Задача для самостоятельного решения: ТЭ на расплавленном карбонате работает с расходом 453,6 кг/час топливного газа. Окислитель состоит из смеси 70 % воздуха / 30 % CO2. Использование топлива и окислителя составляет 75 % и 50 %, соответственно. Состав

Для решения задачи, давайте разберем каждый из пунктов по порядку.

Дано:

- Расход топливного газа: $453.6 \, \text{кг/час}$
- Состав топлива: $80\% \, \mathrm{H}2$ и $20\% \, \mathrm{CO}2$
- Состав окислителя: $70\% \, \text{воздуха}$ и $30\% \, \mathrm{CO}_2$
- Использование топлива: $75\%$
- Использование окислителя: $50\%$

(а) Сколько водорода будет потребляться в моль/час?

1. Находим массу водорода в топливе:
$
\text{Масса водорода} = 453.6 \, \text{кг/час} \times 0.80 = 362.88 \, \text{кг/час}
$

2. Находим количество молей водорода:
$
\text{Молярная масса } \mathrm{H}_2 = 2 \, \text{г/моль}
$
$
\text{Количество молей водорода} = \frac{362880 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 181440 \, \text{моль/час}
$

(б) Сколько кислорода потре...

1. $$\mathrm{H}2 \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}$$

   На 1 моль водорода требуется 0.5 моль кислорода.

2. $$\text{Количество молей кислорода} = 181440 \, \text{моль/час} \times 0.5 = 90720 \, \text{моль/час}$$
3. $$\text{Состав воздуха: } 20.79\% \, \mathrm{O}_2$$
   $$\text{Количество воздуха} = \frac{90720 \, \text{моль/час}}{0.2079} \approx 436000 \, \text{моль/час}$$
4. $$\text{Скорость потока окислителя} = \text{Количество воздуха} + \text{Количество } \mathrm{CO}_2$$
   $$\text{Количество } \mathrm{CO}_2 = 436000 \, \text{моль/час} \times 0.3 = 130800 \, \text{моль/час}$$
   $$\text{Скорость потока окислителя} = 436000 + 130800 = 566800 \, \text{моль/час}$$

5. На 1 моль $\mathrm{H}2$.

6. $$\text{Количество } \mathrm{CO}_2 = 181440 \, \text{моль/час}$$
7. • Водород: $0 \, \text{моль}$
   • $\mathrm{CO}_2$: $181440 \, \text{моль}$

   Состав: $0\% \, \mathrm{H}2$

8. • Воздух: $436000 \, \text{моль}$
   • $\mathrm{CO}_2$: $130800 \, \text{моль}$

   Состав:

   $$\text{Процент воздуха} = \frac{436000}{566800} \times 100 \approx 76.8\%$$
   $$\text{Процент } \mathrm{CO}_2 = \frac{130800}{566800} \times 100 \approx 23.2\%$$

Таким образом, мы получили все необходимые ответы на вопросы.