Productie van koolmonoxide d.m.v. Texaco steenkoolvergasser

(1)

• lPrli

"

~-TU Delft

_{F.V.O. Nr:}

₂₇₂₀

Technische Universiteit Delft

•

• Vakgroep Chemische Technologie

•

Verslag behorende

•

bij het fabrieksvoorontwerp

van

• J

.

J. Moiet

G.C

.

A. Luijkx

•

onderwerp:

Productie van koolmonoxide d

.

m

.

v

.

• Texaco steenkool vergasser

•

adres:

Polderbaan 1, 3448 DA Woerden

opdrachtdatum:

mei 1987

Korvezeestraat 368

,

2628 DR Delft

verslagdatum:

n

ov.

1987

•

(2)

•

I

•

SAMENVATTING

);(~

('

In dit fabrieksvoorontwerp wordt koolmonoxide per jaar beschreven, vergassing. Het CO is bedoeld voor zuur. Bij de productie ontstaat electriciteit geproduceerd.

de productie van ~kton

d.m.v. Texaco steenkooI-de productie van azijn-ook waterstof en wordt

De fabriek is grofweg te verdelen in zeven secties.

In het vergassingssectie wordt het steenkool in een kogelmolen gemalen. In de molen wordt ook water roegevoerd zodat een slurry van 66.? gew.% steenkool in water ontstaat. De slurry wordt daarna in de Texaco vergasser vergast met zuurstof bij een temperatuur yan ± 1400°C. Het synthesegas verlaat de reactor bij ?50a _{C,en wordt afgekoeld naar 300°C.}

In de scrubbersectie wordt het gas daarna ontdaan vaste deeltjes door twee venturi scrubbers in serie.

van de

Het gas wordt verder afgekoeld naar 35°C en CO2 wassectie ontdaan van deze zure wassen met een 50 gew.% DEA oplossi~g.

en wordt in de H2 S gassen door ze te

~

Het gas wordt vervolgens gedroogd met een moleculaire zeef in de drogersectie.

De laatste stap is het scheiden van het H2 en het CO. Dit gebeurt in een cryogene scheiding. Het koolmonoxide wordt gekondenseerd en afgescheiden, het waterstof wordt eerst nog gewassen met vloeibaar methaan om het CO te verwijderen. Het CH4 -CO menesel wordt daarna in een destillatie eescheiden.

In een andere sectie wordt met behulp van het geproduceerde stoom electri .citeit opgewekt.

Het water uit de scrubbers en reactor wordt in een bezink-bak gezuiverd van vaste deeltjes. De ingedikte slurry wordt gerecycled naar de molen.

Als economisch criterium is de kostprijs van koolmonoxide genomen omdat de marktwaarde van een dergelijke bulkgrondstof niet bekend is. De kostprijs van het koolmonoxide is voor dit voorontwerp berekend op ?2? gulden per ton. De investeringen voor de productie worden geschat op 235 miljoen gulden.

.

cvJ;.,

e

f)

,""

(3)

•

CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN CONCLUSIES

De steenkoolconversie in dit proces is circa 98% ( l i t . 26) hetgeen goed te noemen is voor een entrained bed vergasser.

De problemen met de toevoer van steenkool naar de vergasser zijn minimaal door het gebruik van een verpompbare steenkool-slurry ( l i t . 25). •

Vergassing bij een hoge druk (80 bar) blijkt geen belang-rijke invloed te hebben op d~ synthesegassamenstelling, de hoge druk biedt wel voordelen bij de verdere procesvoering. Bij deze hoge druk verloopt de absorptie van de zure gassen zeer vlot. Een cryogene scheiding is eenvoudig aan het systeem te koppelen zonder hercompressie. Het synthesegos kon eventueel gebruikt worden voor de productie van methanol, door de hoge druk waarop gewerkt wordt is slechts een kleine compressor nodig. Bovendien kunnen de procesapparaten door de hoge druk waarop gewerkt wordt bij dezelfde capaciteit kleiner worden uitgevoerd.

De productie van synthesegas ductie die kan worden gebruikt of andere doeleinden.

geeft een netto stoom pro-voor electriciteitsopwekking,

Het afvalwater uit dit proces is schoner dan het afvalwater uit gepakt bed vergassingsprocessen omdat slechts weinig teer wordt gevormd. Het afvalwater moet echter wel eerst gezuiverd worden alvorens het geloosd kan worden.

Deze fabriek kan pas tegen een prijs hoger , worden.

rendabel draaien als het koolomonoxide dan 727 gulden per ton verkocht kan

-Deze vergassings installatie kan het best in een geïndus-trialiseerd gebied worden gebouwd waar een Claus plant,een zuurstof fabriek en een goede afvalwaterzuivering aanwezig zijn. Bovendien moet er steenkool voorhanden zijn of moet dit goedkoop in grote hoeveelheden aan te voeren zijn.

De warmtebalans van de cryogene scheiding in dit fabrieks-voorontwerp is niet helemaal kloppend

AANBEVELINGEN

De warmtebalans in de cryogene sectie zou nog een keer moeten worden nagekeken. Daarbij kan dan meteen gekeken worden naar de verdeling van het waterstof over de damp- en vloeistoffase bij de kondensatie van het koolmonoxide. Bij dit fabrieksvoorontwerp werd verondersteld dat het waterstof zich geheel in de dampfase bevindt .

Er moet worden onderzocht of de steenkool slurry nu niet moet worden opgewarmd alvorens hij vergast wordt. literatuur werd hierover niets gevonden.

wel of

-

In de

(4)

•

• I

•

De deeltjesgrootteverdeling van het vliegas dient te worden onderzocht, dit zou tot een beter scrubber ontwerp kunnen leiden.

Het is wenselijk dat er ook meer informatie komt over de inhoud van de vergasser en zijn afmetingen. Texaco geeft hierover zelfs in de patenten geen duidelijke informatie.

Er zou kunnen worden gekeken naar de electriciteit sop-wekking in dit voorontwerp. Het is misschien wel aan~ekkelijk om in plaats van electriciteit hoge druk stoom te leveren aan andere industriën.

De afzetmogelijkheden van de slak verdienen ook nader onderzoek. De slak kan eventueel worden gebruikt in de wegenbouw, in beton of in de cement productie. De kosten of mogelijk opbrengsten die hierbij ontstaan kunnen invloed hebben op de economie van deze fabriek.

Bij de cryogene scheiding van het synthesegas gaat een heel groot gedeelte van de oorspronkelijke druk verloren (van 80 naar 2 bar). Er zou een fabrieksvoorontwerp kunnen worden gewijd aan een scheiding waarbij het drukverlies veel minder is zodat de eindproducten op een hogere druk worden afgele-verd. Dit is een voordeel voor de azijnzuurproductie waar koolmonoxide bij hoge druk verwerkt wordt (± 30 bar). Of er kan worden gekeken naar een gedeeltelijke scheiding voor de productie van een waterstof- of koolmonoxide-verrijkt synthesegas.

(5)

•

H1 H2 INHOUDSOPGAVE Samenvatting Conclusies _{en aanbevelingen} Inhoudsopgave Inleiding

Uitgangspunten voor het fabrieksvoorontwerp

2.1 Ontwerpuitgangspunten 2 .2 Fysische constanten 2.3 Veiligheidsaspecten 2.4 Corrosie blz. 2 4 6 '7 '7 '7 8 9 H3 Procesbeschrijving 10 12 H4 Flowsheet Procesapparaten 13 4. 1 4.2 4 .3 4.4 4 .5 De steenkoolvergasser Venturiscrubbers M10 en M15 De H2 S en CO2 absorptiesectie 4.3.1 Oe H2 S en CO2 absorber 4.3.2 Oe H2 S en CO2 desarptie Oe droogtorens T21 en T24 T22 1 3 14 15 15 kolom T29 15 15 "Cold box" ₁₆

4.5.1 Het afkoelen _{van synthesegas} ₁₆

4.5.2 Methaan waskolom T41 ₁₆

4.5.3 Oe CO-CH4 destillatiekolom _T50 ₁₆

4.5.4 Expansieturbine C38 en pomp P4'7 1'7

4.6 Warmtewi sselaars _1'7 4.'7 Pompen 1'7 4.8 L-V scheidingsvaten ₁₈ • _{4.9 Electriciteitsopwekking} 18

•

4.10 Bezinkbak ₁₈ H5 Massa- _{en warmtebalans} 19 H6 H'7

5.1 Berekening van de balansen

5.2 Massa- en warmtebalansen 5.3 Stroom/componenten staat

Aparatenlijsten

Kostenberekening en economisch criterium

'7.1 _{Productiekosten en opbrengsten}

'7.2 Investeringen

'7.2.1 _{Investeringen volgens Taylor}

'7.2.2 Investeringen volgens Wilson

'7.3 _{Afschrijving en onderhoudskosten} '7.4 Loonkosten

'7.5 Kostprijs _{van koolmonoxide}

19 20 29 39 56 56 5'7 5'7 58 59 59 60

(6)

•

H8 Literatuurlijst 61

•

H9 Bijlagen 63

9. 1 Evenwichtsberekeningen voor vergasser 63

9.2 Bijlage scrubbers 67

9.2. 1 Deeljesgrootte verdeling vliegas 67 9.2.2 Collectioneffic~ency scrubbers 67

•

9.2.3 Algemene gegevens 67

9.3 Bijlage absorptiesectie 69

9.3.1 De H2 S en CO2 absorptie 69

9.3.2 De desorptie 69

9.4 Bijlage "Cold box" 74

9.4.1 De koelcurves 74

•

9.4.2 Vloeistof-damp evenwicht Co/CH.q. 74

9.4.3 De waterstofwaskolom 77

9.4.4 De Co/CH.q. destillatiekolom 77 9.5 Bijlage dimensionering van de kolommen 84 9.6 Bijlage drogen van synthesegas 86 9.7 Gebruikte grafieken en tabellen 87

•

5

•

(7)

•

HOOFDSTUK 1 1.INLEIDING

Synthesegas is van oudsher een belangrijk chemisch tussen-produkt. De grondstof die voor de produktie da~van het meest _,-~ wordt gebruikt is steenkool.·- ~ steenkool werd daartoe in

_.--..

gepakt bed reaktoren vergast met stoom en lucht. Een nadeel ?

.~

van deze gepakt bed reaktoren is dat er bij de vergassing nogal wat teerachtige produkten ontstaan. Deze teerachtige produkten zijn meestal ongewenst omdat zij de verdere verwerking van het synthesegas bemoeilijken.

Voor het produceren van synthesegas worden nu steeds vaker andere apparaten gebruikt in plaats van eepakt bed reaktoren. De belangrijkste alternatieven zijn vergassing in een fluide

bed of i neen "en t ra ined bed" reak t or. He t f I uide bed heef t ~"."? als voordelen ,een goede warm r~ht, weinig teervorming ...-J'i' en de mogelijkheid tot het toevoegen van vaste adsorbentia

veer het zuivaran va~ Fluida bed rêè~toren worden echter nog niet op commerciële schaal toegepast ( l i t . 23) in tegenstelling tot de "entrained bed" reaktoren. Deze reak-toren waarin ~tiLsteenkool in een stofwolk wordt vergast hebben het voordeel dat het as de reaktor in gesmolten

toestand verlaat waardoor het als glasachtige korrels kan ) worden opgevangen, hetgeen de verwerking

vergemakkelijkt.

W~·

Bovendien kan bijna elke steenkoOTsà~ in deze reaktoren

vergast worden en wordt ~:~steenkool zeer snel omgezet zodat het mogelijk wordt om grote capaciteiten te halen.

Als nadelen van de "entrained bed" reaktoren kunnen worden

+-JvfnrJ-,

genoemd de afzetting van slak in de reaktor, een vrij slechte 7'V,~. warmteoverdracht en de meesleuring van onomgezet steenkool

~

'~

rJ.

et

( tot 1 el %) (1 i t . 1). Een van e g rot e pro bIe men bij geb r u i k ~.

CL

van de " ent r a i n e d bed" reaktor is het transport van de f i j n -

t-

,pr

r

gemalen steenkool naar de brander. Bij het Shell-Koppers ~ (Koppers-Totzek) proces wordt gebruik gemaakt van pneumatisch

transport, bij het Texaco proces wordt dit probleem onder-vangen door van het steenkool en water een verpompbare slurry te maken ( l i t . 32).

Dit Texaco proces wordt al toegepast voor het maken van synthesegas voor de bereiding van methanol, azijnzuuranhydri-de, ammoniak, oxoprodukten of voor het opwekken van electri-citeit door verbranding van het gas ( l i t . 18). Het synthe-segas kan echter ook in waterstof en koolmonoxide worden opgesplitst, bijvoorbeeld door gebruik te maken van een cryogene scheiding. Het waterstof gas kan dan gebruikt worden voor "hydrocracking" of voor de ve i king van synthesegas voor de productie van ammoniak. Met het k 0 monoxide kan men

onder andere door carboxylatie van methanol azijnzuur maken.

~

l.,uVV' ~GW~~

(8)

•

• I

:

.

•

HOOFDSTUK 2

2 UITGANGSPUNTEN VOOR HET FABRIEKSVOORONTWERP

2.1 ONTWERPUITGANGSPUNTEN

Voor dit fabrieksvoorontwerp is uitgegaan van de productie van synthesegas door middel van steenkool vergassing in de Texaco steenkoolvergasser bij een druk van 80 bar. In de nu bestaande Texaco steenkoolvergassers werkt men meestal op ca. 40 bar. Het synthesegas zal daarna in een cryogene scheiding gescheiden worden in koolmonoxide en waterstof. Het eeprodu-ceerde koolmonoxide zal worden gebruikt voor de productie van azijnzuur uit methanol. Oe fabriek is ontworpen voor een productie van 10 ton koolmonoxide per uur en voor 8000 bedrijfsuren per jaar, dat betekent dus een jaarlijkse productie van 80.000 ton koolmonoxide.

Als grondstof wordt de steenkool soort Illinois nr. 6 aangenomen. Dit is een vrij goedkope steenkool die een grote hoeveelheid as en zwavel bevat. We hebben voor deze steenkool gekozen omdat er in de literatuur veel gegevens over bekend zijn en omdat dit een niet al te "gemakkelijke" steenkool is. Dit houdt in dat de fabriek die wij ontwerpen ook weinig problemen zal geven met schonere steenkoolsoorten.

Verder wordt aangenomen dat het argon gehalte van het ge-bruikte zuurstof verwaarloosbaar is en dat het zuurstof op de pro ces d ruk (80 bar) a a n gel e ver d wor d t . ' l . I ' t1

~ ~vv"" ~>- ' De luchtverontreiniging moet zoveel mogelijk binnen de perken gehouden worden. Dit zal gescie en aa or het H2 S-rijke gas dat bij het proces vrijkomt te verwerken in een Claus-plant. Het afvalwater zal wat samenstelling niet veel afwijken van andere vergassings1nstallaties ( l i t . 5 of 26) en moet naar een afvalwaterzuiveringsinstallatie gevoerd worden alvorens het geloosd kan worden.

2.2 FYSISCHE CONSTANTEN

Het overgrote deel van de fysische constanten die gebruikt zijn bij dit fabrieksvoorontwerp komen uit het computer programma "Process". De belangrijkste constanten zijn in de tabel op de volgende bladzijde weergegeven.(De kookpunten komen uit Handbaak of Chemistry and Fysics, lito 35)

(9)

•

• n

I

•

tabel 2.1

stof molmassa

I

kookpunt H-rorrn. bij 25a C

( g/mol)

I

( °C)

\'\

( kJ/mol) I steenkool 7.829\ i 3. 110 water 1 "' .0-t5

I

100 -241 .997 zuurstof 31.999 _11l'l _r"_tJ 0\ • "'>J -I .... koolmonoxide 28.011 -191 0: 1.. -110.527 waterstof 2.016 -253 2..bJ ₀ stikstof 28.013 -196

_Tt

0 methaan 16.043 -162 I , 1 _-74.586 waterstofsulfide 34.079 -60 -20.584 kooldioxide 44.010 -79( subi.) -393.493 diethanolamine 105.138 161 -372.790

De gegevens voor het steenkool in bovenstaande tabel zijn berekend voor de steenkool Illinois nr.6. De molmassa werd berekend door aan te nemen dat 1 mol steenkool bestaat uit 1 mol atomen. Met de gegeven samenstelling kon daarmee de molmassa worden bepaald. De vormingswarmte kon daarna worden bepaald uit de verbrandingswarmte van het steenkool.

2.3 VEILIGHEIDSASPECTEN De eigenschappen van de in mende stoffen betreffende giftigheid staan in de Chemiekaarten, lit.2)

dit fabrieksvoorontwerp voorko-brandbaarheid, explosiegevaar en volgende tabel samengevat. (Bron

tabel 2.2

I

stof MAC- Vlam- Zelfont- Explosie-I Minimum waarde punt brand. grenzen onts' te-(mg/m3 ₎ _{( cC)} _{temp. ( DC) ( vol}_% _in

kines-lucht) energie ( mJ) CO 55 605 12-75 H~ n.b. 560 4-76 0.019 CH .... n.b. -180 540 5-15 0.28 H2S 15 260 4.3-46 DEA 50 60 320 n . b . n.b.: niet bekend.

Gezien de brandbaarheid van de meeste stoffen en hun ruime explosiegrenzen in lucht zal het nodig zijn om een aantal maatregelen te treffen om de kans op brand of explosies zoveel mogelijk te beperken. Daarbij moet gedacht worden aan een strikt rookverbod op het fabrieksterrein, het gebruik van explosieveilige electrische apparatuur (zoals electromotoren, verlichting e.d.) en een goede aarding van alle apparatuur om oplading van statische electriciteit te voorkomen. Om het gevolg van lekkages te beperken zijn veili heidsk pen, die bij een plotselinge optredend ~ ges aten worden, in het proces noodzakelijk. Bovendien moet er een systeem aanwezig zijn dat waarschuwt als er een te hoge concentratie

(10)

I

•

• I

•

van giftige stoffen C CO en H2S ) in de lucht optreedt.

2.4 CORROSIE

Omdat in dit proces wordt gewerkt met stoffen die corrosie veroorzaken was het ook nodig om uit te zoeken welke materi-alen gebruikt moeten worden om corrosie zo veel mogelijk tegen te gaan. De gegevens die daarvoor nodig zijn komen uit de Corrosion Guide Clit.2S). Deze gegevens zijn in de onder-staande tabel samengevat.

tabel 2.3

stof aluminium

I

koper ijzer staal I r . v . s .

H2S,?S0-30a C met wateredamp) +

-

+ Hz S,20-100a C in OEA oplossing 0

-

+ + CO2 ,?S0-30a C met water(damp) 0

-

+ CO2 ,20-100a C in DEA oplossing 0 0

-

+ TEA C =OEA) 0

-

- + + Stoom t/m 480a _C ₊ ₊ idem t/m ?00a _C

-

₊

(11)

•

HOOFDSTUK 3 3 PROCESBESCHRIJVING

Het steenkool wordt onder toevoeging van water en een recycle slurry in kogelmolen M1 gemalen. De steenkool slurry die in de kogelmolen ontstaat wordt naar voorraadvat V2 gevoerd. In dit voorraadvat wordt het watergehalte van de slurry regematig gemeten om te bepalen of de ingaande water-stroom al dan niet moet worden aangepast. De steenkoolslurry wordt vanuit het voorraadvat met plunjerpomp P3 naar de vergasser R4 gepompt waar het zuurs 0 - en de slurry worden

samengevoegd en vergast. Het synthesegas dat de reactor verlaat (750o _C) _wordt _vervolgens _{in stoomketel H9 ("waste} heat boiler") verder afgekoeld naar 3000 C voor extra

stoom-productie.

Onder in de vergasser wordt de gesmolten slak opgevangen in een waterbad. De gestolde slak wordt via lockhopper V5 afgevoerd naar filter M6. Op het filter worden de grootste deeltjes opgevangen en afgevoerd, de fijne deeltjes worden met het water naar de bezinkbak V13 gevoerd. In de bezinkbak wordt de vuile waterstroom ingedikt en de slurry die dan ontstaat wordt weer teruggevoerd in de kogelmolen.

In het onderste deel van de vergasser wordt middels een ~

koelwand hoge druk stoom (80 bar,600o _C) _{gemaakt. Dit} wordt ~~ samengevoegd met~~ stoom dat uit- s toomketel H9 komt en in ?

stoomturbine C7 naar ~r geexpandeerd-voor de productie van ~,IJY'.

electriciteit ( 5239 kW ). !j.e-t- stoom

d

~

inmiddels afgekoeld is naar 100°C wordt in kondensor H18 gekondenseerd en met pomp P14 op een druk van 80 bar teruggevoerd naar de ver-gasser en de stoomketel.

Het synthesegas dat uit de stoomketel komt bevat nog veel vliegas en onomgezette kooldeeltjes. Deze worden er door twee venturi scrubbers in serie (M10 en M15) uitgewassen. Het water wordt daarbij ten opzichte van de synthesegasstroom in tegenstroom door de twee scrubbers gevoerd. Het water dat in de scrubber door het gas tot ongeveer 200°C wordt opgewarmd wordt in koeler H11 naar 30a _C _gekoeld. _Oe _{warmte wordt} gebruikt om lage druk stoom te produceren. De waterstoom wordt, nadat via een ventiel de druk is terugebracht naar 1 bar, naar de lage druk afscheider V12 gevoerd waar de in het water opgeloste zure gassen vrijkomen en naar de Claus plant gevoerd worden. Het water wordt naar de bezinkbak gevoerd om de as en steenkooldeeltjes af te scheiden.

Het synthese gas dat uit de scrubbersectie komt wordt verder gekoeld naar 35°C in koeler H19. Het water dat daarbij kondenseert wordt opgevangen in het scheidingsvat V20 en na druk aflaten bij de waterstroom gevoegd die de scrubbers

verlaat.

Het gekoelde synthesegas wordt nu in kolom T22 met een 50gewicht% diethanolamine (DEA) oplossing gewassen om het H2 S en het CO2 te verwijderen. De beladen DEA oplossing die de kolom aan de onderkant verlaat komt, na druk aflaten naar 1 bar, in scheidingsvat V23 terecht waar zure gassen ontsnappen en naar de Claus plant gevoerd worden. De beladen oplossing

(12)

-•

•

wordt daarna opgewarmd tot 90a _{C in} _{warmtewisselaars H26 en} H2? Deze stroom wordt bovenin de desorptie kolom T29 geleid waar de DEA oplossing geregenereerd wordt. Omdat met de zure gassen uit kolom T29 een hoeveelheid water verdwijnt wordt de DEA oplossing in kolom T29 iets meer geconcentreerd, waardoor het nodig is om de schone DEA oplossing met water weer op de juiste concentratie te brengen. Als dat is gebeurd wordt de oplossing door pomp P28 op ?9.? bar gebracht en via warmte-wisselaars H26 en H25 naar 30a _{C eekoeld en weer in} _{kolom T22} ingevoerd.

Het synthesegas dat nu van de zure gassen is ontdaan wordt in een moleculaire zeef kolom (T21 en T24) gedroogd. Er wordt gebruik gemaakt van twee kolommen waarvan er een het synthe-segas droogt terwijl de andere geregenereerd wordt.

Nu het synthesegas droog is, is het gereed voor de cryogene Jiheiding. Het synthesegas wordt in een "trein" van warmte-wisselaars gekoeld naar 95 K tegen de uitgaande gasstromen. Bovendien wordt er druk afgelaten naar 30 bar. Het koolmo-noxide in het synthesegas is grotendeels gekondenseerd als het in vat V36 terecht komt. Het waterstof gas dat gasvormig blijft wordt vervolgens in kolom T41 gewassen met vloeibaar methaan om het CO uit het waterstof te wassen. Het methaan-koolmonoxide mengsel dat deze kolom wordt na druk aflaten naar 2 bar opgewarmd in warmtewisselaar H46 en in kolom T50 gescheiden. Als reflux voor deze kolom wordt gebruik gemaakt van een aftap van de koolmonoxide stroom die uit vat V36 afkomstig is. Het schone methaan dat onder uit de kolom komt wordt met pomp P4? weer op 30 bar gebracht en via warmte-wisselaars H46, H44 en H43 naar 91 K gekoeld en weer terug-gevoerd in kolom T41. De koolmonoxide stroom die boven uit de kolom komt wordt met de koolmonoxide hoofdstroom samengevoegd en wordt gebruikt om de ingaande synthesegasstroom te koelen. Het gezuiverde waterstof wordt ook gebruikt om de ingaande gasstroom te koelen maar om de extra koude op te wekken die hiervoor nodig is word het waterstof in expansieturbine C38 naar 2 bar geexpandeerd, hierbij wordt electriciteit opgewekt (142 kW).

(13)

• -

;k:>

•

ZUURSTOF Re-cycle 51urry M 1 "NATTE"KOGEL~lEN V 2 SLURRY VOORRAADVAT P 3 SLURRvPQMP R 4 STEENKOOLVERGASSER V 5 LOCKHOPPER M 6 FILTER C 7 STOOMTURBINE H e KOELER H 9 STOOMKETEL MlO VENTURI SCRUBBER

H 11 KOELER

V12 LAGE DRUil; AFSCHEIDER

Vl J BEZINKBAK P14 POMP MI ~ VENTURI SCRUBbER V16 WATER ~RRAAOVAT P17 POMP Hl e KONDENSOR H 19 KOELER

V 201 HOGE DRUK AFSCHEIDER T 21 MOL ZEEF KOLOM

T22 H₂S EN CO, ABSORBER

•

304 • (41

V231 _{LAGE ORUI(}_AFSCHEIDER

T 24 MOL ZEEF KOLOM

H,~ KOELER • H26 WJt.RMTEWISSELAAR H27 VERWARMER P,B POMP 129 H,S EN CO, OESORBER H30 KONI)ENSOR V31 lAGE OR UK AFSCHEIOER H32 RE80llER H33 WARMTEWISSELAAR

•

• 1~

~~

'

-,~.

-

,

"'''lee

~

H34 WARMTEWISSELAAR H35 WARMTEWISSELAAR V 36 SCHEIDINGSVAT H37 WARMTE WISSELAAR C38 H2 (XPANSIETURBINE H39 WARMTEWISSELAAR H40 WARMTeWISSELAAR T 41 WA5KOLOM H42 WARMTEWISSELAAR H43 WARMTEwISSELAAR H44 WARMTEWISSELAAR H33 I 1

I

1 1

I

1 1 I 1 1

I

•

H45 WARMTEWISSELAAR H46 WARMTEWISSELAAR P47 POMP H48 WARMTE WISSELAAR H49 WARMTE WISSELAAR T ~O DESTIllATIEKOLOM H51 WARMTEWISSELAAR H~2 WARMTEWISSELAAR

•

WATERSTOF KOOLMONOXIDE - -, _,

=~

-1

-~

•

/ / \ H331

i

7~0

- -l \ .... , I 93 56

-1

1 1 1 1 1

I

1 1 I I I 1

I

I I 1 1

:

I

1\ 1 !

I

'

1

I

11 1\

I

1 1

- - - ,

PROCESSCHEMA van de BEREIDING van KOOLMONOXIDE met behulp van de

TEXACO STEENKOOLVERGASSER

J J MOJet F V 0 No 2720

GCA LUIJkx Oklob~r 1967

Ostroomnr DTemp In K OAbS druk in bar

(14)

•

'

.

- - - - -- - -- - - -- - - - -HOOFDSTUK 4 4 PROCESAPPARATEN 4.1 DE STEENKOOLVERGASSER

In de steenkoolvergasser wordt de steenkoolslurry met behulp van een zuurstofstroom bij hoge temperaturen (1300-15000 C)

omgezet naar synthesegas. Bij deze vergassing treden de volgende reacties op:

( verbranding)

C + _{CO e} ~ 2CO (Boudouard reactie) ~

co

+ H20 -e ~ Hl<!! + COl<!! (CO shift)

C + 2He ~ ,. CH4

CO + 3H e ~ CH4 + HI<!!O

Het in het steenkool aanwezige zwavel wordt bij de vergassing omgezet in waterstofsulfide en het stikstof komt vrij als NI<!!. We nemen aan dat de hoeveelheden COS en NH a die gevormd worden te verwaarlozen zijn.

De Texaco steenkool vergasser is grofweg opgebouwd uit drie delen:

Het vergassingsgedeelte waar de steenkoolslurry en het zuurstof met grote snelheid via een brander (zie bijlage 9.1) worden ingespoten. In dit gedeelte ven de vergasser lopen de temperaturen hoog op daarom wordt dit gedeelte met vuurvaste

<l

keramische materialen bekleed. De verblijf tijd in dit reactie

gedeelte is kort, namelijk ongeveer 0.3-3 seconden (lit.10) .

. ' In dit fabrieksvoorontwerp is de synthesegasstroom ongeveer

.

\11ty

3.~

ma per

~

bij 1400°C, dat is

0. E

m3 _/s.

Als we een

b~

(.-

·

verblijf tijd aannemen van 1 seconde dan moet het reactie

gedeelte dus een volume hebben van 0.62 ma.

Na het reactiegedeelte komen het synthesegas en de gesmol-ten slak terecht in een zone waar het gas naar 750°C gekoeld wordt met behulp van een koelwand. Het synthesegas dat in deze trap de reactor verlaat is redelijk snel afgekoeld van ca. 1400°C naar 750°C. Volgens Tsatsaronis (lit.31) kan nu de samenstelling van het synthesegas worden berekend door bij de vergassingstemperatuur een evenwicht aan te nemen dat vervolgens door het snelle afkoelen "bevroren" is. Uit zelf uitgevoerde berekeningen met het programma "Process" (zie bijlage 9.1 ) blijkt dat de samenstelling die hieruit is gevonden niet overeen komt met de praktijkwaarden die in de literatuur gevonden zijn. Daarom hebben wij de synthesegas samenstelling aangenomen die volgens Schlinger (lit.27) wordt gevonden bij gebruik van de steenkool soort Illinois nr. 6, bij een druk van 82 bar. Deze synthesegassamenstelling is aan het eind van deze paragraaf weergegeven. Uit dit artikel bleek dat men onder normale procescondities de conversie op 98% kan stellen. Het as dat wordt meegesleept met het gas

(15)

•

,,'It. ~ ... :.

•

(vliegas) is 10% van de totale hoeveelheid as dat de reactor verlaat ( l i t . 1). In de koelwand van de vergasser wordt hoge druk stoom geproduceerd waarmee electriciteit wordt opgewekt in een stoomturbine.

In het onderste deel van de vergasser wordt de slak opgevangen in een een waterbad de zogenaamde "quench". Oe slak wordt hierbij vast en kan nu samen met het water via een "lockhopper" worden afgevoerd naar de f i l t e r . Een uitgebreide tekening van de vergasser is te vinden in bijlage 9.1 . ( Oe vergasser in het processchema is erg vereenvoudigd weerge-geven. )

tabel 5.1 Oe samenstelling van het synthesegas

stof droog incl. water

( mo 1 %) (mol %) CO 42.9 32.39 Hz 35.2 26.57 CO e 19.7 14.87 CH .... 0.25 0.19 Nz 0.60 0.45 H2 S 1 .35 1 .02 HeO 24.51 4.2 VENTURI SC RUBBERS M10 EN M15

Na koeling van het productgas in H9 tot ca. 300°C worden de vaste deeltjes in het gas afgescheiden in twee veturi scrubbers ,in serie. Oe venturi scrubber bestaat uit een nauwe buis waarin teeelijkertijd met het eas water wordt geinjec-teerd. Het gas wordt samen met de waterdrupels versneld tot een snelheid van ongeveer 100 mIs. Door de zeer goede menging van het gas en het water worden de vaste deeltjes door de druppels opgenomen. Het water kon vervolgens onder de keel uit een opvangvaatje worden afgetapt.

Gekozen is voor venturi scrubbers omdat hiermee deeltjes tot 0.5 micrometer kunnen worden afgevangen. Een nadeel is de grote hoeveelheid water die nodig is voor het scrubben. Om dit probleem op te lossen is de uitgaande vloeistofstroom van venturi scrubber M15 de ingaande vloeistof stroom voor scrubber M10. Dit is mogelijk omdat de tweede scrubber nog maar weinig deeltjes hoeft af te vangen waardoor de uitgaande waterstroom maar weinig vaste stof bevat .

Bij de berekening van de temperaturen en enthalpiën van de stromen in de scrubbersectie is gebruik gemaakt van het computer programma "Process". Daarmee kunnen aspecten als absorptie van gassen in het water en verdamping van het water in één keer worden uitgerekend.

De dimensionering en de de berekening van de "collection efficiency" zijn uitgewerkt in bijlage 9.2. Bij deze bereke-ningen is uitgegaan van de deeltjesgrootte verdeling volgens Elliott Clit.9). Bij deze berekeningen was de eis dat er minder dan 1 mg/m3 _{vaste stof in het gas zou blijven} _zitten ( l i t . 18).

(16)

•

4.3 DE HeS EN eD2 ABSORPTIESEeTIE 4.3.1 DE H2 S EN e02 ABSORBER T22

In kolom T22 wordt het synthesegas _{met een diethanolamine}

(DEA) oplossing gewassen om het kooldioxide en het

waterstof-sulfide te verwijderen. Er wordt een amine gebruikt omdat het

hiermee mogelijk _{is om} _{het e0}

2 en HeS in één keer te

ver-wijderen. Bij voorkeur wordt er met DEA gewerkt omdat dit

minder vluchtig is _{dan monoethanolamine (MEA) en bovendien}

vormt het (in tegenstelling tot MEA) geen verbinding met het aanwezige eos (spoorelement). Strauss (lit. 29) geeft aan dat

er met DEA minder _{problemen met· schuimvorming te verwachten}

zijn. Er wordt hier _{ook geen} _{triethanolamine gebruikt, dit}

wordt meestal alleen voor H2 S verwijdering gebruikt.

Omdat er een grote hoeveelheid e02 en HeS .moet worden opgenomen _gebruiken _we _bij _dit _proces

een 5~ gewicht%

oplossing om de processtromen _en _de _apparatuur _{zo klein}

mogelijk te houden. De absorptie _{wordt uitgevoerd bij de}

procesdruk van ca. 8~ _{bar. Het aantal schotels} _{in deze kolom}

is voor een eerste grove schatting _{met de hand berekend en}

daarna uitgebreid berekend met het programma _{"Process" dat}

over een grote hoeveelheid _gegevens _{beschikt betreffende}

ethanolamines, HeS en e02 (zie bijlage). In deze

absorptie-toren is gerekend met een _{L/V van 3.2 kg/kg (zie bijlage}

9.3.1). Voor dimensionering zie bijlage 9.5. 4.3.2 DE HeS EN e02 DESORPTIE KOLOM T29

In kolom T29 worden het H2 S en het eOe uit de beladen DEA

oplossing gehaald. Daartoe wordt eerst de druk afgelaten naar

1 bar, het daarbij vrijkomende gas wordt in scheidingsvat V23

afgescheiden. De oplossing wordt _{nu verwarmd naar} _9~ae_en

boven in de desorptiekolom gevoerd. De desarptie in kolom T29

vindt plaats _{bij ongeveer} _1~~oe.

Het aantal schotels in deze kolom is ook eerst weer grofweg met de hand bepaald en daarna met behulp van "Process" _{uitgerekend (zie bijlage 9.3.2).}

Omdat met _{het topproduct} _(H~S_en _{eOe) ook}

nogal wat water

verdwijnt wordt de schone DEA _{oplossing die onder uit de}

kolom komt aangelengd met water tot zijn oorspronkelijke

concentratie ( 5~ _{gewicht% ). Voor dimensionering zie bijlage}

9.5 .

4.5 DE DROOGTORENS T21 EN T24

Het synthesegas wordt gedroogd met een moleculaire zeef in

een gepakt bed. Molzeven _{hebben een capaciteit van ongeveer}

12 kg water per 1~~ kg _{molzeef (lit.} _{4), de} _{meeste andere}

adsorbentia zoals silica gel, _{alumina of bauxiet hebben een}

lagere capaciteit. Bovendien is het met _{moleculaire zevan}

mogelijk het synthesegas zeer goed te drogen. Dat is hier van

groot belang omdat er anders ijsafzetting _in _{de cryogene}

scheiding optreedt .

Het drogen van het gas vindt _{plaats in een twee-toren}

syteem, waarvan één bed geregenereerd wordt door 5-1~% van de

hoofdgasstroom _{( l i t .} _4). _Als _we

een cyclustijd van 4 uur

(17)

I

.

•

'

.

•

• I

I

•

aannemen dan wordt het bed in ongeveer 160 minuten geregene-reerd en in ongeveer 80 minuten gekoeld. In bijlage 9.6 zijn de kolommen gedimensioneerd en is de drukval over de bedden berekend.

4.5 "COLO BOX"

4.5.1 HET AFKOELEN VAN HET SYNTHESEGAS

Het synthesegas wordt gekoeld tegen de uitgaande stromen van de cryogene sectie, te weten H2 en CO gas, beiden op 2 bar. Voor de bepaling van grootte en volgorde van de warmte-wisselaars werd gebruik gemaakt van de koelcurves van het synthesegas, het koolmonoxide en het waterstof. In deze koelcurves is de enthalpie van de gasstroom uitgezet tegen de temperatuur van het gas (zie bijlage 9.~ 1). Omdat kolom T41 op 30 bar opereert moet de synthesegasstroom nog geäxpandeerd worden naar 30 bar. Dit werd gedaan in een smoorventiel omdat er condensvorming optreedt zodat er geen turbine kan worden gebruikt. Het gas wordt vervolgens nog verder afgekoeld naar 95 K om het grootste deel van het CO te condenseren en naar scheidingsvat V36 gevoerd. Het vloeistof-damp evenwicht in dit vat is uitgerekend volgens de procedu~e die in bijlage 9.5.2 is beschreven. Het gas dat uit dit scheidingsvat komt bestaat grotendeels uit watersof en bevat 13.8 mol% kool-monoxide en stikstof. De vloeistof stroom uit vat V36 bevat 98% koolmonoxide, 1.4% stikstof en 0.6% methaan. Dat is zuiver genoeg om als product stroom te dienen voor de azijn-zuurproductie. De dimensionering is net als bij alle andere scheidingsvaten geschied volgens het recept van Evans ( l i t . 11).

4.5.2 WATERSTOF WASKOLOM T41

In kolom T41 wordt het waterstof gas dat uit vat V35 komt gewassen met vloeibaar methaan om het CD en het Ne eruit te halen. Het methaan waarmee gewassen wordt is bijna op zijn smelttemperatuur (91 K), dit is om de dampspanning van het methaan zo laag mogelijk te houden zodat er weinig methaan met de waterstof stroom wordt meegevoerd. Het aantal trappen dat nodig is voor deze absorptie is berekend met een pro-gramma van Wesselingh ( l i t . 36)(zie bijlage 9.4.3). Bij de berekening is uitgegaan van een L/V van 1.0 mol/mol.

4.5.3 DE CO-CH4 DESTILLATIEKOLOM T50

In de CO-CH4 destillatiekolom wordt het methaan uit de waskolom T41 gescheiden van het koolmonoxide, zodanig dat het methaan dat als bodemproduct de kolom verlaat maximaal 0.1% Koolmonoxide bevat. Het aantal schotels in deze kolom is bepaald met het Mcabe-Thiele diagram (zie bijlage 9.y.4). De reflux voor deze Kolom wordt niet door een condensor geleverd maar is een aftap uit de koolmonoxide stroom uit vat V36. De dimensionering van Kolommen T41 en T50 is uitgewerkt in bijlage 9.5 .

(18)

•

• ,

.

4.5.4 EXPANSIETURBINE C38 EN POMP P47

Het waterstof uit kolom T41 wordt na opwarmen tot 130 K geexpandeerd van 30 naar 2 bar om de koude op te wekken die nodig is om de synthesegasstroom goed te kunnen afkoelen. Voor de berekeningen aan deze expansie hebben "Proces" gebruikt,waarbij we een isentropisch rendement hebben aan-genomen van 90%. De expansieturbine wordt gebruikt om electriciteit op te wekken. Met pomp P47 wordt de methaan stroom die uit kolom T50 komt weer op een druk van 30 bar gebracht. Zowel de pomp als de expansieturbine zijn buiten de "cold box" geplaatst, om tekentechnische redenen is dat echter niet op het processchema ~angegeven .

4.6 WARMTEWISSELAARS

Van de warmtewisselaars is alleen een het warmtewisielend oppervlak berekend onderstaande formule ( l i t . 14b)

Q = U -;} A *b..Tln

Waarin: Q overgedragen warmte (W)

grove schatting van met behulp van de

U

=

totale warmteoverdrachtscoefficient (W/m2_*K)

A warmtewisselend oppervlak (m2 )

~ TIn

=

logaritmisch temperatuurverschil (K) De L\T 1n wordt met de volgende formule berekend:

,LT",a" -~T",:l.n

~Tln

Hierin is:

6

T",a" = het maximale temperatuurverschil in de tegenstroom warmtewisselaar.

~ T",:l.n het minimale temperatuurverschil in de tegenstroom warmtewisselaar.

De warmteoverdrachtscoefficienten die nodig waren voor de berekening van het warmtewisselend oppervlak zijn geschat uit tabellen uit de Jong ( l i t . 14b).

4.7 POMPEN

In het processchema zijn de pompen alleen van een nummer voorzien als zij een echt drukverschil moeten overwinnen anders dan leidingverliezen of hoogteverschillen. De pomp-vermogens zijn berekend met de volgende formule ( l i t . 14a):

Wt

=

V o

*

6,P

1.

Waarin Wt technische arbeid geleverd door de pomp (W)

V

volumestroom (mals)

6p

drukverschil (Pa)

~ rendement (

=

0.8 voor centrifugaal pompen, 0.7 voor slurry pompen)

De tempoeratuurstijging van de vloeistof door wrijvingin de pompen is verwaarloosd.

(19)

•

a.8 L-V SCHEIDINGSVATEN

De vloeistof-gas evenwichten zijn voor alle vaten berekend

met "Process" behalve voor vat V36 in de "cold box" (zie

cryogene scheiding).

De scheidingsvaten zijn ontworpen volgens het recept van

Evans ( l i t . 11). Aan de hand van nomogram 5.4 met een gef-:.ozen

LID van 3 zijn de dimensies van de vaten bepaald (zie

apparatenlijst) .

4.9 ELECTRICITEITOPWEKKING

De warmte afvoer van de vergasser R4 en de stoomketel H9

zijn resp. 12163 en 5163 kW. Deze warmte wordt gebruikt voor

de productie van stoom van 80 bar en 600D _C. _{Oe stoom wordt}

geäxpandeerd naar 1 bar en 100D_C _in _{stoomturbine C?, die een}

generator aandrijft voor electriciteitsproductie. Aangenomen

is dat stoom expandeert met een isentropisch rendement van

90% en dat de technische arbeid volledig wordt omgezet in

electrische energie.

Het verkregen stoom wordt gekondenseerd in kondensor H18

tot water van 100D_{C. Het water wordt door pomp P14} _{op 80 bar}

gebracht en weer terug gevoerd naar R4 en H9. Oe hele cyclus

is getekend in bijlage 9 .?

Er is gekozen voor 80 bar zodat de binnen en buitendruk van

de mantel van R4 gelijk zijn hetgeen de constructie

vereenvoudigd. Dit geldt ook zo voor de stoomketel H9. Een

nadeel is dat veel warmte als exergie wordt afgevoerd door

de kondensor H18.

4 . 10 BEZINKBAK V13

In de bezinkbak V13 komen twee stromen samen . De eerste

stroom is een 6.5 gewichts% slurry van as in water die uit

f i l t e r M6 via Vlarmtewisselaar H9 in de bezinkbak komt bij een

temperatuur van 30D _{C. De tweede} _{stroom komt uit} _de

vloeistof-gas scheider V12 bij een temperatuur van 32°C en gaat naar de

bezinkbak (31 D _C). _Als _Stokes _aangenomen _wordt _voor _de

bezinksnelheid van de deeltjes komen we tot een diameter van

(20)

•

• HOOFDSTUK 5

5 MASSA- EN WARMTEBALANS

5.1 BEREKENING VAN DE BALANSEN

De resultaten van de berekening zijn samengevat in een blokjesschema, waar alleen de totale stromen zijn weerge-geven.De opbouw uit componenten van iedere stroom zijn samengevat in een stroom/componentenstaat.

Bij het opstellen van de warmtebalans is gebruik gemaaktvan Process en van gegevens uit IUPAC en Landolt-Bornstein (resp. l i t .13 en l i t . 17 ,bijlage 9 . .,,) .De totale warmtestroom bestaat uit de vormingsenthalpie en de warmteinhoud.Process geeft warmtestromen ten opzichte van 0°C, terwijl de

vorming-senthalpie uit zijn bibliotheek ten opzichte van 25a _{C iS.Om} het verschil te overbruggen zijn er correcties berekend voor iedere component met Process, zodat de totale warmtestroom vastgelegd kan worden.

Om warmtestromen van apparaten te berekenen, die niet zijn doorgerekend met Process, is gebruik gemaakt van de gegevens uit bijlage voor de warmteinhoud en de bibliotheek van Process voor de vormingsenthalpien.

Zoals uit het blokjesschema blijkt klopt de warmtebalans niet. De fout is gelokaliseerd in de cryogene scheiding, waar de "overall" balans een verschil heeft van 26.3 kW. De vloeistof-gas scheider(V36) heeft een verschil van 22.9 kW.

De oorzaak is dat Hz gedeeltelijk oplost in de vloeistof, terwijl aangenomen is dat de H2 volledig met de gasstroom meegaat.Dit volgt ook uit een flash-berekening met Process.De massastromen zijn berekend met de methode volgens bijlage 9.5.2, terwijl de warmtestromen berekend zijn via de koel-curves met "Process" (bijlage 9.1.;.1) waardoor een verschil ontstaat.

De H2 -waskolom heeft een verschil van 5.2 kW, wat wordt veroorzaakt door grote afwijkingen in de warmtebalans van het gebruikte programma.

(21)

• IN

Voor-waarts

• M

Q

M

Q

• IIIJ6

-I

:'-rbb,,-i,S-6Z

• 81J;1.

~/~T6

•

-~

33.>!JJo

•

• '1,5'7-6

-233~9,o

3,.

;:12.

'

•

-3b~oó>,:r

2..,4/8

0 .2.,0&'1

-~~ J /I

J

,

<1

• 6,51-1--- 3

'S"-f

6

$", :>

•

/160 J t-/5"

62.7..,

Z

• 6s'11

- '10

9/L.9,3

n

Massa -e

Warmteba lans

.

a.:nr

1

@--- --

-

@---

...-..-11.,....--1

2-® ••

- - I 10

@--

-

----ketél

_2.3

a.-W--@-

-

--

-Retour

UIT

M

Q

...

0,838

-é>Y12,.2..

I I I

3;r:r.t..

- V6}[t.2,2.

1,6 b}-

I

-,{'<3

SY,3

I

I,bo

J -~9Sd

(22)

r -,

•

• ..

t

; !

I

.

f

"

-1,4:;.2..

-1980

iJl't

1~,9~8

-Ff4338;u

6,~rr

-l{09.tg

·

3

611J~f3

-'I.2.16q,b

~ ~I oS'"

J. - 6

1!1~OIf}

4,003

-'S3.2.5~b

5",5.2. /

-.3Zit33>1

~/y81

-:;

/65'6,.2.

S,yyr

-:y.

I

;Z.9

.(;/"1-b;

ol/

-335".2.2.,2

{iJ

093

-~1f1''t.3

If,

9 b'l

- 6.2.9:1

I~ J I,t.;t~

_-1f>7°.p°

b,

o~.z

- ----@)

-65~&'3

@----40

.

36 -2S'pO

12..8f>8

,- 1=j3:J.r}S'

@--

-

-OI'ti..t1

-s8o!f,'f

;./

(23)

_. - - -_. -- - -

-•

t;",ofj3

-2:,-.,1"1/3

2/,Q5..1

-lil-

<ftZ

t-,

'ti.

• T.2.t

...

• 18,

~;fY

-

-1S"33!j-,Cj/J

@-

----LjJ(.

/b,<tJ''I

_i3~'IN,lj ,...~

•

I~ I b

r

I -1.,11 '301 ~ ~g,

V.2.3 <@

(J//JOr

- b.J.

'(1,

S-

"'""---•

_.-L

1~5"36

_-3Y35"6~<;

-

leDe

_Nat;er

I

_H2.~

WAter

koel

-

,Z5;S-36 t-3rJ'-!Ió';y

• r

-~

• '-I

JI:;)J

'-lor

<-t

-/3~//fj,'l

~

H~b

I

--

f)1

Ib,'1J'I

Ph

6~1

1-1 (,j 5"3

'1-S;

I -/.3. j~/~/q

...

~

@-.-

---•

---..

l/i31

-JJ3J

4.0 _,

::;kOM.-

..

H2'!

L ... rh,. 'idLrr

I,S3L.J

-J3git~cJ

.

...

• ...

,...

I:t-,b

r '

-N30~1,3

@- - --;

_

...

• I,q 5'1

-1:;.Ó>63~ ~

/6,2.61-~ _-1365""9,2 i

1;9. _

?ij

!)~

_-:;300

015"

s-o

_ re.,bol

ie-r

ti"

...-.-

-

H32.

i,b

~tt~

l

.

t

,

)...2.

(24)

• Ib,:2.6

-

}--/365:1,2

O/I./~

-,2a~3;d>

•

I

b,Jj&Y

-/335"12,'1

16/

'!ó'Y

-J3 "3~/2,~

•

_I

-

-•

2,61

3 t-)03;9/1

t

.2,6!j

-1t-~3ó',6

• /,tJrr

- i:;.ó>63,O

• I

b

d5"

2..

-,2

J'13iq b

k

e./

""30

koe.l

I

16,/)"1

~'<'/S-<jS-3 JC

I,qçr

• -(tJ.2

~

')

,

8 @---

I

o,'i5"O

-}-300 I

• I

_,

~03f)

-Ji~i~)1

•

• i,oay

@

-:

.

~.2~ /i/{Cj

• ~300

J;J~Y

,

~

"r&Y

f

,<-,2.2/.2../,,0

@---

,,2. •

3

(25)

•

I .']. clJY -). 2./2 (,0

• 'J..,~Jb

-/338S3.t)

).,5/

b

-/336"1/

J:>

•

" -0yltlf

--:;-/7;1<111

• VI3

+----,

-&'I7~<',

() ó'"!,cP

• ...

--~'rl

_/,3

_etcr

_-/~6l.ld

613~ j -8~Jfi.'l;

.3

@--

-

--

-•

0;

tbS>

_-~Ji.t~

• $""/6"9-0

l-l-ç601/~

•

• _),9:13

- iI

+

'IeP,

:r-

_I

1:z{

•

I

.

•

Di ()OZ

-:<.6lcJ.z

.

;

,

•

.2.

'3

Cf

:f-f

_,I

· :;-2I,ó>6

(26)

•

2LQfl-'±--11 :,;. (I

(f6

• - 60

(J;16y

_-3;tg,j

()/16'7--~3 1/0

•

J~

-

-117-1.3,0

@

--

-

--•

-'" 6'

2

1

cP3.3

-11'i~~

-lb

j

.l1cP33

-/lçs-~/f i,ll~.r.. -I/

&ic"o

• @---- -

-

-..Ilo

• t

~

0, 16~

-5"12

;

9

.2~

•

-1J..9..s-~d

@---•

• "<."

/).,&33.

1/6lfJ3

®--:---~

• r

OI/b.:L

Be

_J206',y

•

:

@-

----•

-. !

99 f2.,n3

; !

•

f.

@---lrEl/113·

(27)

--I-t---I==

,..J

r-;y

-ver -

-

--I-,-J

f6,\

-

-~ - - -., j I

1 @

b __

.

_

_--

_-

r

I

L-.1

-

-.,.----~-.---1

--

-~/JbY

--

-T~----~~

· "

I

--~

H3't

-...,

ï~

_ _ _

r----+---~

L

-~af.~

.

,-

-H3S'

r----..;.·

...

----11

_-

-...

--I

(28)

•

_2,9.

_cr

1-5j

-{ ~

30'5"'-:;-•

V3b

T~

• bi

.2./

<t6.:J 1-/0..:/

6

3,.0 ,

-

"

~I.o. t),S-~§>

_"

_(Çjf

69

-) 3.201

6'

• Irt

-

}<;

T

•

~

• N'13

₆

.-~

_&0 r.7

• -

-~

Hy

y

•

2t1~.l _~()(;..

r

-,96:;-}Jf'

_~

-

"I

.

--•

- r

..

H<fk

1161

0 I- _'

-&.

0 - c9c9 33, Î

..

Il

/,306

_ 1 c9,3

• _T

--..

'j>Yf

iJ

610

_(j

_oa

;

-a<9o),

&.

;

t

I...-..

l

I

(29)

•

• /'-13

,

9 I

•

• _.2/3

_;

₁₃₈

•

/l

6:;

0

ti:;.,

_~

O,b3'<"

-&tPos,/i

-2:r-:>;;.2..

15'0

DI:<'

he

6

9~ 0,4

1';,

-/ I

c9S",1-

-

-:21

0(/1

<P

1,306'

&8

~

6,4/S--}-

J}<9d

:> -:l.. .zÓ?I, 0

...-5"1313

11 1-5.2~30,,9

..

Cr

_,

_{..eÁ~_}

_..

~

~ ~I

373 _@----

_-

--

~

J

6f:1:;

i

{;

_.-~ 'r-

/9.</0 66"

a

HJ&

~

i'i

3/3

J ..-, ,

[;,37-

.s

@--

--

-

~

- 6

,

CJ

,s-P,

I

s-,

3:;

j

2-- 63

J~il;1

O,/by

-1

01

_/<-

_b'l 28b5'2g2,.2.

~

Massa in kg/s

Warmte in kW

_J--1>/1

I

P

-eLuk

.

C38

1-' - - - - - .

~

_o

_Jby

bl

- &-;"3,3.

Totaal

~

.213

;

/33

Fabrieks voorontwerp

No:

2:;1.0

f)J

3~t

t-/j

oJ>.!Tn

/~;2

I

0 -

,

al

(;~~

Sb-1

(30)

~

•

• ApparaatsTroom

f

Compo'nenten

hÓ6/

M

tJa.kr

Totaal:

A pparaatst'oom

, Componenten

KfJo{

M /,IJ)~ ]Á..L

.ûr!rcd

Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

I

• _,

•

1 M

a

() Cl'!Ç () /63

o

6~o O/~3&

- cP'!

'-7:1.

/2

t

M

Cl

I;

Ilr;

Illt

b

-I'))t b,D

•

• .

'

•

• .t

3 Jy

" )

M

n

M

Cl

M

n

M

a

1 30

:

7

~/36

t-

1.,

3ó

1-

i.,.i..

62 0,"163

à/tb

.~

o/v63

c>,30o

/ &>6

b

" rio

b

/1

cPa

b

i

it,5} ,

_-2

_33S~~_/_o

~,s-)-6

--2335""9,0

'f;-S-fb

-.l335".5;0

1..,

S-b~

fYr:Ji<-tP

₃

/6

!

M

U

M

Q

M

0. M

a.

01300

O,41f.

/I66~

1,66

"J-.l.,V/Ó>

°/3

00

:J; /

1.,'t/fl

0 _,,(,0

élY

-J!.J..

IIIj3

/, bbl

-:L~3S~J3

(31)

w

o

•

• A

pparaatsT'room

f

Compo

'

nenten

10 c.rI

ev1

(;.) evI--er

CO

-11<-C02

CHv

N~

1Iz

S

bÓJ"

)û.ler

Totaal:

A

pparaatshoom

, Componenten

kt»!

.C1.6

wcvkr

Cf)

H2

(02.

C#'Y

N.?

1125

kddwcJv

Totaal:

M in kg/s

Q

in

kW

• _,

• I/

M

a

6:

.

3.f!

~

5;}=t3

_-5"ilt30/}

ft

M

Q

0/ ()

'tS-0, ó

Y0

I,

35 -

'1

.,e

I

7-fJ2

CI/ I

6s-,2, ()IS-Or Dog ()L

039

0. 10

J-6

1

rIf

-'toy~3

•

• .

'

•

• 1<-

13 fY

IS-M

0. M

Cl

M

a.

M

Q

()/ o Y S-0/1/·7- 0,11

7-

CJ/ Cl

yb

1,66-:;-

1,6

t

:

]-

1,35"'9

.1.

7;7.l.. O'/16s- _, ~, (J I~

-%o!]

0/033 (9/ JO

1-3

I'

11

/L

3,

r7'

!).

- 3ba

o

ffJ,J

I/j-<YY

-..2,,<.

1.2

I, 0 _{l / l}

lP

_<y _-,t~ 3~/~

6}s-)-)-

- 3

~-y

6.;;5-I I~

/f

IJ

2.0 M

Q

M

Q

M

Q

M

a.

0,0"15"" (J,o<tS-0, () ~{, (),O

"lb

v,q

.2S-

'i,92. ,

0/00.2.. 0,00

z...

0,0

l.

f

()" o.lrP o/Dab (p( 006 f),

:3"

.3

i,

bOl

5",3/3

.

-~-J

6'3,6

/, 60

1

- IS

6

J<.!I.,J.. ~

oS'.2

- 6/

'lS"O

,e?

,

~O$-

.t

- 6

s-

cflrtD,3

Stroom/Componenten staat

(32)

-u..

-•

• ApparaatsTroom

f

Compo

'

nenten

k~

M

~

OJ

H.z

Cf)2.

CUy

AJ.z

#zS

kM

lJ.X)."iJk-.

Totaal:

Apparaatstroom

, Componenten

ko~

~

i.."Jt.UtiA-CO

.

f/~

CtJz

é#~

;tI~

11<5

kLJwa.bk-Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

• _,

• 1/

M

Q

0/ () I.j~

()

o~b ~

.

35-::"

o CIO.L 0/ D ~c9

()/o ot

~/V6'

I

-9-

16:)'b/

<.

~b

M

Q

3 ,

· f:;

Z

3,

ft)..

f-'tá'j·r~/~

•

• .

'

•

• "el

,z3

.ly

.fs-M

n

M

Q

M

n

M

a

o,OYS-%yi ~ !~

5-

.

3 2.(,9

b.'3

OIO ()

l

, 0,0.2.7' 0/0 0

If

/,60

1

s-

3·;J.3 ~ 'tt../

₇

-

JIJCj"tIJ

/, b ()

1

-

2 ()

J

Ó>S-;q

Lt,

J6y

-6~:J~

J

Ç,313

-

6S1

s

-tP;J

Q

.

'1-

2rP

_~:1

30

I

M

Q

_M

_Q

_M

Q

_M

_U

6/3'3

i

'11 bO

3 1,3

6 l-

(:) bbQ

-fi.. I

7-

.

q

i 0, /

bier

~I 0 11 0,00:,) 0,0 3~ " 10

i-b,

33

J f-rJ~.u-!J/

3 _'ti

DO 3. -~-3~S-5~6

61'f/9,j

-Y~/49Ib

0"

668 -cf.37.i,

J>

(33)

~

•

• ApparaatsTroom

• Compo

'

nenten

t...:J~

60 11;)..

C02...

CIt'L

Ah.

1!2~

bii1/~~

Totaal:

APparaatstoom

f

Componenten

I.')~ ('J) -H~

L1J2..

CM",

IJ)..

IhS

72EA

-Totaal:

M

in

kg/s

Q

in

kW

•

• ,

3 i

M

a

-;~6J_O

~ b)-o

1-1s-boJl!J

3{

M

Q

(J,,",3/

:(,79°

(), 1

bs-

IlqóJ;-0/0 0

9 o

039 (!I,IOO

t;,

$-J../

- 33r.z.t

I

..t

_. _.

----•

•

--- _.

_._-•

.

,

•

---

-

.

-

_

..

3.(

33 3s.-

3<;"

I

M

0-

M

0-

M

0-

M

Q

v/

00 I ,>,61-0

0,'''31

(J /1")02 ~,

7.qo

o jb~-0;02.5> /1 o/tfJ)-Ol () 0.,9 dlO

30 l),oo6

(2 I 00

S-L

3·jt 3>

0 .. ()

3-r

-.'lS-},o

Si

67-0

-7~-6cq

,

'J

5',3}'3

- 6:31

5 -&>,

j ~s,t.1

-32.'i33,

· ;:1

51-

3&

31.'1

f,tJ

M

Q

_M

Q

M

Q

_M

a.

0,

Y:{7-

O, óoy

OL

{)']-~ ~

o.z.

JJ

!(, '~o

Ol

(J 0 ~

o,

Ibs-O,O 0 I

I

c;

ó'b

01

'1

6,/

IJ

'l,jJ

(),oo<i 0,03Ci 0,/00 0; 0

"-Jl-

0 ,

0 '13

(P.

jOl

0;'1:<6>

-S-6'O~1

'I

'Si

0!J3

-:( 71

1

'1,3

-

.

0 ,

,3

0

?-

- 62<tq/S-

Ir'

b1

_I

-/~1/30;(