При нормальных условиях

Элемент	Объем продуктов горения (м3) на 1 кг вещества
СО2	Н2О	SO2	Р2О5	N2
Углерод	1,87				7,0
Водород		11,2			21,0
Сера			0,7		2,63
Фосфор				0,36	3,4
Азот в горючем					0,8
Азот за счет кислорода в горючем					- 2,63
Влага в горючем		1,24

Используя данные таблицы 1., можно вычислить объем продуктов горения любого вещества с известным элементным составом.

Пусть w (С), w (Н), w (S), w (О),w (N) – – массовые доли элементов в веществе, %; w (W) – содержание влаги в веществе, %.

Тогда общие формулы для расчета каждого компонента продуктов горения при сгорании заданной массы (m) вещества будут иметь следующий вид:

V(СО₂) = m× , м³ (9)

V(H₂O) = m× , м³ (10)

V(SО₂) = m× , м³ (11)

V(N₂) = m× , м³ (12)

Расчет объема и процентного состава продуктов горения вещества сложного элементного состава

Пример 7. Определить объем и процентный состав продуктов горения 5 кг каменного угля следующего состава (в %): С – 75,8 %, Н – 3,8 %, О – 2,8 %, S – 2,5 %, N – 1,1 %, W – 3,0 %, зола – 11,0 %. Горение протекает при a = 1,3, условия нормальные.

1. По формулам (9) – (12) определяем объем каждого компонента продуктов горения 5 кг каменного угля.

V(СО₂) = 5 × = 7 м³

V(H₂O) = 5 × = 2,31 м³

V(SО₂) =5 × = 0,085 м³

V(N₂) = 5 × = 33,14 м³

V_ПГ = 7 + 2,31 + 0,085 + 33,14 = 42,5 м³

2. Горение протекает с коэффициентом избытка воздуха 1,3, следовательно, в состав продуктов горения будет входить избыточный воздух.

По формуле (3.8) определяем теоретический объем воздуха, необходимый для горения данной массы образца угля:

V_в^теор = 5 × = 38,6 м³

Избыток воздуха определим по формуле (4):

DV_в= V_в^теор(a -1) = 38,6×(1,3 – 1) = 11,6 м³

С учетом избытка воздуха практический объем продуктов горения составит:

V_ПГ^* = V_ПГ + DV_в = 42,5 + 11,6 = 54,1 м³

2. Определим процентный состав продуктов горения:

j^об (СО₂) = = = 12,9 %

j^об (Н₂О) = = = 4,3 %

j^об (SО₂) = = = 0,2 %

j^об (N₂) = = = 61,2 %

j^об (DV_в) = = = 21,4 %

После рассмотрения методики решения задач на материальный баланс обучающиеся выполняют индивидуальную работу под контролем преподавателя по заранее выданным заданиям.