S성분 3% 중유 10 ton/hr 보일러의 배기가스를 NaOH로 세정

S성분 3% 중유 10 ton/hr 보일러의 배기가스를 NaOH로 세정

 

 

S성분 3%를 함유한 중유 10 ton/hr를 연소하는 보일러가 있다. 연소를 통해 S성분은 100% SO2로 변화하고, 보일러의 배기가스를 NaOH 수용액으로 세정하여 S성분을 Na2SO3로 회수할 경우에 이론적으로 필요한 NaOH의 양은? (단, 사용된 NaOH의 순도는 80%이다.)

① 375 kg/hr

② 469 kg/hr

③ 750 kg/hr

④ 938 kg/hr

 

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10 ton = 10,000 kg 중유 속,

S의 질량을 계산하면,

10000 kg × (3/100) = 300 kg S

 

 

 

S의 몰질량 = 32 g/mol 이므로,

300 kg S의 몰수를 계산하면,

300 kg / (32 kg/kmol) = 9.375 kmol S

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

 

S + O2 연소 반응식

S + O2 → SO2

 

 

 

SO2 + NaOH 중화 반응식

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

 

 

 

S : SO2 : NaOH = 1 : 1 : 2 계수비(= 몰수비) 이므로,

9.375 kmol S를 Na2SO3로 회수하는데

필요한 NaOH의 몰수를 계산하면,

9.375 kmol × 2 = 18.75 kmol NaOH

 

 

300x250

 

 

NaOH의 몰질량 = 40 g/mol 이므로,

18.75 kmol NaOH의 질량을 계산하면,

18.75 kmol × (40 kg/kmol) = 750 kg NaOH

 

 

 

단, NaOH의 순도 = 80% 이므로,

750 kg / (80/100) = 937.5 kg

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8147 )

 

 

 

[공식] 세정 처리에 필요한 NaOH의 질량

= 중유 질량 × S성분(wt%) × 탈황률(%) / 순도(wt%) / 32 × 2 × 40

= 중유 질량 × S성분(wt%) × 탈황률(%) / 순도(wt%) × 2.5

= 10000 kg × (3/100) × (100/100) / (80/100) × 2.5

= 937.5 kg

 

※ 문제에서 탈황률 and/or 순도가 주어지지 않았으면,

생략하거나 (100/100)을 대입하면 된다.

 

 

 

답: ④ 938 kg/hr

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/24140 ]

황함유량 2.5% 중유 30 ton/h 연소 보일러에 필요한 NaOH

 

 

 

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