Экология. Барышникова Т.Н - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

3,67 грамма, килограмма или тонны углекислого газа. Аналогичный смысл имеют
стехиометрические соотношения для других элементов органического топлива,
приведенных ниже.
Расчет массы кислорода
2
О
М
, необходимой для сжигания топлива, и коли-
чества образующихся при этом продуктов горения может быть произведен по сле-
дующим упрощенным формулам:
2
О
М
= (2,67·С/100 + 8·Н/100 + 1,14·N/100 + S/100 – О/100)М
топл
;
2
СО
М
= (3,67·С/100)М
топл
;
x
NО
М
= (2,14·N/100)М
топл
;
2
SО
М
= (2·S/100)М
топл
;
О
2
H
М
= (9·Н/100)М
топл
,
где С, Н, N, S, О – процентное содержание углерода, водорода, азота, серы и
кислорода в составе горючей массы сжигаемого вида топлива; М
топл
– масса
сжигаемого топлива.
При правильном расчете количеств веществ, участвующих в процессе
горения органического топлива, в соответствии с законом сохранения масс, должно
выполняться равенство
М
топл
+
2
О
М
=
2
СО
М
+
x
NО
М
+
2
SО
М
+
О
2
H
М
.
Пример
Построить материальный баланс веществ при сжигании 2 тыс. т древесины
с элементным составом: С – 51 %; Н – 6 %; О – 42,5 %; N – 0,5 %.
2
О
М
= (2,67·51/100 + 8·6/100 + 1,14·0,5/100 – 42,5/100)2000 =
= (1,3617 + 0,48 + 0,0057 – 0,425)2000 = 2844,8 т;
2
СО
М
= (3,67·51/100)2000 = 3743,4 т;
x
NО
М
= (2,14·0,5/100)2000 = 21,4 т;
О
2
H
М
= (9·6/100)2000 = 1080 т.
Баланс веществ равен
М
топл
+
2
О
М
= 2000 + 2844,8 = 4844,8 т;
2
СО
М
+
x
NО
М
+
О
2
H
М
= 3743,4 + 21,4 + 1080 = 4844,8 т..
Контрольные задания
1. Построить балансы веществ при сжигании 1000 т различных видов топ-
лива, приведенных в табл. 1, и определить:
а) при сжигании какого топлива выделяется наибольшее количество оксида
серы, углекислого газа.
б) при сжигании какого вида топлива требуется наибольшее количество кис-
лорода.
2. Определить количество СО
2
и паров воды, образующихся при сжигании
3400 т антрацита.
3. Какое количество воздуха расходуется при сжигании 1800 т мазута, если
содержание О
2
в атмосфере составляет 20,93 %?
Расчет газовых выбросов при сжигании газообразного топлива
Основными компонентами газообразного топлива являются горючие газы:
метан (СН
4
), этан (С
2
Н
6
), пропан (С
3
Н
8
), бутан (С
4
Н
10
), этилен (С
2
Н
4
), пропилен
(С
3
Н
6
), сероводород (Н
2
S), возможно также наличие углекислого (СО
2
) и сернис-
того (SО
2
) газов.
Расчет необходимого количества кислорода и веществ, выделяющихся при
сжигании газообразного топлива, осуществляется на основе реакций горения по
методике, рассмотренной ранее, с учетом процентного содержания горючих газов
в смеси.
Ниже приведены реакции горения и стехиометрические соотношения для
метана, пропана и бутана. Аналогичные уравнения при необходимости могут быть
составлены и для других горючих газов.
Стехиометрические уравнения реакций горения:
метана СН
4
+ 2О
2
® СО
2
+ 2Н
2
О,
16 + 64 = 44 + 36 ,
1 + 4 = 2,75 + 2,25.
пропана С
3
Н
8
+ 5О
2
® 3СО
2
+ 4Н
2
О,
44 + 160 = 132 + 72,
1 + 3,64 = 3 + 1,64.
бутана 2С
4
Н
10
+ 13О
2
® 8СО
2
+ 10Н
2
О,
116 + 416 = 352 + 180,
1 + 3,58 = 3,03 + 1,55.
Полученные массовые соотношения веществ, участвующих в реакциях, по-
зволяют рассчитать расход кислорода и воздуха, выделение углекислого газа
58
59

Страницы