Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác I có nhiệt độ 580 oC được đưa vào trao đổi nhiệt II để hạ nhiệt độ xuống còn 490 oC để đưa vào lớp xúc tác II.
Thành phần khí nóng vào trao đổi nhiệt II như sau: GSO2 = 3.828,37 (kg/ h)
GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 8.887,29 (kg/ h)
Hỗn hợp khí lạnh hơn đưa vào trao đổi nhiệt II được lấy từ sau tháp sấy, trao đổi nhiệt I và II nâng lên đến nhiệt độ t0 = 420 oC đưa vào lớp xúc tác I. Do đó nó có thành phần của khí vào lớp I.
GSO2 = 10.938,2 (kg/ h) GO2 = 6.736,17 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 0 (kg/ h)
Nhiệt của hỗn hợp khí này vào trao đổi nhiệt III ta phải tìm, kí hiệu là tLV2
Tại 580o C: CSO2 = 0,1962 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2543 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2687 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2370 (kcal/kg.độ) Tại 490o C: CSO2 = 0,1924 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2498 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2635 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2290 (kcal/kg.độ) Tại 420o C: CSO2 = 0,1882 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2457 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2595 (kcal/kg.độ)
Tại 335o C: (Giả thiết nhiệt độ khí lạnh vào trao đổi nhiệt II là 335oC) CSO2 = 0,1824 (kcal/kg.độ)
CO2 = 0,2400 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2550 (kcal/kg.độ)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng ra khỏi lớp xúc tác I mang vào trao đổi nhiệt II là:
QNV2=(3.828,37x 0,1962 + 4.958,71x 0,2543 + 40.838,4 x 0,2687 + 8.887,29x 0,2370)x 580 = 8.753.181,33 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt II là:
QNR2=(3.828,37x 0,1924 + 4.958,71x 0,2498 + 40.838,4x 0,2635 + 8.887,29x 0,2290)x 490 = 7.237.972,26 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt II là: (t0 = 420 oC)
QLR2= (10.938,2 x 0,1882 + 6.736,17 x 0,2457 + 40.838,4 x 0,2595) x 420 = 6.010.707,62 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 8.753.181,33=175.063,63 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh hơn có nhiệt độ tLV2 mang vào trao trao đổi nhiệt II là:
QLV2 = (10.938,2 x 0,1823+ 6.736,17 x 0,2399 + 40.838,4 x 0,2549) x tLV2
Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt II ta có:
QNV2 - QNR2 = QLR2 - QLV2 + Qtt
⇒8.753.181,33 - 7.237.972,26 = 6.010.708,62 – 13.970,88 x tLV2 + 175.063,63
⇒ 14.019,75 x tLV2 = 4.670.563,18
⇒ tLV2 = 333 oC
Bảng 25: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt II
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h % Khí nóng vào 8.753.181,33 65,21 Khí nóng ra 7.237.972,26 53,92 Khí lạnh vào 4.670.563,18 34,79 Khí lạnh ra 6.010.707,62 44,78 Tổn thất 175.063,63 1,30 Tổng cộng 13.423.744,5 1 100 Tổng cộng 13.423.744,5 1 100
D. BỘ PHẬN TRAO ĐỔI NHIỆT I
Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác III có nhiệt độ 480 oC được đưa vào trao đổi nhiệt I để hạ nhiệt độ xuống rồi đưa vào tháp hấp thụ trung gian .
Thành phần khí nóng vào trao đổi nhiệt I như sau: GSO2 = 555,49 (kg/ h)
GO2 = 4.136,80 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 12.989,11 (kg/ h)
Hỗn hợp khí lạnh hơn đưa vào trao đổi nhiệt I được lấy từ sau tháp sấy, trao đổi nhiệt I nâng lên đến nhiệt độ t0 = 333 oC đưa vào trao đổi nhiệt II rồi vào lớp I. Do đó nó có thành phần của khí vào lớp I.
GSO2 = 10.938,2 (kg/ h) GO2 = 6.736,17 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 0 (kg/ h)
Nhiệt của hỗn hợp khí này vào trao đổi nhiệt III ta phải tìm, kí hiệu là tNR1
Tại 333o C:
CSO2 = 0,1823 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2399 (kcal/kg.độ) C = 0,2549 (kcal/kg.độ)
Tại 207o C: (Giả thiết nhiệt độ khí lạnh vào trao đổi nhiệt I là 207oC) CSO2 = 0,1707 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2306 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2493 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1914 (kcal/kg.độ) Tại 480o C: CSO2 = 0,1918 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2492 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2630 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2280 (kcal/kg.độ) Tại 40o C: CSO2 = 0,1502 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2203 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2464 (kcal/kg.độ)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng ra khỏi lớp xúc tác III mang vào trao đổi nhiệt I là:
QNV1= (555,49x 0,1918 + 4.136,80x 0,2492 + 40.838,4 x 0,2630 + 12.989,11x 0,2280)x 480 = 7.122.935,91 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt I là:
QNR1=(555,49x 0,1707 + 4.136,80x 0,2306 + 40.838,4 x 0,2493 + 12.989,11x 0,1914)x tNR1
= 13.715,90x tNR1 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt I là: (t0 = 333 oC)
QLR1= (10.938,2 x 0,1823+ 6.736,17 x 0,2399 + 40.838,4 x 0,2549) x 333 = 4.670.563,18 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang vào trao trao đổi nhiệt I là:
QLV1 = (10.938,2 x 0,1502+ 6.736,17 x 0,2203 + 40.838,4 x 0,2464) x 40 = 527.579,11 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 7.122.935,91=142.458,72 (kcal/h)
Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt I ta có:
QNV1 - QNR1 = QLR1 - QLV1 + Qtt
⇒7.122.935,91 - 13.715,90x tNR1 = 4.670.563,18 – 527.579,11+ 142.458,72
⇒ 13.715,90x tNR1 = 2.837.493,12
⇒ tNR1 = 207 oC
Bảng 26: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt I
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h %
Khí nóng vào 7.122.935,91 93,10 Khí nóng ra 4.670.563,18 61,05
Tổn thất 142.458,72 1,86
Tổng cộng 7.650.515,02 100 Tổng cộng 7.650.515,02 100
E. BỘ PHẬN TRAO ĐỔI NHIỆT BẰNG NƯỚC V
Hỗn hợp khí ra khỏi trao đổi nhiệt I có nhiệt độ 207oC được đưa vào trao đổi nhiệt bằng nước V trao đổi nhiệt với nước ở nhiệt độ 25oC để hạ nhiệt độ rồi đưa vào thấp hấp thụ trung gian II. Nó có thành phần là thành phần của khí ra khỏi lớp xúc tác I như sau:
GSO2 = 555,49 (kg/ h) GO2 = 4.136,80 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 12.989,11 (kg/ h) Lưu lượng nước đưa vào trao đổi nhiệt V là: GH2O = 51.236 (kg/h)
Nhiệt của hỗn hợp khí này ra trao đổi nhiệt V ta phải tìm, kí hiệu là tNR5
Tại 207o C:
CSO2 = 0,1707 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2306 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2493 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1914 (kcal/kg.độ)
Tại 180o C: (Giả thiết nhiệt độ khí ra trao đổi nhiệt V là 180oC) CSO2 = 0,1676 (kcal/kg.độ)
CO2 = 0,2286 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2487 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1860 (kcal/kg.độ)
Tại 25o C: iH2O = 609,33 kcal/kg hàm nhiệt của hơi nước [ II.2 – 179 ] Tại 40o C: iH2O = 615,79 kcal/kg hàm nhiệt của hơi nước [ II.2 – 179 ]
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang vào trao đổi nhiệt V là:
QNV5 = (555,49x 0,1707 + 4.136,80x 0,2306 + 40.838,4 x 0,2493 + 12.989,11x 0,1914)x 207 = 2.837.493,12 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt I là:
QNR5 =(555,49x 0,1676 + 4.136,80x 0,2286 + 40.838,4 x 0,2487 + 12.989,11x 0,1860) x tNR5
= 13.611,26 x tNR5
- Nhiệt lượng do nước lạnh mang vào trao đổi nhiệt V là
QLV5= GH2O x iH2O = 51.236x609,33 = 31.219.631,88 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp nước lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt V là:
QLR5= GH2O x iH2O = 51.236x615,79 = 31.550.616,44 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 2.837.493,12 = 56.479,86 (kcal/h) Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt V ta có:
QNV5 - QNR5 = QLR5 - QLV5 + Qtt
⇒2.837.493,12 - 13.611,26 x tNR5 = 31.550.616,44 – 31.219.631,88 + 56.479,86
⇒ 13.611,26 x tNR5 = 2.450.028,70
⇒ tNR5 = 180 oC
Bảng 27: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt V
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h % Khí nóng vào 2.837.493,12 8,33 Khí nóng ra 2.450.028,70 7,19 Nước lạnh vào 31.219.631,8 8 91,67 Nước lạnh ra 31.550.616,4 4 92,64 Tổn thất 56.479,86 0,17 Tổng cộng 34.057.125,00 100 Tổng cộng 34.057.125,00 100 G. THÁP HẤP THỤ TRUNG GIAN I
Điều kiện làm việc: nhiệt độ khí vào 180 0C nhiệt độ khí ra 70 0C nhiệt độ axit tưới 45 0C
nồng độ axit tưới: 98,3% H2SO4
nhiệt độ axit chảy ?
nồng độ axit chảy :98,7% H2SO4
hiệu suất hấp thụ SO3 99,8%
I. CÂN BẰNG CHẤT 1. Lượng vào
- Thành phần chất khí vào tháp hấp thụ trung gian I cũng chính là thành phần chất khí ra khởi lớp xúc tác III. Do đó ta có:
GSO2 = 555,49 (kg/ h) GO2 = 4.136,80 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 12.989,11 (kg/ h)
+ Lượng khí SO3 được hấp thụ trong tháp hấp thụ trung gian I là:GSO3 = 12.989,11x 0,998 = 12.963,13 (kg/h) GSO3 = 12.989,11x 0,998 = 12.963,13 (kg/h)
+ Lượng khí SO3 còn lại ra khỏi tháp hấp thụ trung gian I là: 12.989,11 - 12.963,13 = 25,98 (kg/h)
+ Axit 98,3 % H2SO4 tương ứng với nồng độ 80,245 % SO3
+ Axit 98,7 % H2SO4 tương ứng với nồng độ 80,572 % SO3
+ Gọi lượng axit tưới là X (kg/h)
Ta có phương trình cân bằng SO3 như sau :
12.989,11 + 0,80245.X = (X + 12.963,13) x 0,80572 + 25,98
⇒ X = 770.176,42 (kg/ h)
2. Lượng ra
- Khí đi ra khỏi tháp hấp thụ trung gian I là: GSO2 = 555,49 (kg/ h)
GO2 = 4.136,80 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 25,98 (kg/ h) - Axit chảy ra khỏi tháp:
Gaxc1 = X + GSO3 = 770.176,42 + 12.963,13 = 783.139,55(kg/h)
Bảng 28: Cân bằng chất tháp hấp thụ trung gian I
LƯỢNG VÀO LƯỢNG RA
Thành phần kg/h % Thành phần kg/h % SO2 555,49 0,06 SO2 555,49 0,06 O2 4.136,80 0,50 O2 4.136,80 0,50 N2 40.838,4 4,93 N2 40.838,4 4,93 SO3 12.989,11 1,57 SO3 25,98 0,01 Axit 770.176,42 92,94 Axit 783.139,55 94,50 Tổng cộng 828.695,22 100 Tổng cộng 297.267,92 100
II. CÂN BẰNG NHIỆT 1. Nhiệt vào
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí mang vào:
Nhiệt lượng này chính là nhiệt lượng do hỗn hợp khí mang ra khỏi trao đổi nhiệt V. Ta có: QKV1 = 2.450.028,70 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do axit tưới mang vào tháp:
Nhiệt dung riêng của axit 98,3%H2SO4 ở 45 0C : CP =0,365 (kcal/kg.độ) [ I-181 ]
- Nhiệt do phản ứng hấp thụ SO3 toả ra:
Phản ứng hấp thụ SO3 :
SO3(k) + H2O (l) → H2SO4(l) + 31,48 kcal/ mol Nhiệt hấp thụ toả ra khi hấp thụ 1 kg SO3 là:
qht 393,5kcal/kg 10 80 48 , 31 3 = × = −
Vậy nhiệt hấp thụ toả ra khi hấp thụ SO3 là:
Qht = qht x GSO3 = 393,5 x 12.963,13=5.100.991,66(kcal/h)
Tổng nhiệt vào: Qv = QKV1 + Qaxv1 + Qht
= 2.450.028,70 + 12.650.147,69+ 5.100.991,66 = 20.201.168,05 (kcal/h)
2. Nhiệt ra
- Nhiệt lượng do khí mang ra :
Tại 70o C :
CSO2 = 0,1541 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2216 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2467 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1625 (kcal/kg.độ)
Đây cũng chính là nhiệt lượng do hỗn hợp khí mang vào trao đổi nhiệt IV. Do vậy, ta có:
QKR1 = (555,49x 0,1541 + 4.136,80x 0,2216 + 40.838,4 x 0,2467 + 25,98x 0,1625)x 70 = 775.695,96 (kcal/h)
Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 3% Qv
Qtt = 3% x 20.201.168,05 = 606.035,04(kcal/h) - Nhiệt lượng do axit chảy mang ra:
Axit chảy có nhiệt độ taxc1. Ta giả thiết nhiệt độ axit chảy là 67oC, ta có nhiệt dung riêng của axit 98,7%H2SO4ở 67 0C : CP =0,358 (kcal/kg.độ) [ I-181 ]
Qaxr1 = Gax x CP x t = 783.139,55 x 0,358x t = 280.363,96xt(kcal/h)
Tổng nhiệt ra là:
Qr = QKR1 + Qaxr1 + Qtt
= 775.695,96 + 280.363,96xt + 606.035,04 = 1.381.731,00 + 280.363,96xt
Cân bằng nhiệt lượng cho tháp hấp thụ trung gian I, ta có: Qv = Qr
⇒20.201.168,05 = 1.381.731,00 + 280.363,96xt ⇒ t = 67 0C
Bảng 29: Cân bằng nhiệt tháp hấp thụ trung gian I
Thành phần kg/h % Thành phần kg/h % Khí vào 2.450.028,70 12,13 Khí ra 775.695,96 3,84 Axit tưới 12.650.147,6 9 62,62 Axit chảy 18.819.437,05 93,16 Nhiệt hấp thụ 5.100.991,66 25,25 Tổn thất 606.035,04 3,00 Tổng cộng 20.201.168,05 100 Tổng cộng 20.201.168,05 100
H. BỘ PHẬN TRAO ĐỔI NHIỆT IV
Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác IV có nhiệt độ 424oC được đưa vào trao đổi nhiệt IV để hạ nhiệt độ rồi đưa vào thấp hấp thụ cuối II. Nó có thành phần là thành phần của khí ra khỏi lớp xúc tác IV như sau:
GSO2 = 30,46 (kg/ h) GO2 = 4.005,54 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 682,25 (kg/ h)
Hỗn hợp khí lạnh hơn đưa vào trao đổi nhiệt IV được lấy từ sau hấp thụ trung gian I nâng lên đến nhiệt độ t0 = 260 oC đưa vào trao đổi nhiệt III rồi vào lớp xúc tác IV. Do đó nó có thành phần của khí vào lớp IV
GSO2 = 555,49 (kg/ h) GO2 = 4.136,80 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 25,98 (kg/ h)
Nhiệt của hỗn hợp khí này ra trao đổi nhiệt IV ta phải tìm, kí hiệu là tNR4
Tại 424o C:
CSO2 = 0,1884 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2459 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2597 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2224 (kcal/kg.độ)
Tại 197o C: (Giả thiết nhiệt độ khí nóng ra trao đổi nhiệt IV là 197oC) CSO2 = 0,1696 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2298 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2490 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1894 (kcal/kg.độ) Tại 70o C: CSO2 = 0,1541 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2216 (kcal/kg.độ) C = 0,2467 (kcal/kg.độ)
CSO3 = 0,1625 (kcal/kg.độ) Tại 302o C: CSO2 = 0,1801 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2371 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2533 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2082 (kcal/kg.độ)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng vào trao đổi nhiệt IV là:
QNV4= (30,46x 0,1885 + 4.005,54x 0,2460 + 40.838,4 x 0,2598 + 682,25x 0,2225)x 424 = 4.983.153,91 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt IV là:
QNR4=(30,46x 0,1696 + 4.005,54x 0,2298 + 40.838,4 x 0,2490 + 682,25x 0,1894) x tNR4
= 11.223,62 x tNR4
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang vào trao đổi nhiệt IV là
QLV4= (555,49x 0,1541 + 4.136,80x 0,2216 + 40.838,4 x 0,2467 + 25,98x 0,1625) x 70 = 775.695,96 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt IV là:
QLR4= (555,49x 0,1801 + 4.136,80x 0,2377 + 40.838,4 x 0,2533 + 25,98x 0,2082) x 302 = 3.452.411,69 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 4.983.153,91 = 99.663,08 (kcal/h) Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt I ta có:
QNV4 - QNR4 = QLR4 - QLV4 + Qtt
⇒4.983.153,91 - 11.223,62 x tNR4 = 3.452.411,69 – 775.695,96+ 99.663,08
⇒ 11.223,62 x tNR4 = 2.206.775,1
⇒ tNR1 = 197 oC
Bảng 30: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt IV
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h %
Khí nóng vào 4.983.153,91 86,53 Khí nóng ra 2.206.775,1 38,32
Khí lạnh vào 775.695,96 13,47 Khí lạnh ra 3.452.411,69 59,95
Tổn thất 99.663,08 1,73
Tổng cộng 5.758.849,87 100 Tổng cộng 5.602.200,19 100
Hỗn hợp khí ra khỏi trao đổi nhiệt IV có nhiệt độ 197oC được đưa vào trao đổi nhiệt VI trao đổi nhiệt với nước ở nhiệt độ 25oC để hạ nhiệt độ rồi đưa vào thấp hấp thụ cuối II. Nó có thành phần là thành phần của khí ra khỏi lớp xúc tác IV như sau:
GSO2 = 30,46 (kg/ h) GO2 = 4.005,54 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 682,25 (kg/ h)
Lưu lượng nước đưa vào trao đổi nhiệt V là: GH2O = 75.630 (kg/h)
Nhiệt của hỗn hợp khí này ra trao đổi nhiệt V ta phải tìm, kí hiệu là tNR6
Tại 197o C:
CSO2 = 0,1696 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2298 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2490 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1894 (kcal/kg.độ)
Tại 180o C: (Giả thiết nhiệt độ khí ra trao đổi nhiệt V là 180oC) CSO2 = 0,1676 (kcal/kg.độ)
CO2 = 0,2286 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2487 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,1860 (kcal/kg.độ)
Tại 25o C: iH2O = 609,33 kcal/kg hàm nhiệt của hơi nước [ II.2 – 179 ] Tại 40o C: iH2O = 615,79 kcal/kg hàm nhiệt của hơi nước [ II.2 – 179 ]
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang vào trao đổi nhiệt VI là:
QNV6 = (30,46x 0,1726 + 4.005,54x 0,2317 + 40.838,4 x 0,2500 + 682,25x 0,1952)x 197 = 2.206.775,1 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt IV là:
QNR6 =(30,46x 0,1676 + 4.005,54x 0,2286 + 40.838,4 x 0,2487 + 682,25x 0,1860) x tNR6
= 11.204,18 x tNR5
- Nhiệt lượng do nước lạnh mang vào trao đổi nhiệt VI là
QLV6= GH2O x iH2O = 22.583x609,33 = 13.760.499,39 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp nước lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt VI là:
QLR6= GH2O x iH2O = 22.583x615,79 = 13.906.385,57 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 2.206.775,1 = 44.135,50 (kcal/h) Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt VI ta có:
QNV6 - QNR6 = QLR6 - QLV6 + Qtt
⇒2.206.775,1 - 11.204,18 x tNR5 = 13.906.385,57 – 13.760.499,39 + 44.135,50
⇒ 11.204,18 x tNR5 = 2.016.753,42
Bảng 31: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt VI
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h % Khí nóng vào 2.206.775,1 13,82 Khí nóng ra 2.016.753,42 12,63 Nước lạnh vào 13.760.499,3 9 86,18 Nước lạnh ra 13.906.385,57 87,09 Tổn thất 44.135,50 0,28 Tổng cộng 15.967.274,49 100 Tổng cộng 15.967.274,49 100 K. Tháp hấp thụ cuối II
Điều kiện làm việc: nhiệt độ khí vào 180 0C nhiệt độ khí ra 80 0C nhiệt độ axit tưới 45 0C
nồng độ axit tưới: 98,3% H2SO4
nhiệt độ axit chảy ?
nồng độ axit chảy :98,7% H2SO4
hiệu suất hấp thụ SO3 99,8%
I. CÂN BẰNG CHẤT 1. Lượng vào
Thành phần khí vào hấp thụ cuối II cũng chính là thành phần chất khí ra khởi lớp xúc tác IV. Do đó ta có:
GSO2 = 30,46 (kg/ h) GO2 = 4.005,54 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 682,25 (kg/ h)
Khối lượng axit tưới vào tháp được xác định từ phương trình cân bằng SO3
+ Lượng khí SO3 được hấp thụ trong tháp hấp thụ cuối II là: GSO3 = 682,25x 0,998 = 680,88 (kg/h)
+ Lượng khí SO3 còn lại ra khỏi tháp hấp thụ trung gian I là: 682,25 - 680,88 = 1,37 (kg/h)
+ Axit 98,3 % H2SO4 tương ứng với nồng độ 80,245 % SO3
+ Axit 98,7 % H2SO4 tương ứng với nồng độ 80,572 % SO3
Ta có phương trình cân bằng SO3 như sau :
682,25 + 0,80245.X = (X + 680,88) x 0,80572 + 1,37
⇒ X = 40.453,02 (kg/ h)
2. Lượng ra
- Khí đi ra khỏi tháp hấp thụ cuối II là: GSO2 = 30,46 (kg/ h)
GO2 = 4.005,54 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 1,37 (kg/ h) - Axit chảy ra khỏi tháp:
Gaxc2 = X + GSO3 = 40.453,02 + 680,88 = 41.133,89(kg/h)
Bảng 30: Cân bằng chất tháp hấp thụ cuối II
LƯỢNG VÀO LƯỢNG RA
Thành phần kg/h % Thành phần kg/h % SO2 30,46 0,04 SO2 30,46 0,04 O2 4.005,54 4,66 O2 4.005,54 4,66 N2 40.838,4 47,48 N2 40.838,4 47,48