탄소 85% 수소 11.5% 황 2.0% 중유 1 kg당 12 Sm3 습윤 배출가스 SO2농도

탄소 85% 수소 11.5% 황 2.0% 중유 1 kg당 12 Sm3 습윤 배출가스 SO2농도

 

 

57. 탄소 85%, 수소 11.5%, 황 2.0% 들어있는

중유 1 kg당 12 Sm3의 공기를 넣어 완전 연소시킨다면,

표준상태에서 습윤 배출가스 중의 SO2농도는?

(단, 중유중의 S성분은 모두 SO2로 된다.)

① 708 ppm

② 808 ppm

③ 1107 ppm

④ 1408 ppm

 

 

 

중유 1 kg = 1000 g 속, C, H, S의 몰수를 계산하면,

> (1000 g) (85/100) / (12 g/mol) = 70.8333 mol C

> (1000) (11.5/100) / (1) = 115 mol H

> (1000) (2.0/100) / (32) = 0.625 mol S

 

 

 

C + O2 → CO2

---> C의 몰수 = O2의 몰수

 

H2 + 1/2 O2 → H2O

---> H의 몰수 × (1/4) = O2의 몰수

( 참고: H의 몰수 × (1/2) = H2O의 몰수 )

 

S + O2 → SO2

---> S의 몰수 = O2의 몰수

 

 

 

연소에 필요한 (이론) O2의 몰수

= 70.8333 + (115/4) + 0.625

= 100.2083 mol O2 (이론)

 

 

 

실제 O2의 몰수

= 실제 공기의 몰수 × 0.21

= 12 Sm3 / (0.0224 Sm3/mol) × 0.21

= 112.5 mol O2 (실제)

( 참고: 몰부피 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

 

 

N2의 몰수 = (79 / 21) × O2의 몰수

= (79 / 21) × 112.5 mol

= 423.2143 mol N2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3707 )

 

 

 

전체 배출가스의 몰수를 계산하면,

> 70.8333 mol CO2

> (115/2) mol H2O

> 0.625 mol SO2

> 112.5 – 100.2083 = 12.2917 mol O2

> 423.2143 mol N2

 

70.8333 + (115/2) + 0.625 + 12.2917 + 423.2143

= 564.4643 mol

 

 

 

습윤 배출가스 중 SO2의 농도(ppm)를 계산하면,

ppm = (SO2의 몰수 / 배출가스의 몰수) × 10^6

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5494 )

 

= (0.625 / 564.4643) × 10^6

= 1107.2445 ppm

 

 

 

답: ③ 1107 ppm

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24135 ]

C 85% H 11.5% S 3.0%인 중유 1 kg당

12.8 Sm3의 공기로 완전연소시킬 때

습배출가스 중 SO2(ppm)?

 

 

 

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