Nhiệt theo dịch nóng lỏng của urê:
Gọi: mu, mc, ma, và mn lần lượt là lượng urê, carbamate, amoniac và nước nhập vào;
cu, cc lần lượt là nhiệt dung riêng của urê, carbamate và nước; ia, in là entanpi của amoniac và nước ở 204oC và 148.105 N/m2 Q1 = mucut + mccct + mncn + maia
= 99809,3 x 2,243 x 204 + 28957,33 x 1,954 x 204 + 44932,7 x 1428 + 50912,4 x 858 = 165.059.531kJ/h.
Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate:
Ta có: Lượng amoni carbamate phân hủy được: 47246,7 kg/h Nhiệt nóng chảy amoni carbamate: 159320 kJ/kmol
Nhiệt tạo thành amoni carbamate rắn: 25140 kJ/kmol
Q2 = 81.275.527 78 ) 25140 159320 ( 17 , 47246 − = kJ/h
Nhiệt tiêu hao để tách amoniac khỏi amoni hidroxit
Ta có:Lượng amoniac trong amoni hidroxit vào hệ thống: 58354,2 kg/h Lượng amoniac ra khỏi hệ thống: 44932,7 kg/h
Nhiệt hòa tan tích phân 1 kmol amoniac khí vào 1 kg nước lỏng: 29540 kJ/kmol.
Nhiệt hòa tan tích phân 1 kmol amoniac khí vào 4,2 kmol nước lỏng: 33330 kJ/kmol. Q3 = 13.304.481 17 33330 7 , 44932 29540 2 , 58354 x − x = kJ/h
Nhiệt ra theo pha khí:
Gọi ma, mc và mhn lần lượt là lượng amoniac, CO2 và hơi nước ra ở pha khí của thiết bị, kg/h
ia, ic, ihn: entanpi của amoniac, CO2 và hơi nước ở 190oC và 148.105N/m2 Q4 = maia + mcic + mhnihn
= 34016 x 1444 + 26651,69 x 408,5 + 3735,4 x 815 = 60.010.054,8 kJ/h
Trong quá trình phân hủy và thu hồi cao áp xem như không so sự tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.
Vậy tổng lượng nhiệt ra của quá trình: QR = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 319.649.593,8 kJ/h. Ta có phương trình cân bằng nhiêt: QV = QR
193.256.028,7 + x = 319.649.593,8 => x = 126.393.565,1 kJ/h
Vậy lượng nhiệt do thiết bị đun nóng cung cấp: 126.393.565,1 kJ/h Bảng 4.3 Nhiệt vào và nhiệt ra tại cụm phân hủy và thu hồi cao áp
Nhiệt vào Nhiệt ra
Loại kJ/h Loại kJ/h Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào 193.256.028,7 Nhiệt ra theo dịch nóng lỏng của urê 165.059.531
Nhiệt theo hơi đốt nóng
126.393.656,1 Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate
81.275.527
Nhiệt tiêu hao để tách NH3 khỏi NH4OH
13.304.481
Nhiệt ra theo pha khí 60.010.054,8
Tổng 319.649.593,8 Tổng 319.649.593,8