Іть мені будь-ласка 25 і! во время газификации каменного угля видбулиця реакции 2с + о2 = 2со и со + 3н2 = сн4 + н2о и образовалось 1500м3 метана. определите: а) объем угарного газа и водорода, отреагировали; б) массу воды, образовавшейся.

Коксовый газ

Одним из наиболее эффективных видов газообразного топлива является коксовый газ. Изначально коксовый газ считался побочным продуктом, который при производстве кокса выбрасывался в атмосферу.

Позже коксохимические заводы стали использовать его в целях обеспечения работы оборудования, а в настоящий момент коксовый газ применяется как топливо в различных областях промышленности и бытовом газоснабжении.

Производство коксового газа

Коксовый газ – продукт термического разложения молекул угля, получают его одновременно с коксом при перегонке угля в камерных печах. Данный процесс осуществляется при температуре 900-1200 С. При этом количество произведенного газа напрямую зависит от установленной температуры и продолжительности цикла. При высокотемпературной переработке, продолжительностью 13-14 часов, в зависимости от исходных особенностей угля, производится примерно 74-78 % твердого кокса, 15-18 % газа.

Получение и применение коксового газа

Основным потребителем коксового газа является металлургия, преимущественное большинство коксохимических заводов расположено на металлургических предприятиях или вблизи них. В данной отрасли 50-60% от всего поставляемого объема задействовано в мартеновских цехах.

Применяется данное топливо также в керамической и стекольной отрасли. Используется в виде топлива для паровых котлов и на предприятиях нарезки металла. Во многих городах России коксовый газ используется в городском газоснабжении.

Широкое распространение коксовый газ получил в виде транспортного топлива для автомобилей и железнодорожного транспорта.

Состав и свойства коксового газа

Состав и свойства коксового газа могут незначительно отличаться в зависимости от условий коксования и качества исходного материала.

Примерный состав:

водород Н2 – 50-60%;

метан СН4 – 20-30%;

оксид углерода СО – 5-7 %;

диоксид углерода СО2 – 2-3 %;

азот N2 – 2 - 3,5 %.

Свойства:

плотность при температуре 0 °C и атмосферном давлении 760 мм.рт ст.: 0,45 - 0,50 кг/м3;

теплоемкость: 1,35 кДж;

теплота сгорания: 17,5 мДж/м3;

температура воспламенения: 600 – 650 °C.

Коксовый газ токсичное и взрывоопасное вещество. Концентрация взрывоопасных веществ от 6 до 30 %.

Очистка от коксового газа

Коксовальный газ, выводимый из печей (прямой газ), непригоден к использованию. После производства, газ поставляется на химический завод, где подлежит очистке и улавливанию продуктов сухой перегонки угля и влаги.

Прямой коксовый газ до улавливания содержит примерно 300-500г/нм3 водяных паров, 100-125г/нм3 смолы, 30-40г/нм3 бензольных углеводородов, 7-1 г/нм3 аммиака, 5-20г/нм3 сероводорода и частичные вкрапления сероуглерода, окислы азота, циана.

От излишней влаги и некоторой доли смолы коксовый газ очищается путем конденсации или вымораживания. Остатки смолы осаживаются на электрофильтрах.

Бензол поглощается каменноугольным или соляровым маслом. Аммиак и сера улавливаются из газа для дальнейшей переработки в лекарственные препараты.

Улавливание остальных примесей в первую очередь обусловлено сохранением оборудования и газопроводов, так как излишнее содержание данных веществ может стать причиной выхода оборудования из строя, забивания труб и гидравлических ударов.

Горение и сжигание коксового газа

Коксовый газ обладает высокой теплотворной , характеризующейся в 14-18 МДж/м3, что делает его наиболее эффективным газообразным топливом.

Объемная доля горючих компонентов в составе газа составляет 93%, что обусловливает высокие показатели КПД.

Преимущества использование коксового газа в виде топлива:

сгорание топлива без остатков;

не требует использования тяговых устройств;

простой контроль и регулировка процессов;

легкий запуск и остановка процессов.

Нагнетатели коксового газа

Нагнетатели коксового газа используются для преодоления сопротивления аппаратуры при подаче газа от коксовых печей для его дальнейшей обработки и транспортировки.

Бывает два вида нагнетателей:

с электроприводами;

с паровым турбопроводом.

Чаще всего коксохимические предприятия оснащены нагнетателями с электроприводами в целях экономии ресурсов, однако, паровые нагнетатели имеют более совершенную систему отсасывания.

Газопровод коксового газа

Использование газа в различных отраслях требует его бесперебойной поставки, поэтому система газопровода полностью автоматизирована и оснащена газгольдерами, которые поддерживают необходимое давление и распределяют газ по сети с учетом потребности.

Газгольдеры делятся на два вида: низкого давления (используются для подачи переменного объема) и высокого давления (обеспечивают постоянный объем подаваемого газа).

4,48 л газа при нормальныз условиях - 4.48/22.4=0.2 моль
8,96 л газа при нормальныз условиях - 8.96/22.4=0.2 моль

Cu + 2HNO3(конц) + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

5Fe + 3HNO3(конц) + 15HNO3 = 5Fe(NO3)3 + 3/2N2(газ) + 9H2O

AL + HNO3(конц) + HNO3 = реакция не идет

С серной кислотой:

Cu + H2SO4(разбав) = реакция не идет

Fe + H2SO4(разбав) = FeSO4 + H2(газ)

2AL + 3H2SO4(разбав) = AL2(SO4)3 + 3H2(газ)

Исходя из коэффициентов в уравнении реакций можно составить систему уравнений

Система уравнений
m(Fe)+m(Cu)+m(Al)=20,4 г
m(Fe)/M(Fe)+1,5*m(Al)/M(Al)=0,4 моль - для реакции с серной кислотой
2*m(Cu)/M(Cu)+0,3*m(Fe)/M(Fe)=0,2 моль - для реакции с азотной кислотой

M(Fe)=56
M(Cu)=64
M(Al)=26

Решив эту систему уравнений можно найти массу металлов
m(Fe)=13,6 г
m(Al)=2,7 г
m(Cu)=4,1 г

Чтобы определить массовую концентрацию каждого металла нужно массу каждого металла разделить на общую
w(Fe)=m(Fe)/20,4 *100% =67%

и т.д.

Вроде правильно.

Удачи!