将含碳88%(wt)和水12%的液体氧化,并在燃烧装置中经催化燃烧得到烟道气,其组成为CO213.4%(摩尔分数,下同),O23.6%,N283.0%,如下图所示。问:100kg燃料燃烧氧气过量多少?______
[解析] 解:(1)根据元素平衡计算干烟道气量。
对碳进行元素平衡:
输入C的质量=输出C的质量
设有100kmol干烟道气,则含C量为
100×0.134×12=161kg
100kg燃料含C 88kg,
kmol,所以100kg燃料可以产生干烟道气54.66kmol。
(2)用N2作为联系物,计算出燃烧反应过量的空气的百分数。
取基准为54.66kmol干烟道气。
干烟道气中氧气量为54.66×0.036=1.97kmol。
干烟道气中氮气量为54.66×0.83=45.37kmol。
1.00kmol空气中有0.79kmol氮,54.66kmol烟道气中空气的摩尔数为
,其中含氧量为57.4×0.21=12.05kmol。
氧气过量12.05-1.97=10.08kmol,氧气过量百分数为
