Определение объема кислорода для сжигания 1кг топлива

Каким бы сложным ни был состав углеводородного топлива, при его полном сгорании углерод окисляется до СО₂, водород – до Н₂О, сера – до SО₂.

Рассмотрим стехиометрические уравнения реакций окисления:

. (4.1)

Для окисления одного кмоля углерода массой 12 кг требуется один кмоль кислорода, занимающего объем 22,4 м³. Следовательно, расход кислорода на полное сжигание 1 кг углерода равен .

Тогда, если в 1 кг данного топлива содержится углерода (%)С^Р, то для его окисления потребуется кислорода:

.

Здесь, как и в последующих формулах, коэффициент 0,01 необходим, поскольку при задании состава топлива доля углерода С^Р была задана в процентах.

Из второго уравнения (4.1) видно, что для окисления двух кмолей водорода массой 4 кг требуется один кмоль кислорода, т.е. на горение 1 кг водорода необходимо затратить кислорода 22,4/4 = 5,6 м³/кг.

Тогда для окисления водорода в количестве (%)Н^Р, содержащегося в 1кг топлива, потребуется объем кислорода:

.

Аналогично, для окисления (%)S^Р серы в 1кг топлива необходим кислород в объеме:

.

В состав твердых и жидких топлив входит какое-то количество кислорода О^Р, который при горении топлива может участвовать в реакциях окисления. Поэтому из суммарного объема кислорода, необходимого для горения 1 кг топлива, следует вычесть объем кислорода топлива. Найдем этот объем, используя мольное соотношение. Один кмоль кислорода массой 32 кг занимает объем 22,4 м³ , т.е. 1 кг кислорода имеет объем:

.

Следовательно, объем кислорода, содержащегося в 1 кг топлива, составит:

.

Отсюда общий расход кислорода, необходимого для полного сгорания 1 кг жидкого или твердого топлива, будет равен:

. (4.2)