CÂN BẰNG vật CHẤT và NĂNG LƯỢNG

CHUONG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 3.1 Tính hiệu suất nhà máy: − Hiệu suất thực tế ln nhỏ hiệu suất lý thuyết có tổn thất công + + + + + + đoạn sản xuất Trong sản xuất dầu nhiệt phân có dạng tổn thất sau: Tổn thất nghiền, vận chuyển nội bộ: 0.2% ÷ 0.3% Tổn thất heater đầu: 2% Tổn thất nhiệt phân: 3% Tổn thất thiết bị tách: 5% Tổn thất: không xác định, đổ ngoài, đọng lại thiết bị, đường ống từ 1% ÷ 2% Tổn thất: chưng cất, bay hơi, nhựa lại bã thải, nước thải: 5% ÷ 10% ⇒ Trong đồ án lựa chọn tổn thất sau: Bảng 3.1: Tổn thất trình sản xuất Tổn thất nghiền, vận chuyển nội 0.2% Tổn thất heater 2% Tổn thất nhiệt phân 3% Tổn thất chưng cất 5% Tổn thất không xác định 1% Tổn thất tách, chiết 5% Tổng tổn thất 16.2% − Ở q trình chưng cất, thu thêm số sản phẩm có ích nửa như: khí, xăng,… Các sản phẩm chiếm từ 42% ÷ 50% khối lượng nguyên liệu đem nhiệt phân Trong đồ án này, lấy sản phẩm phụ 43.8% khối lượng − Do hiệu suất thu hồi dầu thục tế là: 100 – 16.2 – 43.8 =40% Có nghĩa sản xuất nhựa thu lượng dầu là: R = = Mà Ddầu = 0.91 g/cm3 Tính lít là: Vdầu = = 2197.8 (lít) 3.2 Cân sản phẩm cho công đoạn 3.2.1 Khối lượng riêng loại nhựa: − Nhựa PVC: D = 1,38 g/cm3 − Nhựa PE: D = 0.91 g/cm3 − Nhựa PP: D = 0.85 g/cm3 − Nhựa PS: D = 1.05 g/cm3 − Nhựa PET: D = 1.6 g/cm3 Như vậy, khối lượng riêng hỗn hợp nhựa Dhh = (1.38 + 0.91 + 0.85 + 1.05 + 1.6) = 1.16 g/cm3 3.2.2 Lượng dung dịch lỏng sau nhiệt phân: − Tổn thất nghiền, vận chuyển nội bộ: 0.2% ( tính theo tổng lượng nhựa) − Tổn thất công đoạn nhiệt phân: 5%  Lượng nhựa mát sau nhiệt phân là: mtổn thất= = 260 (kg) − Vậy lượng lỏng sau nhiệt phân là: mlỏng = mnguyên liệu - mmất mát = 5000 – 260 = 4740 (kg) Tỷ trọng nhụa lỏng d= 1.16 (kg/l) Nên thể tích lỏng là: Vlỏng = = 4086.2 (lit) Cân vật chất cho thiết bị tách: − Tổn thất sau qua thiết bị tách: 5% − 3.2.3  Lượng sản phẩm mát thiết bị tách là: mtổn thất = = 237 (kg) − Lượng sản phẩm khỏi thiết bị tách là: mdầu = 4740 - = 4503 (kg) 3.2.4 Cân vật chất thiết bị chưng cất: − Tổn thất thiết bị chưng cất: 5% − Thu hồi sản phẩm ngồi dầu cơng đoạn chưng cất là: 43.8%  Lượng sản phẩm mát thiết bị chưng cất là: mtổn thất = = 225.15 (kg)  Lượng sản phẩm phụ thu công đoạn chưng cất: mphụ = = 2190 (kg) Vậy lượng sản phẩm dầu thu sau chưng cất là: mdầu = 4503 – (225.15 + 2190) = 2087.85 (kg) Mà ddầu = 0.91 g/cm3 ⇒ Vdầu = = 2294.34 (lít) 3.3 Cân lượng 3.3.1 Thiết bị nhiệt phân bậc Ta thừa nhận nhiệt độ nhựa phế thải ban đầu 35 Và sau trao đổi nhiệt với dòng khói lò nâng nhiệt độ lên 250 Nhiệt độ trì suốt trình 250 − Qtỏa = Qthu Với Qthu = Q1 + Q2 Q1: nhiệt lượng cần cung cấp để nâng nhiệt độ nhựa từ 35 lên nhiệt độ 250 Q2: nhiệt lượng mát Q1 = mn.Cm.∆t Trong đó: mn: khối lượng nhựa nhập liệu: 5000 kg Cm: nhiệt dung riêng hỗn hợp nhựa Mà: Nhiệt dung riêng nhựa PVC: 0,9 KJ/(Kg.K) Nhiệt dung riêng nhựa PS: 1,3 KJ/(Kg.K) Nhiệt dung riêng nhựa PET: KJ/(Kg.K) Nhiệt dung riêng nhựa PE: 2,3 KJ/(Kg.K) Nhiệt dung riêng nhựa PP: 1,9 KJ/(Kg.K) Vậy nhiệt dung riêng hỗn hợp nhựa là: Cm = = 1,48 KJ/(Kg.K) ⇒ Q1 = 5000.1,48.(250 – 35) = 1591000 kJ Ta thừa nhận lượng nhiệt mát 5% Q = Q1 + 0,05Q ⇔ 0,95Q = 1591000 kJ  Q = 1674736,84 kJ Lượng khói lò cần dùng: Ở 400 ckhói lò= 1,068 KJ/(Kg.K) W= = = 7840,53 kg/ngày Vì nhà máy hoạt động ngày 24 nên lượng khói lò cần dùng giờ: W = = 326,68 kg/h 3.3.2 Thiết bị nhiệt phân bậc 2: − Qtỏa = Qthu Với Qthu= Q’1 + Q’2 Q’1: nhiệt lượng cần cung cấp để hóa nhựa lỏng 250 lên 380 Q’2: nhiệt lượng mát Q’1= mn.Cm.∆t Trong đó: mn: lượng sản phẩm khỏi thiết bị nhiệt phân bậc mn = 4890 kg/ngày = 203,75 kg/h Cm: nhiệt dung riêng hỗn hợp nhựa: 1,48 KJ/(Kg.K) ⇒ Q’1 = 4890.1,48.(380 – 250) = 940836 KJ Ta thừa nhận mát nhiệt 10% Q = Q’1 + 0,1Q ⇔ 0,9Q = 940836  Q = 1045373,33 KJ Lượng khói lò cần dùng: Ở 400 ckhói lò= 1,068 KJ/(Kg.K) W= = = 4894,07 kg/ngày Vì nhà máy hoạt động ngày 24 nên lượng khói lò cần dùng giờ: W = = 203,92 kg/h 3.3.3 Thiết bị chưng cất: Sau qua thiết bị làm lạnh tách pha Nhiệt độ dòng sản phẩm có nhiệt độ 120 − Qtỏa = Qthu Với Qthu = Q’’1 + Q’’2 Q’’1:nhiệt lượng cần cung cấp sản phẩm thành dầu Q’’2: lượng nhiệt mát Nhiệt lượng cần cung cấp vào để hỗn hợp sản phẩm tăng từ 120 lên 140 msp= 4503 kg/ngày = 187,625 kg/h cdầu= 3,825 KJ/(Kg.K) Q’’1 = msp cdầu.∆t ⇒ Q’’1 = 4503 3,825.(140 – 120) = 4579,5 KJ Mất mát nhiệt chưng cất 5% Q = Q’’1 + 0,05Q ⇔ 0,95Q = 4579,5 KJ ⇒ Q = 4820,53 KJ Lượng khói lò cần dùng: Ở 400 ckhói lò= 1,068 KJ/(Kg.K) W= = = 22,57 kg/ngày ... thiết bị tách: 5% − 3.2.3  Lượng sản phẩm mát thiết bị tách là: mtổn thất = = 237 (kg) − Lượng sản phẩm khỏi thiết bị tách là: mdầu = 4740 - = 4503 (kg) 3.2.4 Cân vật chất thiết bị chưng cất: −... (kg) − Vậy lượng lỏng sau nhiệt phân là: mlỏng = mnguyên liệu - mmất mát = 5000 – 260 = 4740 (kg) Tỷ trọng nhụa lỏng d= 1.16 (kg/l) Nên thể tích lỏng là: Vlỏng = = 4086.2 (lit) Cân vật chất cho... 120 − Qtỏa = Qthu Với Qthu = Q’’1 + Q’’2 Q’’1:nhiệt lượng cần cung cấp sản phẩm thành dầu Q’’2: lượng nhiệt mát Nhiệt lượng cần cung cấp vào để hỗn hợp sản phẩm tăng từ 120 lên 140 msp= 4503