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一加热炉用空气（含O20.21，N20.79）燃烧天然气（不含O2与N2）。分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为CO2

题目
问答题
一加热炉用空气（含O20.21，N20.79）燃烧天然气（不含O2与N2）。分析燃烧所得烟道气，其组成的摩尔分数为CO20.07，H2O0.14，O20.056，N20.734。求每通入100m3、30℃的空气能产生多少m3烟道气？烟道气温度为300℃，炉内为常压。
参考答案和解析
正确答案： 假设燃烧过程为稳态。烟道气中的成分来自天然气和空气。取加热炉为衡算系统。以N2为衡算对象，烟道气中的N2全部来自空气。设产生烟道气体积为V2。根据质量衡算方程，有
0.79×P1V1/RT1＝0.734×P2V2/RT2，
即 0.79×100m3/303K＝0.734×V2/573K V2＝203.54m。
解析： 暂无解析
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第1题：

要使加热炉燃料完全燃烧，应供给足够的( )，这是实现完全燃烧的重要条件。

A、空气

B、氮气

C、天然气

D、蒸汽


答：D

第2题：

炉缸燃烧反应的最终产物为（）

  • A、CO2、H2、N2
  • B、N2、H2、CO
  • C、O2、N2、CO2

正确答案:B

第3题：

对天然气的性质叙述错误的是()。

A、天然气的组成中以气态的碳氢化合物为主

B、天然气中也含有CO2、O2、H2S等非烃类气体

C、天然气达到着火点后马上就能燃烧

D、天然气在空气中含量达到5%～15%时，遇到火源或强光照射就会发生爆炸


答案：B

第4题：

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


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.

第5题：

下列关于炉气量的说法正确的是（）。

  • A、炉气离开转炉炉口进入气化冷却烟道，在炉口处会混入一部分空气，空气中O2／与炉气中CO燃烧生成CO2，空气中N2就留在气体中
  • B、在转炉内氧气与铁水中的碳燃烧生成的碳化物（CO+CO2）以及少量H2和Nz等气体，在离开转炉炉口时的气量，它是工艺计算的基础
  • C、在整个吹炼过程中，只有当气体中的CO含量达到30％～40％以上，含O2量在1％～2％以下时的烟气，才能作为转炉煤气回收，是煤气储配站设计的基础条件
  • D、炉气离开转炉吹炼过程中，空气中O2与炉气中CO燃烧生成CO2，是转炉烟气净化回收系统的设计的基础

正确答案:B

第6题：

某加热炉的烟道分析数据是CO2：9.2%，O2：6.0%，求其过剩空气系数a？


正确答案:a=（100-CO2-O2）/（100-CO2-4.76×O2）
=（100-9.2-6.0）/（100-9.2-4.76×6.0）
=1.36
答：过剩空气系数a为1.36。

第7题：

石油的燃烧是（）

  • A、石油自身燃烧
  • B、石油蒸气燃烧
  • C、石油与空气燃烧
  • D、石油与天然气混合燃烧

正确答案:B

第8题：

天然气的组成一般用()分数或百分数表示。

A、甲烷

B、独立

C、摩尔

D、硫化氢


参考答案：C

第9题：

下列关于烟气量的说法正确的是（）。

  • A、炉气离开转炉炉口进入气化冷却烟道，在炉口处会混入一部分空气，空气中O2与炉气中CO燃烧生成CO2，空气中N2就留在气体中
  • B、烟气量是在转炉内氧气与铁水中的碳燃烧生成的碳化物（CO+C02）以及少量H2和N2等气体，在离开转炉炉口时的气量，它是工艺计算的基础
  • C、在整个吹炼过程中，只有当气体中的CO含量达到30％～0％以上，含O2在1％～2％以下时的烟气，才能作为转炉煤气回收。这是煤气储配站设计的基础条件
  • D、炉气离开转炉吹炼过程中，空气中O与炉气中CO燃烧生成CO2这是转炉烟气净化回收系统的设计的基础

正确答案:C

第10题：

计算题；某加热炉烟道气分析：CO2=10.0%，O2=7.0%，CO=0.0%，求：该炉过剩空气系数？


正确答案: α=（100-CO2-O2）/（100-CO2-4.76O2）
=（100-10.0-7.0）/（100-10.0-4.76×7.0）
=1.46
该炉过剩空气系数是1.46。

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