Propan (C3H8) wird in einem Kessel verbrannt?
Propan (C3H8) wird in einem Kessel verbrannt. Die Verbrennung erfolgt überstöchiometrisch (Luftzahl λ = 1,15). Als Oxidator wird ein Gemisch aus 60 % Luft und 40 % reinem Sauerstoff eingesetzt. Verbrennungsformel: C3H8+5O2=3CO2+4H2O Verbrennungsformel mit Oxidator: C3H8+0,6(1,155O2+1,15579/21N2)+0,41,155*O2=...
Frage: Stimmt die Verbrennungsformel mit Oxidator oder wird die Zusammensetzung des Oxidators anders berücksichtigt? Wie sieht die Eduktseite aus?
3 Antworten
C3H8+0,6(1,155O2+1,15579/21N2)+0,41,155*O2=...
Diese Verbrennungsformel stimmt vorne und hinten nicht. 1) Stickstoff reagiert nicht, daher darf es gar nicht in der Reaktionsgleichung auftauchen 2) Die Reaktionsgleichung bleibt auch bei Änderung der Stoffströme gleich!
C3H8+5O2=3CO2+4H2O
Das ist die Reaktionsgleichung, die ändert sich nicht, auch wenn du noch soviel Sauerstoff und Stickstoff reinsteckst.
Dass die Reaktionsgleichung so bei der Verbrennung mit O2 so bleibt ist mir bewusst, allerdings bei der Verbrennung mit Luft und Lambda ungleich 1 nicht.
Würde ich die Aufgabe (Nach "Rezept" unseres Professors) und mit Verbrennung von Luft und nicht dieses zusammengesetzten Oxidators lösen, wäre die Lösung:
C3H8 + 1,15 * 5O2 + 1,15 * 5 * 79 / 21N2 = 3CO2 + 4H2O + 1,15 * 5 * 79 / 21 N2 + 0,15 * 5O2
Ich weiß nur leider nicht wie ich die Zusammensetzung des Oxidators aus 40% reinem Sauerstoff und 60% Luft in die Verbrennungsformel einbringe.
Deine "Verbrennungsformel" (ich vermute, du willst den inerten Stickstoff mit durchschleifen) wurde vom Editor zerhauen. Poste die bitte nochmal und mach vor und hinter * und / Leerzeichen.
C3H8+0,6 * (1,15 * 5O2+1,15 * 5 * 79 / 21N2)+0,4 * 1,15 * 5 * O2 = ...
Ja der Stickstoff müsste 1:1 dann bei den Edukten dabei stehen
C3H8+0,6 * (1,15 * 5O2+1,15 * 5 * 79 / 21N2)+0,4 * 1,15 * 5 * O2 = ...
Wenn ich das richtig sehe bist du bei den Anteilen Sauerstoff und Stickstoff in Luft verrutscht. Ich würde sowohl Überschuß wie auch stöchiometrischen Faktor erstmal ausklammern und die Zusammensetzung des Oxidator so
0,6(0,21 O₂ + 0,79 N₂) + 0,4 O₂
angeben, was 0,126 O₂ + 0,474 N₂ + 0,4 O₂ = 0,526 O₂ + 0,474 N₂ entspricht. Da du im Oxidator aber 1 Mol O₂ brauchst kommt hier noch ein Faktor von 0,.526⁻¹ dazu, so daß der Oxidator mit
1,15 * 0,526⁻¹ * 5(0,6(0,21 O₂ + 0,79 N₂) + 0,4 O₂)
in die Gleichung gehört.
Ja der Stickstoff müsste 1:1 dann bei den Edukten dabei stehen
Der nicht umgesetzte Sauerstoff gehört auch noch zur Zusammensetzung des Abgases.
1,15 * 0,526⁻¹ * 5(0,6(0,21 O₂ + 0,79 N₂) + 0,4 O₂)
cg, was ist der Sinn einer solchen Gleichung? Die Reaktionsgleichung ändert sich doch nicht? Übersehe ich gerade irgendetwas?
Der einzige Sinn, den ich darin sehe, ist, das Stoffverhältnis auf beiden Seiten darzustellen, etwa wie eine Quantifizierung des aq aus einem HCl(aq) vorzunehmen.
Der Sinn liegt darin die erforderliche Menge an Luft bzw. wie in dieser Aufgabe des Oxidators zu bestimmen, die notwendig ist eine gegebene Menge an Brennstoff (in diesem Falle Propan) zu verbrennen.
Würde ich die Aufgabe (Nach "Rezept" unseres Professors) und mit Verbrennung von Luft und nicht dieses zusammengesetzten Oxidators lösen,wäre die Lösung:
C3H8 + 1,15 * 5O2 + 1,15 * 5 * (79 / 21)N2 = 3CO2 + 4H2O + 1,15 * 5 * 79 / 21 N2 + 0,15 * 5O2
Die Aufgabe lautet nun: a) Wie groß ist der zuzuführende Volumenstrom des Oxidators, wenn der Brennstoff-Volumenstrom in den Kessel 500 m3/h beträgt?
C3H8 + 5,75 O2 + 21,63 N2 = Edukte sind erstmal uninteressant
C3H8 + 27,38 Luft = ....
mit 22,4l / mol ergeben sich 613l was 0,613 m³ entspricht bei 500m³ Brennstoff / h bräuchte man also 306,5 m³ Luft pro Stunde.
Interessant, wir haben das immer mit Stoffströmen veranschaulicht und ausgerechnet und nicht an der Reaktionsgleichung rumgeschraubt.
So kenne die Antwort jetzt. C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O mit Lambda=1,15 C3H8 + 5,75O2 =.... Aufgrund des Oxidators: 0,6 * 0,79N2 = 0,474 N2 0,6 * 0,21O2 = 0,126 O2 + 0,4 O2 =0,526 O2 Wie cg richtig meinte braucht man nun den Faktor 1 / 0,526 um auf ein Mol O2 im Oxidator zu kommen --> 1,9 Da im Oxidator nur 1,9 sind man aber die 5,75 fache Menge benötigt folgt 1,9 * 5,75 = 10,9 m³ Oxidator pro m³ Propan. Also bei 500 m³ Propan dann 5466 m³ Oxidator.
Naja, auftauchen darf er schon, links und rechts mit gleicher Stoffmenge. Ist nur ungewöhnlich.