某工厂生产中产生的燃烧气的组成为甲烷64%,丙烷36%(均为质量分率)。与空气混合燃烧,量组分的转化率均为90%(以摩尔数计),其中甲烷有30%生成CO,其余生成CO2;丙烷有25%生成CO,其余生成CO2。空气过剩50%。试计算 ①燃烧气的干基组成; ②进入燃烧器的燃烧气量为500kg/h,燃烧后各组分的质量流率
发布日期:2022-07-18
试题解析
丙烷
丙烷(Propane),是一种有机化合物,化学式为CH3CH2CH3,为无色无味气体,微溶于水,溶于乙醇、乙醚,化学性质稳定,不易发生化学反应,常用作冷冻剂、内燃机燃料或有机合成原料。
- 中文名
-
丙烷
- 化学式
-
CH
- CAS登录号
-
74-98-6
- 熔点
-
-187.6 ℃
- 水溶性
-
微溶
- 外观
-
无色气体
- 应用
-
冷冻剂、内燃机燃料或有机合成原料
- 危险性符号
-
F+
- 外文名
-
Propane
- 分子量
-
44.0956
- EINECS登录号
-
200-827-9
- 沸点
-
-42.1 ℃
- 密度
-
1.83 kg/m
- 闪点
-
-104 ℃
- 安全性描述
-
S9;S16
- 危险性描述
-
R12
生的
生的,汉语词语,拼音是shēng de,意思是厘米。
- 中文名
-
生的
- 注音
-
ㄕㄥ ㄉㄜ
- 拼音
-
shēng de
- 释义
-
“生的米突”之省;即厘米
甲烷
甲烷是一种有机化合物,分子式是CH4,分子量为16.043。甲烷是最简单的有机物,也是含碳量最小(含氢量最大)的烃。甲烷在自然界的分布很广,是天然气,沼气,坑气等的主要成分,俗称瓦斯。它可用来作为燃料及制造氢气、炭黑、一氧化碳、乙炔、氢氰酸及甲醛等物质的原料。2018年4月2日,美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员首次直接证明了甲烷导致地球表面温室效应不断增加。
- 中文名
-
甲烷
- 别名
-
碳烷
- 分子量
-
16.043
- EINECS登录号
-
200-812-7
- 沸点
-
-161.5 ℃
- 密度
-
0.42(-164℃)(标准情况)0.717g/L
- 闪点
-
-188 ℃
- 危险性符号
-
R12
- 外文名
-
methane
- 化学式
-
CH
- CAS登录号
-
74-82-8
- 熔点
-
-182.5 ℃
- 水溶性
-
难(常温常压0.03)
- 外观
-
常温下为无色无气味气体
- 安全性描述
-
S9;S16;S33
- UN危险货物编号
-
1971
正确答案:
先将各组分的质量流率百分数转化为摩尔数流率百分数。
CH4:500×0.64÷16=20kmol/h
C3H8:500×0.36÷44=4.09kmol/h
摩尔百分数为:CH4:83.02%;C3H8:16.98%
以24.09kmol/h为衡算基准,各化学反应方程式如下:CH4+2O2=CO2+2H2O;CH4+(3/2)O2=CO+2H2O;C3H8+5O2=3CO2+4H2O;C3H8+(7/2)O2=3CO+4H2O
根据上述反应方程式,在CH4、C3H8完全燃烧时,
理论耗氧量为:20×2+4.09×5=60.45kmol/h
因此,实际氧气量Q=1.5×60.45=90.675kmol/h
N2气量q4=3.76×90.675=340.938kmol/h
对于不完全燃烧情况
CH4衡算:输入=输出+消耗:20=q1+20×0.9;q1=2kmol/h
C3H8:衡算:输入=输出+消耗:4.09=q2+4.09×0.9;q2=0.409kmol/h
CO衡算:产生=输出:0.9×(20×0.3+4.09×0.25×3)=q5;q5=8.16kmol/h
CO2衡算:产生=输出:0.9×(20×0.7+4.09×0.75×3)=q6;q6=20.88kmol/h
H2O衡算:产生=输出:0.9×(20×2+4.09×4)=q7;q7=50.724kmol/h
O元素衡算:输入=输出:90.675×2=q3×2+q5+q6×2+q7;q3=40.353kmol/h
除去水蒸气后,烟气的总摩尔数为q
q=∑qi=q1+q2+q3+q4+q5+q6=412.74kmol/h
则各组分在干基烟气的摩尔比为:CH4为0.48%;C3H8为0.099%;O2为9.78%;N2为82.38%;CO为1.98%;CO2为5.06%;
燃烧后各组分的质量流率为:CH4为2×16=32kg/h;C3H8为0.409×44=17.996kg/h;O2为40.353×32=1291.296kg/h;N2为340.938×28=9546.264kg/h;CO为8.16×28=228.48kg/h;CO2为20.88×44=918.72kg/h;H2O为50.724×18=913.032kg/h。
输入实际空气量:4.76×90.675×29=12516.777kg/h.
解析:
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