

o ?'j~.17Q4 ~ ---- - I

I

(3)

-0.0439 31.2

I

lucht

_I

3.4

..

Fl \ energie ""7

I

\

---

I

(),()4~Q

®

\ 34.6 .J~ I

I

I ~ V5 _l \ 1

I

I I

I

~

I

0.22~7.

I

272.b _,j~

\ 205.5

\

.

0.0036 \ 0.3 energie koelwater

I-~_---=

I

-T--+--_-_-=-

'1

\ : - - - _ _ 1 0.0051\

--r----

11 0.3 1 1 -_ -_ -_ \nergi 1 _~ _ _ _ I

I

0,0051 I _----:.~2~, 6~

I

oxidatie PCBIn · supcrkri t1sch water .

P2 20 \ \ \ \ \ \ \ I I \ I 1 \ \ \ 1 \ 1 \ 1 I \ 1 I I \ 1 I \

I

FabrieksVoorOntwem nr. 2964

\

0.00'i1

(îiif

13

~

2.6

_'"

\ o ,??'ï'i (jO 389,7 \ • V13 \

\

.

~~ o 2284

KW

1,CJÄ.")" \ ~t ' -\ 0.398 33.4 L \

..

H15 koelwater \ koe1w 0.:;;98 \ 66.6 \ \ L..._

@

\ \ o 2284 ;59.1 _{I ~t...}

i

_\ I \ _I \ I I \ _VlE \ I \ \ \ I \ \ \ I \ I " " -I 0 2284 ._.

__

. __ .. _--~ \ 359.1

x...

_\ i 93.7 \

-\ I \ reactie _R17 I \ \ \ 1 warmte _I \

I

\ I I \ ! ! _~ I _I \ I

_I

~

\ I I I 0.2284

I

I \

i

I u52.ö .. Ir- _I

I

_I \ -~ \ 0.933 83.1 I _I 11.. I

_t

_\ koelwater

..,.

_H18 1 \ 1 ₁

1

\ 1 \ \

l

.

\ \lG5.1 \ -,. _{1 0.988} , \ I 0 , ??/l,h 1-,.- koel~ I I

-\

I

I 370.8

~

\ 1 \ \ \

'L

I

\ \ \ I \ \ I ( \ \ I C19

J

\ \ 1 1 \81.9 I ener _e l 1 I I I

I

0.2284 -., ..

.

.

_

--

@

1

@

288.9 ,,~ ~ \ 0.1530 \ 12.8 ... H20 koelwater \ ... r - koel\ ater 0.1530 25.7

I·

o . ?;>R4 _ .. _ .. -'

~~

276.0 \

_L....-I

T22 enerAie

..

..

\ 3.2 \

®

I

I

0269.2264 .4 ~.

I

\ _I I I 0.00:,8

I

---..

I

\ I \ \ I I 3. Tt -10.0014 _\ 1 ocUmol nv ~ \ 0.2 1

07

... P14 1 \ 1 1 _{.... r}

-I

-

r

0.0014

-.--1

~

10.2 \ 1 ~. I

4 "

-\ \ 1.2 I

...

\

I ene gie Ol'

, \ I O.OO'iZ

l

-~

T24 I \ \

I

4.8 I I 1 , \ I I I , \ ! I \

--{®

! 1 I \ \ I 0.001:2 _- I \

I

0.0 I

I

\ I

I

\ \ Pil \ \ \ \ ,--~I--_D.O()1 c; \ 0.0 \ \

I

\

\ \

-I \ I \

L-f

_I \ .. V25 I

I

\ -r I _I \

I

\ \ \ I I I \ \

I

\

p-I \ \ \ 0.2283 I \ \ :2 '7 !t • 2 _\ .j~ ₁ .

I I !

!

I

I

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964 0.2283 _@) 4~ 274.2 T26 (28) energie 48.7 0.1640 1b9.1+ r -0.064, _{- --}

--eB

\ 2.6911 56.1 I 638.6 ~

M ass a in kg/s

Warmte in kW

oxidatie PCB in superkritisch water

t

-@gas en.ll. T27

_..,.

_{0.0478 32.5} @

I

..

water

!

r 0.0165 20.4 !...-.- ~ energ~e 3.2 r -... P23 !....r - !...-.-\ r i .

-To

t

a al

~ 2.6911 638.6 23

Fa b ri ek

S

voo ron

t

'vV

e r

p

No:

2964

I

; , i

6.4 Warmte- en massainhoud van de stromen STROOM/COMPONENTEN STAAT Apparaatstroom 1 2 3 4 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.0154 0.1794 Zuurstof 0.0097 Koolstofdioxide Waterstofchloride PCB 0.0036 Stikstof 0.0341 Octanol Totaal M 0.0154 0.1794 0.0439 0.0036 Q 19.2 238.2 31.2 0.3 Apparaatstroom 5 6 7 8 Componenten M Q M Q M Q _M Q Water 0.0154 0.1794 Zuurstof 0.0097 Koolstofdioxide Waterstofchloride PCB Stikstof 0.0341 Oetanol 0.0014 Totaal M 0.0014 0.0439 0.0154 0.1794 Q 0.2 34.6 19.2 188.6 M lil kg/s Q in kW

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964 STROOM/COMPONENTEN STAAT Apparaatstroom 9 10 11 12 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.1794 0.1794 0.1794 Zuurstof 0.0097 0.0097 0.0097 Koolstofdioxide Waterstofehloride PCB 0.0036 Stikstof 0.0341 0.0341 0.0341 Oetanol Totaal M 0.2233 0.2233 0.2233 0.0036 Q 272.8 389.7 478.3 0.3 Apparaatstroom 13 14 15 16 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.0000 0.0000 0.0000 0.1640 Zuurstof Koolstofdioxide Waterstofehloride

PCB

0.0002 0.0038 0.0038 Stikstof Oetanol 0.0013 0.0013 0.0013 Totaal

M

0.0015 0.0051 0.0051 0.1640 Q 0.0 2.6 2.1 169.4 \1. In kgjs Q in kW

STROOM/COMPONENTEN STAAT Apparaatstroom 17 18 19 20 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.1795 0.0000 0.0000 0.1795 Zuurstof 0.0097 0.0097 Koolstofdioxide Waterstofehloride PCB 0.0038 0.0038 0.0002 0.0038 Stikstof 0.0341 0.0341 Oetanol 0.0013 0.0013 0.0013 0.0013 Totaal M 0.2284 0.0051 0.0015 0.2284 Q 392.3 0.3 0.0 359.1 Apparaatstroom 21 22 23 24 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.1795 0.1813 V- 0.1813 Zuurstof 0.0097 0.0009 0.0009 Koolstofdioxide 0.0101 0.0101 Waterstofehloride (0.00l§)

J

0.0018

PCB

0.0038 0.0002 0.0002 Stikstof 0.0341 0.0341 0.0341 Oetanol 0.0013 0.0014 Totaal M 0.2284 0.2284 0.2284 0.0014 Q 359.1 452.8 370.8 0.2 MIn kg/s Q in kW

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964 STROOM/COMPONENTEN STAAT Apparaatstroom 25 26 27 28 Componenten

M

Q

M

Q

M

Q

M

Q Water 0.1813 0.1813 0.1640 Zuurstof 0.0009 0.0009 Koolstofdioxide 0.0101 0.0101 Waterstofchloride 0.0018 0.0018 PCB 0.0002 0.0002 Stikstof 0.0341 0.0341 Oetanol Totaal M 0.0000 0.2284 0.2284 0.1640 Q 0.0 276.0 288.9 169.4 Apparaatstroom 29 30 31 32 Componenten M Q M Q M Q M Q Water 0.1777 0.0036 0.0036 Zuurstof 0.0009 Koolstofdioxide 0.0101 Waterstofehloride 0.0018 PCB 0.0002 Stikstof 0.0341 Oetanol 0.0001 Totaal M 0.0000 0.2246 0.0038 0.0037 Q 0.0 269.4 3.4 4.8 Min kg/S Q in kW

STROOM/COMPONENTEN STAAT Apparaatstroom 33 34 35 36 Componenten M Q _M Q M Q M Q Water 0.1813 0.0173 0.0009 0.0164 Zuurstof 0.0009 0.0009 0.0009 Koolstofdioxide 0.0101 0.0101 0.0101 0.0000 Waterstofehloride 0.0018 0.0018 0.0018 PCB Stikstof 0.0341 0.0341 0.0341 Oetanol 0.0001 0.0001 0.0000 0.0001 Totaal M 0.2283 0.0643 0.0479 0.0165 Q 274.2 56.1 32.5 20.4 \1 In kgjs Q in kW

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

7 FINANCIELE ANALYSE

7.1 Kosten

De totale kosten ~ die verbonden zijn aan een willekeurige fabriek zijn grofweg onder

te verdelen in twee groepen.

waann: algemene kosten

fabricagekosten

kosten die afhankelijk zijn van produktievolume Kosten die van de investering afhangen

semi-variabele kosten indirecte fabricagekosten

(3)

(4)

De totale kosten ~ die gemoeid zijn bij dit proces bedragen bij vol continu draaien op

maximale capaciteit:

~ = 2,168 mln. Hil per jaar

(de kosten voor lineaire afschrijving van de fabriek zijn gebruikt bij deze berekening).

7.1.1 Produktiekosten

De kosten van de verschillende grondstoffen en van de benodigde bedrijfsmiddelen voor de verwerking van 104 ton PCB per jaar staan weergegeven in tabel 7.1. Voor lucht en water worden geen kosten berekend. Dit aangezien als lucht buitenlucht wordt genomen en aangezien het water ook weer geproduceerd wordt. De kosten van de

bedrijfsmid-delen zijn afkomstig uit [lit.8]. De prijs van I-octanol is afkomstig van Janssen-Chirnica:

Tabel 7.1: Hoeveelheden en kosten van grondstoffen en bedrijfsmiddelen voor de verwerking van 104 ton PCB

(ton/jaar) (Hfljton) (103 Hfljjaar)

l-octanol 40,0 11800 470 lucht 1180

-

-water 445

-

-stookolie 9,89 295 2,92 koelwater 75000 0,05 3,75 stoom 688 30 20,6 (kW) (Hfl/kWh) (103 Hfl/jaar) electriciteit 70,2 0,10 56,1

In totaal bedragen de kosten ~: Hfl 553,000 per 104 ton PCB. Dit komt neer op Hfl 5,321 per ton PCB. 130,0"0

I ")" 0

7.1.2 Kosten afbankelijk van de investering

7.1.2.1 Investeringen

De investeringen It kunnen ruwweg worden opgedeeld in vier categorieën:

Ib (64 %): Ih (16 %): I₁ (14 %): Iw (6 %) : investering in proceseenheden investering in hulpapparatuur investering in know-how, start-up kosten, licenties, etc.

werkkapitaal, voorraden, cash, terreinen.

Ter bepaling van de totale investeringen is gebruik gemaakt van 3 exponentiële benaderingen, te weten die van Zevnik-Buchanan, Wilson (beide modulair) en Taylor (niet-modulair). Voor deze methoden is gekozen omdat met betrekkelijk weinig informatie een ruwe schatting van de investering kan worden gemaakt. Voor globale absolute bepalingen zijn deze methoden echter niet toereikend.

7.1.2.2 De methode van Zevnik-Buchanan

De basis van de methode van Zevnik- Buchanan [lit.l] is dat investeringen een functie zijn van de proceskapaciteit en - complexiteit. Een voordeel van deze methode is dat rekening gehouden wordt met verschillende bedrijfscondities in de diverse apparatuur.

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

(5)

waarin: CF" complexity factor voor apparaat i

Qhlj kapaciteit door apparaat i

m degressieexponent (Q < 4.5 kton dan m

=

0.6

( Q > 4.5 kton dan m

=

0.5)

N functionele eenheid

Cl Chemical Engineering Plant Cost Index (

=

370)

Onder een functionele eenheid wordt verstaan een apparaat met bijbehorende randapparatuur, zoals pompen en warmtewisselaars. De invloeden van druk, tempera-tuur, materiaal waarmee het apparaat is gebouwd op de investeringen zijn verwerkt in

de complexity factor C_Fi.

(6)

De correctiefactoren Fp, Ft en Fm staan in respectievelijk figuur III-17, I1I-16 en tabel

1II-18 [lit.l]. In Tabel 7.2 staan de kosten van de apparaten afzonderlijk en de totale kosten.

Tabel 7.2 Schatting van de investering van de afzonderlijke en van

de totale apparatuur

Apparaat _CFi Om. ₁ Investering Ib

10

3

Htl

Mengvat V 5 2,61 3,23 311,9 Mengvat VlO 4,49 0,40 66,45 Mengvat V13 6,93 3.27 838,5 Reactor R17 7,78 3,27 941,3 Dest. Kol. T 22 4,13 3,27 499,7 Ads. Kol. T 24 4,13 0,41 62,65 Flasher T 26 3,56 3,23 48,50 Flasher T27 3,24 1,42 170,2 Totaal 5486

De kosten van de apparatuur bedragen Hf! 5,486 mln. Aangezien dit 64 % van de totale investeringen is bedraagt

It = Hfl 8,572 mln.

7.1.2.3 De methode van Wilson

Het voordeel van de methode van Wilson is dat geen schatting hoeft te worden gemaakt van het aantal apparaten. De formule van Wilson luidt:

waarin: f N AUC Fp Ft Fm

Bedrijfsvoeringsfaktor (afhankelijk van AUC) Aantal apparaten, exclusief pompen

Average Unit Cost

Correctieterm voor druk soort Correctieterm voor temperatuur

Correctieterm voor constructiemateriaal van het apparaat

(7)

De waarden van de drie correctietermen, Fp, Ft en Fm staan in figuur 111-26 en 111-27 [lit.1] en zijn respectievelijk 1,04, 1,10 en 1,6. Het aantal apparaten bedraagt 22. De Average Unit Cost kan berekend worden uit de jaardoorzet van de fabriek:

AUC

= 21

*

(jaardoorzet) 0.675

(8)

Aangezien deze relatie in 1971 is opgesteld dient hij te worden gecorrigeerd voor inflatie met een Kosten Index Cijfer. Hiertoe zijn in lit.1 tabel III-53 vijf indexreeksen opgenomen.

Tabel 7.3 Kosten Index Cijfer over de periode 1971 - 1992

Index Kosten Index Cijfer

1971-1992

M & Slnstalled Equipment Index 3,14

Chem. Eng. Plant Cost Index 2,98

PE Composite Plant Construction Index 4,93

Preisindex 2,57

Encost 3,36

Gemiddelde index cijfer 3,40

De huidige AUC bedraagt 41.565 Hfl. Volgens Wilson geldt voor de investering voor apparatuur Ib is 2,511 mln. Hf!. De totale investering bedraagt dus:

It

=

3,923 mln. Hf!.

FabrieksVoorOntwero nr. 2'164

7.1.2.4 De methode van Taylor

De taylor methode is een "proces step scoring" methode. Er wordt niet naar de apparatuur gekeken maar naar processtappen en stromen. De berekening gebeurt als volgt:

(9)

(10)

waann: f de costliness index

q de productiekapaciteit in kt/jaar

Cr de huidige EPE index (860)

C_IO de EPE index uit 1978 (300)

N ' het aantal processtappen

Si de scoring for complexity per processtap

De scoring for complexity is een maat voor de doorzet, reactie- of opslagtijd, druk, temperatuur en constructiemateriaal. Het wordt berekend aan de hand van staat III-22 [lit.1]. In tabel 7.3 wordt deze methode uitgewerkt. Het aantal processtappen bedraagt

4: de reactie, de destillatie, de absorptie van PCB en de flashers. De produktiekapaciteit

bedraagt 0,113 kton/jaar.

Tabel 7.3 Berekening costliness index

Opslag\ Rela- Druk\ Mater. React. Other Total

Cost-Behandeling tieve Tempe- of const. Stora. score liness

Doorzet ratuur Time index

Water 3 0 1 0 0 4 2,86 Lucht 5 0 1 0 0 6 4,83 PCB 0 0 3 1 1 5 3,71 1-0ctanol -2 0 1 1 0 0 1,00 PCB-rec. -2 0 3 0 1 2 1,69 Water-rec. 7 0 1 0 0 8 8,16 Processtap Reactie 8 4 3 0 0 15 51,2 Destillatie 8 0 3 0 0 11 17,9 Adsorptie 1 0 3 0 0 4 2,86 Flashers 8 0 1 0 0 9 10,6 Tota! 104,8

Uit formule 9 volgt: Ib

=

19,7 mln Hfl., zodat de totale investering It

=

30,7 mln. Hfl bedragen.

7.1.2.5 Vergelijking stap methodes

Duidelijk is direct dat de methode van Taylor in het geheel niet overeenkomt met de methodes van Zevnik-Buchanan en van Wilson. Een hoge processtroomjproduktstroom verhouding uit zich direct in een zeer hoge scoring for complexity waardoor de investeringen sterk omhoog gaan. Deze methode is dan ook niet goed bruikbaar voor dit proces.

Ook het verschil tussen de twee niet-modulaire exponentiële modellen is aanzienlijk. Hieruit blijkt dat de betrouwbaarheid van de modellen niet erg groot is en beter voor procesvergelijking gebruikt kunnen worden. Voor de rest van de berekeningen zal een gemiddelde waarde voor de totale investering worden genomen:

It

=

6,248 mln. Hn.

7.1.2.6 Afschrijvingen en verzekeringen

De afschrijving van de fabriek vindt plaats in 10 jaar. Na deze 10 jaar wordt de restwaarde van de fabriek verwaarloosd. De schatting is zo gemaakt dat een veilige marge is aangebracht in vergelijking met de werkelijke levensduur van de fabriek. De afschrijving is op twee manieren berekend, te weten:

1) rechtlijnige afschrijvings methode 2) Sum-of-the-year-digits methode.

Bij de rechtlijnige afschrijving wordt ieder jaar een constant bedrag van de boekwaarde afgeschreven, waardoor de waarde van de fabriek lineair met de tijd afneemt. In tegenstelling tot de rechtlijnige afschrijving wordt bij de sum-of-the-year-digits methode geen constant bedrag afgeschreven. De afschrijving zal in het eerste jaar hoger zijn dan in jet tweede, in het tweede jaar hoger dan in het derde, etc .. Het voordeel hiervan is dat dit de eerste jaren een lage brutowinst en dus ook een lage belasting tot gevolg heeft. De afschrijving wordt in de sum-of-the-year-digits methode berekend met:

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964 waarin: Zd d n a s 2*<n-d+1)*<a_s) n*(n + 1)

afschrijving in het jaar d het jaar van afschrijving

het aantal jaren, waarover wordt afgeschreven

waarde aan het begin van de afschrijving

=

It - Iw

waarde aan het einde van de afschrijving

=

0.

In tabel 7.4 staan de beide methoden uitgewerkt:

(11)

Tabel 7.4 Jaarlijkse afschrijving en boekwaarde volgens de rechtlijnige

afschrijvings methode en de sum-of-the-year-digits methode

jaar afschrijving afschrijving sum Boekwaarde Boekwaarde

rechtlijnig of the year di- rechtlijnig sum of the

gits (mln. Hfl) (mln. Hfl) year digit

(mln. Hn) (mln. Hn)

°

5,873 5,873 1 0,587 1,068 5,286 4,805 2 0,587 0,961 4,698 3,844 3 0,587 0,854 4,111 2,990 4 0,587 0,748 3,524 2,242 5 0,587 0,641 2,937 1,601 6 0,587 0,534 2,349 1,067 7 0,587 0,427 1,762 0,640 8 0,587 0,320 1,175 0,320 9 0,587 0,213 0,587 0,107 10 0,587 0,107 0,0 0,0

Voor verzekeringen wordt vaak als vuistregel 1 % van de omzet genomen. Bij een omzet

van ongeveer 0,6 mln. Hfl komt dit neer op:

K..

=

Hfl. 6000 per jaar.

7.1.3 Semi-variabele kosten

7.1.3.1 Arbeidskosten

Voor berekening van de arbeidskosten is gebruik gemaakt van de Wesselrelatie [lit.1]:

waann: k

N

C

manuren

=

k* N

ton produc t

co.

76

de bedrijfsvoeringsfactor

het aantal stappen (secties) in het proces produktiekapaciteit in tonnen per dag

(12)

De bedrijfsvoeringsfactor wordt bepaald door het al dan niet continu bedrijven van het proces. In 1986 bedroeg k voor continue processen 1.7. Door produktiviteitsstijging (6 %

per jaar) is deze waarde gedaald tot 1.1 in 1992. Het aantal secties in het proces bedraagt 5:

1) pompen en compressoren 2) warmtewisselaars en fornuizen 3) reactor

4) destillatie- en extractie kolom 5) flash ers

De produktiekapaciteit C van de fabriek is 0,311 ton/dag. Hieruit volgt volgens formule 12 dat 13,6 manuren nodig zijn per ton product. Teneinde het aantal functieplaatsen te

bepalen dient men deze waarde te vermenigvuldigen met de capaciteit per dag en te \.e~ .

delen door 24. Voor deze fabriek komt dit neer op 0,18 functie-plaatsen. Deze waard] ~

ty\i<t-dient echter gecorrigeerd te worden voor continu ploegendienst. Tevens is een zekere ~ ""-.. I

reserve nodig om afwezigheid door vakantie en ziekte te kunnen opvangen. Het ~

\o-.J4.

werkelijke aantal functieplaatsen zal dan ook ongeveer

5

maal zo groot zijn, en wel

(0.9).

Met een loonbedrag van Hfl. 350.000 per jaar op loonsom (L) voor deze fabriek uit op

L

=

350.000 Hfl/jaar.

oxidatie PCB in superkritisch water 36

L'lA,lÁ •

LO..v' volcontinu basis komt de totale

J \

0i)C:

~~e'

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

7.1.3.2 Onderhoudskosten

De onderhoudskosten zijn semi-variabel, maar worden voor de evaluatie van petro-chemische installaties doorgaans als vast beschouwd. Voor dit ontwerp worden de

jaarlijkse onderhoudskosten op 4 % van (It - Iw) : 0,235 mln. Hfl per jaar.

7.1.4 Indirekte fabrikagekosten

Onder de indirecte kosten Ko worden die uitgaven verstaan die op het fabrieksterrein gemaakt worden. Deze kosten worden meestal als een vast percentage van de loonkosten en de investeringen genomen. Voor een kleine chemische industrie liggen deze waarden

op 4 % van de investeringen en 45 % van de loonkosten [lit.1]. Dit komt neer op:

Ko

== 0,407 mln. Hfl per jaar.

7.1.5 Algemene kosten

Research-, administratie- en verkoopkosten worden beschouwd als algemene kosten Ka'

Deze kunnen variëren van 5% van de omzet bij zware industrieën tot 20 % van de

omzet bij innovatieve bedrijven. Voor dit proces komt dit neer op: Ka == Hfl30.000 per

Jaar.

7.2 Opbrengst

Bij deze fabriek kan eigenlijk niet zo zeer van een opbrengst gesproken worden, aangezien er niets geproduceerd wordt. De economische haalbaarheid kan wel worden bepaald wanneer men de kosten van dit proces vergelijkt met andere soortgelijke processen, zoals verbrandingsovens. De totale kosten voor dit proces bedragen Kt is 2,168

mln. Hfl per 104 ton PCB. Dit komt neer op een bedrag van Hfl 20.800 per ton PCB.

Momenteel bedraagt de marktprijs voor de verwerking van 1 ton PCB Hil 2,580 (prijs afkomstig van Afval Verwerking Rijnmond).

7.3 Economische Evaluatie

Bij een economische evaluatie dient eerst te worden vastgesteld of de fabriek al dan niet streeft naar (grote) winst. In de meeste gevallen zal dat bij dit soort processen (vuilverbranding) niet het geval zijn aangezien de fabrieken over het algemeen in handen zijn van de overheid. Wanneer dit inderdaad het geval is dan dienen uitsluitend de kosten te worden terugverdiend. De prijs voor de verwerking van één ton PCB moet dan Hfl 20.800 zijn.

Voor commerciële bedrijven zijn verschillende methodes beschikbaar om de levensvat-baarheid van de fabriek te bepalen. Een eenvoudige, maar beperkte, methode is de Pay-Out Time (POT). Deze wordt gedefinieerd als het minimum aantal jaren, welke nodig is om de oorspronkelijke investering terug te verdienen. Voor de POT geldt:

Ie - Iw POT

=

opbrengst - kosten (13)

Onder de kosten worden verstaan: de productie-, onderhouds- en arbeidskosten. Een POT van twee jaar wordt algemeen gezien als een aanvaardbaar risico. De prijs per ton PCB bedraagt dan Hil 39.000.

7.4 Invloed van de reactiekinetiek op de bedrijfsresultaten

De invloed van de reactiekinetiek op de procesvoering van de fabriek is gering. De oorzaak van deze geringe invloed ligt in het feit dat de reactie zich afspeelt in een grote overmaat water. De invloed van de kinetiek op de bedrijfsresultaten is van meer invloed. Immers er kan bij een snellere reactie meer PCB worden verwerkt. In tabel 7.5 is de invloed van de kinetiek op de verwerkingsprijs van PCB weergegeven (de hoeveelheid PCB in de reactor is constant voor alle drie de scenario's). Daar de fabriek geen veranderingen ondergaat bij een andere reactiesnelheid zijn de kosten voor alle drie de scenario's even hoog.

Tabel 7.5 Invloed van de reactiekinetiek op de bedrijfsresultaten

conversie hoeveelheid PCB prijs PCB

in 0.1 sec. (ton/jaar) (103 Hfljton)

90 % 98 22,1

95 %

104

20,8

99 % 108 20,1

Wanneer blijkt dat de conversie van PCB 100 % is, dan heeft dat grote invloed op de kosten. In dat geval hoeft er namelijk geen destillatie- en de absorptiekolom gebouwd te worden. Tegelijkertijd zullen de produktiekosten drastisch (85 %) dalen daar er dan geen extractievloeistof (l-octanol) hoeft te worden toegevoegd.

FabrieksVoorOntwerp nr. 2964

7.5

Rendabiliteit bij andere bedrijfscondities

7.5.1

Terugwinning HCI

Bij de oxidatie van PCB komt waterstofchloride vrij. Met een extra scheidingsstap kan deze worden opgevangen. Afhankelijk van de aangeleverde PCB wordt per ton PCB

ongeveer 0.5 ton Hel geproduceerd. Dit vertegenwoordigt een waarde van Hf1 1250

(Janssen Chimica, Tilburg), die in mindering kan worden gebracht bij de prijs voor de verwerking van PCB.

7.5.2

Zuurstof in plaats van lucht

Wanneer men in plaats van lucht zuurstof gebruikt als oxidatie-middel dan zullen met name twee kostenposten veranderen: de productie- en de investering afhankelijke kosten. De productiekosten zullen enerzijds duurder worden (aanschaf zuurstof) maar anderzijds goedkoper (minder energieverbruik door een kleinere stroom). Per jaar zal, bij een gelijke hoeveelheid te verwerken PCB, 280 ton zuurstof worden verbruikt. Bij een prijs van Hil 70 per ton komt dit neer op Hil 19.600 per jaar. De energie balans wordt met name bepaald door compressor C7 en expander e19. Vervanging van lucht door zuurstof zal ruwweg 20 kW besparen aan energie wat een kostenreducering van Hil 16.000 per jaar met zich meebrengt. Het netto verschil bij de productiekosten bedraagt dan Hfl3600 per jaar.

Volgens Wilson is de Average Unit Cost afhankelijk van de doorzet, en wel volgens formule:

AUC = 21* (jaardoorzet) 0.675

(8)

Door het verdwijnen van de stikstof stroom zal de doorzet afnemen met 984 ton per jaar,

oftewel met 53 % . De AVC zal dus afnemen met 60 % . Vanwege het rechtlijnige

verband tussen de AUC en de totale investering It zal de laatste ook met 60 % afnemen.

Volgens de methode van Zevnik-Buchanan is het verband tussen de produktstroom en de investering te beschrijven door de macht 0,6. Deze investeringen zullen dus met 68

% afnemen. De totale investering in de "zuurstoffabriek" bedraagt dus: It

=

1,372 mln.

Hfl.

In totaal worden drie kosten berekend op basis van de investering (It - Iw):

* afschrijving 10 % per jaar

* onderhoud 4 % per jaar

* indirecte kosten 4 % per jaar.

De besparing door de lagere investering bedraagt 0,825 mln, Hfl per jaar.

De totale lasten per jaar voor een zuurstof gebruikende fabriek bedragen: ~

=

1,347 mln. Hn per jaar. Dit komt neer op een verwerkingsprijs van Hn 12.950 per ton PCB.

7.5.3 Verhouding water/PCB

De verhouding water staat tot PCB in de reactor bedraagt bij dit ontwerp 48: 1. Wanneer deze verhouding wordt verminderd wordt de relatieve doorzet (ton doorzet/ton PCB) verlaagd. Dit houdt in dat per ton stromend medium meer PCB kan worden verwerkt.

Bij halvering van de water/PCB verhouding in de reactor zal de verwerkinsprijs per ton PCB ook nagenoeg halveren. Dit houdt in voor het huidige ontwerp een verwerkingsprijs

van Htl 10.400 per ton PCB.

7.6

Conclusie

De verwerkingsprijs per ton PCB die berekend moet worden om de fabriek rendabel op een non-profit basis te laten draaien bedraagt Hn. 20.800 per ton PCB. Dit is ongeveer acht maal zo hoog als de prijs die berekend wordt in de bestaande installaties (Hn. 2.580 per ton PCB). Dit komt met name door de zeer hoge investeringen die het gevolg zijn van een relatief grote doorzet. Deze relatieve doorzet kan worden gereduceerd door zuurstof in plaats van lucht te gebruiken en door de verhouding water/PCB in de reactor te verlagen. Door deze twee maatregelen (de water/PCB verhouding wordt gehalveerd) kan de verwerkings-prijs zakken tot Hn. 6.500 per ton PCB.

Door het opvangen en verwerken van de geproduceerde waterstofchloride zouden de verwerkingskosten verder kunnen worden verlaagd. Tenslotte kunnen door schaal-vergroting van de fabriek de relatieve arbeidskosten worden teruggebracht. De invloed van deze laatste twee punten kan echter niet direct in de verwerkingsprijs worden uitgedrukt omdat daarvoor aanpassingen van de fabriek voor nodig zijn.