题目
煤炭的成分分析结果(质量分数)如下:(H): 5.0% ; (C): 75.8% ; (N): 1.5% ; (S): 1.6% ; (O): 7.4% ; (灰分): 8.7%燃烧条件为空气过剩 20%，空气的湿度为 0.0116 , (mol)((H)_2(O))/(mol)((干空气))，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
煤炭的成分分析结果(质量分数)如下:
$\text{H}: 5.0\% ; \text{C}: 75.8\% ; \text{N}: 1.5\% ; \text{S}: 1.6\% ; \text{O}: 7.4\% ; \text{灰分}: 8.7\%$
燃烧条件为空气过剩 $20\%$，空气的湿度为 $0.0116 \, \text{mol}(\text{H}_2\text{O})/\text{mol}(\text{干空气})$，并假定完全燃烧，试计算烟气的组成。
题目解答
答案
根据煤炭成分及燃烧条件：
1. 理论需氧量为：
\[
O_2^{\text{理论}} = 6.3167 + 1.25 + 0.05 - 0.23125 = 7.38545 \, \text{mol}
\]
2. 实际空气量（干空气）：
\[
\text{干空气} = 1.2 \times \frac{7.38545}{0.21} = 42.2026 \, \text{mol}
\]
3. 烟气中各组分摩尔数：
- CO₂: 6.3167 mol。
- SO₂: 0.05 mol。
- N₂: 33.3401 + 0.1071 = 33.4472 mol。
- O₂: 1.47709 mol。
- H₂O: 0.49 + 2.5 = 2.99 mol。
4. 总摩尔数：44.28099 mol。
5. 各组分体积分数：
\[
\begin{align*}
\text{CO}_2 &= \frac{6.3167}{44.28099} \times 100\% \approx 14.26\% \\
\text{SO}_2 &= \frac{0.05}{44.28099} \times 100\% \approx 0.11\% \\
\text{N}_2 &= \frac{33.4472}{44.28099} \times 100\% \approx 75.54\% \\
\text{O}_2 &= \frac{1.47709}{44.28099} \times 100\% \approx 3.34\% \\
\text{H}_2\text{O} &= \frac{2.99}{44.28099} \times 100\% \approx 6.75\%
\end{align*}
\]
最终烟气组成为：
- CO₂: 14.26%
- SO₂: 0.11%
- N₂: 75.54%
- O₂: 3.34%
- H₂O: 6.75%