- Q 2: Tổng lượng nhiệt do khí mang ra (kcal/h) Gi: Lượng cấu tử i cĩ trong hỗn hợp, (kmol/h).
Khí mang vào 83928824 Khí mang ra 91883458 Nhiệt phản ứng28753343Nhiệt cần lấy ra2079
Tổng nhiệt 112682167 Tổng nhiệt 112682167
CHƯƠNG 55.1 Tính tốn cơ khí thiết bị tổng hợp NH3 5.1 Tính tốn cơ khí thiết bị tổng hợp NH3
Tháp tổng hợp amoniac chọn để tính tốn ở đây là loại tháp cĩ 3 lớp xúc tác sau các lớp xúc tác cĩ các đường bổ xung khí lạnh trực tiếp.
Hỗn hợp khí vào tháp ở đáy đi từ dưới lên theo khe hở giữa vỏ tháp và dọ xúc tác. Hỗn hợp khí qua thiết bị trao đổi nhiệt phía trên thực hiện trao đổi nhiệt với khí đã phản ứng làm giảm nhiệt độ của khí đã phản ứng và tăng nhiệt độ của hỗn hợp khí chưa phản ứng lên. Sau đĩ hỗn hợp khí tiếp tục đi vào lần lượt từng lớp xúc tác theo chiều từ trên xuống thực hiện phản ứng tổng hợp amoniac. Qua lớp xúc tác thứ nhất hỗn hợp khí sản phẩm ra với nhiệt độ tăng cao. Để giảm nhiệt độ hỗn hợp khí xuống nhiệt độ hoạt tính thích hợp của xúc tác ta bổ xung khí lạnh trực tiếp sau đĩ hỗn hợp khí đi vào lớp xúc tác thứ hai. Tương tự như vậy cho đến khi hỗn hợp khí ra khỏi lớp xúc tác thứ tư và đi vào ống trung tâm theo chiều từ dưới lên rồi qua thiết bị trao đổi nhiệt với phía trên thực hiện quá trình trao đổi nhiệt với khí chưa phản ứng. Ta thu được hỗn hợp khí đã phản ứng ở đỉnh tháp.
Bảng 5.1. Các kích thước của tháp ta chọn theo tiêu chuẩn sau.
Đường kính trong của tháp, (mm) 1800
Đường kính ngồi dỏ xúc tác, (mm) 1650
Đường kính trong dỏ xúc tác, (mm) 1600
Đường kính ngồi ống trung tâm 200
5.2 Tốc độ khơng gian:
Trong cơng nghiệp thường duy trì tốc độ khơng gian trong khoảng từ 20000 đến 50000 m3/m3.h
Ở đây ta chọn tốc độ khơng gian là: 35000 m3/m3.h .
5.3 Tính tốn thể tích từng lớp xúc tác:
Năng suất phân xưởng là: 50000 kg/h.
Nồng độ NH3 vào tháp là 3,5 % và từ cân bằng vật chất ta đã tính được nồng độ NH3 ra khỏi tháp là 17,3 % .
Để tính thể tích mỗi lớp xúc tác ta phản giả thiết nồng độ NH3 ra khỏi từng lớp xúc tác. Trong bản thiết kế này em xin được giả thiết nồng độ của NH3 ra khỏi từng lớp xúc tác như sau: Bảng 5.2. Bảng nồng độ của NH3 ra khỏi các lớp xúc tác Lớp xúc tác Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Năng độ NH3 (% thể tích) 10 12 14 17,3 Bảng 5.3 Lượng vào Cấu tử kg/h H2 30610,855 N2 142850,657 NH3 14615,382 CH4 12669,681 Ar 22058,82 Tổng số 222805,395 Ta phải đổi lượng vào này tính theo thể tích.