H 2O: 0,12% Thành phần khí CO2: 100%
5.2.Thiết bị phân hủy và thu hồi cao áp
5.2.1. Các số liệu ban đầu
- Nhiệt độ dung dịch nóng lỏng vào: 188oC - Nhiệt độ pha khí ra: 190oC
- Nhiệt độ dịch nóng lỏng ra khỏi thiết bị đun nóng: 204oC - Áp suất pha khí ra: 147*105 N/m2
- Áp suất dịch nóng lỏng ra: 147*105 N/m2
5.2.2. Tính toán a. Lượng nhiệt vào
Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào: Q1 = 212.701.468 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 148*105 N/m2 Q1 = mucut + mccct + mnin + maia
= 99.670* 2,243*204 + 30.177* 1,954* 204 + 56.513* 875 + 45.712 *1.674 = 183.689.507 kJ/h.
Nhiệt tiêu hao để phân hủy amoni carbamate:
Ta có: Lượng amoni carbamate phân hủy được: 49.237 kg/h Nhiệt nóng chảy amoni carbamate: 136.100 kJ/kmol
Nhiệt tạo thành amoni carbamate rắn: 25.140 kJ/kmol
Q2 = 78 ) ) 140 . 25 100 . 136 ( * 237 . 49 − = 70.042.788 kJ/h Nhiệt tiêu hao để tách amoniac khỏi amoni hidroxit
Ta có: Lượng amoniac trong amoni hidroxit vào hệ thống: 59.212 kg/h Lượng amoniac ra khỏi hệ thống: 45.712 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 = 17 330 330 . 33 * 712 . 45 540 . 29 * 212 . 59 − = 13.267.994 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 190oC và 147*105 N/m2 Q4 = maia + mcic + mhnihn
= 34.962* 1.603 + 27.774* 602 + 3.869*814 = 75.936.176 kJ/h
Trong quá trình phân hủy và thu hồi cao áp xem như không có sự tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.
Vậy tổng lượng nhiệt ra của quá trình:
QR = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 342.936.467 kJ/h Ta có phương trình cân bằng nhiệt:
QV = QR
212.701.468 + a = 342.936.467 => a = 130.234.999 kJ/h
Vậy lượng nhiệt do thiết bị đun nóng cung cấp: 130.234.999 kJ/h
Bảng 5.2. Nhiệt vào và nhiệt ra tại cụm phân hủy và thu hồi cao áp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt vào Nhiệt ra
Loại kJ/h Loại kJ/h Nhiệt theo dịch nóng lỏng vào 212.701.468 Nhiệt ra theo dịch nóng lỏng của urê 183.689.507
nóng hủy amoni carbamate Nhiệt tiêu hao để tách NH3 khỏi NH4OH
13.267.994
Nhiệt ra theo pha khí 75.936.176
Tổng 342.936.467 Tổng 342.936.467