II. Cân bằng nhiệt
B. Bộ phận trao đổi nhiệt III
Hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác II có nhiệt độ 540 oC được đưa vào trao đổi nhiệt III để hạ nhiệt độ xuống còn 450 oC để đưa vào lớp xúc tác III.
Thành phần khí nóng vào trao đổi nhiệt III như sau: GSO2 = 1.758,60 (kg/ h)
GO2 = 4.437,60 (kg/ h) GN2 = 40.838,4 (kg/ h) GSO3 = 11.485,11 (kg/ h)
Hỗn hợp khí lạnh hơn đưa vào trao đổi nhiệt III được lấy từ sau hấp thụ trung gian I, trao đổi nhiệt III, nâng lên đến nhiệt độ t0 = 410 oC đưa 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 vào trao đổi nhiệt III ta phải tìm, kí hiệu là tLV3
Tại 540o C: CSO2 = 0,1946 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2524 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2664 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2340 (kcal/kg.độ) Tại 450o C: CSO2 = 0,1900 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2474 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2612 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2250 (kcal/kg.độ) Tại 410o C: CSO2 = 0,1876 (kcal/kg.độ) CO2 = 0,2451 (kcal/kg.độ) CN2 = 0,2590 (kcal/kg.độ) CSO3 = 0,2110 (kcal/kg.độ)
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 ra khỏi lớp xúc tác II mang vào trao đổi nhiệt III là:
QNV3= (1.758,60x 0,1946 + 4.437,60x 0,2524 + 40.838,4x 0,2664 + 11.485,11x 0,2340)x 540 = 8.115.735,22 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí nóng mang ra khỏi trao đổi nhiệt III là:
QNR3=(1.758,60x 0,1900 + 4.437,60x 0,2474 + 40.838,4x 0,2612 + 11.485,11x 0,2250)x 450 = 6.607.411,23 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh mang ra khỏi trao đổi nhiệt III là: (t0 = 410 oC)
QLR3= (555,49x 0,1876 + 4.136,80x 0,2451 + 40.838,4 x 0,2590 + 25,98x 0,2110)x 410 = 4.797.420,98 (kcal/h)
- Nhiệt tổn thất của thiết bị:
Lấy bằng 2% nhiệt lượng do khí nóng mang vào thiết bị :
Qtt = 2% x 8.115.735,22=163.314,70 (kcal/h)
- Nhiệt lượng do hỗn hợp khí lạnh hơn có nhiệt độ tLV3 mang vào trao trao đổi nhiệt III là:
QLV3 = (555,49x 0,1801 + 4.136,80x 0,2377 + 40.838,4 x 0,2533 + 25,98x 0,2082) x tLV3
= 11.433,14 x tLV3
Từ điều kiện cân bằng nhiệt lượng cho trao đổi nhiệt III ta có:
QNV3 - QNR3 = QLR3 - QLV3 + Qtt
⇒8.115.735,22 - 6.607.411,23 = 4.797.420,98 – 11.348,42 x tLV3 + 163.314,70
⇒ 11.433,14 x tLV3 = 3.452.411,69
⇒ tLV3 = 302 oC
Bảng 24: Cân bằng nhiệt trao đổi nhiệt III
NHIỆT VÀO NHIỆT RA
Thành phần Kcal/h % Thành phần Kcal/h %
Khí nóng vào 8.115.735,22 70,16 Khí nóng ra 6.607.411,23 57,12
Khí lạnh vào 3.452.411,69 29,84 Khí lạnh ra 4.797.420,98 41,47
Tổn thất 163.314,70 1,41
Tổng cộng 11.568.146,91 100 Tổng cộng 11.568.146,91 100