Решение задач: Материальный баланс

При газификации кокса с содержанием углерода 96,5% и воды 3,5% по массе водяным паром получаем водяной газ. Для начала определим количество углерода и воды в исходном коксе.

Масса углерода С: 96,5%
Масса воды H2O: 3,5%

Теперь на основе данной информации можно рассчитать массовое соотношение углерода к воде:
Массовое соотношение C/H2O = 96,5% / 3,5% ≈ 27,6%

Это значит, что на каждые 27,6 г углерода приходится 1 г воды.

После газификации водяным паром получаем водяной газ, в котором содержится 6% CO2 по объему. Теперь рассчитаем состав полученного газа. Поскольку водяной газ состоит из углерода, водорода и углекислого газа, можно построить уравнение массового баланса:

1. Углерод: 96,5% С → Х % C
2. Вода: 3,5% H2O → Y % H2
3. Углекислый газ: 6% CO2

Теперь нам нужно построить уравнение массового баланса для каждого элемента:

1. Для углерода:
Масса углерода в исходном коксе = масса углерода в газе
0,965m = 0,01V

2. Для водорода:
Масса водорода в исходном коксе = масса водорода в газе
0,035m = 0,02V

3. Для углекислого газа:
Масса углерода в исходном коксе = масса углерода в газе
0,965m = 0,06V

Выразим объем газа V через массу сырья m:
V = 96,5m / 0,01

Таким образом, состав полученного газа будет следующим:
Углерод: 0,01V = 0,01 * (96,5m / 0,01) = 96,5m
Водород: 0,02V = 0,02 * (96,5m / 0,01) = 193m
Углекислый газ: 0,06V = 0,06 * (96,5m / 0,01) = 579m

Итак, после газификации кокса получаем газ, состоящий из 96,5% углерода, 19,3% водорода и 57,9% углекислого газа. Таким образом, материальный баланс процесса газификации кокса с водяным паром составлен и позволяет определить состав полученного газа в зависимости от исходного состава сырья.