Đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH4 bằng không khí với hệ số thừa khí là 1, 2; độ ẩm của không khí là 0, 0116 mol H2O/mol không khí khô. Biết O2 chiếm 21% không khí khô (phần còn lại là N2) và không có NOx tạo thành trong sản phẩm cháy. A. Tính lượng không khí cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 mol CH4 trên? B. Tính sản phẩm cháy tạo thành theo số mol? c. Tính nồng độ CO2 trong sản phẩm cháy, biết nhiệt độ khí thải là 1200C, áp suất 1 atm? Giải CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O a. Số mol oxi lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy là: nO2lt = 2nCH4 = 2mol Số mol không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy: nKKLT = nO2lt/%O2 = 2/21% = 9, 52 mol Số mol không khí khô thực tế cần: nKKK = K x nKKLT = 1.2 x 9, 52 = 11, 43mol Số mol H2O trong không khí: nH2OKK = W x nKKK = 0, 0116 x 11, 43 = 0, 13mol Như vậy số mol không khí thực tế cần để đốt cháy hoàn toàn lượng nhiên liệu: nKKTT = nKKK x nH2OKK = 11, 43 x 0, 13 = 11, 56mol b. Sản phẩm cháy gồm có: CO2, H2O (bao gồm H2O tạo ra trong quá trình cháy và H2O của không khí), N2, O2 dư. Số mol của CO2 nCO2 = nCH4 = 1mol Số mol của H2O (+) Số mol của H2O được tạo ra trong quá trình đốt nhiên liệu nH2Op. Ư = 2nCH4 = 2mol (+) Số mol của H2O trong không khí nH2OKK = 0, 13mol Vậy nH2O = 2+0, 13 = 2, 13mol Số mol của N2 nN2 = (1-%O2) x nKKK = (1-21%) x 11, 43 = 9, 03mol Số mol của O2 dư nO2dư = (k-1) x nO2lt = 0, 2 x 2 = 0, 4mol C. Tổng số mol sản phẩm cháy nSPC = nCO2 + nO2dư + nN2 + nH2O = 12, 56mol Thể tích sản phẩm cháy Vspc = (nSPC x R x T) /P = (12, 56 x 0, 08205 x 393) /1 = 405l = 0, 405 m3 Số gam CO2 trong sản phẩm cháy mCO2 = nCO2 x Mco2 = 1 x 44 = 44g Nồng độ CO2 trong sản phẩm cháy CCO2 = mCO2/ Vspc = 44/ 0, 405 = 108, 62 g/m3
