SlideShare a Scribd company logo
behorende
.onderw€np :
CaO UIT Ca(NÜJi? VENTILATOR
HAt-'ERMOLEN :-;.:1)
~~U8E~11
'" "I -
I
I -
I
NATER
I
- -, J 11
-
f- SILO EN OOSEERAPPARAAT -1 f- 3-DELI GE BLUSKAMER -1 r TRANSPORH
waterda mp
twater
11
- 250cm
[J~ ~1
o CJ r~-J
f-WI NOZ IFT-1
lucht
,
1120cm
j
BLUSSEN vonKALK
G.r. M. SEDEE
NOVEMBER '65
,-------.-~---------_._----
Inhoudsopgave
1 Inleiding
2 OmschriJving blusproces
j Reaktie mechanisms
4 Reaktie snelheid
5 Thermodyn~ruische berekeningen
6 Apparatuur
7 Detailberekeningen
7ol Opalagb.mker
702 Transporteurs
704 Bluskamers
70) Na~te kalkstofvanber
706 Pneumatiscn transport
707 iiindzift
8 ~mteriaal- en warmtebalans
~ Meet- en regel apparatuur
10 KostpriJsbçrekeningen
11 Blussen met waterdamp ~n een fluidbeu.
1~ Concluaies
Literatuurlijst
- _.._--- - - - - -----,.
~.~
Blad
1
1
1
2
3
b
7
7
8
j
10
14
ij
l~
21
22
24
26
27
1. Inleidipg
Het c&lciumnitraa~dat bij de bereiding van fosfaathoudende kunstmest-
stoffen onts~aat, kan vanwege de hygroscopiciteit en daardoor
korrosiviteit moeilijk als kunstmest worden afgezet en moet dus worden
omgezet.
Ben van de vele methoden om het calciumnitraat verder te verwerken, is
de thermische ontleding tot calciumoxyde en nitreuze dampen.
-.
1
De verwerking van caloiumoxyde tot landbouwpoederkalk zal in dit verslag
worden behandeld.
Volgens (lit.l) is landbouwpoederkalk een kalkmestetof voor de kleigronden
en wordt verkregen door het blussen van gebrande mergel, -kluitkalk en -
kalksteen.
Vp'lgens (lit.2) wordt landbouwpoederkalk bijna niet meer gebruikt, in
•
plaats daarvan neemt men koolzure landbouwkalk.
2. Omschrijving en nädere preclsering van het blusproces
Volgens (lit.j) kan men 2 bluamethoden onderscheiden, nl.:
2.1 natblussen: de ongebluste kalk wordt met een dusdanige overmaat
water aangeroerd, dat een waterige brij resulteert.
2.2 droogblussen: a. met water: men voegt aan de kalk 2 - 3 X de
stoechiometrische hoeveelheid water toe.
b. met waterdamp: bv. in een flurdbed.
Bij het droogblussen behoudt d. massa zijn min of meer droge karakter.
Daar hetcaloiumoxyde tot droge landbouwpoederkalk verwerkt moet worden,
zal de methode van het droogblu~sen worden gevolgd.
3. Reaktie meohanisme
Bij het droogblussen kan men een aantal fasen onderscheiden (lit.4):
a. wateropname door de calciumoxyde massa.
b. vorming van een metastabiel tussenprodukt door de adsorptie van
2 moleculen water per molecuul calciumoxyde.
CaO + 2 B20 ~ CaO.2 H20 + A KJ/MoL.
c. omzetting van calciumoxyde hydraat tot calcium hydroxyde.
CaO.2 H20 ~ Ca(OH)2 + H20 + B KJ/MoL.
De massa zal onder haftige waterdamp-ontwikkeling uiteen vallen in een
los poedervormig produkt.
d. agglomeratie van de calciumhydroxyu8 kristallieten.
I-
Deze fasen kunnen alleen onderscheiden worden bij een traag reagerende
kalk zoals hardgebrande kalksteen. Bij het calciumoxyde afkomstig van de
.. 0
calciumnitraat oven, dat vergeliJkbaar is met op ca. 1.000 C. gebrande
kalksteen, zal dit niet het geval zijn.
o
Hardgebrande kalk bv. op 1.300 C. gebr~nd, reageert veel trager met
water dan zacht gebrande kalk (bv. op ~OOO C. gebrand)
Er moet dus een verband bestaan tussen de fysische eigenschappen van de
gebrande Kalk èn de temperatuur waarop de Kalk gebrand is.
In tabel I zijn deze weerg~geven (lit.5).
Brandtemperatuur totale opperv1aJc deeltjesgrootte dichtheid poriënvolume
in 2 in in in in
°C. . 11 / gram. 1) . micron • Kg/m3 %va.n totaal ~t
eoo 9 ( 1 1·7°0 55
900 3,5 1 1 .800 47
1.000 1,2
+
2 2.000 38-
1.100 - 2 - 5 2.350 30
1.200 - 6 -14 2·700 28
1.300 - - 2.·~50 -
1.400 0,1 sinteren .3.050 -
1) inwendig poriënoppervlak + uitwendig oppervlak
Zachtgebrande kalk h~eft dus een groter oppervlak dan hardgebrande kalk.
De reaktieanelheid van calciumoxyde met water zal dienovereenkomstig zijn.
4.1 Invloed deeltjeS-grootte en brandtemperatuur op de reaktieanelheid.
Brandtemp. deeltJes bluBwader bluatiJd
. °c~n • é;--rootte temp. c. in aek.
900 0-40 (~) 20 240
900 0-40 (f) 84 30
900 3-8 (oom) 64 30
1. 400 1-5 (1-1 ) ~4 30
1. 400 3-1:) (mm) 64 16 (min. )
.-
Deze tabel heeft betrekking op het blussen van .3 gram kalk in 400 001.
o
water van 20 resp. 84 c.
- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - - ' - - --- - - - - - - - - - ,
"
Bij het blussen van 100 gra.m kalk met 60 gral!l water van 20 oe. vind.en
wij het volgende (lit.4):
Snelblussende kalk binnen 1 min. temp. >100 oe.
middelmatige kalk in ca. 5 min. temp. 100 oe.
traagbluBsende ka.lk : in ca. d min. temp. ca. bO oe.
Zie gra.fiek 1.
4.2 Invloed van d.e temperatuur van het bluswater op de re~tiesnelheid.
(lit. j, 6)
20 gram kalk + 200 gra.m water:
temperatuur
va.n het water
2) oe
35 oe
45 oe
<:>5 oe
relatieve
bluasnelL.tl.la.
1
2
4
20
4.3 Invloed van de druk op de reaktiesnelheia.
•
Ilke 0,5 atm. drukverhoging geeft ongeveer een verdubbeling van de
reaktiesnelheid (bij 100 oe).
(lit.6)
3
Het caloiumoxyde verkregen door de thermische ontleding van caloiumnitraat
biJ ca. 1.000 oe zal eerder een middelmatig-anelle- dan e.n snelbluas.nde
kalk ziJn. Ow aan de veilige ~ ~nt te bliJven, zull~n wiJ aan dit caloi~
oxyde een blu88nelheid toekennen in de orde va.n ca. 10 min.
5. Thermod.;ynamiliJ,ohe berekeningen
We beschouwen hier de totale reaktie:
CaO + + L}.H
De hierbij vrijkomende warmte is de som van de adsorptie-warmte (A) en de
ont1edingawarmte .(B).
In het hierna volgende maken we onderscheid tussen:
:~.
~i
..~,
.:>;
1"- - "
Grafiek I
Temperatuur in oe "
:. '.
1 2
4
Blustija._ in Min.
o ~n.lle kalk
IJ Mat ":lge kalk
A Trage kalk.
8
.,t
----------- - - - - - - - - - - - -- - ------_..-,~ 
',.?"
."
a. CaO + + ~ H
b. CaO + + Ó H '
Dit in verband met het blussen van kalk met waterdamp in een flutdbed.
Berekening a.
IJ ~ Ca.O - 63),1 KJ/moL. (lit.7)
;:
tI
o
~ HV H20(L) - 2d),7ti ti
Ll ~ Ca(OH) 2 ... - )86,2 ti
= - 986,2 -(-63),1 - 2o~,70) = -6),32 KJ/mOl.
De reak:tiew~rrote biJ T >2:;10,1) oK bereKenen we als volgt:
+
+
= / H
U 2jo,15
+ +
5
< '
"1
:>4 ~
De 2
0
term van het rechter lid berekenen we via grafische integra.tie in grafiek 2.
De 30
term bereKenen we uit:
C (CaO)
p
+
De 40
term berekenen we vi~ tabellen.
W. vinden zo het verband tussen ue reaktiewarmte~H en de temperatuur.
Berekening b. (zie gr afiek 3)
Op aniil.loge wijze kunnen we Ij Ht berekenen. Hierbij is tot 100 oe de verza.digde
waterdampspanning genomen en bij temper~turen>lOO oe een waterdampepanning van
1 bar.
De kalk afkomstig uit het calciumnitr~at bevat weinig verontreinigingen
en is .en matig-snelle Kalk.
6
In principe kan dus volstaan worden met een wat eenvouQ~ger ap~aratuur dan
die waárop onderstaande berekeningen zijn ~ebaseerd . De voorkeur is echter
gegeven aan blus-apparatuur in standaard uitvoering.•
Andere mogelijkheden zullen naderhand ter sprWce Kornen.
De standaard-apparatuur bestaat ,'ü t:
6.1 grote opslagbunker
Deze dient voor opslag van de kalk u~t de calciumnitraat oven. De kalk
is vooraf door een hamermoleu op 1 - 8 mm. stuk-cl"rootte gebracht.
De opslii.gbunker moet minstens een dag-l-'roduktie kalk icunnen bevatten.
6.2 sCAroeftransporteurs en elevatoren
6.3 klein opvang-vat met verdeler
.~.
nodig om een gelijkmatige toevoer van kalk aan de bluskamers te waar-
borgen.
6.4 ~iedelige bluskamer
Deze bestaat uit:
a. mengkamer
b. bluskamer
c. nabluskamer
intensieve menging van kalk en bluswater.
blussen van de kalk.
zowel voor het blussen van langzaam reagerentie kal~­
delen als voor het losroeren van aan elkaar vast-
geraakte kalkdeeltjes.
6., natte ~alkutof-vanger
De uit de bluskamers ontwijkende waterdamp wordt via dQn waskolom waarin
het bluswater als waswater wordt toegevo~rd, door een ventilator weg-
gezogen. Hierdoor ontstaat iu de bluSKä.l1lerld een kieine onderdruk.
6.6 pneumatisch transport ap~aratuur
Het calciumhydroxyde afkomstig van de bluskamer kan met behulp van een
batjes-elevator of pneumatisch naar het windzift worden getransporteerd.
Bij het laatste dient men over een transportbuis + cycloon + fiJne stof-
vanger + compressor te beschikken.
~
•1
j
J
6.7 Windzift, pulveriser
Het windzift zeeft op deeltjes grootte uit. Het produkt ( 50 micron.
wordt direkt afgevoerd naar de afweeginatallatie.
1
Het produkt> 50 micron. wordt via een pulveriser teruggevoerd naar de
hoofdstroom in de tra.nsportbu1s,
7.Detailberekeningen
7.1 De opslagbunker
Uit de calciumnitraat oven
Stortgewicht CaO : 60 Ibs/cuft.
1 dag-produktie CaO
Volume bunker
.:itorthoek CaO
Neem voor de tophoek van het
kegelvormig ondereinde
Afmetingen van de bunker:
hoogte
diameter
-...
..
1.170 Kg./U. CaO
)60 Kg./m3
2j,J m)
60 0
7,7 m
2,7 In
Onderin bevindt zich een cilindrl.sche verdeler waarin op een as een viertal
schotten is gemonteerd.
Tra.nsport CaO
Toerental
1170 Kg./U.
Inhoud van Cle 4 compartimenten
Afmetingen verdeler lengte
diameter
=
=
0,0203 /lI3/min•
1) omw./min.
1,.>0.10-3 m.3
0,2 en
0,08 m
Het calciumoxyde koelt tiJdens het verblijf in de opslägbunker af.
De temperatuur va.n het calciumoxyde onder in Cle bunker ka.n worden benaderd met
behulp van de formule voor de niet-~tationaire warmtegeleiding:
2
za -I T.II
J t
ver~eliJking
De oplossing van deze differentia.al geeft een betrekking tussen de teenpera-
tuur en het kengeh.l van Fou.rier (Fo).
Fo a.t. .L- R
2
a
r' C, p
A poreuze Illii.ssa. f ca. 0,5 0,2 - 0,3 Watt/al °c
-
9 '0 ' /.3P 11 ft ~ stortge"Wicht () f~g. m
ë " " 375 OK - 425 ol( 640 JOUle/Kg. oe
p
3.10-7
..,
a " " m~/sec.
t
2R
- verbliJftijd in de bunker ~ ~4 uur '"
a uiameter van de bunker
Fo
Als Ir1
..
0,015
=- 0,7
= oragevingstemperOituur
=
00.,+UO sec.
2,7 m.
To '" 1)0 oe
(T) :a 112 oe
• temperatuur van het ingevoerde calciullloxyde.
7.2 Berekening schrooftransworteurs (lit.u)
7.21
voor onöebluste kalk
tra.nsport 1,210
stort5ewicht j60
diameter conveyor: 5" 0,13
toerental 60
vermogen : hp
C.L.il .F 1
::>3 .O J O .;
C - capaciteit van da conveyor
L zo lengte van de conveyor
W= stortgewicht van het materia.al
F - materi.al factor
., '" rendement
motorvermogen
OI7~6.j,d~.DO.l.746.10
..>J.ooo .92
motorvermogen
1.2
2
voor geblu~te kalk
mJ/U.
I .)
4;/(fi
Ill.
oInw./min.
=
0,716 cuft/min.
j,20
60
1
0,)
7
I
ft/ m
lba/cuft
wa.tt./m
0,37 KW.
TiJdens het blussen neemt het volume van de kalk toe met
100 - 150 %.
stortge,ncht bij 100 , 0 volume
stortgewicht bij 150 }v volume
gemiddeld stortgewicnt Ca,(OH) ;.
transport : 154u Kg/U
diameter conveyor 5" - 6"
toerental
<-
toenOLme
toenane
motorvermogen op dezelfde wijze bereKend
:notorvermo5en
t.>J4 Kg/m
3
= ')07 'i.g/mJ
"" JeO Kg/tl)
= L, 7u m
j
/u
0,16 m
= 60 omw./M~n.
'" 10 Watt/til
U,37 iOl.
8
1.2.3 Berekening elevator
lengte
1
inhoud van elk bakje
afstand tussen bakjes
snelheid van de ketting
toerenta.l pulley
di&aaeter pulley
motorvermogen
11.0 torvermogen
1.3 Kleine opv~~t~nk met verdeler
. 3
Volume van de t/il.nk 0,6 m
1.4 B.reken~ng ~riedelige bluaka.mer
1.4.1 Mengka.mer:
.. 8 ID
4.10-3 m3
::: 0,4 m
c 0,3 m/min.
= 3 vmw/min.
0,32 .n
60 watt
0,37 KW
9
I~ deze kamer vindt een intensieve mengi~ plaats v~n ue kalk met het
bluswater, zonder dat er een reaktie optreedt, al zal dit niet helema.l
VOOrkomen kunnen worden.
De verblijftiJd diènt dus zo kort mogelijk te zijn.
Afmetingen van de mengerl lengte
diameter =
inhoud
De menger i~ voor 1/3 gevuld
transportsnelheid
1 rn
0,4 m
0,12)6 m,}
0,0419 m3
0,0203 mJ/min.
verbliJftijd ::cói..2 min."
Van uit deie menger valt de reeds geueelteliJk gebluste Kéi.lJC in <le
2
0
kamer.
7.4.2 B1USK&lIler
Hierin wordt het grootste deel van de kalk o~ezet in calciumhydroxyde.
Hierbij komt veel warmte en waterdamp vrij, uat door de stoompijp naar
d. natte stofvanger wordt afgevoerd.
De verb11Jftijd in Qeze Ka.mer stellen we op:
gemiddeld stortgevicht Ca(OH)2
door de roer~ng en de ontwijkende damp
zal uit stortgewicht oae 2 K kleiner zijn
transportsnelheid ~~70. 74
1546 1.
2'80 6"
produkt-volume in de Kamer
10 min.
560 KG/m3
230 Kg/fl/
1.546 Kg/U
0, ~2 m}
...
- --------- -- ---
Als de kamer voor d.e helft gevuld is,
d...n ia het volume v.,n de kamer 1,04 m3
lengte va.n cie kamer 2,.3 til
~iam.ter van de k.,mer 1 m
In deze k..mer heeft de roerderas armen waa.rc:l&U verstelbare schoepen
zitten. Hierdoor ~unuen we de verbliJftiJd in de kamer re~e18n.
Als Aan één arm 2 schoe~en zitten vän 20 X 20 cm. dan wordt er per om-
wenteling ca. 1,2 L verplaatst.
10
Nu zijn er schoepen die transporteren èn schoepen die tegenstaan. Nemen
we een gemiddeld transport aan van 0,5 L per omwenteling dan moet de
roerderaa ca. 2100 92 o:nw/ml.n. maken.
0,5.60 ..
Lengte van de armen ca. 0,9 m.
7.4 •.3 Na-bluskamer
Deze komt overeen met de middelste bluskamer. In deze kamer wordt de
gebluste kalk go~d door elkaar geroerd, zodat eventuele aan elkaar ge-
raakte deeltjes losgemaakt worden. Het water dat eventueel nog ..anwezig
zou zijn, kan verdampen, zod..t de gebluste kalk droog wordt. Eventuele
niet blusbare gedeelten zoals stenen e.d., zakKen naar de bod.em van deze
kamer: waar ze periodielc van anderen afgescheiden worden. Vlak voor de
opening waara.oor de gebluste kalk de k.,mer verlaa.t, is ean vertikaal
schot geplaatst, w..arvan de hoogte geregeld kan worden. De hoogte hangt
af van de verontreinigingen in de kalk.
Daa.r in de totale bluakamer een kleine onderdrUk heerst, Kan men zonder
gevaar voor atof of stoom de Kamers tijdens bedrijf openen.
I I
De drie roerwerken in de kamers sta~n met elkaar in verbindir~ op een
motor. Het vermogen van deze motor ia J - {. ~w
Het materiaa.l waarvan de blusKamer ~emao;l,k ·t kan worden, is normaal pl....t-
staal.
7.5 Berekening van de natte kalkstof-vd.llger
Hoeveelheid kalkstof vóór het afvangen ca.
(lit.~)
Hoeveelheid kal~stof na het afvangen cu.
Stel de temperatuur van de bluskamers
Hoeveelheid waterdamp welKe de blus~amers
(Zie warmte balans) verlaat
Produktverlies zonder afvanginstAllatie
14,) Kg/U =
15 gram/m3 waterdamp
10 mg/mJ waterdamp
100 oe
ü,j6 %
Afgezien van het eventueel nuttig gebruik van de wa.rmte in de water-
da~p en het prodUKtverlies, is het afblazen van ca. 15 Kg/U kalkstof naar
bU1ten voor de omgeving hinderliJk. We leiden daarom de waterdamp door
een natte afvang-installatie.
. 7.5.1 Toevoer van zoveel leidingwater dat u~ze hoeveelheid + de hoeTeelheid
gecondenseerde waterdamp juist toereikend is voor de hoeveelheid blus-
water.
De natte kalkstofvanger bestaat u~t een cilindrische kOLom waarin een
aantal pla.ten en ringen zijn in~ebouwd, WéoL<.i.rOVer het waswater stroomt.
7.5.1.1 Berekening van de hoeveelheid cundenserende waterdamp.
invoer waterdamp van 100 oe == )94 Kg/U
..fvoer bluswater va.n 90 oe 970 Kg/U
hoeveelheid waswater van 20 oe X Kg/U
hoeveelheid waterdamp ai. condenseert ::: Y Kg/U
Warmt_balans over de natte kalkstofvanger:
warmte to~voer per uur: Y l(g . waterdamp welKe t.:ondenseert en afkoelt
tot )0 oe Y.2297,6 KJ
warmte afvoer per uur X Kg. water op~ew~rmd v.n 20 oe ~jO oe.
warmte ...fgegeven aan de
orAgeving (s.traling+conveotie)
met rI. .. 15 Watt/ru oe
2
A = 4,5 m
D. T '" 75 oe
232,89.1
X
+
+
1825
Y
22:31,6 Y
'770 }-- Y =
.. X.~j2,d~ KJ
110 Kg/U
860 Kg/U
De hoeveelheid wa.terdamp welke per uur de natte kalkstofvanger verla.at
is 484 Kg = oOj mJ
11.
Om de afmetingen van de waskolom te bepalen, stellen we als voorwaardea
1
0
een waterdrup~el >100 Û mag niet meegenomen worden door de water-
damp.
2
0
de temperatuur van het water moet onderaan JO oe zijn.
Nen druppel zweeft in een fluïü.uru als
Kt = IC ..
1 .3
brTD g (~-?l)
1 2 1 2
Cv • ::; rr D • "2 ~( Vf
Cv::: F (Re).
Als D = lOOP. , da.n is VI ca. U,) m/sec.
Bij een hoeveelheid van 30) m3/U komt à..it overeen met een kolomciiametar
v...n 0,15 m
1·5·1.2
•
Bereken1ns Tan het aanial platen en ringen in
diameter Tan de p14ten
oPP.rTlakte van de pllA.ten
oppervlakte van de ringen
De~e afmetingen Tolgen uit het feit dat:
o
1 Oppervlakte plaat a oppervlakte ring
0,6 BI
0,2826
0,2830
d. kolo~:
2
m
2
m
2
0
Oppervlakte ronde opening - o~pervlakte rin6~ormige ol ening.
HoeTeelheid water bOTen in d. kolom d60 Kg/U
~oev.elheid w~t.r onder in de kolom : 970 Äg/U
0, 239 Kg/sec.
c 0,269 Kg/aec.
Bij een la.'t.gd.ilCte van 5 mm. is de gemiddelde verbliJftiJd van het
water op een plaat of op een ring 2,5 sec.
12
Om het aanh.l platen on ringen te bepalen, berokeneuwe de opwarming
Tan het water op één pla~t(ring) door uit te gaan Tan het f,it dat het
water middels niet stationaire warmte geleiding opgewarmd wordt. In
werkelijkheid is d. opwarming boter.
Voor de niet stationaire "ndimensionale warmte geleiding geldt:
d ~ J 2T
TI .. a d X2
De oplossing hiervan luidt:
Tl-<.TÎ ., F(~'o)
T - T1 0
Fo - 4a.t
'"' kengetal van Fourier.
X2
 . -6 2/a
- ""fT
.. 0,144.10 m sec.
. p
).10-3X - dikte VOtn de waterlaag = m.
.t ,. gemiddelde verblijftijd ca 5,5 esc.
}<'o
- 0,127
Tl - (TI
In (lit.lO) vinden we nu : T _ T = 0,65
1 0
Voor de gemiddelde temperatuur Tan het water dat van ~. N~ plaat(ring)
komt, vinden we nUl
(TJ - Tl - (or-1
- T ). 0,65
n
0
Tl ::a 100 oe
T
0
20 oe
T • 90 oe n • 4,7 za 5'
- - - - ,
13
We hebben dus 3 platen en 2 ring~n nodig. De afstand tussen de platen
en de ringen is 0,2 m.
De afmetingen van de natte kalkstof vanger ziJn nu:
Diameter
Toh.ie lengte
: 0,75 m
2 m
7·5·1.3BereKeuing va.n het ventilator
,
,_ 0·'15
t
~.W
'%- r ·.
vermogen:
De totale drukval over de darupleiding + natte kalkstof vanger iSl
-[+
L
2" Kw 1
1
<VI 2-l1P T
- -)
+ Z. ' J'D J 2 
.
z =
=
=
totale uQogte dampleiding + natte kalkstofvanger u
dichtheid waterdamp bij ca. 1 atm. en 100 oe a
weerstandsgetal bv. bij bocht~n
Diameter van de leiding v66r de stofvanger
Lengte van de leiding v66r de atofvanger
b p is yerwa.arloosbaar.
~~ over de stofvanger
Diameter van de leiding ná de stofvanger
Lengte van de leiding ná da stofvanger
Ll'P (met inbegrip van bochten)
Druk van de waterdau~kolom : Z' .~ • g.
p
as
61> tot..al
= ~v f:l p ~
80 - ,
- 3~ • 80 . ~3
7.5.2 Alle waterdamp warmte wordt benut.
::
ca.
=
Cil.. :::
::
60 ~
0,4 lil
2 m
JO N/m2
0,2 In
2 m
20 N/m2
30 N/m2
bO NI .2
/00
Hoeveelheid waterdamp afkomstig van de natte kalkstofvanger • 484 Kg.
( Ven !lOU met d!!~'! .,,~terd&l!lp e,..n !.bserptie koelmaehim, kun~en bedrijnn. ,)
•
14
Direote oondensatie tot 0 .. . 100 oe zou '1.73 KW leveren, over eenkomend met
o
3734 Kg. wator van 100 C. per uur.
Hierin bevindt zich dan nog 2 - 3 mg. Ca (OH)2 /L
De oploaba..rheid van Ca (OH)2 bij tiO °c _. 80 mg/L
De heetwaterbereiding voor douches e. ~ . brengt hogere investeringskost.n
met zich mee, zoala de kosten voor e.n warmtewissela..r, pompen e.d.
Het materiaal waarvan de natte k&lkstofvanger gemaakt kan worden is
roestvrij staal no. 304.
7.6 Het pneumatisoh transport naar het windzift.
De gebluste kalk massa welke uit d. blusKamer komt, heeft een nogal t;evari-
eerde korrel grootte:
15 - 25 t ) 70 micron (lit.12)
RierYrl.li is ca. 2 7; > 2 mmo
Dit betrof echter een k....lk '-wlke door branden van koüksteen in een gas-
oven verkret;en was et:l dus zeker m~er verontreinigingen bf!v<it 'b,n kR.lk
afkomstig v~n c~lciumnitraat.
We nemen aan dat de cebluete k..lkde <.,1tJee ui t de bluakamer niet t::l'ût~r :üjn
dan 1 mmo
Voort,~ n~mel! 1'1'6 ...~n dat de gebluste kalk ma.ssa voor bijna 100 1~ ui t
c~lcium hydroxyde besta.t.
We verwaa.rlo7,f'Hl dus het vOC:htlJ t:l'Cbl,tc-"t;e van C, j - 0,5 Î:) (li t .12) en
eventuele verolltn.dnifjingen.
De kalkmasLèl. mo~t eerst geheel lmeumatitiGL omhoo6 getraual)orl,et~rd 'tiorden
naa.r een ,dnd~if't uw lLaur op korrel-grOl) /,,1,~<)0 mim'on • ..ti t~ezt:::~fd te
worden.
Een «ndère mogelijkheid Ü; f-l':U trilzeef ûnd~l' tie "i tln~t-üpening v.".tl J.e
' blusketmer . Eet restant e;rof veri.ulV8J'eu t~n terugvoeren op het zeef.
ne onderstaande bl"rekèninEen zijn echter e::;ebaseerü Oi) ldndziften, vooraf-
t,egaan door pneumatisch trauklport.
'7. 6.1 Berekening va.n de hoeveelheid. lucht, welKe h:i.ervoor nOdig is:
Bij het pneumatisch transport ~ient de verhou~ing
Kg. materiaal
Kg. transportgas
niet te klein te zijn.
De waarde van' moet tenminste 10 of ho~er zijn. BiJ hoge waarde van ~
is de afscheiding in een cycloon effectiever dan bij lagere waarden .
(Ut.U) Ue ~ :; 10, dan is:
Hoeveelheid Ca(O;~)2 rel' uur 1546 Ke· ( 1;110 Kg,'-'f ca. 12)
Hoeveelhei~ lu~ht per uur
7.6.2 J3ereKening van de gemiddelde temperatuur Vé;i.tl dtl lu.;i~ t in de buis.
. ?5 oeTemperatuur omgev~ng _
e Ca(OH)~ bij 100 oe
..p c-
C luchtp
T
_1)00 joule/Kg oe
1000 joule/Kg oe
Hierbij is de afgifte v~n warmte door de buiswand naar de omgeving via
uitstraling en vrije convectie verwaarloosd.
15
Als de tiJd waarin ue lucht opgewar~wordt in ~e buis van 25 oe ~ 95 oe
kleiner is dan de verbliJftijd,dan is de lû.cLttemperatL.tur boven in de buis
35 °c.
Om dit na te gaan, ne~en we een gemiddeld~ deeltJeS-diameter aan van 20;U
f s CaO bij 1000 oe gebrand
} S Ca.(OH) 2 (gemidd.eld)
2.000 Kg/m,)
:(
1.200 lCg/mJ
Uit:
Vs
2
en Vs
vinden we de valsnelheid.
Vs (20}L deel tje )
Vs (1 mmo )
(lit.13)
-) /12 • +0 rA sec.
'"' ca. tf,5 m/see.
Berekening van de warmte afgifte van ue kalkdeeltJes aan de lucht:
~
We nemen aan dat de kalkdeeltjes bestaan uit bolletJes van 20 micron.
(~ vinden we uite
<~~ï D :: 2 ' l '~ P 0,15 ,- - R 0,5 P 0, ~3,u + ',J' r + Ü,0ö. e • r
Pr (voor lucht) = Y/a z 0,71
Re ;a
U
• ~ • ~ = ~ '1,31..
U '"' 5 m/sec.
D .. 1D.10-6 m/Beo •
~.
'" 0,95 Kg/m) (ca.. ~5 oe)
~ -6 / 2 )/5 oe)'"' 22.10 N S80. m ca.
<J...l Um 2
°c- WattLm voor 20)t deeltJe
{~) "" 350 Watt/m2 °c. voor 1 men. deeltJe
"* (in werkelijkheid zullen de kalkdeeltJea meer op hexagonale plaatjes lijken)
7.6.2.1 Berekening van de tijd nouig ow de luwht rondom 1 mmo deeltje van
25 oe ~ 95 oe te verwarmen.
1
/fj' • dt
= gemiddelde temperatuur kalkdeeltJ8
= warmte overdrdchtscoëffioient
A = oppervlakte van het ~eeltJe
V = volume van het deeltje
=
T~ ..
T
,
'"'s
T ..0
t ::
gemiddelde soort warmte van de lucht
dichtheid Ca(OH)2
verhouding lucht / Ca(On)"t::.
98 °c
95 °c
25 °c
O~l sec.
"ln(T} To
(T;r Ta'
=
..
Op dezelfue wijze vinden we voor een 2().u deel tje:
-3 I
t = 10 Bec.
98 oe
.350 Watt/m2 oe
1000 joule/ oe Kg.
1200 Kg,'m3
0,1 Kg/Kg.
16
Het merendeel van de kalkdeeltjes heeft een deeitjea-grootte tussen °-70/K
De verbliJftijd van de lucht in de transportbuis bij een buialengte van
7,5 m bedraagt ca. 1 seo.
De lucht worQt Qua vriJ snel opgewarmd tot 90 - 15 oe. De gemiddelde lucht-
o
temperatuur in de buis kunnen we QUS op 90 e. stellen.
7.6.3 Berekening van de drukval over de buis.
f lucnt van 90 oe en 1 bar. '"' 0, ;16 Kg/m3
I
Hoeveelheid lucht per sec. 45.10-3 j
I: m
Uof ~ luchtsnelheid in lege buis :: 7,0 m/sec.
diameter van de buis 1) 0,09 m
Om de drukval over de buis te berekeneopassen we de wet van behoud van impuls
toe. (lit .14)
- Ö p
• G
-Ktv
.s
..
Kt
F
g'
maasastroomdichtheid in Kg/m2
sec •
sJ' .. t .z
A
~
J)
= totale schuir~racht langs de wand van
een ronde buis.
Mt = totale massa in de buis = Z.t'. p
g ' -g : als de richting van de massastroom en de zwaartekracht
tegengestela zijn.
Van een klein stukje ó.z van de buis gelat waarbij tevens onderscheid
is gemaakt tussen de lCalKdeoltjes en het draaggas:
11
, ",;'
-t,p - d(G. Us + Of Uf ) + ~ (1;. + 1.", ) dz + [Jrs • (l-~)'flJ ,;.dz
~ = gemiddelde deeltjesbezettinu over de doorsnede.
Als (Gs Us + Uf - Uf~"'O .. 0 dan is:
~ L
+ ~ [(ts + rf ) dz + g
o fip ,dz
l 8
()
Deze drUlCval is berelCend ten opzichte van het boveneinde van de buis.
We wer~en dit om tot:
IJ. p. Uof'
G . g.L
.. Soo (l+J~a) 1 1 f D u
2
+ S 00 , ( 2 s + 1,1 L ). of
s g.D.
La "- aanloopzone, waarin dl tot een constante waarde afneemt.
a ontmengfactor
c wrijvingseoëffieient van de deeltJes aan de wand.
De' wrijving van de lucht aan de wand is verwa~rloosbaar t.o.v. f
s
-[
Ut
U
s~
us
S 00
J.La
f
s
G
s
Al
over de gehele buis is ) 0,9, zodat:
.. U = 7 m/see.
of
= deeltjessnelheid boven Je '"aê.l.nloopzone
U ... U - v ::
7 m/see.B~ of s
1,0
= 4 m. aanname (lit.ll)
:: 0,01 aanname (lit.ll)
= b3,3 Kg/m2 sec. (v0or 1~10 Kg/U)
NI m2
= 22}0 _
7.6.4 Berekening van de cycloon
(lit.ll)
In de tekening is voor het afscheiden van de kalkdeeltjes één oycloon gebruikt.
De kleinste deeltjes welke afgescheiden kunnen worden met de cycloon:
9/1] .B
(lit .1)
n Ut U ({> - p. ), S J f
B - breedte van de cycloon-inlaat = 0,04 m.
Nt - omwentelingen van de lucht in de cycloon c 5 à 10
U = inlantsnelheid berekend op het inlaatoppervlak : bij een breedte
van 4 cm. en een hoogte van 15 cm. wordt U = 1 m/see.
D. = 5 micron-ann.
18
De kalkdeeltjsa <5 micron zullen dUB niet afgescheiden worden; door het
meesleureffect zal echter ncg een deel van dit fijne stof met de grote
massa in het windzift terecht komen.
De afmetingen van deze cycloon zijn: hoogte ca. 0,15 m
diameter 0,4 m
De cycloon is van onderen afgesloten met een roterenue sluis.
7.6.4.1.De drukval over de cycloon bedraagt:
A p oe Clf
IJ p - 16
1
• 2"
1
2
.lf Cw :; 16
• 1 • 49 : 392 • 40U N/ m2
Het fijne kalkstof dat met de lucht de eerste cycloon verlaat, moet
afgescheiden worden:
a. met een tweede cycloon. Met een serie parallel geschakelde cycloontjes
1s het mogelijk deeltJes tot 1 à 2 micron af te scueiden.
b. met een stofzak
o. met een natte kalkstofvanger op ongeveer analoge wijze als bij de
~ verwiJdering van het kalkstof uit de stoom.
Als we alle deeltJes 11 micron willen afscheiden met een tweede cycloon
dan moeten de afmetingen van de inlaa topening worden:
inlaatbreedte 10-
2
m
inlaat-oppervlak -4 2: ca. 0.10 m
De luohtsnelhei~ in deze smalle spleet is ca. )j m/sec. hetgeen een druk-
val van Oae 0,2 bar teweeg brengt.
Dit geeft aanleiding tot hoge slijtage en hoge compresoie-kosten.
We zullen daarom afzien van een tweede cycloon en gebru~k maken van een
stofzak.
De hoeveelh~id welke hierin terecht komt kan wel ) - 10 ~ bedragen.
1.6.5 Berekening van het cOmpressie vermogen:
Totale drukval over het hele systeem is nu ca. 30ûO N/m2 geworden.
Ap • 3000 N/m2
~v = O~045 m
3
/sec.
JC ( d. met een Cottrell-filter)
,;
Een compressor met roterende verdringer zoals een sohotten compressor is
hier op zijn plaats. (In tegenstelling dus met hetgeen in de tekening staat)
Het vermogen van de compressor is:
Pas "" 4v· 11 p "1lS 4,.10-,) • .3000 ·0~3 • 10-j 0,45 Kw.
7.7 Het windzift
De korrel-grootte van het produkt moet <50 micron zijn. Van het ingevoerde
produkt ia 50 - 70 ~~ (50 micron.
De korrel-grootte van landbouwpoed.erkalk is <50 micron.
Voor het vermogen van het windzift vinden we ca. 3,5 Kw (lit.15)
cl Materiaal en warmtebalans (zie massabalans in fig.5)
We nelJlen aan:
1. de reaktie vinüt plaats biJ 100 °C.
2. de temperatuur waarbij het GaO ingevoerd wordt is 100 oe.
). de temperatuur van het bluswater is ~ö oe.
4. dl (straling + vrije conveotie) van de bluskamer is 15 watt/m2 °C.
2
oppervlakte van de bluskamer ca. 20 m
We kunnen nu de hoeveelheid bluswater berekenen welke nodig is om de
bluskamer op een bepaal~e temperatuur te houden.
a. Blus~amer temperatuur = 100 oe
Warmte toevoer per uur:
reaktiewarmte
Warmte afvoer per uur:
: 1410 • 103 KJ
X Kg. water jO oe ~ 100 oe : 42,13. X KJ
(X-376) Kg. waterdamp 1 atm. 10U oe (2, 256.X-841)103KJ
l. - . -.3Afgifte aan de omgeving .3. J.. .A.A'r .)6ûO.1Û ..
.3 60 oA'r : 27.10.3 KJ
o
b. Bluskamer temperatuur = 125 c.
l'iarmte toevoer per uur:
reaktiewarmte
Warmte afvoer per uur:
x :I: 910 Kg.
o 0
X Kg. water j O C ~1 00 C
(X-376) Kg. waterdamp 1 atm. l2d °c
( t.o.v. water van 100 C.)
Afgifte aan de omgeving : 360.~T
Ca(OH)2 lUU °c ~12) °c
x ij; Kg.
1410 • 103 KJ
: 42,1.3. X ~J
: (2,JOB5.X-668)10JKJ
36 .103 KJ
.350,ö • 10 KJ
<
,
"
t(H O)~)
.-
- -t,
gh5 1) <1JhT>
'- - --.--
~I =11 oW
-
0lS) 010°1
(Sist)
- NOOP,:{ ;J.=.I!7 d'N.I/'" -- .
<:36 > -~/~ 5
~~"N"'!t
-
-dÖJ.~
S Jnnl)!~
<3ID
<]ill) <.q11SI)
'd :I '-'I Wq Sh 1~
(ol ">
YH01V) 4 - otH -I- ,~J") -- M
r-
It
<Ifl) "tt(HO)J]
<I~I ) l(H iJPt) [111_1
'" ~ ol '"/ ""
(QlD
1~~9] L}:~F~7~f)-0 -
d 1,..1I <t'd '3 .1 j ,1// .
'd~,)~~A
-
[QL] <0'38>
- -:l().l~l.t l 1Q - r-
'J31~M ?N,Htl;Jl
31.lVIl
1(' ) 10 0 8 ~
N
o
.,
..
Op analoge wiJze kunnen we de hoeveelheid bluswater bij andere bluskamer-
temperatuur berekenen.
De berekeningen zijn uitgevo~rd voor bluswater dat bij 20 oe en bij 90 oe
is toegevoerd. De reaktie -temperatuur bliJft in beide gevallen 100 oe.
Zie onderstaande tabel.
Temperatuur Hoeveelueid bluswater in Ág/U.
van de bl~s-
bij :1O oe biJ 20 oe
kamer in C.: toegevoegd: toegevoegd:
lUO '.310 860
125 j3J 828
150 693 7';17
200 d25 738
2)0 160 604
300 6:;8 6.>1
~ie grafiek 4.
9 Meet en regel apparatuur.
9.1 i.geling van de temperatuur in de blusk a~er:
21
De temperatuur meter in de middelste kamer regelt de bluswater toevoer van
de natte kalkstofvanger.
9. 2 Regeling va.n het waterniveau in de natte kalkstofvanger:
üoor te voorkomen dat de natte kalkstofvanger helemaal vol loopt, of in het
andere uiterste geheel leeg geraakt, wordt ~e le1dingwater-toevoer geregeld
door het nive~u via een vlotter-regelaar. Beide regelingen zijn continu.
9.3 Regel!ng toevoer van het calcium 0xY~e:
In het kleine opvangvat is een niveau-regelaar aangebr~cht, welke gekoppeld
is aan de motor van:
a. de elevator
b. de beide schroeftransporteurs naar en van de elevator.
c. de verdeler onder de opslagbunker.
Dit is een aan-uit regeli~.
•
..
22
10 Kostprijsberekening.
De kosten hebben betrekking op de verwerking van 10.000 ton CaO per jaar.
In verband met het niet volledig continu werken per jaar, zd.l de cd.paoite.it
van de apparaten groter moeten zi jn dan onder punt 6 en 7 is gonoemd.
Houden we echter dezelfde capaciteit aan, dan zullen we twee blusapparaten
moeten hebben. De apparaten-Kosten 'lorden dan hoger, Glad.r niet evenredig
omd.at we kunnen blijven volstaan met bv. 1 ~rote opslagbunker en
1 afweeg-afzakinstallatie.
Daardoor wordt tevens de personeelsbezetting efficienter, want we hebben
2 personen nouig zowel voor het beuriJf met 1 blusappéi.raG.t als met
2 blus~pparuten.
Bovend.ien kunnen we met 2 blusapparaten ue verwerKings-capaciteit opvoeren
tot 13.èSOO ton CaO/ja;..tr . (inuien d.e behoefte hieraa.n bestau.t)
10.1 Kosten investering: (lit.12, 16, 17)
(voor een bedrijf met één bludinstallatie)
Kosten apparatuur ~ 20 ,J
15 X 6 X 8
montage, instrumentat~e
aFL. )U,-- per m3Fabriekshal
Opslagloods 20 X 20 X 5 à Fl. 30,-- per m3
Afschrijving in 5 jaar
2
Grond: 600 m
Eigen kapit.l.al
à
Geleend kapitaéi.l
2
Fl. 50,-- per m
Rente à 6 70 over ~;eleend kapi taal
Totale investeL'in5skosten fier jaar
(Produktie: lj.200 ton Ca(OH)2/jaar)
10.2 Personeelskosten
6 man volcontinu 5 dagen/wecK.
49 weken /jaar à F'le 6,--/UlanUl.lr
10.3 Kosten van de grondstof
e.Cl.: Flo 150.000,--
" j6.000,--
11
60.000,--
--------------
i l. 246.000,-
1o'l. 4-/.200,--/jaar
Flo 30.000,--
!t'l. -,-
Fl. 276.000,--
Flo 16.600,--/ja.ar
1<'l. 65.600,--
Fl. ),--/ton Ca.(OH}2
----------------------
Flo 75. 0 JO,--/ja.a.r
Flo 5, bB/ton
De kosten va.n het CaO moeten gebaseerd worden op de bereidingswijze uit het
calciumnitraat.
In (lit.19) zijn de ontledings~osten met inbegrip van de absorptiekosten
van de nitreuze d.ampen begroot op Fl. 4-3,25 per ton Ca(NOj
)2.
Totale kosten voor de berEfidiug vä.n
ü,341 ton Cd.U
0,766 ton HN0.3 ~ 100 ~:6 )
r
ca. Pl . 20u,--
ca. Fl. 245,--
Deze kosten moeten evenredig verdeeld worden OVE:r het calcium oxyde en
het salpeterzuur.
kost ca. Fl. 200,-- (lit.20)
1 ton eau kost ca. }'1. 4), -- (li t .10)
IJe kostprijs van het calcium oxyde cl.fkomstig Ul t het oalciumrütraat
wordt nu : Fl. J2,--/ton
(1 ton ~OJ (lUO i~) moet <lan vour 1"1. 260,-- worden verKocht)
23
10.4 Kosten bedriJfsmiudelen
a. Electriciteit
1-'er bedriJfsuur is ca ..... 5 Kw lloa.ig.
Aantal bedrijfsuren per jaar ;.oóo
Totaal nodig : óó.250 Kwh à F1. U,07 (U.E.E.)
b. later
0,66 m} per 1,546 ton Ca(OR)2 à Fl. O,}j/m3
De totale kosten per ton Ca(üli)2 zijn nu:
Afschrijving, rente e.d.
Personeel
Grondstof CaO
Bedrijfsmidaelen
Totaal
1"1. 0,47/ton.
Fl. O,19/ton.
}'l. 5,--
" 5,6ö
" 5<+,40
" 0,66
Fl. 65 14_______ t __
Met deze grondstof1'en-priJs geven eS'rotere investeringskosten welke voort-
vloeien uit de opvoerlng vail de capaciteit weinig ver~ndering in de kost-
prijs van het Ca(OH)2.
Opvoering van de capaciteit tot 18.200 ton Ca(OH)2 per jaar in twee
blusinstallatiesgeeft een totale inv~a tering van Fl. 5,8,/ton, terwiJl
de personeelsKosten dalen tot Fl. 4,l2/ton.
De prijs van het Ca(OH)2 wordt dan
De prijs van 1 ton landbouwpoederkalk bij de
importeur ie
11 Het blussen Tan calc~ullloxyde met waterdamp.
24
11.1 In (lit.21) wordt een methode beschrevn waarin het calciumoxyde ih een
horizontale trog wordt omgeroerd in een waterdamp atmosfeer. ~e trog staat
in een cylinder ~elke gedeeltelijk gevuld is met water dat tevens als
»koelmiddel» dient.
Bij het opstarten van dit blusapparaat moeten we het water eerst verw~men
(bv. electrisch) om een voldoende waterdampspanning te creëren.
,
Indien lage druK-stoom voorhanden is, kan dit voor de opwarming gebruikt
worden. De temperatu~ van de uittredende gebluste kalk is oae 100 °C.
Deze methode biedt geen voordelen boven die in punt 6 genoemd.
Een meer elegante blusmethodiek met behulp van waterdamp, is die in een
fluIdbed.
11.2 Ret blussen van kalk in een fluiabed
De apparatuur-kosten Kunnen, gezien de hoge kosten van de grondstof, geen
criterium zijn voor de keuze tua~en flulQbed-bluasing èn de orthodoxe blus-
methodiek zoals onder punt ó is vermeld.
Daar eohter de fluïdbed-reaKtor techniek een 6te~u.s groter toepasdinga-
gebied vindt en de ontle~ing van het calciumnitraat zich wellicht in de
toekomst ook in een fluidbed zdl gaan afspelen, zal de mogelijkneid om kalk
in een fluïdbed te blussen hieronder ndder, zij het op summiere wiJze,
worden nagegaan.
In (lit.22) is de fluïdbed-bluasinG van calciumoxyde op laboratoriumschaal
uitgevoerd. Daar het ~ier een ~rimeur betreft, zal in het kort de methodiek
en het resu1taat worden we,~rgegeven:
Het CaO werd verkregen door CaCO} kristallen (100 - 3UO micron) te branden
op 1000 °C.
Hoeveelheid eaU in het fluïdbed
Af~etingen van het f1uïdbed: hoogte (in rustj
diameter
Lucht-waterdamp snelheid
riaterdampspanning
Het reaktie-verloop is in grclfiek .) weergebeven.
ca. 10 -
Cd.
20 gram
60 mm.
}O mmo
25 mm ./sec.
60 mmo lig
;
'"
100
o
%omgezet CaO.
/
/
//
./
./
~-,
~"~,,', l. ~ ... } """",:, '!
25
Grafiek 5
Fluïd-bed-temperatuur 110 à 120 oe.
Waterdampdpanning 60 mm.lig
Reaktietijd in min.
100
Onder deze omstandigheden is het verlies o.oor afsliJting van de deeltJes
en daardoor meevoering van het ontstane fijne kalkstof met de gasstroom,
verwaarloosbaar.
De watel'dampspanningbliJiCt hiervoor een criterium te zijn.
Hogere waterdampspannir~ geeft wel een verKorting van de reaKtie-duur maar
ook grotere verliezen door het afslijten.
",
26
(bij PH 0 :z: 100 mm.lIg : reaktie-duur = ti) mi l. .: verlies door rneevoering 2,5;0)
2
_ D
2
,'fs - fl )Uit: Vs - 181 .g volgt dat de Ca(OH)2 deeltJes in het fluïdbed
) 9 micron zijn geweest.
Een eerste benadering van een flutu-bed-blua~ing op te~hni~che schaal.
'Willen we bij ca. 100 oe en PH 0 = 60 mm.Hg, ca 12UO Kg. CaO/U blul;3sen,
:2
dan moet de snelheid van het lucht-waterdamp m~ngsel in het fluIdbed
ca. 4 à 5 m/sec. zijn. (per m
2
lege doorsnede)
De deeltjesdiameter moet dan ca. l 1 mmo zijn om te voorkomen dat ze me~­
genomen worden met de gasstroom.
We moeten dus het te blussen calciumoxyde voo~af uitzeven op verschillende
grootte. Elke fraktie ka.n a.an op een snelheia. overeenkonltlnd met ha.<.i.r dia-
meter in een fluïdbed worden é:eblust.
Een andere mogeliJr:heid is een zeer laêe fluïdisatie-snelheia. toe te passen.
Een gedeelte van het te blussen materiaal zal dan zeker uiet in een fluïde
toestand ~eraken, hetgeen weer tot vergroting van de warmte-afvoer moeiliJk-
heden .zal leiden. Nog afgezien van ae zeer lan~e re~tietij~.
Een derde mogeliJkheid is ~owel het grof als het fijn te fluïdiseren met
een snelheid van ca. ) m/sec., waarbij d:.l.n eGn ~root gedeelte wordt mee-
gevoerd en onderweg zal worden geblust. (transport-blussen) Een nutt~g
gebruik van de reaktie-warmte lijkt uan welhaast onwaarschiJnlijk, omdat
deze over een lange weg vriJ Komt.
In het kader van dit verslag is het ona.oenliJk hier de verschillende mogelijk~
heden op hun merites te beoorü~len.
12.Conclusies.
Het blussen van calc1umoxyae, afkomstig van de ontleding van calciumnitraat,
tot landbouwpoederkalk, kan goed uitgevoero. worden in de gangbare blusapparatuur,
als tenminste dit calciumoxyde zich niet van de normale gabrande kalk (uit 'kalk-
steen) onderscheidt door extreem slechter~ eigenschappen.
Het blussen Van kalk in een fluldbed op laboratoriumschaal, is uitvoerbaar,
zij het onder lange reaktie-duur.
Over de flu'îd-bed.-blussing op technische schaal kan in dit stadium niets worden
gezegd.
---- - - - - --
Literatuur
1 Veenman'a: Agrariachewinkler Prins, deel 2 bladz. 644
2 Mededeling "Nekami" Maastricht.
3 G. Rademacher: " Die Laechung von Branntkalk " Dies. Aachen (1958).
4 A. Baokmann: Zement-Kalk-Gips 262 (1956).
5 J. ytthrer i~em 354 (1953).
6 B.V.S. KnibbsJE.G.S. Thyler: Rock Products ~ no 6 84 (1955).
7 Landolt-B~rnstein: Kalorische Tabellen Band 11 Ueel 4j505 (1961).
o8 Perry: Chem. Eng. Handbook 3 Ed. bladz. 1347 •
9 Mededeling It Nekami " Gouda.
10 H. Kramers ,"Fysische Transportverschijnselen." 118 (1961).
21
11 It De Ingenieur It (1960) ehem. Techniek 11 Y"Symposillm pneumatisch tran8port".
12 H. von Zander I Zement-Kalk-Gips no 6 218 (1953-)0
13 F.C.A.A. van Berkel: Collegediktaat Chem. Werktuigen Deel 11 100 (1964).
14 H. Kramers: " Fysische Transportveraohijnselen " 147 - 22 (1961).
. 0
15 Perry: Chem. Eng. Handbook 4 Ed. 20 - 71 ; &- 13 •
16 H. K81bel; J. Schulze: Projektierung und Vorkalkulation in der ehem. Ind.
Springer Verlag; Berlinf 211 (1960).
17 Prijzenboekje van de Stichting N.A.P. oktober 1965 •
18 Winnaoker-Küohler: Anorganische Techniek 11 bladz. 314 •
19 P.G. Bakker I Afstudeer verslag Delft 1965 bladz. 18 •
20 European Chem. News I no 203 3 december 1965 bladz. 20 •
21 A. Meani: Frans Patent no 813.033 van 25 mei 1925 •
22 M.A. Sab16 : Frans Patent no 1.207.518 van 17 februari 1960 •
•

More Related Content

Featured

AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
marketingartwork
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
Skeleton Technologies
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Kurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
SpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Lily Ray
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
Rajiv Jayarajah, MAppComm, ACC
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
Christy Abraham Joy
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
Vit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
MindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Applitools
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
GetSmarter
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
Alireza Esmikhani
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
Project for Public Spaces & National Center for Biking and Walking
 

Featured (20)

AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 
12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work12 Ways to Increase Your Influence at Work
12 Ways to Increase Your Influence at Work
 
ChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slidesChatGPT webinar slides
ChatGPT webinar slides
 
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike RoutesMore than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
More than Just Lines on a Map: Best Practices for U.S Bike Routes
 

Omschrijving en nädere preclsering van het blusproces

  • 2. CaO UIT Ca(NÜJi? VENTILATOR HAt-'ERMOLEN :-;.:1) ~~U8E~11 '" "I - I I - I NATER I - -, J 11 - f- SILO EN OOSEERAPPARAAT -1 f- 3-DELI GE BLUSKAMER -1 r TRANSPORH waterda mp twater 11 - 250cm [J~ ~1 o CJ r~-J f-WI NOZ IFT-1 lucht , 1120cm j BLUSSEN vonKALK G.r. M. SEDEE NOVEMBER '65
  • 3. ,-------.-~---------_._---- Inhoudsopgave 1 Inleiding 2 OmschriJving blusproces j Reaktie mechanisms 4 Reaktie snelheid 5 Thermodyn~ruische berekeningen 6 Apparatuur 7 Detailberekeningen 7ol Opalagb.mker 702 Transporteurs 704 Bluskamers 70) Na~te kalkstofvanber 706 Pneumatiscn transport 707 iiindzift 8 ~mteriaal- en warmtebalans ~ Meet- en regel apparatuur 10 KostpriJsbçrekeningen 11 Blussen met waterdamp ~n een fluidbeu. 1~ Concluaies Literatuurlijst - _.._--- - - - - -----,. ~.~ Blad 1 1 1 2 3 b 7 7 8 j 10 14 ij l~ 21 22 24 26 27
  • 4. 1. Inleidipg Het c&lciumnitraa~dat bij de bereiding van fosfaathoudende kunstmest- stoffen onts~aat, kan vanwege de hygroscopiciteit en daardoor korrosiviteit moeilijk als kunstmest worden afgezet en moet dus worden omgezet. Ben van de vele methoden om het calciumnitraat verder te verwerken, is de thermische ontleding tot calciumoxyde en nitreuze dampen. -. 1 De verwerking van caloiumoxyde tot landbouwpoederkalk zal in dit verslag worden behandeld. Volgens (lit.l) is landbouwpoederkalk een kalkmestetof voor de kleigronden en wordt verkregen door het blussen van gebrande mergel, -kluitkalk en - kalksteen. Vp'lgens (lit.2) wordt landbouwpoederkalk bijna niet meer gebruikt, in • plaats daarvan neemt men koolzure landbouwkalk. 2. Omschrijving en nädere preclsering van het blusproces Volgens (lit.j) kan men 2 bluamethoden onderscheiden, nl.: 2.1 natblussen: de ongebluste kalk wordt met een dusdanige overmaat water aangeroerd, dat een waterige brij resulteert. 2.2 droogblussen: a. met water: men voegt aan de kalk 2 - 3 X de stoechiometrische hoeveelheid water toe. b. met waterdamp: bv. in een flurdbed. Bij het droogblussen behoudt d. massa zijn min of meer droge karakter. Daar hetcaloiumoxyde tot droge landbouwpoederkalk verwerkt moet worden, zal de methode van het droogblu~sen worden gevolgd. 3. Reaktie meohanisme Bij het droogblussen kan men een aantal fasen onderscheiden (lit.4): a. wateropname door de calciumoxyde massa. b. vorming van een metastabiel tussenprodukt door de adsorptie van 2 moleculen water per molecuul calciumoxyde. CaO + 2 B20 ~ CaO.2 H20 + A KJ/MoL. c. omzetting van calciumoxyde hydraat tot calcium hydroxyde. CaO.2 H20 ~ Ca(OH)2 + H20 + B KJ/MoL. De massa zal onder haftige waterdamp-ontwikkeling uiteen vallen in een los poedervormig produkt. d. agglomeratie van de calciumhydroxyu8 kristallieten. I-
  • 5. Deze fasen kunnen alleen onderscheiden worden bij een traag reagerende kalk zoals hardgebrande kalksteen. Bij het calciumoxyde afkomstig van de .. 0 calciumnitraat oven, dat vergeliJkbaar is met op ca. 1.000 C. gebrande kalksteen, zal dit niet het geval zijn. o Hardgebrande kalk bv. op 1.300 C. gebr~nd, reageert veel trager met water dan zacht gebrande kalk (bv. op ~OOO C. gebrand) Er moet dus een verband bestaan tussen de fysische eigenschappen van de gebrande Kalk èn de temperatuur waarop de Kalk gebrand is. In tabel I zijn deze weerg~geven (lit.5). Brandtemperatuur totale opperv1aJc deeltjesgrootte dichtheid poriënvolume in 2 in in in in °C. . 11 / gram. 1) . micron • Kg/m3 %va.n totaal ~t eoo 9 ( 1 1·7°0 55 900 3,5 1 1 .800 47 1.000 1,2 + 2 2.000 38- 1.100 - 2 - 5 2.350 30 1.200 - 6 -14 2·700 28 1.300 - - 2.·~50 - 1.400 0,1 sinteren .3.050 - 1) inwendig poriënoppervlak + uitwendig oppervlak Zachtgebrande kalk h~eft dus een groter oppervlak dan hardgebrande kalk. De reaktieanelheid van calciumoxyde met water zal dienovereenkomstig zijn. 4.1 Invloed deeltjeS-grootte en brandtemperatuur op de reaktieanelheid. Brandtemp. deeltJes bluBwader bluatiJd . °c~n • é;--rootte temp. c. in aek. 900 0-40 (~) 20 240 900 0-40 (f) 84 30 900 3-8 (oom) 64 30 1. 400 1-5 (1-1 ) ~4 30 1. 400 3-1:) (mm) 64 16 (min. ) .- Deze tabel heeft betrekking op het blussen van .3 gram kalk in 400 001. o water van 20 resp. 84 c.
  • 6. - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - -- - - - - - - - - ' - - --- - - - - - - - - - , " Bij het blussen van 100 gra.m kalk met 60 gral!l water van 20 oe. vind.en wij het volgende (lit.4): Snelblussende kalk binnen 1 min. temp. >100 oe. middelmatige kalk in ca. 5 min. temp. 100 oe. traagbluBsende ka.lk : in ca. d min. temp. ca. bO oe. Zie gra.fiek 1. 4.2 Invloed van d.e temperatuur van het bluswater op de re~tiesnelheid. (lit. j, 6) 20 gram kalk + 200 gra.m water: temperatuur va.n het water 2) oe 35 oe 45 oe <:>5 oe relatieve bluasnelL.tl.la. 1 2 4 20 4.3 Invloed van de druk op de reaktiesnelheia. • Ilke 0,5 atm. drukverhoging geeft ongeveer een verdubbeling van de reaktiesnelheid (bij 100 oe). (lit.6) 3 Het caloiumoxyde verkregen door de thermische ontleding van caloiumnitraat biJ ca. 1.000 oe zal eerder een middelmatig-anelle- dan e.n snelbluas.nde kalk ziJn. Ow aan de veilige ~ ~nt te bliJven, zull~n wiJ aan dit caloi~ oxyde een blu88nelheid toekennen in de orde va.n ca. 10 min. 5. Thermod.;ynamiliJ,ohe berekeningen We beschouwen hier de totale reaktie: CaO + + L}.H De hierbij vrijkomende warmte is de som van de adsorptie-warmte (A) en de ont1edingawarmte .(B). In het hierna volgende maken we onderscheid tussen: :~. ~i ..~, .:>;
  • 7. 1"- - " Grafiek I Temperatuur in oe " :. '. 1 2 4 Blustija._ in Min. o ~n.lle kalk IJ Mat ":lge kalk A Trage kalk. 8 .,t
  • 8. ----------- - - - - - - - - - - - -- - ------_..-,~ ',.?" ." a. CaO + + ~ H b. CaO + + Ó H ' Dit in verband met het blussen van kalk met waterdamp in een flutdbed. Berekening a. IJ ~ Ca.O - 63),1 KJ/moL. (lit.7) ;: tI o ~ HV H20(L) - 2d),7ti ti Ll ~ Ca(OH) 2 ... - )86,2 ti = - 986,2 -(-63),1 - 2o~,70) = -6),32 KJ/mOl. De reak:tiew~rrote biJ T >2:;10,1) oK bereKenen we als volgt: + + = / H U 2jo,15 + + 5 < ' "1 :>4 ~ De 2 0 term van het rechter lid berekenen we via grafische integra.tie in grafiek 2. De 30 term bereKenen we uit: C (CaO) p + De 40 term berekenen we vi~ tabellen. W. vinden zo het verband tussen ue reaktiewarmte~H en de temperatuur. Berekening b. (zie gr afiek 3) Op aniil.loge wijze kunnen we Ij Ht berekenen. Hierbij is tot 100 oe de verza.digde waterdampspanning genomen en bij temper~turen>lOO oe een waterdampepanning van 1 bar.
  • 9.
  • 10. De kalk afkomstig uit het calciumnitr~at bevat weinig verontreinigingen en is .en matig-snelle Kalk. 6 In principe kan dus volstaan worden met een wat eenvouQ~ger ap~aratuur dan die waárop onderstaande berekeningen zijn ~ebaseerd . De voorkeur is echter gegeven aan blus-apparatuur in standaard uitvoering.• Andere mogelijkheden zullen naderhand ter sprWce Kornen. De standaard-apparatuur bestaat ,'ü t: 6.1 grote opslagbunker Deze dient voor opslag van de kalk u~t de calciumnitraat oven. De kalk is vooraf door een hamermoleu op 1 - 8 mm. stuk-cl"rootte gebracht. De opslii.gbunker moet minstens een dag-l-'roduktie kalk icunnen bevatten. 6.2 sCAroeftransporteurs en elevatoren 6.3 klein opvang-vat met verdeler .~. nodig om een gelijkmatige toevoer van kalk aan de bluskamers te waar- borgen. 6.4 ~iedelige bluskamer Deze bestaat uit: a. mengkamer b. bluskamer c. nabluskamer intensieve menging van kalk en bluswater. blussen van de kalk. zowel voor het blussen van langzaam reagerentie kal~­ delen als voor het losroeren van aan elkaar vast- geraakte kalkdeeltjes. 6., natte ~alkutof-vanger De uit de bluskamers ontwijkende waterdamp wordt via dQn waskolom waarin het bluswater als waswater wordt toegevo~rd, door een ventilator weg- gezogen. Hierdoor ontstaat iu de bluSKä.l1lerld een kieine onderdruk. 6.6 pneumatisch transport ap~aratuur Het calciumhydroxyde afkomstig van de bluskamer kan met behulp van een batjes-elevator of pneumatisch naar het windzift worden getransporteerd. Bij het laatste dient men over een transportbuis + cycloon + fiJne stof- vanger + compressor te beschikken. ~ •1 j J
  • 11. 6.7 Windzift, pulveriser Het windzift zeeft op deeltjes grootte uit. Het produkt ( 50 micron. wordt direkt afgevoerd naar de afweeginatallatie. 1 Het produkt> 50 micron. wordt via een pulveriser teruggevoerd naar de hoofdstroom in de tra.nsportbu1s, 7.Detailberekeningen 7.1 De opslagbunker Uit de calciumnitraat oven Stortgewicht CaO : 60 Ibs/cuft. 1 dag-produktie CaO Volume bunker .:itorthoek CaO Neem voor de tophoek van het kegelvormig ondereinde Afmetingen van de bunker: hoogte diameter -... .. 1.170 Kg./U. CaO )60 Kg./m3 2j,J m) 60 0 7,7 m 2,7 In Onderin bevindt zich een cilindrl.sche verdeler waarin op een as een viertal schotten is gemonteerd. Tra.nsport CaO Toerental 1170 Kg./U. Inhoud van Cle 4 compartimenten Afmetingen verdeler lengte diameter = = 0,0203 /lI3/min• 1) omw./min. 1,.>0.10-3 m.3 0,2 en 0,08 m Het calciumoxyde koelt tiJdens het verblijf in de opslägbunker af. De temperatuur va.n het calciumoxyde onder in Cle bunker ka.n worden benaderd met behulp van de formule voor de niet-~tationaire warmtegeleiding: 2 za -I T.II J t ver~eliJking De oplossing van deze differentia.al geeft een betrekking tussen de teenpera- tuur en het kengeh.l van Fou.rier (Fo). Fo a.t. .L- R 2 a r' C, p A poreuze Illii.ssa. f ca. 0,5 0,2 - 0,3 Watt/al °c - 9 '0 ' /.3P 11 ft ~ stortge"Wicht () f~g. m ë " " 375 OK - 425 ol( 640 JOUle/Kg. oe p 3.10-7 .., a " " m~/sec.
  • 12. t 2R - verbliJftijd in de bunker ~ ~4 uur '" a uiameter van de bunker Fo Als Ir1 .. 0,015 =- 0,7 = oragevingstemperOituur = 00.,+UO sec. 2,7 m. To '" 1)0 oe (T) :a 112 oe • temperatuur van het ingevoerde calciullloxyde. 7.2 Berekening schrooftransworteurs (lit.u) 7.21 voor onöebluste kalk tra.nsport 1,210 stort5ewicht j60 diameter conveyor: 5" 0,13 toerental 60 vermogen : hp C.L.il .F 1 ::>3 .O J O .; C - capaciteit van da conveyor L zo lengte van de conveyor W= stortgewicht van het materia.al F - materi.al factor ., '" rendement motorvermogen OI7~6.j,d~.DO.l.746.10 ..>J.ooo .92 motorvermogen 1.2 2 voor geblu~te kalk mJ/U. I .) 4;/(fi Ill. oInw./min. = 0,716 cuft/min. j,20 60 1 0,) 7 I ft/ m lba/cuft wa.tt./m 0,37 KW. TiJdens het blussen neemt het volume van de kalk toe met 100 - 150 %. stortge,ncht bij 100 , 0 volume stortgewicht bij 150 }v volume gemiddeld stortgewicnt Ca,(OH) ;. transport : 154u Kg/U diameter conveyor 5" - 6" toerental <- toenOLme toenane motorvermogen op dezelfde wijze bereKend :notorvermo5en t.>J4 Kg/m 3 = ')07 'i.g/mJ "" JeO Kg/tl) = L, 7u m j /u 0,16 m = 60 omw./M~n. '" 10 Watt/til U,37 iOl. 8
  • 13. 1.2.3 Berekening elevator lengte 1 inhoud van elk bakje afstand tussen bakjes snelheid van de ketting toerenta.l pulley di&aaeter pulley motorvermogen 11.0 torvermogen 1.3 Kleine opv~~t~nk met verdeler . 3 Volume van de t/il.nk 0,6 m 1.4 B.reken~ng ~riedelige bluaka.mer 1.4.1 Mengka.mer: .. 8 ID 4.10-3 m3 ::: 0,4 m c 0,3 m/min. = 3 vmw/min. 0,32 .n 60 watt 0,37 KW 9 I~ deze kamer vindt een intensieve mengi~ plaats v~n ue kalk met het bluswater, zonder dat er een reaktie optreedt, al zal dit niet helema.l VOOrkomen kunnen worden. De verblijftiJd diènt dus zo kort mogelijk te zijn. Afmetingen van de mengerl lengte diameter = inhoud De menger i~ voor 1/3 gevuld transportsnelheid 1 rn 0,4 m 0,12)6 m,} 0,0419 m3 0,0203 mJ/min. verbliJftijd ::cói..2 min." Van uit deie menger valt de reeds geueelteliJk gebluste Kéi.lJC in <le 2 0 kamer. 7.4.2 B1USK&lIler Hierin wordt het grootste deel van de kalk o~ezet in calciumhydroxyde. Hierbij komt veel warmte en waterdamp vrij, uat door de stoompijp naar d. natte stofvanger wordt afgevoerd. De verb11Jftijd in Qeze Ka.mer stellen we op: gemiddeld stortgevicht Ca(OH)2 door de roer~ng en de ontwijkende damp zal uit stortgewicht oae 2 K kleiner zijn transportsnelheid ~~70. 74 1546 1. 2'80 6" produkt-volume in de Kamer 10 min. 560 KG/m3 230 Kg/fl/ 1.546 Kg/U 0, ~2 m} ...
  • 14. - --------- -- --- Als de kamer voor d.e helft gevuld is, d...n ia het volume v.,n de kamer 1,04 m3 lengte va.n cie kamer 2,.3 til ~iam.ter van de k.,mer 1 m In deze k..mer heeft de roerderas armen waa.rc:l&U verstelbare schoepen zitten. Hierdoor ~unuen we de verbliJftiJd in de kamer re~e18n. Als Aan één arm 2 schoe~en zitten vän 20 X 20 cm. dan wordt er per om- wenteling ca. 1,2 L verplaatst. 10 Nu zijn er schoepen die transporteren èn schoepen die tegenstaan. Nemen we een gemiddeld transport aan van 0,5 L per omwenteling dan moet de roerderaa ca. 2100 92 o:nw/ml.n. maken. 0,5.60 .. Lengte van de armen ca. 0,9 m. 7.4 •.3 Na-bluskamer Deze komt overeen met de middelste bluskamer. In deze kamer wordt de gebluste kalk go~d door elkaar geroerd, zodat eventuele aan elkaar ge- raakte deeltjes losgemaakt worden. Het water dat eventueel nog ..anwezig zou zijn, kan verdampen, zod..t de gebluste kalk droog wordt. Eventuele niet blusbare gedeelten zoals stenen e.d., zakKen naar de bod.em van deze kamer: waar ze periodielc van anderen afgescheiden worden. Vlak voor de opening waara.oor de gebluste kalk de k.,mer verlaa.t, is ean vertikaal schot geplaatst, w..arvan de hoogte geregeld kan worden. De hoogte hangt af van de verontreinigingen in de kalk. Daa.r in de totale bluakamer een kleine onderdrUk heerst, Kan men zonder gevaar voor atof of stoom de Kamers tijdens bedrijf openen. I I De drie roerwerken in de kamers sta~n met elkaar in verbindir~ op een motor. Het vermogen van deze motor ia J - {. ~w Het materiaa.l waarvan de blusKamer ~emao;l,k ·t kan worden, is normaal pl....t- staal. 7.5 Berekening van de natte kalkstof-vd.llger Hoeveelheid kalkstof vóór het afvangen ca. (lit.~) Hoeveelheid kal~stof na het afvangen cu. Stel de temperatuur van de bluskamers Hoeveelheid waterdamp welKe de blus~amers (Zie warmte balans) verlaat Produktverlies zonder afvanginstAllatie 14,) Kg/U = 15 gram/m3 waterdamp 10 mg/mJ waterdamp 100 oe ü,j6 % Afgezien van het eventueel nuttig gebruik van de wa.rmte in de water- da~p en het prodUKtverlies, is het afblazen van ca. 15 Kg/U kalkstof naar bU1ten voor de omgeving hinderliJk. We leiden daarom de waterdamp door een natte afvang-installatie.
  • 15. . 7.5.1 Toevoer van zoveel leidingwater dat u~ze hoeveelheid + de hoeTeelheid gecondenseerde waterdamp juist toereikend is voor de hoeveelheid blus- water. De natte kalkstofvanger bestaat u~t een cilindrische kOLom waarin een aantal pla.ten en ringen zijn in~ebouwd, WéoL<.i.rOVer het waswater stroomt. 7.5.1.1 Berekening van de hoeveelheid cundenserende waterdamp. invoer waterdamp van 100 oe == )94 Kg/U ..fvoer bluswater va.n 90 oe 970 Kg/U hoeveelheid waswater van 20 oe X Kg/U hoeveelheid waterdamp ai. condenseert ::: Y Kg/U Warmt_balans over de natte kalkstofvanger: warmte to~voer per uur: Y l(g . waterdamp welKe t.:ondenseert en afkoelt tot )0 oe Y.2297,6 KJ warmte afvoer per uur X Kg. water op~ew~rmd v.n 20 oe ~jO oe. warmte ...fgegeven aan de orAgeving (s.traling+conveotie) met rI. .. 15 Watt/ru oe 2 A = 4,5 m D. T '" 75 oe 232,89.1 X + + 1825 Y 22:31,6 Y '770 }-- Y = .. X.~j2,d~ KJ 110 Kg/U 860 Kg/U De hoeveelheid wa.terdamp welke per uur de natte kalkstofvanger verla.at is 484 Kg = oOj mJ 11. Om de afmetingen van de waskolom te bepalen, stellen we als voorwaardea 1 0 een waterdrup~el >100 Û mag niet meegenomen worden door de water- damp. 2 0 de temperatuur van het water moet onderaan JO oe zijn. Nen druppel zweeft in een fluïü.uru als Kt = IC .. 1 .3 brTD g (~-?l) 1 2 1 2 Cv • ::; rr D • "2 ~( Vf Cv::: F (Re). Als D = lOOP. , da.n is VI ca. U,) m/sec. Bij een hoeveelheid van 30) m3/U komt à..it overeen met een kolomciiametar v...n 0,15 m
  • 16. 1·5·1.2 • Bereken1ns Tan het aanial platen en ringen in diameter Tan de p14ten oPP.rTlakte van de pllA.ten oppervlakte van de ringen De~e afmetingen Tolgen uit het feit dat: o 1 Oppervlakte plaat a oppervlakte ring 0,6 BI 0,2826 0,2830 d. kolo~: 2 m 2 m 2 0 Oppervlakte ronde opening - o~pervlakte rin6~ormige ol ening. HoeTeelheid water bOTen in d. kolom d60 Kg/U ~oev.elheid w~t.r onder in de kolom : 970 Äg/U 0, 239 Kg/sec. c 0,269 Kg/aec. Bij een la.'t.gd.ilCte van 5 mm. is de gemiddelde verbliJftiJd van het water op een plaat of op een ring 2,5 sec. 12 Om het aanh.l platen on ringen te bepalen, berokeneuwe de opwarming Tan het water op één pla~t(ring) door uit te gaan Tan het f,it dat het water middels niet stationaire warmte geleiding opgewarmd wordt. In werkelijkheid is d. opwarming boter. Voor de niet stationaire "ndimensionale warmte geleiding geldt: d ~ J 2T TI .. a d X2 De oplossing hiervan luidt: Tl-<.TÎ ., F(~'o) T - T1 0 Fo - 4a.t '"' kengetal van Fourier. X2 . -6 2/a - ""fT .. 0,144.10 m sec. . p ).10-3X - dikte VOtn de waterlaag = m. .t ,. gemiddelde verblijftijd ca 5,5 esc. }<'o - 0,127 Tl - (TI In (lit.lO) vinden we nu : T _ T = 0,65 1 0 Voor de gemiddelde temperatuur Tan het water dat van ~. N~ plaat(ring) komt, vinden we nUl (TJ - Tl - (or-1 - T ). 0,65 n 0 Tl ::a 100 oe T 0 20 oe T • 90 oe n • 4,7 za 5'
  • 17. - - - - , 13 We hebben dus 3 platen en 2 ring~n nodig. De afstand tussen de platen en de ringen is 0,2 m. De afmetingen van de natte kalkstof vanger ziJn nu: Diameter Toh.ie lengte : 0,75 m 2 m 7·5·1.3BereKeuing va.n het ventilator , ,_ 0·'15 t ~.W '%- r ·. vermogen: De totale drukval over de darupleiding + natte kalkstof vanger iSl -[+ L 2" Kw 1 1 <VI 2-l1P T - -) + Z. ' J'D J 2 . z = = = totale uQogte dampleiding + natte kalkstofvanger u dichtheid waterdamp bij ca. 1 atm. en 100 oe a weerstandsgetal bv. bij bocht~n Diameter van de leiding v66r de stofvanger Lengte van de leiding v66r de atofvanger b p is yerwa.arloosbaar. ~~ over de stofvanger Diameter van de leiding ná de stofvanger Lengte van de leiding ná da stofvanger Ll'P (met inbegrip van bochten) Druk van de waterdau~kolom : Z' .~ • g. p as 61> tot..al = ~v f:l p ~ 80 - , - 3~ • 80 . ~3 7.5.2 Alle waterdamp warmte wordt benut. :: ca. = Cil.. ::: :: 60 ~ 0,4 lil 2 m JO N/m2 0,2 In 2 m 20 N/m2 30 N/m2 bO NI .2 /00 Hoeveelheid waterdamp afkomstig van de natte kalkstofvanger • 484 Kg. ( Ven !lOU met d!!~'! .,,~terd&l!lp e,..n !.bserptie koelmaehim, kun~en bedrijnn. ,) •
  • 18. 14 Direote oondensatie tot 0 .. . 100 oe zou '1.73 KW leveren, over eenkomend met o 3734 Kg. wator van 100 C. per uur. Hierin bevindt zich dan nog 2 - 3 mg. Ca (OH)2 /L De oploaba..rheid van Ca (OH)2 bij tiO °c _. 80 mg/L De heetwaterbereiding voor douches e. ~ . brengt hogere investeringskost.n met zich mee, zoala de kosten voor e.n warmtewissela..r, pompen e.d. Het materiaal waarvan de natte k&lkstofvanger gemaakt kan worden is roestvrij staal no. 304. 7.6 Het pneumatisoh transport naar het windzift. De gebluste kalk massa welke uit d. blusKamer komt, heeft een nogal t;evari- eerde korrel grootte: 15 - 25 t ) 70 micron (lit.12) RierYrl.li is ca. 2 7; > 2 mmo Dit betrof echter een k....lk '-wlke door branden van koüksteen in een gas- oven verkret;en was et:l dus zeker m~er verontreinigingen bf!v<it 'b,n kR.lk afkomstig v~n c~lciumnitraat. We nemen aan dat de cebluete k..lkde <.,1tJee ui t de bluakamer niet t::l'ût~r :üjn dan 1 mmo Voort,~ n~mel! 1'1'6 ...~n dat de gebluste kalk ma.ssa voor bijna 100 1~ ui t c~lcium hydroxyde besta.t. We verwaa.rlo7,f'Hl dus het vOC:htlJ t:l'Cbl,tc-"t;e van C, j - 0,5 Î:) (li t .12) en eventuele verolltn.dnifjingen. De kalkmasLèl. mo~t eerst geheel lmeumatitiGL omhoo6 getraual)orl,et~rd 'tiorden naa.r een ,dnd~if't uw lLaur op korrel-grOl) /,,1,~<)0 mim'on • ..ti t~ezt:::~fd te worden. Een «ndère mogelijkheid Ü; f-l':U trilzeef ûnd~l' tie "i tln~t-üpening v.".tl J.e ' blusketmer . Eet restant e;rof veri.ulV8J'eu t~n terugvoeren op het zeef. ne onderstaande bl"rekèninEen zijn echter e::;ebaseerü Oi) ldndziften, vooraf- t,egaan door pneumatisch trauklport. '7. 6.1 Berekening va.n de hoeveelheid. lucht, welKe h:i.ervoor nOdig is: Bij het pneumatisch transport ~ient de verhou~ing Kg. materiaal Kg. transportgas niet te klein te zijn. De waarde van' moet tenminste 10 of ho~er zijn. BiJ hoge waarde van ~ is de afscheiding in een cycloon effectiever dan bij lagere waarden . (Ut.U) Ue ~ :; 10, dan is: Hoeveelheid Ca(O;~)2 rel' uur 1546 Ke· ( 1;110 Kg,'-'f ca. 12) Hoeveelhei~ lu~ht per uur
  • 19. 7.6.2 J3ereKening van de gemiddelde temperatuur Vé;i.tl dtl lu.;i~ t in de buis. . ?5 oeTemperatuur omgev~ng _ e Ca(OH)~ bij 100 oe ..p c- C luchtp T _1)00 joule/Kg oe 1000 joule/Kg oe Hierbij is de afgifte v~n warmte door de buiswand naar de omgeving via uitstraling en vrije convectie verwaarloosd. 15 Als de tiJd waarin ue lucht opgewar~wordt in ~e buis van 25 oe ~ 95 oe kleiner is dan de verbliJftijd,dan is de lû.cLttemperatL.tur boven in de buis 35 °c. Om dit na te gaan, ne~en we een gemiddeld~ deeltJeS-diameter aan van 20;U f s CaO bij 1000 oe gebrand } S Ca.(OH) 2 (gemidd.eld) 2.000 Kg/m,) :( 1.200 lCg/mJ Uit: Vs 2 en Vs vinden we de valsnelheid. Vs (20}L deel tje ) Vs (1 mmo ) (lit.13) -) /12 • +0 rA sec. '"' ca. tf,5 m/see. Berekening van de warmte afgifte van ue kalkdeeltJes aan de lucht: ~ We nemen aan dat de kalkdeeltjes bestaan uit bolletJes van 20 micron. (~ vinden we uite <~~ï D :: 2 ' l '~ P 0,15 ,- - R 0,5 P 0, ~3,u + ',J' r + Ü,0ö. e • r Pr (voor lucht) = Y/a z 0,71 Re ;a U • ~ • ~ = ~ '1,31.. U '"' 5 m/sec. D .. 1D.10-6 m/Beo • ~. '" 0,95 Kg/m) (ca.. ~5 oe) ~ -6 / 2 )/5 oe)'"' 22.10 N S80. m ca. <J...l Um 2 °c- WattLm voor 20)t deeltJe {~) "" 350 Watt/m2 °c. voor 1 men. deeltJe "* (in werkelijkheid zullen de kalkdeeltJea meer op hexagonale plaatjes lijken)
  • 20. 7.6.2.1 Berekening van de tijd nouig ow de luwht rondom 1 mmo deeltje van 25 oe ~ 95 oe te verwarmen. 1 /fj' • dt = gemiddelde temperatuur kalkdeeltJ8 = warmte overdrdchtscoëffioient A = oppervlakte van het ~eeltJe V = volume van het deeltje = T~ .. T , '"'s T ..0 t :: gemiddelde soort warmte van de lucht dichtheid Ca(OH)2 verhouding lucht / Ca(On)"t::. 98 °c 95 °c 25 °c O~l sec. "ln(T} To (T;r Ta' = .. Op dezelfue wijze vinden we voor een 2().u deel tje: -3 I t = 10 Bec. 98 oe .350 Watt/m2 oe 1000 joule/ oe Kg. 1200 Kg,'m3 0,1 Kg/Kg. 16 Het merendeel van de kalkdeeltjes heeft een deeitjea-grootte tussen °-70/K De verbliJftijd van de lucht in de transportbuis bij een buialengte van 7,5 m bedraagt ca. 1 seo. De lucht worQt Qua vriJ snel opgewarmd tot 90 - 15 oe. De gemiddelde lucht- o temperatuur in de buis kunnen we QUS op 90 e. stellen. 7.6.3 Berekening van de drukval over de buis. f lucnt van 90 oe en 1 bar. '"' 0, ;16 Kg/m3 I Hoeveelheid lucht per sec. 45.10-3 j I: m Uof ~ luchtsnelheid in lege buis :: 7,0 m/sec. diameter van de buis 1) 0,09 m Om de drukval over de buis te berekeneopassen we de wet van behoud van impuls toe. (lit .14) - Ö p • G -Ktv .s .. Kt F g' maasastroomdichtheid in Kg/m2 sec • sJ' .. t .z A ~ J) = totale schuir~racht langs de wand van een ronde buis.
  • 21. Mt = totale massa in de buis = Z.t'. p g ' -g : als de richting van de massastroom en de zwaartekracht tegengestela zijn. Van een klein stukje ó.z van de buis gelat waarbij tevens onderscheid is gemaakt tussen de lCalKdeoltjes en het draaggas: 11 , ",;' -t,p - d(G. Us + Of Uf ) + ~ (1;. + 1.", ) dz + [Jrs • (l-~)'flJ ,;.dz ~ = gemiddelde deeltjesbezettinu over de doorsnede. Als (Gs Us + Uf - Uf~"'O .. 0 dan is: ~ L + ~ [(ts + rf ) dz + g o fip ,dz l 8 () Deze drUlCval is berelCend ten opzichte van het boveneinde van de buis. We wer~en dit om tot: IJ. p. Uof' G . g.L .. Soo (l+J~a) 1 1 f D u 2 + S 00 , ( 2 s + 1,1 L ). of s g.D. La "- aanloopzone, waarin dl tot een constante waarde afneemt. a ontmengfactor c wrijvingseoëffieient van de deeltJes aan de wand. De' wrijving van de lucht aan de wand is verwa~rloosbaar t.o.v. f s -[ Ut U s~ us S 00 J.La f s G s Al over de gehele buis is ) 0,9, zodat: .. U = 7 m/see. of = deeltjessnelheid boven Je '"aê.l.nloopzone U ... U - v :: 7 m/see.B~ of s 1,0 = 4 m. aanname (lit.ll) :: 0,01 aanname (lit.ll) = b3,3 Kg/m2 sec. (v0or 1~10 Kg/U) NI m2 = 22}0 _ 7.6.4 Berekening van de cycloon (lit.ll) In de tekening is voor het afscheiden van de kalkdeeltjes één oycloon gebruikt. De kleinste deeltjes welke afgescheiden kunnen worden met de cycloon: 9/1] .B (lit .1) n Ut U ({> - p. ), S J f
  • 22. B - breedte van de cycloon-inlaat = 0,04 m. Nt - omwentelingen van de lucht in de cycloon c 5 à 10 U = inlantsnelheid berekend op het inlaatoppervlak : bij een breedte van 4 cm. en een hoogte van 15 cm. wordt U = 1 m/see. D. = 5 micron-ann. 18 De kalkdeeltjsa <5 micron zullen dUB niet afgescheiden worden; door het meesleureffect zal echter ncg een deel van dit fijne stof met de grote massa in het windzift terecht komen. De afmetingen van deze cycloon zijn: hoogte ca. 0,15 m diameter 0,4 m De cycloon is van onderen afgesloten met een roterenue sluis. 7.6.4.1.De drukval over de cycloon bedraagt: A p oe Clf IJ p - 16 1 • 2" 1 2 .lf Cw :; 16 • 1 • 49 : 392 • 40U N/ m2 Het fijne kalkstof dat met de lucht de eerste cycloon verlaat, moet afgescheiden worden: a. met een tweede cycloon. Met een serie parallel geschakelde cycloontjes 1s het mogelijk deeltJes tot 1 à 2 micron af te scueiden. b. met een stofzak o. met een natte kalkstofvanger op ongeveer analoge wijze als bij de ~ verwiJdering van het kalkstof uit de stoom. Als we alle deeltJes 11 micron willen afscheiden met een tweede cycloon dan moeten de afmetingen van de inlaa topening worden: inlaatbreedte 10- 2 m inlaat-oppervlak -4 2: ca. 0.10 m De luohtsnelhei~ in deze smalle spleet is ca. )j m/sec. hetgeen een druk- val van Oae 0,2 bar teweeg brengt. Dit geeft aanleiding tot hoge slijtage en hoge compresoie-kosten. We zullen daarom afzien van een tweede cycloon en gebru~k maken van een stofzak. De hoeveelh~id welke hierin terecht komt kan wel ) - 10 ~ bedragen. 1.6.5 Berekening van het cOmpressie vermogen: Totale drukval over het hele systeem is nu ca. 30ûO N/m2 geworden. Ap • 3000 N/m2 ~v = O~045 m 3 /sec. JC ( d. met een Cottrell-filter)
  • 23. ,; Een compressor met roterende verdringer zoals een sohotten compressor is hier op zijn plaats. (In tegenstelling dus met hetgeen in de tekening staat) Het vermogen van de compressor is: Pas "" 4v· 11 p "1lS 4,.10-,) • .3000 ·0~3 • 10-j 0,45 Kw. 7.7 Het windzift De korrel-grootte van het produkt moet <50 micron zijn. Van het ingevoerde produkt ia 50 - 70 ~~ (50 micron. De korrel-grootte van landbouwpoed.erkalk is <50 micron. Voor het vermogen van het windzift vinden we ca. 3,5 Kw (lit.15) cl Materiaal en warmtebalans (zie massabalans in fig.5) We nelJlen aan: 1. de reaktie vinüt plaats biJ 100 °C. 2. de temperatuur waarbij het GaO ingevoerd wordt is 100 oe. ). de temperatuur van het bluswater is ~ö oe. 4. dl (straling + vrije conveotie) van de bluskamer is 15 watt/m2 °C. 2 oppervlakte van de bluskamer ca. 20 m We kunnen nu de hoeveelheid bluswater berekenen welke nodig is om de bluskamer op een bepaal~e temperatuur te houden. a. Blus~amer temperatuur = 100 oe Warmte toevoer per uur: reaktiewarmte Warmte afvoer per uur: : 1410 • 103 KJ X Kg. water jO oe ~ 100 oe : 42,13. X KJ (X-376) Kg. waterdamp 1 atm. 10U oe (2, 256.X-841)103KJ l. - . -.3Afgifte aan de omgeving .3. J.. .A.A'r .)6ûO.1Û .. .3 60 oA'r : 27.10.3 KJ o b. Bluskamer temperatuur = 125 c. l'iarmte toevoer per uur: reaktiewarmte Warmte afvoer per uur: x :I: 910 Kg. o 0 X Kg. water j O C ~1 00 C (X-376) Kg. waterdamp 1 atm. l2d °c ( t.o.v. water van 100 C.) Afgifte aan de omgeving : 360.~T Ca(OH)2 lUU °c ~12) °c x ij; Kg. 1410 • 103 KJ : 42,1.3. X ~J : (2,JOB5.X-668)10JKJ 36 .103 KJ .350,ö • 10 KJ
  • 24. < , " t(H O)~) .- - -t, gh5 1) <1JhT> '- - --.-- ~I =11 oW - 0lS) 010°1 (Sist) - NOOP,:{ ;J.=.I!7 d'N.I/'" -- . <:36 > -~/~ 5 ~~"N"'!t - -dÖJ.~ S Jnnl)!~ <3ID <]ill) <.q11SI) 'd :I '-'I Wq Sh 1~ (ol "> YH01V) 4 - otH -I- ,~J") -- M r- It <Ifl) "tt(HO)J] <I~I ) l(H iJPt) [111_1 '" ~ ol '"/ "" (QlD 1~~9] L}:~F~7~f)-0 - d 1,..1I <t'd '3 .1 j ,1// . 'd~,)~~A - [QL] <0'38> - -:l().l~l.t l 1Q - r- 'J31~M ?N,Htl;Jl 31.lVIl 1(' ) 10 0 8 ~ N o ., ..
  • 25.
  • 26. Op analoge wiJze kunnen we de hoeveelheid bluswater bij andere bluskamer- temperatuur berekenen. De berekeningen zijn uitgevo~rd voor bluswater dat bij 20 oe en bij 90 oe is toegevoerd. De reaktie -temperatuur bliJft in beide gevallen 100 oe. Zie onderstaande tabel. Temperatuur Hoeveelueid bluswater in Ág/U. van de bl~s- bij :1O oe biJ 20 oe kamer in C.: toegevoegd: toegevoegd: lUO '.310 860 125 j3J 828 150 693 7';17 200 d25 738 2)0 160 604 300 6:;8 6.>1 ~ie grafiek 4. 9 Meet en regel apparatuur. 9.1 i.geling van de temperatuur in de blusk a~er: 21 De temperatuur meter in de middelste kamer regelt de bluswater toevoer van de natte kalkstofvanger. 9. 2 Regeling va.n het waterniveau in de natte kalkstofvanger: üoor te voorkomen dat de natte kalkstofvanger helemaal vol loopt, of in het andere uiterste geheel leeg geraakt, wordt ~e le1dingwater-toevoer geregeld door het nive~u via een vlotter-regelaar. Beide regelingen zijn continu. 9.3 Regel!ng toevoer van het calcium 0xY~e: In het kleine opvangvat is een niveau-regelaar aangebr~cht, welke gekoppeld is aan de motor van: a. de elevator b. de beide schroeftransporteurs naar en van de elevator. c. de verdeler onder de opslagbunker. Dit is een aan-uit regeli~. • ..
  • 27. 22 10 Kostprijsberekening. De kosten hebben betrekking op de verwerking van 10.000 ton CaO per jaar. In verband met het niet volledig continu werken per jaar, zd.l de cd.paoite.it van de apparaten groter moeten zi jn dan onder punt 6 en 7 is gonoemd. Houden we echter dezelfde capaciteit aan, dan zullen we twee blusapparaten moeten hebben. De apparaten-Kosten 'lorden dan hoger, Glad.r niet evenredig omd.at we kunnen blijven volstaan met bv. 1 ~rote opslagbunker en 1 afweeg-afzakinstallatie. Daardoor wordt tevens de personeelsbezetting efficienter, want we hebben 2 personen nouig zowel voor het beuriJf met 1 blusappéi.raG.t als met 2 blus~pparuten. Bovend.ien kunnen we met 2 blusapparaten ue verwerKings-capaciteit opvoeren tot 13.èSOO ton CaO/ja;..tr . (inuien d.e behoefte hieraa.n bestau.t) 10.1 Kosten investering: (lit.12, 16, 17) (voor een bedrijf met één bludinstallatie) Kosten apparatuur ~ 20 ,J 15 X 6 X 8 montage, instrumentat~e aFL. )U,-- per m3Fabriekshal Opslagloods 20 X 20 X 5 à Fl. 30,-- per m3 Afschrijving in 5 jaar 2 Grond: 600 m Eigen kapit.l.al à Geleend kapitaéi.l 2 Fl. 50,-- per m Rente à 6 70 over ~;eleend kapi taal Totale investeL'in5skosten fier jaar (Produktie: lj.200 ton Ca(OH)2/jaar) 10.2 Personeelskosten 6 man volcontinu 5 dagen/wecK. 49 weken /jaar à F'le 6,--/UlanUl.lr 10.3 Kosten van de grondstof e.Cl.: Flo 150.000,-- " j6.000,-- 11 60.000,-- -------------- i l. 246.000,- 1o'l. 4-/.200,--/jaar Flo 30.000,-- !t'l. -,- Fl. 276.000,-- Flo 16.600,--/ja.ar 1<'l. 65.600,-- Fl. ),--/ton Ca.(OH}2 ---------------------- Flo 75. 0 JO,--/ja.a.r Flo 5, bB/ton De kosten va.n het CaO moeten gebaseerd worden op de bereidingswijze uit het calciumnitraat. In (lit.19) zijn de ontledings~osten met inbegrip van de absorptiekosten van de nitreuze d.ampen begroot op Fl. 4-3,25 per ton Ca(NOj )2.
  • 28. Totale kosten voor de berEfidiug vä.n ü,341 ton Cd.U 0,766 ton HN0.3 ~ 100 ~:6 ) r ca. Pl . 20u,-- ca. Fl. 245,-- Deze kosten moeten evenredig verdeeld worden OVE:r het calcium oxyde en het salpeterzuur. kost ca. Fl. 200,-- (lit.20) 1 ton eau kost ca. }'1. 4), -- (li t .10) IJe kostprijs van het calcium oxyde cl.fkomstig Ul t het oalciumrütraat wordt nu : Fl. J2,--/ton (1 ton ~OJ (lUO i~) moet <lan vour 1"1. 260,-- worden verKocht) 23 10.4 Kosten bedriJfsmiudelen a. Electriciteit 1-'er bedriJfsuur is ca ..... 5 Kw lloa.ig. Aantal bedrijfsuren per jaar ;.oóo Totaal nodig : óó.250 Kwh à F1. U,07 (U.E.E.) b. later 0,66 m} per 1,546 ton Ca(OR)2 à Fl. O,}j/m3 De totale kosten per ton Ca(üli)2 zijn nu: Afschrijving, rente e.d. Personeel Grondstof CaO Bedrijfsmidaelen Totaal 1"1. 0,47/ton. Fl. O,19/ton. }'l. 5,-- " 5,6ö " 5<+,40 " 0,66 Fl. 65 14_______ t __ Met deze grondstof1'en-priJs geven eS'rotere investeringskosten welke voort- vloeien uit de opvoerlng vail de capaciteit weinig ver~ndering in de kost- prijs van het Ca(OH)2.
  • 29. Opvoering van de capaciteit tot 18.200 ton Ca(OH)2 per jaar in twee blusinstallatiesgeeft een totale inv~a tering van Fl. 5,8,/ton, terwiJl de personeelsKosten dalen tot Fl. 4,l2/ton. De prijs van het Ca(OH)2 wordt dan De prijs van 1 ton landbouwpoederkalk bij de importeur ie 11 Het blussen Tan calc~ullloxyde met waterdamp. 24 11.1 In (lit.21) wordt een methode beschrevn waarin het calciumoxyde ih een horizontale trog wordt omgeroerd in een waterdamp atmosfeer. ~e trog staat in een cylinder ~elke gedeeltelijk gevuld is met water dat tevens als »koelmiddel» dient. Bij het opstarten van dit blusapparaat moeten we het water eerst verw~men (bv. electrisch) om een voldoende waterdampspanning te creëren. , Indien lage druK-stoom voorhanden is, kan dit voor de opwarming gebruikt worden. De temperatu~ van de uittredende gebluste kalk is oae 100 °C. Deze methode biedt geen voordelen boven die in punt 6 genoemd. Een meer elegante blusmethodiek met behulp van waterdamp, is die in een fluIdbed. 11.2 Ret blussen van kalk in een fluiabed De apparatuur-kosten Kunnen, gezien de hoge kosten van de grondstof, geen criterium zijn voor de keuze tua~en flulQbed-bluasing èn de orthodoxe blus- methodiek zoals onder punt ó is vermeld. Daar eohter de fluïdbed-reaKtor techniek een 6te~u.s groter toepasdinga- gebied vindt en de ontle~ing van het calciumnitraat zich wellicht in de toekomst ook in een fluidbed zdl gaan afspelen, zal de mogelijkneid om kalk in een fluïdbed te blussen hieronder ndder, zij het op summiere wiJze, worden nagegaan. In (lit.22) is de fluïdbed-bluasinG van calciumoxyde op laboratoriumschaal uitgevoerd. Daar het ~ier een ~rimeur betreft, zal in het kort de methodiek en het resu1taat worden we,~rgegeven: Het CaO werd verkregen door CaCO} kristallen (100 - 3UO micron) te branden op 1000 °C. Hoeveelheid eaU in het fluïdbed Af~etingen van het f1uïdbed: hoogte (in rustj diameter Lucht-waterdamp snelheid riaterdampspanning Het reaktie-verloop is in grclfiek .) weergebeven. ca. 10 - Cd. 20 gram 60 mm. }O mmo 25 mm ./sec. 60 mmo lig
  • 30. ; '" 100 o %omgezet CaO. / / // ./ ./ ~-, ~"~,,', l. ~ ... } """",:, '! 25 Grafiek 5 Fluïd-bed-temperatuur 110 à 120 oe. Waterdampdpanning 60 mm.lig Reaktietijd in min. 100
  • 31. Onder deze omstandigheden is het verlies o.oor afsliJting van de deeltJes en daardoor meevoering van het ontstane fijne kalkstof met de gasstroom, verwaarloosbaar. De watel'dampspanningbliJiCt hiervoor een criterium te zijn. Hogere waterdampspannir~ geeft wel een verKorting van de reaKtie-duur maar ook grotere verliezen door het afslijten. ", 26 (bij PH 0 :z: 100 mm.lIg : reaktie-duur = ti) mi l. .: verlies door rneevoering 2,5;0) 2 _ D 2 ,'fs - fl )Uit: Vs - 181 .g volgt dat de Ca(OH)2 deeltJes in het fluïdbed ) 9 micron zijn geweest. Een eerste benadering van een flutu-bed-blua~ing op te~hni~che schaal. 'Willen we bij ca. 100 oe en PH 0 = 60 mm.Hg, ca 12UO Kg. CaO/U blul;3sen, :2 dan moet de snelheid van het lucht-waterdamp m~ngsel in het fluIdbed ca. 4 à 5 m/sec. zijn. (per m 2 lege doorsnede) De deeltjesdiameter moet dan ca. l 1 mmo zijn om te voorkomen dat ze me~­ genomen worden met de gasstroom. We moeten dus het te blussen calciumoxyde voo~af uitzeven op verschillende grootte. Elke fraktie ka.n a.an op een snelheia. overeenkonltlnd met ha.<.i.r dia- meter in een fluïdbed worden é:eblust. Een andere mogeliJr:heid is een zeer laêe fluïdisatie-snelheia. toe te passen. Een gedeelte van het te blussen materiaal zal dan zeker uiet in een fluïde toestand ~eraken, hetgeen weer tot vergroting van de warmte-afvoer moeiliJk- heden .zal leiden. Nog afgezien van ae zeer lan~e re~tietij~. Een derde mogeliJkheid is ~owel het grof als het fijn te fluïdiseren met een snelheid van ca. ) m/sec., waarbij d:.l.n eGn ~root gedeelte wordt mee- gevoerd en onderweg zal worden geblust. (transport-blussen) Een nutt~g gebruik van de reaktie-warmte lijkt uan welhaast onwaarschiJnlijk, omdat deze over een lange weg vriJ Komt. In het kader van dit verslag is het ona.oenliJk hier de verschillende mogelijk~ heden op hun merites te beoorü~len. 12.Conclusies. Het blussen van calc1umoxyae, afkomstig van de ontleding van calciumnitraat, tot landbouwpoederkalk, kan goed uitgevoero. worden in de gangbare blusapparatuur, als tenminste dit calciumoxyde zich niet van de normale gabrande kalk (uit 'kalk- steen) onderscheidt door extreem slechter~ eigenschappen. Het blussen Van kalk in een fluldbed op laboratoriumschaal, is uitvoerbaar, zij het onder lange reaktie-duur. Over de flu'îd-bed.-blussing op technische schaal kan in dit stadium niets worden gezegd.
  • 32. ---- - - - - -- Literatuur 1 Veenman'a: Agrariachewinkler Prins, deel 2 bladz. 644 2 Mededeling "Nekami" Maastricht. 3 G. Rademacher: " Die Laechung von Branntkalk " Dies. Aachen (1958). 4 A. Baokmann: Zement-Kalk-Gips 262 (1956). 5 J. ytthrer i~em 354 (1953). 6 B.V.S. KnibbsJE.G.S. Thyler: Rock Products ~ no 6 84 (1955). 7 Landolt-B~rnstein: Kalorische Tabellen Band 11 Ueel 4j505 (1961). o8 Perry: Chem. Eng. Handbook 3 Ed. bladz. 1347 • 9 Mededeling It Nekami " Gouda. 10 H. Kramers ,"Fysische Transportverschijnselen." 118 (1961). 21 11 It De Ingenieur It (1960) ehem. Techniek 11 Y"Symposillm pneumatisch tran8port". 12 H. von Zander I Zement-Kalk-Gips no 6 218 (1953-)0 13 F.C.A.A. van Berkel: Collegediktaat Chem. Werktuigen Deel 11 100 (1964). 14 H. Kramers: " Fysische Transportveraohijnselen " 147 - 22 (1961). . 0 15 Perry: Chem. Eng. Handbook 4 Ed. 20 - 71 ; &- 13 • 16 H. K81bel; J. Schulze: Projektierung und Vorkalkulation in der ehem. Ind. Springer Verlag; Berlinf 211 (1960). 17 Prijzenboekje van de Stichting N.A.P. oktober 1965 • 18 Winnaoker-Küohler: Anorganische Techniek 11 bladz. 314 • 19 P.G. Bakker I Afstudeer verslag Delft 1965 bladz. 18 • 20 European Chem. News I no 203 3 december 1965 bladz. 20 • 21 A. Meani: Frans Patent no 813.033 van 25 mei 1925 • 22 M.A. Sab16 : Frans Patent no 1.207.518 van 17 februari 1960 • •