Задание №2

ЗАДАЧА №1

Определить массу образующихся основных продуктов сгорания и построить материальные балансы веществ при сжигании 1 тонны приведенных в таблице 1 следующих видов топлива.

Элементный состав основных видов топлива Таблица 1

Вариант	Вид топлива	Состав горючей массы, %
		С	Н	О	N	S
1 2 3 4 5 6	Древесина Торф Бурый уголь Антрацит Сланцы Мазут	51 58 71 90 70 88	6 6 7 4 8 10	42,5 33 20,4 3,2 16 0,5	0,5 2,5 1 1,5 1 0,5	- 0,5 0,6 1,3 5 1

Методические рекомендации по выполнению задания

В соответствии с законом сохранения массы суммарная масса всех продуктов сгорания топлива, загрязняющих окружающую среду, равна массе сжигаемого топлива плюс масса расходуемого при сжигании воздуха.

Блок-схема, описывающая потоки веществ при сжигании топлива имеет следующий вид:

Из нее следует, что масса входных потоков (топлива и воздуха) должна быть равна массе выходных потоков (продуктов сгорания).

Для расчета материальных потоков веществ при сжигании органического топлива используются следующие реакции горения основных его компонентов - углерода, водорода и серы:

а)Реакция С+О₂СО₂ Стехиометрические соотношения по массе* 12+32=44

Упрощаем указанное соотношение, приняв 12 за единицу, т.е. получаем: 1+2,67=3,67

б) Реакция 2Н₂+О₂2Н₂О Стехиометрические соотношения по массе 4+32=36

1+8=9

в) Реакция S+O₂SO₂

Стехиометрические соотношения по массе 32+32=64

1+1=2

Вышеприведенные стехиометрические соотношения по массе в указанных реакциях справедливы при любых единицах измерения, например, при сжигании 1 грамма , килограмма, или тонны углерода расходуется 2,67 грамма, килограмма или тонны кислорода и образуется 3,67 грамма, килограмма или тонны углекислого газа и т.д.

Для дальнейшего анализа материального баланса веществ при сжигании топлива необходимо знать его элементарный состав, который для основных видов топлив приведен в Таблице 1.

При известном элементарном составе топлива материальный баланс веществ при его сжигании рассчитывается по следующим упрощенным формулам: 1. Массы кислорода и воздуха, необходимые при сжигании топлива:

(Мо₂ и Мвозд.)

Мо₂ = Мтопл. (2,67  С/100 +8  Н/100 + S/100 – О/100);

Мвозд. = Мо₂ /0,2314,

где 0, 2314 - доля кислорода в единице массы воздуха.

2. Масса образующихся основных продуктов сгорания:

Мсо₂ = (3,67  С/100)  Мтопл.;

Мsо₂ = (2  S/100)  Мтопл.;

Мн₂о = (9  Н/100)  Мтопл;

М азота и др.примесей = Мвозд.  0,7686 + (N/100)  Мтопл,

где 0,7686 -доля азота и других инертных газов в единице массы воздуха; С, Н, О, N, S - соответственно доля углерода, водорода, кислорода, азота, серы в топливе в % (см Таблицу 1).

3. Построение баланса. При правильном расчете количеств веществ, участвующих в процессе горения органического топлива, должно выполняться следующее балансовое соотношение:

Мтопл. + Мвозд. = Мсо₂ + Мso₂ + М н₂o + Мазота и др. инертных газов,

которое является проверочным при выполнении контрольного задания.

• Молекулярная масса основных элементов горения: С – 12; О₂ – 32; Н₂ – 2; S – 32.