LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN KORKEAKOULU Kemiantekniikan osasto Prosessitekniikan laboratorio

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN KORKEAKOULU Kemiantekniikan osasto Prosessitekniikan laboratorio"

Transkriptio

1 LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN KORKEAKOULU Kemiantekniikan osasto Prosessitekniikan laboratorio DIPLOMITYÖ: PYRIITTIPASUTTEEN SULAKALVOSULFATOINTIPROSESSI Työn tarkastaja Työn ohjaaja v.s. prof. Marja Oja tekn. lis. Matti Hiltunen Karhulassa Pasi Makkonen Mällinkatu 14 A KARHULA

2 TIIVISTELMÄ Pasi Makkonen Pyriittipasutteen sulakalvosulfatointiprosessi Diplomityö, Lappeenrannan teknillinen korkeakoulu Kemiantekniikan osasto, Lappeenranta lehteä, 64 kuvaa, 24 taulukkoa, 10 liitettä Tarkastaja Hakusanat: Keywords: vs. professori Marja Oja pasute, hematiitti, sinkkisulfaatti, sulfatointi, sulakalvosulfatointi, diffuusio, cinder, hematite, zinc sulphate, sulphation, melt film sulphation, diffusion Tässä työssä tutkittiin Kemira Oy:n Siilinjärven tehtaiden pasutteen sisältämän sinkin sulfatointia vesiliukoiseen muotoon sulakalvosulfatoinnilla. Kirjallisuusosassa perehdyttiin sulkalvosulfatoinnin teoriaan ja esiteltiin mittauksissa käytetyn pilot-laitteiston toiminnan kannalta oleellisia teorioita. Kokeellisessa osassa tehtiin sulakalvosulfatointi-pilot-laitteistolla 29 koeajon sarja ja mitattiin tulosten käsittelyn kannalta tärkeitä pasutteen ominaisuuksia laboratorio-olosuhteissa. Mittaustuloksista laskettiin ferrisulfaatin konversiot CFB-reaktorissa sekä sinkkisulfaatin konversiot CFB-reaktorissa ja kuilu-uunissa, sekä laadittiin mallit hematiitin ja sinkin sulfatoitumiselle pilot-laitteistossa. Pasutteen sisältämän, veteen liukenemattoman sinkin pitoisuus saatiin parhaassa koeajossa arvoon 200 ppm. Rautaruukin vaatimus teräksen raaka-aineeksi käytettävälle rautaoksidille on enintään 150 ppm sinkkiä. Koeajoissa ei kuitenkaan päästy sinkin sulfatoitumisen kannalta optimaalisiin olosuhteisiin. Koeajoja vaikeutti holvaantuminen ja pasutteen massavirran pysähtyminen kuilu-uunissa. Lisäksi lämmönsiirto kuilu-uunissa oli oletettua hitaampaa. CFB-reaktori toimi moitteettomasti pasutteen kaliumsulfaattipitoisuuteen 5 p-% saakka, tätä suuremmilla pasutteen kaliumsulfaattipitoisuuksilla CFB-reaktorin sekundäärikierto tukkeutui nopeasti.

3 ABSTRACT Pasi Makkonen Melt Film Sulphation Process for Pyrite Cinder Master's thesis, Lappeenranta University of Technology Department of Chemical Engineering, Lappeenranta pages, 64 pictures, 24 tables, 10 appendixes Supervisor Keywords: acting professor Marja Oja cinder, hematite, zinc sulphate, sulphation, melt film sulphation, diffusion The purpose of this study was to research sulphation of zinc in cinder into water soluble form by melt film sulphation. Cinder used in experiments was produced as side product of sulphur acid at Kemira Oy in Siilinjärvi. At the literature study the purpose was to get acquainted with the existing theory of melt film sulphation and also to get familiar with theories about the pilot-plant equipment and rate processes occurring in it. At the experimental part 29 test runs with the pilot-plant were performed. The experimental part also included laboratory measurements of cinder properties. From the results ferric sulphate conversion in CFB-reactor and zinc sulphate conversions in CFB-reactor and in vertical kiln were calculated. From calculated results models for sulphation of hematite and zinc in the pilotplant were formed. At the best test run the amount of not-water-soluble zinc in cinder was 200 ppm. Rautaruukki demands that the amount of zinc in cinder to be used for steel making must not be over 150 ppm. However, the optimum conditions for the sulphation of zinc in the pilot-plant were not reached. Problems which took place during test runs were bridging over of cinder and stopping of mass flow of cinder in vertical kiln. The actual heat transfer rate inside the vertical kiln was slower than the expected rate. The CFB-reactor performed without faults up to 5 w-% of potassium sulphate in cinder. With larger potassium sulphate concentrations in the feed stream the secondary return of CFB-reactor clogged up.

4 SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMÄ ABSTRACT SISÄLLYSLUETTELO SYMBOLIT JA LYHENTEET 1 JOHDANTO 2 SULAKALVOSULFATOINTI 2.1 Sulakalvosulfatoinnin teoria 2.2 Sulakalvosulfatoinnin termodynaamiikka 2.3 Sulakalvosulfatoinnin reaktiokinetiikasta 2.4 Aineensiirto sulakalvosulfatoinnissa Aineensiirto kaasusta partikkeliin Aineensiirto jauhepatjassa 2.5 Rikkitrioksidin muodostuminen 2.6 Rautaoksidin sulfatoituminen 2.7 Sinkkioksidin ja sinkkiferriitin sulfatoituminen 2.8 Muut reaktiot 3 SULAKALVOSULFATOINTIPROSESSI 3.1 Yleistä sulakalvosulfatointiprosessista 3.2 Prosessin kuvaus 3.3 Prosessilaitteet CFB-reaktori Kaasusyklonit Kuilu-uuni Muut prosessilaitteet ja instrumentointi 3.4 Prosessin ainetaseet 3.5 Prosessin energiataseet 3.6 Lämmönsiirto Lämmönsiirto johtumalla Lämmönsiirto CFB-reaktorissa Lämmönsiirto kuilu-uunissa 4 LEIJUKERROSPROSESSIN UUDET METALLURGISET SOVELLUS- MAHDOLLISUUDET 5 TALOUDELLINEN TARKASTELU 5.1 Kustannuslaskennan perusteet 5.2 Sulakalvosulfatointiprosessin laitekustannukset 5.3 Liuotusprosessin laitekustannukset 5.4 Muut kustannukset 5.5 Kannattavuus

5 6 KOEAJOT 6.1 Laitteiston kuvaus CFB-reaktori Kuilu-uuni 6.2 Koeajojen toteutus Laitteiston kalibrointi Koeajot Koeajoja edeltäneet toimenpiteet Prosessiarvojen säätäminen Näytteenotto ja analysointi 6.3 Mittaukset Paineen mittaus Lämpötilan mittaus Happimittaus Pölymittaus Partikkelikokokanalyysit Ominaispinta-alan mittaus Huokoisuuden mittaus Elektronimikroskopia Kuva-analyysi 7 KOEAJOJEN TULOKSET 7.1 Syötteen ominaisuudet 7.2 Ferrisulfaatin muodostus Ferrisulfaatin muodostuminen CFB-reaktorissa Malli ferrisulfaatin muodos-tumiselle CFB-reaktorissa 7.3 Sinkin sulfatoituminen Sinkin sulfatoituminen CFB-reaktorissa Malli sinkin sulfatoitumiselle CFB-reaktorissa Sinkin sulfatoituminen kuilu-uunissa Malli sinkin sulfatoitumiselle kuilu-uunissa 7.4 Kuparin sulfatoituminen 7.5 Muut koeajot Panosajot CFB-reaktorilla Sulakalvosulfatoidun tuotteen valmistus liuotuskokeita varten 8 AINEENSIIRTO REAKTIONOPEUTTA KONTROLLOIVANA TEKIJÄNÄ 9 TULOSTEN TARKASTELU 9.1 CFB-reaktori 9.2 Kuilu-uuni 9.3 Kaasusyklonit 9.4 Muita huomioita 10 YHTEENVETO 11 JATKOTOIMENPITEET 12 KIRJALLISUUS

6 TYÖSSÄ KÄYTETYT SYMBOLIT JA LYHENTEET Symbolit A lähtöaine, - Ac syklonin palautusputken poikkileikkauspinta-ala, m 2 Ah,conv lämpöhäviöpinta-ala, m 2 Ap partikkelin kaasua vastaan kohtisuorassa oleva pinta-ala, m 2 As leijureaktorin poikkileikkauspinta-ala, m 2 a stökiometrinen kerroin, - a reaktion kertaluku, yhtälö (16), - ah kerroin, - atd terminen diffusiviteetti, W/m 2 K B lähtöaine, - Bc syklonin tuloputken halkaisija, m b stökiometrinen kerroin, - b reaktion kertaluku, yhtälö (16), - C tuote, - C absorptioenergiavakio, yhtälö (104), - CA,c komponentin A konsentraatio ytimen pinnalla, mol/dm 3 CA,g komponentin A konsentraatio kaasussa, mol/dm 3 CA,s komponentin A konsentraatio kiintoaineessa, mol/dm 3 Cd hiukkasen muotokerroin, - Cx aineen x konsentraatio, mol/dm 3 c stökiometrinen kerroin, - c reaktion kertaluku, yhtälö (16), - cp,g kaasun ominaislämpökapasiteetti, J/mol K D tuote, - DAB diffuusiokerroin A:n ja B:n välillä, m/s D e AB kokonaisdiffuusiokerroin A:n ja B:n välillä, m/s Dc syklonin halkaisija, m De kaasun diffuusiokerroin tuotekerroksen ja kaasun välillä, m/s Dg,p diffuusiokerroin kaasusta partikkeliin, m/s Dk Knudsenin diffuusiokerroin, m/s Dk,A diffuusiokerroin kaasusta partikkeliin, m/s Dp putken halkaisija, m Du yhdistetty diffuusiokerroin, m/s d stökiometrinen kerroin, - d reaktion kertaluku, yhtälö (16), - dp partikkelin halkaisija, m huokosen halkaisija, m dpore

7 dp,min pienin syklonilla erotettavissa oleva partikkelikoko, m ds,50 partikkelikoko, josta erottuu 50 %, m dt leijukerroksen halkaisija, m dv redusoitu halkaisija, m dv tilavuuden muutos, m 3 /s d partikkelissa olevien huokosten halkaisija, m Ea aktivoitumisenergia, J/mol ET,c syklonin erotustehokkuus, - Fp virtauksen partikkeliin aiheuttama voima, N Gc(x) syklonin erotustehokkuus, - Glähtöaineet lähtöaineiden Gibbsin vapaa energia, J/mol Gs kiintoaineen massavirran tiheys, kg/m 2 s Gtuotteet reaktiotuotteiden Gibbsin vapaa energia, J/mol g putoamiskiihtyvyys, m/s 2 Hc syklonin tuloputken korkeus, m ir sisäinen korko, - Kc kokeellisesti määritetty kerroin,- Kconv johtumisen kokonaislämmösiirtymiskerroin, W/m 2 K KFe2(SO4)3 ferrisulfaatin tasapainovakio, - KZnSO4 sinkkisulfaatin tasapainovakio, - Kp termodynaaminen tasapainovakio, - kg aineensiirtokerroin kaasufilmin läpi, m/s ks aineensiirtokerroin tuotekerroksesta ytimeen, m/s kv venturin korjauskerroin, - k0 frekvenssitekijä, - k1 reaktion nopeusvakio, m 3 /mol s k1' SO3:n muodostumisen nopeusvakio, m 3 /mol s k2 käänteisreaktion nopeusvakio, m 3 /mol s k2' SO3:n hajoamisen nopeusvakio, m 3 /mol s k3' SO3:n muodostumisen nopeusvakio katalyytin läsnäollessa, m 3 /mol s k4' SO3:n hajoamisen nopeusvakio katalyytin läsnäollessa, m 3 /mol s Lh lämmönsiirtoelementin pituus, m Lmf leijukerroksen korkeus minimileijutusnopeudella, m M suoran kulmakerroin, - MA A:n moolimassa, - m kokonaismassa, kg ms leijukerroksen massa, kg macc CFB-reaktoriin kertyvä massavirta, kg/s mi,g CFB-reaktoriin tulevan prosessikaasun massavirta, kg/s mi,s CFB-reaktoriin syötettävän pasutteen massavirta, kg/s mi,sk nestekaasun palamisesta syntyvän savukaasun massavirta, kg/s CFB-reaktorista poistuvan kaasun massavirta, kg/s mo,g

8 kuilu-uunista poistuvan kiintoaineen massavirta, kg/s CFB-reaktorista poistuvan pasutteen massavirta, kg/s kuilu-uuniin kertyvä massavirta, kg/s kiintoaineen massavirta sykloniin, kg/s syklonin alitteen massavirta, kg/s N vakio, - Np partikkeliin aiheutuva noste, N n eksponentti, - n reaktion kokonaiskertaluku, yhtälö (16), - ni investoinnin pitoaika, a na aineen A ainemäärä, mol na A:n ainevirta, mol/s nb B:n ainevirta, mol/s nmax maksimiainemäärä, mol Pi investointimeno, mk p paine, Pa ps saturaatiopaine, Pa p0 referenssipaine, Pa Qh,conv lämpöhäviö johtumalla, J/s Qi,g kaasun mukana tuleva lämpömäärä, J/s Qi,s pasutteen mukana tuleva lämpömäärä, J/s R moolinen kaasuvakio, J/mol K Ri vuosituotto, mk Rp partikkelin säde, m r sylinterikoordinaatiston r-koordinaatti, - ra syklonin poistoputken säde, m ra reaktionopeus, mol/s ra1 reaktion nopeus, mol/s ra2 käänteisreaktion nopeus, mol/s ri syklonin sisäsäde, m rm syklonin keskimääräinen säde, m Sc ytimen pinta-ala, m 2 mor,s mo,s mr,acc ms,in ms,r Sex partikkelin ulkokuoren pinta-ala, m 2 Sr reaktiotuotteen pinta-ala, m 2 si T Tg Ti To Tr Tref T0 materiaalin paksuus, m lämpötila, K kaasun lämpötila, K lämpötila sisällä, K lämpötila ulkona, K pasutteen lämpötila kuilu-uunissa, K referenssilämpötila, K referenssilämpötila, K

9 t aika, s tf ulkopinnan lämpötila, K V tilavuus, m 3 Vm monomolekulaarisen kerroksen tilavuus, m 3 Vr kuilu-uunin tilavuus, m 3 Vin tilavuusvirta reaktoriin, m 3 /s Vout tilavuusvirta reaktorista, m 3 /s Vs,in kiintoaineen tilavuusvirta kuilu-uuniin, m 3 /s WZn,f sinkin massaosuus syötteessä, kg/kg WZnFe2O4 sinkkiferriitin massaosuus, kg/kg wa kaasun nopeus syklonin poistoputkessa, m/s wc kaasun tulonopeus sykloniin, m/s wg kaasun virtausnopeus partikkelin ohi, m/s wi kaasun nopeus syklonin sisällä, m/s wm kaasun keskimääräinen nopeus syklonissa, m/s wmf minimileijutusnopeus, m/s wsr leijukerroksen nousunopeus, m/s wt maksimileijutusnopeus, m/s XB konversio B:n suhteen, - XFe2(SO4)3 ferrisulfaatin konversio, - XZnSO4 sinkkisulfaatin konversio, - X1 parametri, - X2 parametri, - X3 parametri, - X4 parametri, - xa A:n mooliosuus, mol/mol xb B:n mooliosuus, mol/mol xfe2(so4)3 ferrisulfaatin mooliosuus, mol/mol xk2so4 kaliumsulfaatin mooliosuus, mol/mol xso3 rikkitrioksidin mooliosuus, mol/mol xznso4 sinkkisulfaatin mooliosuus, mol/mol YZnSO4 sinkin sulfatoitumisaste, - [O2] hapen pitoisuus, mol/mol [SO2] rikkidioksidin pitoisuus, mol/mol [SO3] rikkitrioksidin pitoisuus, mol/mol

10 Kreikkalaiset aakkoset αh lämmönsiirtymiskerroin, W/m 2 K αh,cfb kokonaislämmönsiirtymiskerroin CFB-reaktorissa, W/m 2 K αi sisäpuolinen lämmönsiirtymiskerroin, W/m 2 K βo ulkopuolinen lämmönsiirtymiskerroin, W/m 2 K βg kaasun lämpölaajenemiskerroin, 1/K β1 regressioparametri, - β2 regressioparametri, - β3 regressioparametri, - β4 regressioparametri, - γ elohopean pintajännitys, G reaktion Gibbsin vapaa energia, J/mol G 0 Gibbsin vapaa energia, J/mol H 0 entalpian muutos, J/mol H 0 T entalpian muutos lämpötilassa T, J/mol p paine-ero leijukerroksen yli, Pa ph,c painehäviö kaasusyklonissa, Pa pmf painehäviö leijukerroksessa minimileijutusnopeudella, Pa pv venturin aiheuttama paine-ero, Pa S 0 entropian muutos, J/mol K S 0 T entropian muutos lämpötilassa T, J/mol K Ts,o lämpötilaero pinnan ja ilman välillä., K εmf leijukerroksen huokoisuus minimileijutusnopeudella, - εp partikkelin huokoisuus, - ξd virtausvastuskerroin, - ηc syklonin erotustehokkuus, - λc syklonin seinämäkitka, - λg kaasun lämmönjohtavuus, W/m K λi materiaalin lämmönjohtavuus, W/m K λs pasutteen lämmönjohtavuus, W/m K µg kaasun dynaaminen viskositeetti, Pa s ρb komponentin B moolitiheys, mol/m 3 ρg kaasun tiheys, kg/m 3 ρm keskimääräinen tiheys, kg/m 3 ρs partikkelin tiheys, kg/m 3 Σmi,i Σni ΣQi ΣQo CFB-reaktoriin tulevien polvi- purso- ja laimennusilmojen yhteenlaskettu massavirta, kg/s kokonaisainemäärä, mol prosessiin tuleva lämpömäärä, J/s prosessista poistuva lämpömäärä, J/s

11 τc aika, joka kuluu 100 % konversioon, s τg,c kaasun viipymäaika syklonissa, s τp huokosten kiemurtelavuus, - τr pasutteen viipymäaika kuilu-uunissa, s τs materiaalin viipymäaika kuilu-uunissa, s Φs hiukkasen muotokerroin, - φ' lämpötila, K Dimensiottomat luvut Bi Fo Frmf Gr Nu Pr Re Rec Rep,mf Rx Sc Vi θ θm θr θ0 Biotin luku dimensioton aika Frouden luku minimileijutusnopeudella Grashofin luku Nusseltin luku Prandtlin luku Reynolds-luku Syklonin Reynolds-luku Reynolds-luku partikkelin ohi minimileijutusnopeudella dimensioton etäisyys pinnasta Schmidtin luku viskositeettisuhde dimensioton lämpötila dimensioton keskilämpötila kuilu-uunissa dimensioton lämpötila etäisyydellä r dimensioton lämpötila pinnalla Lyhenteet: CFB Me p-% mol-% Circulating Fluidized Bed, kiertoleijukerros metalli painoprosentti mooliprosentti Muut merkinnät: p xa F(r) f(r) fin(x) fr(x) paineen muutosgradientti A:n mooliosuuden muutosgradientti integraalifunktio funktio syötteen tiheysfunktio alitteen tiheysfunktio

12 1 1 JOHDANTO Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää mahdollisuus sulfatoida pyriitin poltossa syntyvän pasutuskuonan sisältämät ei-rautametallit vesiliukoiseen muotoon sulakalvosulfatoinnilla. Sulakalvosulfatoinnissa metallioksidit ja metalliferriitit sulfatoidaan noin 1000 K lämpötilassa lisäaineiden läsnäollessa. Lisäaineina käytetään matalissa lämpötiloissa sulavia alkalimetallisuoloja ja ferrisulfaattia. Alkalimetallisuolat ja ferrisulfaatti muodostavat metallin pinnalle sulan kerroksen, joka nopeuttaa diffuusiota. Rastas ja Saikkonen /1/ ovat tutkineet pasutteen sulfatointia sulakalvomenetelmällä. Kemira Oy:n Siilinjärven tehtailla rikkihapon valmistuksessa tarvittava rikkidioksidi valmistetaan polttamalla pyriittiä. Pyriitti ja markasiitti, joiden kemiallinen koostumus on FeS2, ovat Sanderin et al. /2/ mukaan tärkeimmät rautasulfidimineraalit. Pyriitti on harmaa tai vihertävä mineraali, joka sisältää usein myös pyrrotiittiä tai magnetopyriittiä, Fe7S8. Lisäksi pyriittimalmissa on usein jonkin verran ei-rautametalleja, muun muassa sinkkiä, kuparia ja lyijyä, sekä pienissä pitoisuuksissa kobolttia, nikkeliä, mangaania ja arseenia. Pyriitin polttaminen tapahtuu Kemira Oy:n Siilinjärven tehtailla Lurgin leijukerrosprosessilla, kuva 1. Pyriittirikaste, joka sisältää pölyämisen estämiseksi 7 p-% vettä, syötetään leijukerrosuuniin, jossa rikaste poltetaan ilmakertoimen ollessa 1,05...1,1. Saatu tuotekaasu sisältää 14 mol-% rikkidioksidia, 1,5 mol-% happea, 6 mol-% vettä ja 78,5 mol-% typpeä. Prosessissa syntyy lisäksi pasutuskuonaa. 1 Kuva 1. Lurgin prosessin mukaisen leijukerrospasutuksen periaatekaavio, Sander et.al. /2, s. 181/. Pasutuskuona, josta käytetään myös nimitystä pasute, sisältää enimmäkseen ferrioksidia, Fe2O3. Ferrioksidi eli hematiitti esiintyy kahtena faasina: - ja -hematiittina, joilla on toisistaan poikkeava kiderakenne. Hematiitti on alle 200 C lämpötilassa väriltään punaista tai mustaa, väri muuttuu transitiolämpötilan jälkeen mustaksi. Pasute sisältää lisäksi jonkin verran muiden metallien oksideja ja metalliferriittejä. Tärkeimmät pasutteen sisältämät alkuaineet ja yhdisteet on esitetty taulukossa I.

13 2 TAULUKKO I Pasutteen alkuainekoostumus ja tärkeimmät yhdisteet Vuotoveden /3/ mukaan. Alkuaine/ yhdiste p-% Fe2O3 95,94 SiO2 1,86 S 0,64 Al2O3 0,39 CaO 0,30 BaO 0,27 MgO 0,26 Zn 0,19 Na2O 0,14 Cu 0,07 K2O 0,04 Co 0,01 Kemira Oy:n Siilinjärven tehtailla syntyvä pasute ei sellaisenaan kelpaa terästeollisuuden raakaaineeksi, koska pasutteen sisältämä sinkki rikastuu masuunikiertoon. Tästä syystä terästeollisuuden raaka-aineena käytettävän rautarikasteen sinkkipitoisuus ei Särkän et al. /4/ mukaan saa olla suurempi kuin 150 ppm. Sinkin erottaminen pasutteesta on mahdollista saattamalla sinkki vesiliukoiseen muotoon, esimerkiksi sulfaatiksi. Kirjallisuusosassa esitetään sulakalvosulfatoinnin teoria ja kokeellisessa osassa tutkitaan mahdollisuutta sulakalvosulfatoida pasutteen sisältämä sinkki käyttäen jatkuvatoimista pilotmittakaavaista prosessilaitteistoa.

14 3 2 SULAKALVOSULFATOINTI 2.1 Sulakalvosulfatoinnin teoria Sulakalvosulfatoinnilla tarkoitetaan metalliferriitin sulfatointia metallisulfaatiksi käyttäen aineensiirtoa nopeuttavaa sulakalvoa metallipartikkelin pinnalla. Rastaan ja Saikkosen /1/ mukaan sulakalvosulfatointi perustuu metalliferriitin ja ferrisulfaatin väliseen reaktioon 3 MeFe2O4(s)+ Fe2( SO4 ) (sula) _ 3 3 MeSO4(sula)+ 4 Fe2 O3(s) (1) jossa Me Zn, Cu, Co. Pasutteessa olevien ferriittien joutuessa K-Fe-sulfaattisulaan tapahtuu vastakkaisdiffuusio, jossa ferriitissä oleva Me 2+ -ioni diffuntoituu metalliferriitin hilasta sulaan faasiin ja ekvivalentti määrä Fe 3+ -ioneja diffuntoituu sulasta faasista metalliferriitin hilaan, jolloin metalliferriitin hila muuttuu Fe2O3-faasiksi. Kaaviollinen esitys sulfatoitumismekanismista sulakalvosulfatoitumisessa on esitetty kuvassa 2. Pasutteen sulakalvosulfatoinnissa sulan kalvon muodostavat ferrisulfaatti, Fe2(SO4)3, yhdessä kaliumsulfaatin, K2SO4, kanssa. Ferriittien lisäksi pasutteessa on myös metallien oksideja. Yhtälössä (2) on esitetty metallioksidin sulfatoitumisen yleinen reaktioyhtälö. MeO+ SO3 _ MeSO4 (2) Kuva 2. Kaaviollinen esitys sulfatoitumismekanismista sulakalvosulfatoitumisessa, Rastas ja Saikkonen /1, s. 1/.

15 4 Sulakalvosulfatoinnin etuina verrattuna sulfatointiin ilman aineensiirtoa nopeuttavaa sulakalvoa ovat nopeampi aineensiirto ja tätä kautta nopeampi kinetiikka sekä mahdollisuus vaikuttaa reaktion kinetiikkaan alkalisuolakonsentraatioita muuttamalla. Rastaan ja Saikkosen /1/ mukaan sulakalvosulfatoitumisen kannalta on välttämätöntä, että sulakalvosulfatoitavassa pasutteessa on reaktioon (1) riittävä määrä ferrisulfaattia ja sulan aikaansaamiseksi myös sopivasti kaliumsulfaattia. Reaktiovaiheessa on huolehdittava siitä, että metalliferriitti ja seokseen muodostuva K-Fe-sulfaattisula joutuvat keskenään kontaktiin ja ovat tässä kontaktissa riittävän kauan. Sopiva reaktiolämpötila on välillä C ja riittävä reaktioaika 0,5-1 tuntia. 2.2 Sulakalvosulfatoinnin termodynamiikka Sulakalvosulfatoinnissa tapahtuvien reaktioiden termodynaaminen tasapaino määrää sopivan sulfatointilämpötilan. Sulakalvosulfatoinnin kokonaisreaktio koostuu useista osa- ja sivureaktioista, joten termodynaaminen tarkastelu kannattaa tehdä kullekin osareaktiolle erikseen. Sulakalvosulfatointiprosessissa voidaan erottaa kaksi päävaihetta: ferrisulfaatin muodostuminen ja metalliferriittien sulakalvosulfatoituminen. Mittauksissa käytettävässä laitteistossa ferrisulfaatin muodostuminen tapahtuu leijukerroksessa, jossa partikkelit ovat suurimman osan ajasta kosketuksessa kaasun kanssa. Metalliferriittien sulakalvosulfatoituminen tapahtuu putkireaktorissa. Reaktioon osallistuvat metalliferriittien lisäksi ferrioksidi ja kaliumsulfaatti. Sulakalvosulfatoinnissa tapahtuvat reaktiot ovat tyyppiä a A+b B _ c C + d D (3) jossa A, B lähtöaineet C, D tuotteet a, b lähtöaineiden stökiometriset kertoimet c, d tuotteiden stökiometriset kertoimet.

16 5 Yhtälön (3) tyyppisen reaktion termodynaamiselle tasapainovakiolle on voimassa yhtälö K p c d [C ] [D ] = a b [A ] [B ] (4) jossa Kp termodynaaminen tasapainovakio. Termodynaamisen tasapainovakion avulla on mahdollista laskea Gibbsin vapaa energia, yhtälö G = - R T ln K p (5) jossa G Gibbsin vapaa energia R moolinen kaasuvakio T lämpötila. Gibbsin vapaa energia on mahdollista esittää muodossa G = H - T S (6) jossa H entalpian muutos S entropian muutos. Entalpian muutos voidaan laskea esimerkiksi Van't Hoffin isobaarista H T = R T d ln K dt p (7) jossa H T entalpian muutos lämpötilassa T.

17 6 Entropian muutos voidaan laskea yhtälöstä S T = R (T d ln K dt p - ln K P ) (8) jossa S T entropian muutos lämpötilassa T. Reaktion Gibbsin vapaa energia määritellään G = G tuotteet - G lähtöaineet (9) jossa G reaktion Gibbsin vapaa energia Gtuotteet Glähtöaineet reaktiotuotteiden Gibbsin vapaa energia lähtöaineiden Gibbsin vapaa energia. Reaktion termodynaaminen tasapaino määritellään reaktion Gibbsin vapaan energian minimikohtana. Reaktion Gibbsin vapaata energiaa kutsutaan myös potentiaaliksi. Reaktion termodynaaminen tasapaino voidaan Levenspielin /5/ mukaan määritellä seuraavasti: - Systeemi on termodynaamisesti tasapainossa, kun mikä tahansa muutos saa aikaan systeemin vapaan energian kasvun. Kätevin tapa laskea reaktion entalpia, entropia ja Gibbsin vapaa energia on käyttää tarkoitukseen suunniteltuja ohjelmistoja, joista Roineen et al. /6/ HSC-ohjelmisto on erittäin käyttökelpoinen. Ohjelmisto soveltuu yksittäisen reaktion termodynaamisten suureiden määrittämiseen. HSCohjelmistoa voidaan käyttää myös reaktioiden termodynaamisen tasapainon laskemiseen monikomponentti-monifaasi-systeemeissä.

18 7 2.3 Sulakalvosulfatoinnin reaktiokinetiikasta Reaktion etenemiseen vaikuttaa termodynamiikan lisäksi reaktiokinetiikka. Reaktiokinetiikalla tarkoitetaan reaktion dynamiikkaa, eli reaktioon osallistuvien komponenttien konsentraatioiden tai osapaineiden muutosnopeutta. Tutkitaan eräitä perusreaktiotyyppejä. Jos kyseessä on reversiibeli alkeisreaktio, reaktioyhtälö on muotoa k1 A+ B _ C + D k 2 (10) jossa k1 reaktion nopeusvakio käänteisreaktion nopeusvakio. k2 Yhtälön (10) mukaisen reaktion reaktionopeus voidaan esittää yhtälöllä r A = 1 V dn dt A (11) jossa ra reaktionopeus V reaktioseoksen tilavuus na t aineen A ainemäärä aika. Aineen A ainemäärän muutosnopeudelle voidaan kirjoittaa yhtälö dn dt A = k 1 C A C B - k 2 C C C D (12) jossa CX aineen X konsentraatio.

19 8 Reaktio on kineettisesti tasapainossa, kun r A = r A1 + r A2 = 0 (13) jossa ra1 reaktion nopeus käänteisreaktion nopeus ra2 Tällöin yhtälöistä (12) ja (13) saadaan reaktion nopeusvakioiden suhteelle yhtälö (14). k k 1 2 = C C C A C C D B (14) Lisäksi tiedetään, että alkeisreaktiolle tasapainotilanteessa on voimassa yhtälö (15). K p = k k 1 2 (15) Reaktion kineettinen tasapaino voidaan Levenspielin /5/ mukaan määritellä seuraavasti: - Systeemi on kineettisesti tasapainossa, kun eteenpäin tapahtuvien reaktioiden ja käänteisreaktioiden reaktionopeudet ovat yhtä suuria. Reaktion kinetiikkaan vaikuttaa myös reaktion kertaluku. Reaktion kertaluku kuvaa reaktionopeuden riippuvuutta reaktioon osallistuvien aineiden konsentraatioista. Reaktion kokonaiskertaluku määritellään alkeisreaktioiden kertalukujen summana, yhtälö n= a + b + c + d +... (16) jossa n reaktion kokonaiskertaluku a,b... alkeisreaktioiden kertaluvut.

20 9 Reaktionopeudelle voidaan kirjoittaa yhtälö (17). r A = k C a A C b B C c C C d D... (17) Reaktiomekanismi pyrkii selittämään reaktion todellisen kulun. Esimerkiksi jos reaktion A + B2 2 2 A B (18) kinetiikka osoittaa, että kyseessä ei ole alkeisreaktio, on mahdollista, että todellinen reaktiomekanismi sisältää seuraavat reaktiot, yhtälö (19). A2 _ 2 A A* + B2 _ A B + B A* + B* _ A B (19) Sulakalvosulfatoinnissa tapahtuvien reaktioiden reaktiomekanismeja ja kinetiikkaa on tutkittu varsin vähän. Rastas ja Saikkonen /1/ ovat tutkineet pasutteen sulakalvosulfatoinnin kinetiikkaa. He ovat esittäneet, että pasutteen sulakalvosulfatoinnissa tarvittava reaktioaika on noin 0,5...1 tuntia, jos halutaan päästä yli 90 % konversioon.

21 Aineensiirto sulakalvosulfatoinnissa Reaktioiden kinetiikkaan keskeisesti vaikuttava tekijä on aineensiirto. Aineensiirto sulakalvosulfatointi-prosessissa voidaan jakaa kolmeen päätyyppiin: aineensiirto CFBreaktorissa kaasun ja kiintoaineen välillä, aineensiirto kuilu-uunissa kiintoainepartikkeleiden välillä sekä aineensiirto kiintoainepartikkeleiden sisällä Aineensiirto kaasusta partikkeliin Reaktion nopeutta eniten rajoittava tekijä on yleensä aineensiirto eri faasien välillä. Jos tutkittava reaktio on tyyppiä A(g)+ bb(s) _ cc(g)+ dd(s) (20) voidaan Sohn ja Wadsworthin /7/ mukaan kokonaisreaktiossa erottaa kolme tapahtumaa: -aineensiirto kaasun ja kiintoaineen pinnan välillä -aineensiirto kiintoaineen huokosissa -lämmönsiirto kaasun ja kiintoaineen välillä. Levenspiel /5/ on esittänyt useita mahdollisia malleja aineensiirrolle ja kinetiikalle kaasu/kiintoaine-reaktioissa. Yksinkertaisin malli olettaa, että partikkelin koko pysyy vakiona, ja reaktio tapahtuu pinnalta partikkelin ydintä kohti. Tämän mallin, jota kutsutaan nimellä kutistuvan ytimen malli, ovat ensimmäisinä esittäneet Yagi ja Kunii /8/. Kuvassa 3 on esitetty kutistuvan ytimen malli. Kuva 3. Kutistuvan ytimen malli, Levenspiel /5, s. 362/. Ensin kaasu diffuntoituu partikkelin pinnalla olevan kaasufilmin läpi. Tämän jälkeen kaasu diffuntoituu partikkelin pinnalla olevan reaktiotuotekerroksen läpi. Näiden vaiheiden jälkeen tapahtuu reaktio kaasun ja reagoimattoman kiintoaineen välillä. Kutistuvan ytimen malli voidaan esittää vaiheittain yhtälöillä (21), (22) ja (23).

22 11 Kaasun sisältämän komponentin A diffuusio partikkelin pinnalla olevan kaasufilmin läpi voidaan esittää yhtälöllä (21). S 1 dn dt A - = k g ( C A,g C A, s ex ) (21) jossa Sex partikkelin ulkokuoren pinta-ala kg CA,g CA,s aineensiirtokerroin kaasufilmin läpi komponentin A konsentraatio kaasussa komponentin A konsentraatio kiinto-aineessa. Komponentin A diffuusio tuotekerroksen läpi voidaan esittää yhtälöllä 1 - S r d n dt A = D e d C dr A (22) jossa Sr reaktiotuotteen pinta-ala kaasun diffuusiokerroin tuotekerroksen läpi. De Reaktio komponentin A ja kiintoaineen komponentin B välillä voidaan esittää yhtälöllä 1 S dn dt A - = k s C A, c c (23) jossa Sc ytimen pinta-ala ks CA,c aineensiirtokerroin tuotekerroksesta ytimeen komponentin A konsentraatio ytimen pinnalla. Levenspielin /9/ mukaan kutistuvan ytimen mallia voidaan yksinkertaistaa, koska aineensiirtovastus reagoineen kerroksen läpi on huomattavasti suurempi kuin aineensiirtovastus partikkelin pinnalla olevan kaasufilmin läpi. Aineensiirtovastuksella partikkelin pinnalla olevan kaasufilmin läpi on yleensä merkitystä vain reaktion alkuvaiheessa.

23 12 Jos reaktionopeutta rajoittaa kaasun diffuusio partikkelin pinnalla olevan kaasufilmin läpi, voidaan reaktion konversio lähtöaineen B suhteen esittää yhtälöllä X B = t τ c (24) jossa XB konversio B:n suhteen aika, joka kuluu 100 % konversioon. τc Reaktion alussa τc määritellään yhtälöllä ρ B R p τ c = 3 b k g C A,g (25) jossa ρb komponentin B moolitiheys partikkelin säde. Rp Aineensiirtokerroin kaasufilmin läpi voidaan yksittäiselle partikkelille laskea yhtälöstä (26). k g D d g,p p = 2 +0,6 Re 1 2 Sc 1 3 (26) jossa dp partikkelin halkaisija Dg,p Re Sc diffuusiokerroin kaasusta partikkeliin kaasufilmin läpi Reynolds-luku kaasun virtaukselle partikkelin ohi Schmidtin luku.

24 13 Reynolds-luku kaasun virtaukselle partikkelin ohi määritellään yhtälöllä d Re= p w µ g g ρ g (27) jossa ρg kaasun tiheys wg kaasun virtausnopeus partikkelin ohi µg kaasun dynaaminen viskositeetti. Schmidtin luku määritellään yhtälöllä (28). Sc= ρ µ g g D (28) Kun partikkelin pinnalle on muodostunut tuotekerros, joka rajoittaa reaktion etenemistä, voidaan konversio B:n suhteen kirjoittaa seuraavaan muotoon, yhtälö (29). t τ c = 1-3(1 - X B 2 3 ) + 2(1 - X B ) (29) Tällöin τc voidaan esittää yhtälöllä (30). 2 ρ B R τ c = 6 b De C A,g (30) Jos reaktiota rajoittaa kiinteän ytimen ja kaasun välinen reaktio, voidaan konversio B:n suhteen esittää yhtälöllä (31). t τ c = 1 ( 1 X ) 3 1 b (31)

25 14 Tällöin voidaan τc esittää yhtälöllä (32). ρ R B τ c = b k s C A,g (32) Kutistuvan ytimen malli on yksinkertainen, mutta malli ei ota huomioon partikkelin huokoisuutta. Lisäksi malli olettaa, että partikkelia ympäröivän kaasun koostumus ei muutu. CFB-reaktorissa partikkelia ympäröivän kaasun keskimääräiselle koostumukselle voidaan käyttää reaktorista poistuvan kaasun arvoja. Eräs monipuolisimmista aineensiirtoa kaasusta partikkeliin käsittelevistä malleista on Basun ja Largen /10/ esittämä Masonin ja Malinauskasin malli, joka ottaa huomioon partikkelikoon muuttumisen ja reaktiot sekä kaasufaasissa että kiintoaineessa, - m n A xb n A - x A n B + = e Dg,A A B D AB 2 p x A d ε p x A - (1+ ) R T R T 8 µ Dg,A p (33) jossa na A:n ainevirta Dk,A m xa nb xb D e AB p xa d p diffuusiokerroin kaasusta partikkeliin kokonaismassa A:n mooliosuus B:n ainevirta B:n mooliosuus kokonaisdiffuusiokerroin A:n ja B:n välillä paine A:n mooliosuuden muutosgradientti partikkelissa olevien huokosten halkaisija paineen muutosgradientti.

26 15 Diffuusiokerroin kaasusta partikkeliin voidaan laskea yhtälöstä D k,a 2 ε = p 2 (4 r0 -π r 3τ p 2 g ) 0,5 8 R T ( π M A ) 0,5 (34) jossa MA A:n moolimassa p p partikkelin huokoisuus huokosten kiemurtelevuus. Kokonaisdiffuusiokerroin A:n ja B:n välillä määritellään yhtälöllä D e AB ε = τ p p D AB (35) jossa DAB diffuusiokerroin A:n ja B:n välillä. Masonin ja Malinauskasin malli on kuitenkin matemaattisesti monimutkainen ja malli vaatii tarkkoja tietoja kiintoainepartikkeleiden ominaisuuksista Aineensiirto jauhepatjassa Sulakalvosulfatoinnissa reaktiot tapahtuvat jauhepatjassa. Reaktionopeutta kontrolloivaksi tekijäksi muodostuu tässäkin tapauksessa aineensiirtonopeus. Sulakalvosulfatoinnissa aineensiirto tapahtuu partikkelista partikkeleiden välissä olevan sulakalvon kautta toiseen partikkeliin. Reaktiot tapahtuvat yhtälöiden (1) ja (2) mukaisesti. Levenspielin /5/ mukaan aineensiirto kiintoainekerroksessa noudattaa kutistuvan ytimen mallia, jolloin aineensiirron laskennassa voidaan käyttää hyväksi yhtälöitä (24)...(32).

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio

Lisätiedot

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen KEMA221 2009 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET ATKINS LUKU 4 1 PUHTAAN AINEEN FAASIMUUTOKSET Esimerkkejä faasimuutoksista? Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen Faasi = aineen

Lisätiedot

Sähkökemian perusteita, osa 1

Sähkökemian perusteita, osa 1 Sähkökemian perusteita, osa 1 Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 4 - Luento 1 Teema 4: Suoritustapana oppimispäiväkirja Tehdään yksin tai pareittain Tehtävät/ohjeet löytyvät kurssin

Lisätiedot

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento 2 2015

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento 2 2015 Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia Leena Piiroinen Luento 2 2015 Reaktioyhtälöön liittyviä laskuja 1. Reaktioyhtälön kertoimet ja tuotteiden määrä 2. Lähtöaineiden riittävyys 3. Reaktiosarjat 4. Seoslaskut

Lisätiedot

- Termodynaamiset edellytykset - On olemassa ajava voima prosessin tapahtumiselle - Perusta - Kemiallinen potentiaali

- Termodynaamiset edellytykset - On olemassa ajava voima prosessin tapahtumiselle - Perusta - Kemiallinen potentiaali Luento 1: Yleistä kurssista ja sen suorituksesta Tiistai 9.10. klo 10-12 Kemiallisten prosessien edellytykset - Termodynaamiset edellytykset - On olemassa ajava voima prosessin tapahtumiselle - Perusta

Lisätiedot

Luku 21. Kemiallisten reaktioiden nopeus

Luku 21. Kemiallisten reaktioiden nopeus Luku 21. Kemiallisten reaktioiden nopeus Reaktiokinetiikka tarkastelee reaktioiden nopeuksia (vrt. termodynamiikka) reaktionopeus = konsentraation muutos aikayksikössä Tarkastellaan yksinkertaista tasapainoreaktiota:

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 31.5.2006

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 31.5.2006 TKK, TTY, LTY, Y, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 1.5.006 1. Uraanimetallin valmistus puhdistetusta uraanidioksidimalmista koostuu seuraavista reaktiovaiheista: (1) U (s)

Lisätiedot

KANDIDAATIN TYÖ: LÄMMÖN- JA AINEENSIIRTO HIILIPARTIKKELIN PALAMISESSA

KANDIDAATIN TYÖ: LÄMMÖN- JA AINEENSIIRTO HIILIPARTIKKELIN PALAMISESSA LAPPEENRANNA TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta Energiatekniikan koulutusohjelma KANDIDAATIN TYÖ: LÄMMÖN- JA AINEENSIIRTO HIILIPARTIKKELIN PALAMISESSA Lappeenrannassa 1.3.01 Elina Luttunen 0340015

Lisätiedot

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Kuva 1. Virtauksen nopeus muuttuu poikkileikkauksen muuttuessa

Kuva 1. Virtauksen nopeus muuttuu poikkileikkauksen muuttuessa 8. NESTEEN VIRTAUS 8.1 Bernoullin laki Tässä laboratoriotyössä tutkitaan nesteen virtausta ja virtauksiin liittyviä energiahäviöitä. Yleisessä tapauksessa nesteiden virtauksen käsittely on matemaattisesti

Lisätiedot

- Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka: kappaleiden liike)

- Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka: kappaleiden liike) KEMA221 2009 TERMODYNAMIIKAN 1. PÄÄSÄÄNTÖ ATKINS LUKU 2 1 1. PERUSKÄSITTEITÄ - Termodynamiikka kuvaa energian siirtoa ( dynamiikkaa ) systeemin sisällä tai systeemien kesken (vrt. klassinen dynamiikka:

Lisätiedot

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI. Luento 5.3.2012 3. vaihe

PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI. Luento 5.3.2012 3. vaihe PROSESSISUUNNITTELUN SEMINAARI Luento 5.3.2012 3. vaihe 1 3. Vaihe Sanallinen prosessikuvaus Taselaskenta Lopullinen virtauskaavio 2 Sanallinen prosessikuvaus Prosessikuvaus on kirjallinen kuvaus prosessin

Lisätiedot

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA!

ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! ENY-C2001 Termodynamiikka ja lämmönsiirto TERVETULOA! Luento 14.9.2015 / T. Paloposki / v. 03 Tämän päivän ohjelma: Aineen tilan kuvaaminen pt-piirroksella ja muilla piirroksilla, faasimuutokset Käsitteitä

Lisätiedot

:TEKES-hanke. 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen

:TEKES-hanke. 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen FB-kupla :TEKES-hanke 40121/04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen Ryhmähankkeen osapuolet: Tampereen teknillinen yliopisto Osahanke: Biopolttoaineiden

Lisätiedot

Demo 5, maanantaina 5.10.2009 RATKAISUT

Demo 5, maanantaina 5.10.2009 RATKAISUT Demo 5, maanantaina 5.0.2009 RATKAISUT. Lääketieteellisen tiedekunnan pääsykokeissa on usein kaikenlaisia laitteita. Seuraavassa yksi hyvä kandidaatti eli Venturi-mittari, jolla voi määrittää virtauksen

Lisätiedot

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet

CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit. Laskuharjoitus 9/2016. Energiataseet CHEM-A1110 Virtaukset ja reaktorit Laskuharjoitus 9/2016 Lisätietoja s-postilla reetta.karinen@aalto.fi tai tiia.viinikainen@aalto.fi vastaanotto huoneessa D406 Energiataseet Tehtävä 1. Adiabaattisen virtausreaktorin

Lisätiedot

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta LUT laboratorio- ato o ja mittauspalvelut ut Esimerkkinä energiatehokkuus -> keskeinen keino ilmastomuutoksen hallinnassa Euroopan sähkönkulutuksesta n. 15 % kuluu pumppusovelluksissa On arvioitu, että

Lisätiedot

Luvun 12 laskuesimerkit

Luvun 12 laskuesimerkit Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine

Lisätiedot

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa

Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Mitä on huomioitava kaasupäästöjen virtausmittauksissa Luotettavuutta päästökauppaan liittyviin mittauksiin 21.8.2006 Paula Juuti 2 Kaupattavien päästöjen määrittäminen Toistaiseksi CO2-päästömäärät perustuvat

Lisätiedot

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu 2.1 Reaktorit Teolliset reaktorit voidaan toimintansa perusteella jakaa seuraavasti: panosreaktorit (batch) panosreaktorit (batch) 1 virtausreaktorit

Lisätiedot

Entalpia - kuvaa aineen lämpösisältöä - tarvitaan lämpötasetarkasteluissa (usein tärkeämpi kuin sisäenergia)

Entalpia - kuvaa aineen lämpösisältöä - tarvitaan lämpötasetarkasteluissa (usein tärkeämpi kuin sisäenergia) Luento 4: Entroia orstai 12.11. klo 14-16 47741A - ermodynaamiset tasaainot (Syksy 215) htt://www.oulu.fi/yomet/47741a/ ermodynaamisten tilansuureiden käytöstä Lämökaasiteetti/ominaislämö - kuvaa aineiden

Lisätiedot

HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2

HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2 HSC-ohje laskuharjoituksen 1 tehtävälle 2 Metanolisynteesin bruttoreaktio on CO 2H CH OH (3) 2 3 Laske metanolin tasapainopitoisuus mooliprosentteina 350 C:ssa ja 350 barin paineessa, kun lähtöaineena

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi

Lisätiedot

Omavoimaiset säätimet on suunniteltu integroitaviksi suoraan lämmönsiirtimeen. Niiden avulla lämmönsiirrin säätää käyttöveden lämmitystä.

Omavoimaiset säätimet on suunniteltu integroitaviksi suoraan lämmönsiirtimeen. Niiden avulla lämmönsiirrin säätää käyttöveden lämmitystä. Tekninen esite Lämmönsiirtimen omavoimaiset säätimet (PN16) PM2+P Suhteellinen virtaussäädin, jossa sisäänrakennettu p -säädin (NS) PTC2+P Virtauksen mukaan toimiva lämpötilansäädin, jossa sisäänrakennettu

Lisätiedot

Ellinghamin diagrammit

Ellinghamin diagrammit Ellinghamin diagrammit Ilmiömallinnus prosessimetallurgiassa Syksy 2015 Teema 1 - Luento 2 Tavoite Oppia tulkitsemaan (ja laatimaan) vapaaenergiapiirroksia eli Ellinghamdiagrammeja 1 Tasapainopiirrokset

Lisätiedot

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO KEMIANTEKNIIKAN OSASTO PERMUURAHAISHAPON VALMISTAMINEN PUTKIREAKTORISSA

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO KEMIANTEKNIIKAN OSASTO PERMUURAHAISHAPON VALMISTAMINEN PUTKIREAKTORISSA LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO KEMIANTEKNIIKAN OSASTO PERMUURAHAISHAPON VALMISTAMINEN PUTKIREAKTORISSA Työn tarkastajana ja ohjaajana toimi DI Eero Kolehmainen Lappeenrannassa 26.3.2008 Jukka Räsänen

Lisätiedot

Luento 16: Fluidien mekaniikka

Luento 16: Fluidien mekaniikka Luento 16: Fluidien mekaniikka Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Luennon sisältö Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Jatkuvan aineen mekaniikka Väliaine yhteisnimitys kaasuilla

Lisätiedot

Kurssin toteutus ja ryhmiinjako Ma 2.9. klo 13-15 PR104 Aki Sorsa (SÄÄ) Pe 13.9. klo 8-10 (oma huone) Ke 18.9. Tehtävien palautus

Kurssin toteutus ja ryhmiinjako Ma 2.9. klo 13-15 PR104 Aki Sorsa (SÄÄ) Pe 13.9. klo 8-10 (oma huone) Ke 18.9. Tehtävien palautus PROSESSI- JA YMPÄRISTÖTEKNIIKAN PERUSTA I Aikataulu, syksy 2013 TEEMA AIKATAULU VASTUU Kurssin toteutus ja ryhmiinjako Ma 2.9. klo 13-15 PR104 Aki Sorsa (SÄÄ) Yksikköprosessit ja taseajattelu Ympäristövaikutukset

Lisätiedot

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja

Lisätiedot

Mitä ovat siirtoilmiöt?

Mitä ovat siirtoilmiöt? Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta 1 AINEEN-, LÄMMÖN- JA LIIKEMÄÄRÄNSIIRTO Kaisu Ainassaari, Piia Häyrynen Prosessi- ja ympäristötekniikka Ympäristö- ja kemiantekniikan tutkimusryhmä Lämmönsiirto

Lisätiedot

Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2

Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2 Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 1. Neutraoitumisen reaktioyhtäö: H (aq) NaOH(aq) Na (aq) H O(). Lasketaan NaOH-iuoksen konsentraatio, kun V(NaOH) 150 m 0,150, m(naoh),40 ja M(NaOH) 39,998. n m Kaavoista

Lisätiedot

KEMA221 2009 KEMIALLINEN TASAPAINO ATKINS LUKU 7

KEMA221 2009 KEMIALLINEN TASAPAINO ATKINS LUKU 7 KEMIALLINEN TASAPAINO Määritelmiä Kemiallinen reaktio A B pyrkii kohti tasapainoa. Yleisessä tapauksessa saavutetaan tasapainoa vastaava reaktioseos, jossa on läsnä sekä lähtöaineita että tuotteita: A

Lisätiedot

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä www.e-oppi.fi. Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä www.e-oppi.fi. Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava Reaktioyhtälö Sähköisen oppimisen edelläkävijä www.e-oppi.fi Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava Empiirinen kaava (suhdekaava) ilmoittaa, missä suhteessa yhdiste sisältää eri alkuaineiden

Lisätiedot

www.ruukki.com MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet

www.ruukki.com MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet www.ruukki.com MINERAALI- TUOTTEET Kierrätys ja Mineraalituotteet Masuunihiekka stabiloinnit (sideaineena) pehmeikkörakenteet sidekivien alusrakenteet putkijohtokaivannot salaojan ympärystäytöt alapohjan

Lisätiedot

PYP I / TEEMA 8 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS

PYP I / TEEMA 8 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS 1 PYP I / TEEMA 8 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS Aki Sorsa 2 SISÄLTÖ YLEISTÄ Mitattavuus ja mittaus käsitteinä Mittauksen vaiheet Mittausprojekti Mittaustarkkuudesta SUUREIDEN MITTAUSMENETELMIÄ Mittalaitteen

Lisätiedot

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio: HTKK, TTY, LTY, OY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe 26.05.2004 1. a) Kun natriumfosfaatin (Na 3 PO 4 ) ja kalsiumkloridin (CaCl 2 ) vesiliuokset sekoitetaan keske- nään, muodostuu

Lisätiedot

KE-40.1600 Johdatus prosesseihin, 2 op. Aloitusluento, kurssin esittely

KE-40.1600 Johdatus prosesseihin, 2 op. Aloitusluento, kurssin esittely KE-40.1600 Johdatus prosesseihin, 2 op Aloitusluento, kurssin esittely Opintojakson tavoitteena on tutustua teollisiin kemiallisiin ja biokemiallisiin prosesseihin ja niihin liittyvään laskentaan ja vertailuun

Lisätiedot

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY Esityksen sisältö Ekopellettien ja puupellettien vertailua polttotekniikan kannalta Koetuloksia ekopellettien poltosta

Lisätiedot

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa OULUN YLIOPISTO Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa Matti Kuokkanen Kemian laitos Oulun yliopisto 11.4.2013 TAUSTAA Kuivauksen tarve Perinteisen kuivan raaka-aineen riittämättömyys, purun kuivaus

Lisätiedot

Tekniikan valintakokeen laskutehtävät (osio 3): Vastaa kukin tehtävä erilliselle vastauspaperille vastaukselle varattuun kohtaan

Tekniikan valintakokeen laskutehtävät (osio 3): Vastaa kukin tehtävä erilliselle vastauspaperille vastaukselle varattuun kohtaan Tekniikan valintakokeen laskutehtävät (osio 3): Vastaa kukin tehtävä erilliselle vastauspaperille vastaukselle varattuun kohtaan 1. Kolmiossa yksi kulma on 60 ja tämän viereisten sivujen suhde 1 : 3. Laske

Lisätiedot

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio Röntgenfluoresenssi Röntgensäteilyllä irroitetaan näytteen atomien sisäkuorilta (yleensä K ja L kuorilta) elektroneja. Syntyneen vakanssin paikkaa

Lisätiedot

b) Laske prosentteina, paljonko sydämen keskimääräinen teho muuttuu suhteessa tilanteeseen ennen saunomista. Käytä laskussa SI-yksiköitä.

b) Laske prosentteina, paljonko sydämen keskimääräinen teho muuttuu suhteessa tilanteeseen ennen saunomista. Käytä laskussa SI-yksiköitä. Lääketieteellisten alojen valintakokeen 009 esimerkkitehtäviä Tehtävä 4 8 pistettä Aineistossa mainitussa tutkimuksessa mukana olleilla suomalaisilla aikuisilla sydämen keskimääräinen minuuttitilavuus

Lisätiedot

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA EB-TUTKINTO 2008 MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA PÄIVÄMÄÄRÄ: 5. kesäkuuta 2008 (aamupäivä) KOKEEN KESTO: 4 tuntia (240 minuuttia) SALLITUT APUVÄLINEET: Europpa-koulun antama taulukkovihkonen Funktiolaskin,

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 31.5.2006, malliratkaisut ja arvostelu. 1 Linja-autoon on suunniteltu vauhtipyörä, johon osa linja-auton liike-energiasta siirtyy jarrutuksen aikana Tätä energiaa käytetään hyväksi kun linja-autoa taas kiihdytetään Linja-auto, jonka nopeus on

Lisätiedot

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti

FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti FYSA242 Statistinen fysiikka, Harjoitustentti Tehtävä 1 Selitä lyhyesti: a Mikä on Einsteinin ja Debyen kidevärähtelymallien olennainen ero? b Mikä ero vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa on kanonisella

Lisätiedot

Konvertteriprosessien ilmiöpohjainen mallinnus Tutkijaseminaari 24.11.2011, Oulu

Konvertteriprosessien ilmiöpohjainen mallinnus Tutkijaseminaari 24.11.2011, Oulu Konvertteriprosessien ilmiöpohjainen mallinnus Tutkijaseminaari 24.11.2011, Oulu Ville-Valtteri Visuri Ville-Valtteri Visuri Prosessimetallurgian laboratorio PL 4300 90014 Oulun yliopisto ville-valtteri.visuri@oulu.fi

Lisätiedot

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa Törmäysteoria Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa tarpeeksi suurella voimalla ja oikeasta suunnasta. 1 Eksotermisen reaktion energiakaavio E

Lisätiedot

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla Termodynamiikkaa Energiatekniikan automaatio TKK 2007 Yrjö Majanne, TTY/ACI Martti Välisuo, Fortum Nuclear Services Automaatio- ja säätötekniikan laitos Termodynamiikan perusteita Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa

Lisätiedot

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi Harjoitus 11 Betonin lujuudenkehityksen arviointi Betonin lujuudenkehityksen arvioiminen Normaali- ja talviolosuhteet T = +5 +40 C lujuudenkehityksen nopeus muuttuu voimakkaasti, mutta loppulujuus sama

Lisätiedot

Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1. Näytteenotto 1 Näytteenottolinja

Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1. Näytteenotto 1 Näytteenottolinja Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 1 Näytteenotto 1 Näytteenottolinja Kaasumittaukset jatkuvatoimiset menetelmät 2 Näytteenotto 2 Näytteenkäsittelytekniikat y Suositus: näytekaasu suoraan kuumana

Lisätiedot

ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN!

ÄLÄ KÄÄNNÄ SIVUA ENNEN KUIN VALVOJA ANTAA LUVAN! B 1 (6) AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE 28.5.2015 OSION 2 TEHTÄVÄT Osio 2 (Matematiikka + looginen päättely + fysiikka/kemia) LUE VASTAUSOHJEET C-OSAN (VASTAUSLOMAKKEEN) KANNESTA

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän

Lisätiedot

Lupahakemuksen täydennys

Lupahakemuksen täydennys Lupahakemuksen täydennys 26.4.2012 Talvivaara Sotkamo Oy Talvivaarantie 66 88120 Tuhkakylä Finland 2012-04-26 2 / 6 Lupahakemuksen täydennys Täydennyskehotuksessa (11.4.2012) täsmennettäväksi pyydetyt

Lisätiedot

PYP I / TEEMA 4 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS

PYP I / TEEMA 4 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS 1 PYP I / TEEMA 4 MITTAUKSET JA MITATTAVUUS Aki Sorsa 2 SISÄLTÖ YLEISTÄ Mitattavuus ja mittaus käsitteinä Mittauksen vaiheet Mittaustarkkuudesta SUUREIDEN MITTAUSMENETELMIÄ Mittalaitteen osat Lämpötilan

Lisätiedot

KIINTOAINEEN VAIKUTUS KAASU-NESTEAINEENSIIRTOON SEKOITUSSÄILIÖSSÄ

KIINTOAINEEN VAIKUTUS KAASU-NESTEAINEENSIIRTOON SEKOITUSSÄILIÖSSÄ LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta LUT Kemia Kandidaatintyö KIINTOAINEEN VAIKUTUS KAASU-NESTEAINEENSIIRTOON SEKOITUSSÄILIÖSSÄ Tekijä: Työn ohjaaja: Lappalainen Heidi Laari Arto

Lisätiedot

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ TYÖOHJE 14.7.2010 JMK, TSU 33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ Laitteisto: Kuva 1. Kytkentä solenoidin ja toroidin magneettikenttien mittausta varten. Käytä samaa digitaalista jännitemittaria molempien

Lisätiedot

Valomylly. (tunnetaan myös Crookesin radiometrinä) Pieni välipala nykyisin lähinnä leluksi jääneen laitteen historiasta.

Valomylly. (tunnetaan myös Crookesin radiometrinä) Pieni välipala nykyisin lähinnä leluksi jääneen laitteen historiasta. Valomylly (tunnetaan myös Crookesin radiometrinä) Mikko Marsch Pieni välipala nykyisin lähinnä leluksi jääneen laitteen historiasta Valomylly (tunnetaan myös Crookesin radiometrinä) Pieni välipala nykyisin

Lisätiedot

SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN

SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO ENERGIA- JA YMPÄRISTÖTEKNIIKAN OSASTO Ympäristötekniikan laboratorio SAVUKAASUN TILAVUUSVIRRAN JATKUVATOIMINEN MÄÄRITTÄMINEN TUTKIMUSRAPORTTI Tekijät: Simo Hammo, LTKK

Lisätiedot

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN VALINTAKOE TEHTÄVÄOSA 4..005 AMMATTKORKEAKOULUJEN TEKNKAN JA LKENTEEN VALNTAKOE YLESOHJETA Tehtävien suoritusaika on h 45 min. Osio (Tekstin ymmärtäminen) Osiossa on valintatehtävää. Tämän osion maksimipistemäärä

Lisätiedot

13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto

13 KALORIMETRI. 13.1 Johdanto. 13.2 Kalorimetrin lämmönvaihto 13 KALORIMETRI 13.1 Johdanto Kalorimetri on ympäristöstään mahdollisimman täydellisesti lämpöeristetty astia. Lämpöeristyksestä huolimatta kalorimetrin ja ympäristön välinen lämpötilaero aiheuttaa lämmönvaihtoa

Lisätiedot

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos

Transistori. Vesi sisään. Jäähdytyslevy. Vesi ulos Nesteiden lämmönjohtavuus on yleensä huomattavasti suurempi kuin kaasuilla, joten myös niiden lämmönsiirtokertoimet sekä lämmönsiirtotehokkuus ovat kaasujen vastaavia arvoja suurempia Pakotettu konvektio:

Lisätiedot

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1)

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1) KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1) Johdanto Monet palosammuttimet, kuten kuvassa esitetty käsisammutin, käyttävät hiilidioksidia. Jotta hiilidioksidisammutin olisi tehokas, sen täytyy vapauttaa hiilidioksidia

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan

Lisätiedot

TNO Institute of Environmental and Energy Technology (Ympäristö- ja energiateknologian instituutti)

TNO Institute of Environmental and Energy Technology (Ympäristö- ja energiateknologian instituutti) TNO Institute of Environmental and Energy Technology (Ympäristö- ja energiateknologian instituutti) Laan van Westenenk 501 P.O. Box 342 7300 AH Apeldoorn Alankomaat Telex 39395 tnoap nl Puh. +31 55 49

Lisätiedot

Mikroskooppisten kohteiden

Mikroskooppisten kohteiden Mikroskooppisten kohteiden lämpötilamittaukset itt t Maksim Shpak Planckin laki I BB ( λ T ) = 2hc λ, 5 2 1 hc λ e λkt 11 I ( λ, T ) = ε ( λ, T ) I ( λ T ) m BB, 0 < ε

Lisätiedot

Teollinen kaivostoiminta

Teollinen kaivostoiminta Teollinen kaivostoiminta Jouni Pakarinen Kuva: Talvivaara 2007 -esite Johdanto Lähes kaikki käyttämämme tavarat tai energia on tavalla tai toisella sijainnut maan alla! Mineraali = on luonnossa esiintyvä,

Lisätiedot

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa 1 Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa V Liekkipäivä Otaniemi, Espoo 14.1.2010 Ville Hankalin TTY / EPR 14.1.2010 2 Esityksen sisältö TTY:n projekti Biomassan pyrolyysin reaktiokinetiikan tutkimus

Lisätiedot

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 1.6.2005, malliratkaisut.

TKK, TTY, LTY, OY, ÅA, TY ja VY insinööriosastojen valintakuulustelujen fysiikan koe 1.6.2005, malliratkaisut. 1 Kuvaan 1 on piiretty kahden suoraviivaisesti samaan suuntaan liikkuvan auton ja B nopeudet ajan funktiona. utot ovat rinnakkain ajanhetkellä t = 0 s. a) Kuvaile auton liikettä ajan funktiona. Kumpi autoista

Lisätiedot

TURUN JÄTTEENPOLT- TOLAITOS SAVUKAASUJEN RASKASMETALLI- JA DIOKSIINIMITTAUKSET 2013

TURUN JÄTTEENPOLT- TOLAITOS SAVUKAASUJEN RASKASMETALLI- JA DIOKSIINIMITTAUKSET 2013 Vastaanottaja Jätteenpolttolaitos TE Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä 18.12.2013 Viite 1510005392-001A TURUN JÄTTEENPOLT- TOLAITOS SAVUKAASUJEN RASKASMETALLI- JA DIOKSIINIMITTAUKSET 2013 TURUN JÄTTEENPOLTTOLAITOS

Lisätiedot

782630S Pintakemia I, 3 op

782630S Pintakemia I, 3 op 782630S Pintakemia I, 3 op Ulla Lassi Puh. 0400-294090 Sposti: ulla.lassi@oulu.fi Tavattavissa: KE335 (ma ja ke ennen luentoja; Kokkolassa huone 444 ti, to ja pe) Prof. Ulla Lassi Opintojakson toteutus

Lisätiedot

Mallien perusteet. Tavoittena on valottaa (kontinuumi)mallien yleistä rakennetta säilymislakien ja systeemiajattelun pohjalta.

Mallien perusteet. Tavoittena on valottaa (kontinuumi)mallien yleistä rakennetta säilymislakien ja systeemiajattelun pohjalta. Mallien perusteet Tavoittena on valottaa (kontinuumi)mallien yleistä rakennetta säilymislakien ja systeemiajattelun pohjalta. Pyrkimys erottaa mallien yleispätevät ja tapauskohtaiset piirteet. Sisältö:

Lisätiedot

Metra ERW 700. Energialaskuri

Metra ERW 700. Energialaskuri Metra ERW 700 Energialaskuri 2013 2 Energialaskuri ERW 700 sisältää monipuoliset laskentaominaisuudet erilaisten virtausten energialaskentaan. Höyryn, lauhteen, maakaasun, ilman jne. ominaisuudet ovat

Lisätiedot

GeoChem. Havainnot uraanin käyttäytymisestä kiteisissä kivissä 2006-2010 Mira Markovaara-Koivisto Teknillinen korkeakoulu, Geoympäristötekniikka

GeoChem. Havainnot uraanin käyttäytymisestä kiteisissä kivissä 2006-2010 Mira Markovaara-Koivisto Teknillinen korkeakoulu, Geoympäristötekniikka GeoChem Havainnot uraanin käyttäytymisestä kiteisissä kivissä 2006-2010 Mira Markovaara-Koivisto Teknillinen korkeakoulu, Geoympäristötekniikka 15.2.2008 KYT2010 seminaari - Kalliokulkeutuminen Helsingin

Lisätiedot

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö:

Oikeat vastaukset: Tehtävän tarkkuus on kolme numeroa. Sulamiseen tarvittavat lämmöt sekä teräksen suurin mahdollinen luovutettu lämpö: A1 Seppä karkaisee teräsesineen upottamalla sen lämpöeristettyyn astiaan, jossa on 118 g jäätä ja 352 g vettä termisessä tasapainossa Teräsesineen massa on 312 g ja sen lämpötila ennen upotusta on 808

Lisätiedot

Aineopintojen laboratoriotyöt 1. Veden ominaislämpökapasiteetti

Aineopintojen laboratoriotyöt 1. Veden ominaislämpökapasiteetti Aineopintojen laboratoriotyöt 1 Veden ominaislämpökapasiteetti Aki Kutvonen Op.nmr 013185860 assistentti: Marko Peura työ tehty 19.9.008 palautettu 6.10.008 Sisällysluettelo Tiivistelmä...3 Johdanto...3

Lisätiedot

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate.

eriste C K R vahvistimeen Kuva 1. Geigerilmaisimen periaate. Fysiikan laboratoriotyöohje Tietotekniikan koulutusohjelma OAMK Tekniikan yksikkö TYÖ 5: RADOAKTVSUUSTYÖ Teoriaa Radioaktiivista säteilyä syntyy, kun radioaktiivisen aineen ytimen viritystila purkautuu

Lisätiedot

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3. Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi

Lisätiedot

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1 Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1 Risto Taipale 20.9.2013 1 Tehtävä 1 Erään lämpömittarin vertailu kalibrointistandardiin antoi keskimääräiseksi eroksi standardista 0,98 C ja eron keskihajonnaksi

Lisätiedot

Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen. Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen AX-SUUNNITTELU 1

Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen. Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen AX-SUUNNITTELU 1 Konvertterihallin kärypoiston tehostaminen Insinööritoimisto AX-LVI Oy Markku Tapola, Seppo Heinänen, VTT Aku Karvinen 1 Sisällys 1. Teoriaa 2. Mittaukset. Laskelmat 4. Johtopäätökset 2 Konvektiivisen

Lisätiedot

Dibentso-p-dioksiinien ja dibentsofuraanien ekvivalenttikertoimet

Dibentso-p-dioksiinien ja dibentsofuraanien ekvivalenttikertoimet 151/2013 11 Liite 1 Dibentso-p-dioksiinien ja dibentsofuraanien ekvivalenttikertoimet Dioksiinien ja furaanien kokonaispitoisuuksien määrittämiseksi seuraavien dibentso-pdioksiinien ja dibentsofuraanien

Lisätiedot

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä Liike ja voima Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä Tasainen liike Nopeus on fysiikan suure, joka kuvaa kuinka pitkän matkan kappale kulkee tietyssä ajassa. Nopeus voidaan

Lisätiedot

Dislokaatiot - pikauusinta

Dislokaatiot - pikauusinta Dislokaatiot - pikauusinta Ilman dislokaatioita Kiteen teoreettinen lujuus ~ E/8 Dislokaatiot mahdollistavat deformaation Kaikkien atomisidosten ei tarvitse murtua kerralla Dislokaatio etenee rakeen läpi

Lisätiedot

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin. KERTAUSKOE, KE1, SYKSY 2013, VIE Tehtävä 1. Kirjoita kemiallisia kaavoja ja olomuodon symboleja käyttäen seuraavat olomuodon muutokset a) etanolin CH 3 CH 2 OH höyrystyminen b) salmiakin NH 4 Cl sublimoituminen

Lisätiedot

FRAME: Ulkoseinien sisäinen konvektio

FRAME: Ulkoseinien sisäinen konvektio 1 FRAME: Ulkoseinien sisäinen konvektio Sisäisen konvektion vaikutus lämmönläpäisykertoimeen huokoisella lämmöneristeellä eristetyissä ulkoseinissä Petteri Huttunen TTY/RTEK 2 Luonnollisen konvektion muodostuminen

Lisätiedot

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät Esimerkki 1. a) 100 ml:ssa suolaista merivettä on keskimäärin 2,7 g NaCl:a. Mikä on meriveden NaCl-pitoisuus ilmoitettuna molaarisuutena? b) Suolaisen meriveden MgCl 2 -pitoisuus

Lisätiedot

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt

RATKAISUT: 12. Lämpöenergia ja lämpöopin pääsäännöt Physica 9 1. painos 1(7) : 12.1 a) Lämpö on siirtyvää energiaa, joka siirtyy kappaleesta (systeemistä) toiseen lämpötilaeron vuoksi. b) Lämpöenergia on kappaleeseen (systeemiin) sitoutunutta energiaa.

Lisätiedot

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8. 9. 11. b Oppiaineen opetussuunnitelmaan on merkitty oppiaineen opiskelun yhteydessä toteutuva aihekokonaisuuksien ( = AK) käsittely seuraavin lyhentein: AK 1 = Ihmisenä kasvaminen AK 2 = Kulttuuri-identiteetti

Lisätiedot

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus. Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus. 2012 Envitop Oy Riihitie 5, 90240 Oulu Tel: 08375046 etunimi.sukunimi@envitop.com www.envitop.com 2/5 KUUSAKOSKI OY Janne Huovinen Oulu 1 Tausta Valtioneuvoston

Lisätiedot

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste.

Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. TYÖ 36b. ILMANKOSTEUS Tehtävä Työssä määritetään luokkahuoneen huoneilman vesihöyryn osapaine, osatiheys, huoneessa olevan vesihöyryn massa, absoluuttinen kosteus ja kastepiste. Välineet Taustatietoja

Lisätiedot

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p. Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 014 Insinöörivalinnan kemian koe 8.5.014 MALLIRATKAISUT ja PISTEET Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu

Lisätiedot

Tuulen nopeuden mittaaminen

Tuulen nopeuden mittaaminen KON C3004 Kone ja rakennustekniikan laboratoriotyöt Koesuunnitelma / ryhmä K Tuulen nopeuden mittaaminen Matias Kidron 429542 Toni Kokkonen 429678 Sakke Juvonen 429270 Kansikuva: http://www.stevennoble.com/main.php?g2_view=core.downloaditem&g2_itemid=12317&g2_serialnumber=2

Lisätiedot

DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset 30.11.2012

DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset 30.11.2012 Tampereen teknillinen yliopisto Teknisen suunnittelun laitos Pentti Saarenrinne Tilaaja: DirAir Oy Kuoppakatu 4 1171 Riihimäki Mittausraportti: DirAir Oy:n tuloilmaikkunaventtiilien mittaukset 3.11.212

Lisätiedot

Luento 8 6.3.2015. Entrooppiset voimat Vapaan energian muunoksen hyötysuhde Kahden tilan systeemit

Luento 8 6.3.2015. Entrooppiset voimat Vapaan energian muunoksen hyötysuhde Kahden tilan systeemit Luento 8 6.3.2015 1 Entrooppiset voimat Vapaan energian muunoksen hyötysuhde Kahden tilan systeemit Entrooppiset voimat 3 2 0 0 S k N ln VE S, S f ( N, m) 2 Makroskooppisia voimia, jotka syntyvät pyrkimyksestä

Lisätiedot

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA Erikoistutkija Tuula Pellikka TUTKIMUKSEN TAUSTA Tavoitteena oli tutkia käytännön kenttäkokeiden avulla hevosenlannan ja kuivikkeen seoksen polton ilmaan vapautuvia

Lisätiedot

SISÄILMAN LAADUN PARANTAMINEN KÄYTTÄMÄLLÄ SIIRTOILMAA Uusia ratkaisuja

SISÄILMAN LAADUN PARANTAMINEN KÄYTTÄMÄLLÄ SIIRTOILMAA Uusia ratkaisuja SISÄILMAN LAADUN PARANTAMINEN KÄYTTÄMÄLLÄ SIIRTOILMAA Uusia ratkaisuja Timo Kalema, Ari-Pekka Lassila ja Maxime Viot Tampereen teknillinen yliopisto Kone- ja tuotantotekniikan laitos Tutkimus RYM-SHOK

Lisätiedot

TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO

TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO Energia- ja Prosessitekniikan laitos MUURATUN TULISIJAN ILMANJAON OPTIMOINTI Heikki Hyytiäinen, Tulisydän Oy Reijo Karvinen, TTY Kai Savolainen, TTY Pertti Taskinen, TTY

Lisätiedot

KOSTEUS. Visamäentie 35 B 13100 HML

KOSTEUS. Visamäentie 35 B 13100 HML 3 KOSTEUS Tapio Korkeamäki Visamäentie 35 B 13100 HML tapio.korkeamaki@hamk.fi RAKENNUSFYSIIKAN PERUSTEET KOSTEUS LÄMPÖ KOSTEUS Kostea ilma on kahden kaasun seos -kuivan ilman ja vesihöyryn Kuiva ilma

Lisätiedot