H 2O: 0,12% Thành phần khí CO 2: 100%
5.3. Thiết bị phân hủy và thu hồi trung áp
5.3.1. Các số liệu thiết kế
- Nhiệt độ dung dịch nóng lỏng vào: 204oC - Nhiệt độ pha khí ra: 145oC
- Nhiệt độ dịch nóng lỏng ra khỏi thiết bị đun nóng: 163oC - Áp suất pha khí ra khỏi thiết bị: 19,5*105 N/m2
- Áp suất dịch nóng lỏng ra: 19,5*105 N/m2
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 72 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
a. Lượng nhiệt vào
Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào: Q1 = 183.689.507 kJ/h
Nhiệt theo hơi đốt nóng: Q2 = a kJ/h
Vậy tổng lượng nhiệt vào: QV = Q1 + Q2
b. Lượng nhiệt ra
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 19,5*105 N/m2 Q1 = mucut + mccct + mnin + maia
= 99.670*2,243*163 + 4.526*1,954*163 + 45.712* 689 + 7.789* 1.816
= 80.255.307 kJ/h.
Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate:
Ta có: Lượng amoni carbamate phân hủy được: 25.650kg/h Nhiệt nóng chảy amoni carbamate: 25.140 kJ/kmol
Nhiệt tạo thành amoni carbamate rắn: 136.100 kJ/kmol
Q2 = 78 78 ) 140 . 25 100 . 136 ( * 650 . 25 = 36.490.049 kJ/h
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 73 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
Ta có:
Lượng amoniac trong amoni hidroxit vào hệ thống: 45.712 kg/h Lượng amoniac ra khỏi hệ thống: 7.789 kg/h
Nhiệt hòa tan tích phân 1 kmol amoniac khí vào 1 kmol nước lỏng: 29.540 kJ/kmol.
Nhiệt hòa tan tích phân 1 kmol amoniac khí vào 4,2 kmol nước lỏng: 33.330 kJ/kmol. Q3 = 17 330 . 33 * 789 . 7 540 . 29 * 712 . 45 = 64.159.886 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 145oC và 19,5*105N/m2 Q4 = maia + mcic + mhnihn
= 49.104*1.769 + 14.469 * 605 + 10.340 * 611
= 101.950.442 kJ/h
Trong quá trình phân hủy và thu hồi trung 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 = 282.855.686 kJ/h Ta có phương trình cân bằng nhiêt:
QV = QR
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 74 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
=> a = 99.166.178 kJ/h
Vậy lượng nhiệt do thiết bị đun nóng cung cấp: 99.166.178 kJ/h
Bảng 5.3. Nhiệt vào và nhiệt ra tại cụm phân hủy và thu hồi trung áp
Nhiệt vào Nhiệt ra
Loại kJ/h Loại kJ/h Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào 183.689.507 Nhiệt ra theo dịch nóng lỏng của urê 80.255.307
Nhiệt theo hơi đốt nóng
99.166.178 Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate
36.490.049
Nhiệt tiêu hao để tách NH3 khỏi NH4OH
64.159.886
Nhiệt ra theo pha khí 101.950.442
Tổng 282.855.686 Tổng 282.855.686