H 2O: 0,12% Thành phần khí CO 2: 100%
5.6. Thiết bị cô đặc chân kông
5.6.1.Các số liệu ban đầu
- Nhiệt độ dịch nóng lỏng vào: 104oC - Nhiệt độ dịch nóng lỏng ra: 134oC - Nhiệt độ khí thoát ra: 134oC
- Áp suất dịch nóng lỏng và áp suất khí thoát ra khỏi thiết bị: 0,3*105 N/m2
5.6.2. Tính toán a. Lượng nhiệt vào
Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào: Q1 = 72.708.076 kJ/h
Nhiệt theo hơi đốt nóng: Q2 = a kJ/h
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 81 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
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 104oC và 0,3*105 N/m2
Q1 = mucut + mccct + maia + mnin
= 99.394* 2,243*134 + 0*1,95* 134 + 55,7*1.586 + 2.720* 563,95
= 31.496.934 kJ/h.
Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate:
Ta có: Lượng amoni carbamate phân hủy được: 169,5 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 ( * 5 . 169 = 241.124 kJ/h
Nhiệt tiêu hao để tách amoniac khỏi amoni hidroxit Ta có:
Lượng amoniac trong amoni hidroxit vào hệ thống: 379 kg/h Lượng amoniac ra khỏi hệ thống: 55,7kg/h
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 82 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
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 * 7 , 55 540 . 29 * 379 = 549.363 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 134oC và 0,4.105N/m2 Q4 = maia + mcic + mhnihn
= 553* 1.729 + 297,3* 604,26 + 17.475 * 2.750,69
= 49.204.808 kJ/h
Nhiệt tiêu hao để phân hủy urê:
Ta có: Lượng urê bị phân hủy trong 1 giờ: 275,1 kg/h Nhiệt tạo thành urê từ các sản phẩm khí: 118.545 kJ/kmol
Q5 = 60 60 545 . 118 * 1 , 275 = 543.528 kg/h
Trong quá trình cô đặc chân không 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 + Q5 = 82.035.760 kJ/h Ta có phương trình cân bằng nhiêt:
Ngành công nghệ kỹ thuật hóa học 83 Khoa hóa học và công nghệ thực phẩm
QV = QR
72.708.076 + a = 82.035.760 => a = 9.327.683 kJ/h
Vậy lượng nhiệt do thiết bị đun nóng cung cấp: 9.327.683 kJ/h
Bảng 5.6. Nhiệt vào và nhiệt ra tại thiết bị cô đặc chân không
Nhiệt vào Nhiệt ra
Loại kJ/h Loại kJ/h Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào 72.708.076 Nhiệt ra theo dịch nóng lỏng của urê 31.496.934
Nhiệt theo hơi đốt nóng
9.327.683 Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate
241.124
Nhiệt tiêu hao để tách NH3 khỏi NH4OH
549.363
Nhiệt ra theo pha khí 49.204.808
Nhiệt phân hủy urê 543.528
Tổng 82.035.760 Tổng 82.035.760