Verfahrenstechnik und Technische Chemie
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Verfahrenstechnik und Technische Chemie Das Forum für die Chemie jenseits von Reagenzgläsern und Glaskolben. Hier können Probleme der Reaktionstechnik sowie der thermischen und mechanischen Stoffwandlungs- und Trennprozesse diskutiert werden.

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Alt 24.09.2005, 20:15   #1   Druckbare Version zeigen
Phillip Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
Luft für Verbrennung

Hallo,

brauche wieder einen gedanklichen Anstoß, diesmal zu:

Berechnen Sie die zur Verbrennung von Kohle notwendige Luftmenge in m3/h
unter Normbedingungen( T=0° p=1,013 bar)

Gegeben:
m(Kohle)=240t/h
davon 87% Kohlenstoff (C) und 1% Schwefel (S)
Molmassen M(C) = 12kg/kmol
M(s) = 32kg/kmol
M(O2) = 32kg/kmol (Sauerstoff)

Mein Lösungsansatz: Berechnung über den Sauerstoffverbrauch

m(C) = 0,87*m(Kohle) = 208,8t/h
m(S) = 0,01*m(Kohle) = 2,4t/h

Meine Frage: wie komme ich an m(O2), also die Masse Sauerstoff?

Wenn ich die hätte, wär's einfach:

Molmenge an O2 pro Stunde berechnen: n(O2)=m(O2)/M(O2)
Luft enthält 21% O2: n(Luft)=n(O2)/0,21
..und ab damit in die Zustandsgleichung für ideale Gase.

Merci
Phillip ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 20:32   #2   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Luft für Verbrennung

Vielleicht hilft es sich zu überlegen was der Kohlenstoff und der Schwefel mit Sauerstoff macht.

C + O2 --> CO2
S + O2 --> SO2

Du hast die Massen an Kohlenstoff und Schwefel und musst (wie immer in der Chemie) in Stoffmengen umrechnen. Daraus ergibt die Stoffmenge an Sauerstoff.
Dann geht es mit der Zusammensetzung von Luft und dem Gasgesetz weiter.
__________________
Gruß belsan

Fachfragen bitte im Forum stellen und nicht per PN.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 20:39   #3   Druckbare Version zeigen
Nemesis  
Mitglied
Beiträge: 263
AW: Luft für Verbrennung

Zitat:
Zitat von Phillip
Meine Frage: wie komme ich an m(O2), also die Masse Sauerstoff?
Berechne erstmal wie viele Mol Kohlenstoff und Schwefel pro Stunde verbrannt werden.

Das sind 17,4 MMol Kohlenstoff und 74,860 KMol Schwefel.

Jetzt musst du dir überlegen, welche Verbrennungsprodukte entstehen.
Bei Kohlenstoff ist das im Fall von ausreichend Sauerstoff CO2.
Bei Schwefel sollte Schwefeldioxod SO2 entstehen.

Pro Mol C und pro Mol S werden also jeweils zwei Mol O bzw. ein Mol O2 benötigt.

Damit brauchst du insgesamt 17.474.859 mol O2 benötigt.
Das sind 559,20 * 103 kg O2.

Die Teilchenzahl kannst du in die ideale Gasgleichung einsetzen: p*V = n*R*T
V = 39.178 m3/h

Gruß
Nemesis
Nemesis ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 21:30   #4   Druckbare Version zeigen
Phillip Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Luft für Verbrennung

mhh...also genau so:

m(C) = 209t/h = 209.000kg/h --> n(C) = m(C)/M(C) = 17.416,6 kmol/h
m(S) = 2,4t/h = 2400kg/h --> n(S) = m(S)/M(S) = 75 kmol/h

n(O2) = n(C) + n(S) = 17.491,6 kmol/h

m(O2) = n(O2) * M(O2) = 559.731,2 kg/h (ca. 560t/h)

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Phillip ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 22:06   #5   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Der Rechenweg schaut soweit gut aus, aber wie du die Zahlen rundest, ist weder konsequent noch immer sinnvoll.
buba ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 23:20   #6   Druckbare Version zeigen
Phillip Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Luft für Verbrennung

Auf dem Papier habe ich exaktere Werte, aber es ging mir ja nur um den richtigen Weg..

Aufgabe habe ich wie folgt weiter gelöst:

Da Luft nur 21% Sauerstoff enthält:

n(Luft) = n(O2)/0,21 --> n(Luft) = 83.214,3kmol/h

dann:

V = n(Luft)*R*T / p --> V = 1.889.771 m3/h

Es muss ca. 1,9 Mio. m3/h Luft zugeführt werden, um 240t/h Kohle zu verbrennen.

Danke für die Tips!
Phillip ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 24.09.2005, 23:38   #7   Druckbare Version zeigen
buba Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.460
Zitat:
Zitat von Phillip
Auf dem Papier habe ich exaktere Werte, aber es ging mir ja nur um den richtigen Weg..

Aufgabe habe ich wie folgt weiter gelöst:

Da Luft nur 21% Sauerstoff enthält:

n(Luft) = n(O2)/0,21 --> n(Luft) = 83.214,3kmol/h

dann:

V = n(Luft)*R*T / p --> V = 1.889.771 m3/h
Ich komme auf einen etwas anderen Wert: 83214,3*1000*8,314*273,15/101300 m³ = 1865519 m³
Du hast wohl mit den "exakteren Werten" gerechnet?

Ach ja, noch etwas: wenn du kmol/h, m³/h usw. schreibst, ist das nicht n, V usw., sondern n/t, V/t usw.
buba ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 25.09.2005, 01:58   #8   Druckbare Version zeigen
Phillip Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 7
AW: Luft für Verbrennung

Zitat:
Zitat von buba
Ich komme auf einen etwas anderen Wert: 83214,3*1000*8,314*273,15/101300 m³ = 1865519 m³
Du hast wohl mit den "exakteren Werten" gerechnet?
Mit den Samstag-Abend-Werten. Exakt!

Zitat:
Ach ja, noch etwas: wenn du kmol/h, m³/h usw. schreibst, ist das nicht n, V usw., sondern n/t, V/t usw.
Da hast Du völlig Recht, in Klausuren werden da gern einmal Punkte abgezogen
.
Phillip ist offline   Mit Zitat antworten
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