题目
[简答题] 绘制物料衡算示意图乙烷首先与氧混合成含80%(C)_2(H)_6、20%(O)_2的混合物,然后用过量200%空气进行燃烧,其中乙烷中80%生成(CO)_2,10%生成(CO),10%未燃烧,试绘制物料衡算示意图。 (C)_2(H)_6 + 3.5(O)_2 longrightarrow 2(CO)_2 + 3(H)_2(O) (C)_2(H)_6 + 2.5(O)_2 longrightarrow 2(CO) + 3(H)_2(O)
[简答题] 绘制物料衡算示意图
乙烷首先与氧混合成含80%$\text{C}_2\text{H}_6$、20%$\text{O}_2$的混合物,然后用过量200%空气进行燃烧,其中乙烷中80%生成$\text{CO}_2$,10%生成$\text{CO}$,10%未燃烧,试绘制物料衡算示意图。
$$ \text{C}_2\text{H}_6 + 3.5\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} $$
$$ \text{C}_2\text{H}_6 + 2.5\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CO} + 3\text{H}_2\text{O} $$
题目解答
答案
物料衡算示意图如下:
```
混合气 (80% C₂H₆, 20% O₂) 空气 (21% O₂, 79% N₂, 过量200%)
↓ ↓
+---------------------------------------------------+
| 燃烧反应器 |
| 1. C₂H₆ + 3.5O₂ → 2CO₂ + 3H₂O (80% C₂H₆参与) |
| 2. C₂H₆ + 2.5O₂ → 2CO + 3H₂O (10% C₂H₆参与) |
| 3. 10% C₂H₆ 未反应 |
+---------------------------------------------------+
↓
产物气组成:
- 未反应 C₂H₆:占初始C₂H₆总量的10%
- CO₂:每摩尔参与完全燃烧的C₂H₆生成2 mol CO₂
- CO:每摩尔参与不完全燃烧的C₂H₆生成2 mol CO
- H₂O:每摩尔参与燃烧的C₂H₆(无论路径)均生成3 mol H₂O
- 剩余 O₂:输入O₂总量减去两反应消耗的O₂量
- N₂:全部来自空气,不参与反应,按输入量直接输出
```
说明:
- “过量200%空气”指实际供氧量为理论需氧量的3倍。
- 所有气体组分按摩尔流量绘制,无需具体数值即可体现物料流向与转化关系。
- 示意图已涵盖所有输入、反应路径及输出组分,满足物料衡算基本要求。