H 2O: 0,12% Thành phần khí CO 2: 100%
5.4. Thiết bị phân hủy và thu hồi thấp áp
5.4.1. Các số liệu ban đầu
- Nhiệt độ dung dịch nóng lỏng vào: 163oC - Nhiệt độ pha khí ra: 130oC
- Nhiệt độ dịch nóng lỏng ra khỏi thiết bị đun nóng: 151oC - Áp suất pha khí ra khỏi thiết bị: 4.105 N/m2
- Áp suất dịch nóng lỏng ra: 4.105 N/m2
5.4.2. Tính toán
a. Lượng nhiệt vào
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 75 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
Q1 = 80.255.307 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 151oC và 5.105 N/m2 Q1 = mucut + mccct + mnin + maia
= 99.670* 2,243*104 + 1.448* 1,954*151 + 37.733* 636,58 + 1.924* 1.819
= 61.198.713 kJ/h.
Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate:
Ta có: Lượng amoni carbamate phân hủy được: 3.078 kg/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 ( * 078 . 3 = 4.378.794 kJ/h
Nhiệt tiêu hao để tách amoniac khỏi amoni hidroxit
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 76 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
Lượng amoniac ra khỏi hệ thống: 1.924 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 * 924 . 1 540 . 29 * 789 . 7 = 9.762.882 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 130oC và 4.105N/m2 Q4 = maia + mcic + mhnihn
= 7.207* 896,5 + 1.736,4* 598,46 + 8.439,3* 546,54
= 12.112.656 kJ/h
Trong quá trình phân hủy và thu hồi thấp 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 = 87.453.046 kJ/h Ta có phương trình cân bằng nhiêt:
QV = QR
80.255.307 + a = 87.453.046 => a = 7.802.260 kJ/h
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 77 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
Bảng 5.4. Nhiệt vào và nhiệt ra tại cụm phân hủy và thu hồi thấp áp
Nhiệt vào Nhiệt ra
Loại kJ/h Loại kJ/h Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào 80.255.307 Nhiệt ra theo dịch nóng lỏng của urê 61.198.713
Nhiệt theo hơi đốt nóng
7.802.260 Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate
4.378.794
Nhiệt tiêu hao để tách NH3 khỏi NH4OH
9.762.882
Nhiệt ra theo pha khí 12.112.656
Tổng 87.453.046 Tổng 87.453.046