TOVERS VAN HELDER. Aanmaaktover 42 AANMAKEN 1 TON ALUMINIUM PRIJS Vraag Wat is de prijs van het aanmaken en leveren van 1 ton aluminium?

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "TOVERS VAN HELDER. Aanmaaktover 42 AANMAKEN 1 TON ALUMINIUM PRIJS Vraag Wat is de prijs van het aanmaken en leveren van 1 ton aluminium?"

Sarah Brander
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

2019 www.entropie.nl TOVERS VAN HELDER Aanmaaktover 42 AANMAKEN 1 TON ALUMINIUM PRIJS 1.076.180 Vraag Wat is de prijs van het aanmaken en leveren van 1 ton aluminium?

1 TOVERS VAN HELDER Aanmaaktover 42 AANMAKEN 1 TON ALUMINIUM PRIJS Vraag Wat is de prijs van het aanmaken en leveren van 1 ton aluminium? Antwoord Recept ΔSσ ΔScf ΔSθ [kj/ K] [kj/ K] [kj/ K] 1 1 aluminafabriek ,, 1 kantoor aluminafabriek ,, 1 hs carrier in 19 4,, mensen aluminafabriek ,, 1 aluminium smelterij ,, 1 kantoor Al-smelterij ,, 1 vrachtwagen in 19 8,, 1 hs carrier in 19 9,, mensen a.smelterij ,E+19 m³ lucht pm pm pm 11,, kg bauxiet ,, 333 kg kolen ,, 713 kg aardgas ,, 2,E+06 kj stroom ,, 18 kg dieselolie in kg mineralen naar Omge nvt nvt 17,, kg H₂O naar Omgeving nvt nvt 18 1 ton Al maken ,, tonkm doen AMT 42 1 ton aluminium klaar aluminafabriek Gereedschappen

2 alcoa alumina fabriek pinjarra australië Het bauxiet, gehaald uit de Huntly-mijn, wordt per transportband over 20 km naar de alumina-fabriek te Pinjarra verplaatst. In deze fabriek wordt uit dit erts alumina Al₂O₃ gehaald. HT 11 O a.fabriek = 1,E+06 m² C a.fabriek = 4,E+06 ton alumina/jaar ofwel 1,E+06 ton aluminium/jaar ofwel 0,05 ton aluminium/s Continueproces. Ti1 = 1/C = 22 s/ton aluminium Td1 = 75 jaar = 2,E+09 s ET 2 Rijtjesfabriek qi a.f./ton = Ti1/Td1 = 9,E-09 ΔS inzet a.fabriek /ton = 9,E-09. Eigentover aluminafabriek [kj/ K]. ofwel 2,E-06. ET rijtjesfabriekfabriek [kj/ K]. want de aluminafabriek is ongeveer 200 x uitgestrekter dan de rijtjesfabriek omdat O rijtjesfabriek = m² en de hoogte van de rijtjesfabriek is 2 x zo laag Met ET 2 Rijtjesfabriek: ET 2 1 r.fabriek afspelen 4,E+08-2,E+07 3,E ,E-06 r.fabriek doen kantoor aluminafabriek Stel van alle werknemers werkt 30 procent van de dagploeg op kantoor ofwel 100 werknemers n = 4,0 rijtjeskantoren want aantal werkplekken rijtjeskantoor is 25 MT 4 qi kantoor/ton = qi a.f. = 9,E-09 ΔS inzet kantoor /ton = 9,E-09. Eigentover Kantoor [kj/ K]. ofwel 4,E-08. ET rijtjeskantoor [kj/ K]. want het kantoor is 4,0 x groter dan het rijtjeskantoor Met ET 2 Rijtjesfabriek: ET 3 1 r.kantoor afspelen 2,E+08-2,E+07 6,E ,E-08 r.kantoor doen hs carrier

Het alumina wordt per hs-carrier naar de aluminiumfabriek te Portland, nabij Melbourne verplaatst. s = 2.000 km L = 1 ton alumina Zie verder 19 4 3.

000 s/jaar.werknemer fu = 1,25 fk = 3 pm = 3.750 mensen Tiw = 5.760.

3 Het alumina wordt per hs-carrier naar de aluminiumfabriek te Portland, nabij Melbourne verplaatst. s = km L = 1 ton alumina Zie verder mensen voor de alumina-fabriek pw = werknemers 200 dagen/jaar 8 uur/dag s/jaar.werknemer fu = 1,25 fk = 3 pm = mensen Tiw = /C fabriek = 1,37 s /ton alumina Tdw = 45 jaar = 3,E+08 sec qim = Tiw/Tdw = 5,E-09 ΔS inzet pm / ton alumina = qim. pm. ET Helder = 2,E-05. Eigentover Helder [ kj/ K ] Met ET Helder : ET Helder 1 Helder afspelen ,E-05 Helder doen aluminiumsmelterij De aluminiumsmelterij te Portland heeft de volgende eigenschappen:

4 portland smelter O a.s.fabriek = 3,E+06 m² C k.fabriek = 4,E+05 ton alumium/jaar ofwel 0,01 ton aluminium/s Continueproces. Ti1 = 1/C = 88 s/ton aluminium Td1 = 75 jaar = 2,E+09 s ET 2 Rijtjesfabriek qi a.s./ton = Ti1/Td1 = 4,E-08 ΔS inzet a.s.fabriek /ton = 4,E-08. Eigentover aluminiumfabriek [kj/ K ofwel 2,E-05. ET rijtjesfabriek [kj/ K]. want de aluminafabriek is ongeveer 600 x uitgestrekter dan de rijtjesfabriek omdat O rijtjesfabriek = m² en de hoogte van de rijtjesfabriek is 2 x zo laag Met ET 2 Rijtjesfabriek: ET 2 1 r.fabriek afspelen 4,E+08-2,E+07 6,E ,E-05 r.fabriek doen kantoor aluminiumsmelterij Stel van alle werknemers werkt 30 procent van de dagploeg op kantoor ofwel 50 werknemers n = 2,0 rijtjeskantoren want aantal werkplekken rijtjeskantoor is 25 MT 4 qi kantoor/ton = qi a.s./ton = 4,E-08 ΔS inzet kantoor /ton = 4,E-08. Eigentover Kantoor [kj/ K]. ofwel 7,E-08. ET rijtjeskantoor [kj/ K]. want het kantoor is 2,0 x groter dan het rijtjeskantoor Met ET 2 Rijtjesfabriek: ET 3 1 r.kantoor afspelen 2,E+08-2,E+07 6,E ,E-08 r.kantoor doen vrachtwagen De aluminiumbroodjes worden per vrachtwagen naar de haven verplaatst. s = 200 km L = 1 ton Zie verder hs carrier De aluminiumbroodjes worden per handysize-carrier naar een klant in Azië verplaatst. s = km

5 L = 1 ton Zie verder mensen voor de aluminiumsmelterij pw = 500 werknemers 200 dagen/jaar 8 uur/dag s/jaar.werknemer fu = 1,35 fk = 3 pm = mensen Tiw = /C fabriek = 16 s /ton alumina Tdw = 45 jaar = 3,E+08 sec qim = Tiw/Tdw = 6,E-08 ΔS inzet pm / ton aluminium = qim. pm. ET Helder = 1,E-04. Eigentover Helder [ kj/ K ] Met ET Helder : ET Helder 1 Helder afspelen ,E-04 Helder doen Men Neme 10 2,E+19 m³ lucht De lucht is nodig voor het leveren van zuurstof, maar ook voor het opnemen van kooldioxide, stikstofoxiden en fijnstof. De prijzen voor de massa-overdrachten worden in de betreffende tovers verrekend kg bauxietgranulaat Toverzicht. Met Haaltover 11, Bauxiet: HT kg bauxiet klaar kg bauxiet doen kg koolstof Toverzicht. Dit is het verlies aan de koolstofanodes tijdens de electrolyse. De koolstofanodes worden gebakken met koolstof en pekteerresidu van een olieraffinaderij. Zij worden aangevoerd uit de Verenigde Staten. Schematiseer dit met de aanvoor van kolen uit de mijn te Cerrejón in Venezuela. Met Haaltover 1, Kolen: HT kg kolen klaar kg kolen doen kg aardgas Voor de droogovens wordt aardgas gestookt. E drogen = 1,E+07 kj/ton alumina ofwel 3,E+07 kj/ton aluminium Met KT 4 Aardgas : KT 4 2,47 kg aardgas klaar kg aardgas doen Toelichting: Het verbranden van 2,47 kg aardgas geeft kj. 14 2,E+06 kj stroom Voor inzet electromotoren voor mengen en roeren. Voor electrolyse. E electrolyse/motoren = 6,E+07 kj/ton aluminium

Met AMT 4 Fossielstroom : AMT 4 1 kj fossielstroom klaar 0,0084-0,0001 0,0073 14 6,E+07 kj fossielstroom doen 506.413-5.274 437.

000 tonkm 3 Totaal 5,49 kg dieselolie De prijs voor het nemen van dieselolie wordt doorberekend in 19 16-2.285 voor 2.889 kg mineralen naar Omgeving Toverzicht.

6 Met AMT 4 Fossielstroom : AMT 4 1 kj fossielstroom klaar 0,0084-0,0001 0, ,E+07 kj fossielstroom doen ,3 kg dieselolie Vrachtwagen neemt 0,06 kg dieselolie/tonkm VT 1 D vrachtwagen = 200 tonkm 7 Totaal 13 kg dieselolie HS carrier neemt 0,002 kg dieselolie/tonkm VT 2.6 D carrier = tonkm 3 Totaal 5,49 kg dieselolie De prijs voor het nemen van dieselolie wordt doorberekend in voor kg mineralen naar Omgeving Toverzicht. M Fe₂O₃ = 0,110 kg HT 11 Sσ 1 mol Fe₂O₃ = 0,087 kj/ K,, Sσ 2,8 ton Fe₂O₃ = kj/ K voor kg H₂O naar Omgeving Toverzicht. M H₂O = 0,018 kg Sσ 1 mol H₂O(l) = 0,07 kj/ K Sσ 1 ton H₂O = (1000/M). Sσ 1 mol = kj/ K 18 1 ton aluminium maken Pandgeld Roeren & Mengen BAYER-PROCES

7 HALL-HÉROULT-PROCES Vorming Sσ : stroom bauxietgranulaat fijnmalen bauxietpoeder met Al₂O₃.3H₂O stroom, warmte NaOH (aq) 1 uitlogen, 456 ⁰K, druk bauxietpap NaOH stroom Fe₂O₃, CO, metaaloxiden, kwarts ( rode modder) filteren Na[Al(OH)₄] NaOH 2 uitkristalliseren Al(OH)₃ warmte, energie warmte 3 drogen Al₂O₃ H₂O stroom c 4 elektrolyse co₂ ALUMINIUM Toelichting: De emissie naar de Omgeving van niet-hergebruikte afvalstoffen wordt verwaarloosd; De rode modder gaat terug naar de Omgeving (storten in oude groeve).

8 Emissie van afvalgassen zoals SO₂,NOx, fluorverbindingen wordt verwaarloosd. produktiehal met Héroult-cellen 1 Al₂O₃.3H₂O + 2 NaOH (aq) 2 Na[Al(OH)₄] 2 2 Na[Al(OH)₄] 2 Al(OH)₃ + 2 NaOH(aq) 3 2 Al(OH)₃ Al₂O₃ + 3 H₂O(g) 4 Al₂O₃ + 1,5 C 2 Al + 1,5 CO₂ Al₂O₃.3H₂O + 1,5 C 2 Al + 1,5 CO₂ + 3 H₂O(g) Toelichting: Vorming Al₂O₃ volgens het Bayer-recept. Vorming Al door middel van elektrolyse volgens het Hall-Héroult-recept. Gehanteerde molmassa's M Al C O₂ Na H₂ 0,027 0,012 0,032 0,023 0,002 T'overzicht Termen M n m Sσ Sσ Hf Hf reactievgl [kg/mol] [kg] [kj/ K.mol] [kj/ K] [kj/mol] [kj] Vóór mineralen Al₂O₃.3H₂O 0, , ,E+07 1,5 C 0, , ,E+00 Na 2 Al 0, , ,E+00 1,5 CO₂ 0, , ,E+07 3 H₂O 0, , ,E+07 mineralen ΔSσ = ΔHf = 2,E+07 endotherm ΔSσ 1 ton aluminium = kj/ K Toelichting: - ongeveel de helft van de bauxiet bestaat uit gibbsiet Al₂O₃.3H₂O - kies voor Sσ H₂O de waarde voor de vloeistoffase omdat de geëmitteerde waterdamp eens als regen zal neerdalen en dus niet duurzaam is. Spreiding Scf en opwarming Sθ :

voor de ontwijkende CO₂ geldt met de Eindtover : ET 1 mol CO₂ cilinder -0,31 0,37 1,06 lucht klaar 18 27.778 mol CO₂ cilinder -8.583 10.341 29.388 lucht doen 19 5.

9 voor de ontwijkende CO₂ geldt met de Eindtover : ET 1 mol CO₂ cilinder -0,31 0,37 1,06 lucht klaar mol CO₂ cilinder lucht doen tonkm doen Vrachtauto : 7 Met VT 1 Vrachtwagen: VT 1 1 vwtonkm klaar 2,25-1,26 5, vwtonkm doen inscheping aluminiumbroodjes HS Carrier : 3 Met VT 3 HS Carrier : en 8 VT 3 1 hsctonkm klaar 0,04-0,03 0, hsctonkm doen Klaar! Bronnen :

Vergelijkbare documenten

TOVERS VAN HELDER. Aanmaaktover 12 AANMAKEN 1 TON VLAKGLAS PRIJS Recept ,, 7 kg dieselolie.

TOVERS VAN HELDER. Aanmaaktover 12 AANMAKEN 1 TON VLAKGLAS PRIJS Recept ,, 7 kg dieselolie. 2017 www.entropie.nl TOVERS VAN HELDER Aanmaaktover 12 AANMAKEN 1 TON VLAKGLAS PRIJS 52.129 Vraag Wat is de prijs van het aanmaken van 1 ton vlakglas? Antwoord Recept ΔSσ ΔScf ΔSθ [kj/ K] [kj/ K] [kj/