400 ppm HCl 배출가스 처리 액가스비 2 L/Sm3 충전탑 설계

400 ppm HCl 배출가스 처리 액가스비 2 L/Sm3 충전탑 설계

 

 

400 ppm의 HCl을 함유하는 배출가스를 처리하기 위해

액가스비가 2 L/Sm3인 충전탑을 설계하고자 한다.

이때 발생되는 폐수를 중화하는데 필요한

시간당 0.5 N NaOH 용액의 양은?

(단, 배출가스는 400 Sm3/hr로 유입되며,

HCl은 흡수액인 물에 100% 흡수된다.)

 

 

 

1 ppm = 1 mL/m3 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/12744 )

 

400 ppm = 400 mL/Sm3

= 400 mL HCl / 1 Sm3 배출가스

 

 

 

[참고] 용액의 농도 × 용액의 부피 = 용질의 양

(mL/m3) × (m3) = mL

 

 

 

HCl의 부피를 계산하면,

(400 mL/Sm3) (400 Sm3/hr) = 160000 mL/hr

 

 

 

[팁] 문제에서 요구하는 값이 “시간당”이므로,

“/hr” 단위는 생략하고 계산해도 된다.

(400 mL/Sm3) (400 Sm3) = 160000 mL

 

 

 

기체 1 mol의 부피 = 22.4 L = 22400 mL 이고,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

HCl의 당량수 = 1 eq/mol 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4105 )

 

HCl의 부피를 eq수로 환산하면,

(160000 mL/hr) (1 mol / 22400 mL) (1 eq/mol)

= (160000) (1 / 22400)

= 7.143 eq/hr HCl

 

 

300x250

 

 

시간당 배출가스의 양 = 400 Sm3/hr 이고,

액가스비 = 2 L/Sm3 이므로,

 

발생되는 염산 폐수의 부피를 계산하면,

(400 Sm3/hr) (2 L/Sm3) = 800 L/hr

---> 시간당 800 L

 

 

 

HCl 용액(폐수)의 노르말농도를 계산하면,

노르말농도(N) = 용질 eq수 / 용액 L수

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6131 )

 

= (7.143 eq/hr) / (800 L/hr)

= 0.008929 eq/L

= 0.008929 N

 

 

 

중화에 필요한 0.5 N NaOH 용액의 부피를 계산하면,

NV = N’V’

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4689 )

 

(0.008929 N) (800 L) = (0.5 N) (? L)

 

? = (0.008929) (800) / (0.5)

= 14.29 L

 

 

 

답: 14.29 L

 

 

 

 

[참고] HCl의 노르말농도는 다음과 같이 계산할 수도 있다.

> HCl의 몰질량 = 36.5 g/mol

> 표준상태에서, 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

> 1 mol HCl = 36.5 g = 22.4 L

> 36.5 mg HCl = 22.4 mL HCl

 

① 400 mL HCl의 eq수를 계산하면,

(400 mL) (36.5 mg / 22.4 mL) (1 g / 1000 mg) (1 eq / 36.5 g)

= (400) (36.5 / 22.4) (1 / 1000) (1 / 36.5)

= 0.017857 eq HCl

 

② 400 mL/m3 = 0.017857 eq/m3 이므로,

(0.017857 eq/m3) (400 m3) = 7.1428 eq HCl

 

③ 노르말농도 = 7.1428 eq HCl / 800 L 폐수

= 0.0089285 eq/L = 0.0089285 N HCl

 

 

 

 

[키워드] HCl 배출가스 기준, 액가스비 기준, 충전탑 설계 기준, 충전탑 기준