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공학&기술/대기환경기사

C 85%, H 11%, S 2%, 회분 2% B-C유 1 kg 공기비 1.3 건조 배출가스 먼지 농도

by 영원파란 2022. 11. 14.
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C 85%, H 11%, S 2%, 회분 2% B-C유 1 kg 공기비 1.3 건조 배출가스 먼지 농도

 

 

C 85%, H 11%, S 2%, 회분 2%의

무게비로 구성된 B-C유 1 kg을

공기비 1.3으로 완전연소시킬 때,

건조 배출가스 중의 먼지 농도(g/Sm3)는?

(단, 모든 회분 성분은 먼지가 됨)

① 0.82

② 1.53

③ 5.77

④ 10.23

 

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[1] 이론 산소량 계산

C + O2 → CO2

C : O2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

1 mol C = 12 g C ---> 12 kg C

1 mol O2 = 22.4 L O2 ---> 22.4 Sm3 O2

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

 

O_o = (22.4 Sm3 / 12 kg) × (1 kg × 0.85) = 1.587 Sm3

O_o = (22.4 / 12) × 0.85 = 1.587 Sm3

 

 

2H2 + O2 → 2H2O

H2 + 0.5O2 → H2O

O_o = (11.2 / 2) × 0.11 = 0.616 Sm3

 

 

S + O2 → SO2

O_o = (22.4 / 32) × 0.02 = 0.014 Sm3

 

 

총 이론 산소량

= 1.587 + 0.616 + 0.014 = 2.217 Sm3

 

 

 

[2] 이론 공기량 계산

2.217 / 0.21 = 10.557 Sm3

( 참고: 공기중 21% O2 https://ywpop.tistory.com/3707 )

 

 

 

[3] 실제 공기량 계산

실제 공기량 = 이론 공기량 × 공기비

10.557 × 1.3 = 13.724 Sm3

 

 

 

[4] 건조 배기 가스량 계산

a. 연소 생성물 계산

C + O2 → CO2

C : CO2 = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

CO2 = (22.4 / 12) × 0.85 = 1.587 Sm3

 

S + O2 → SO2

SO2 = (22.4 / 32) × 0.02 = 0.014 Sm3

 

연소 생성물 = 1.587 + 0.014 = 1.601 Sm3

 

 

b. 이론 공기중 질소 계산

10.557 × 0.79 = 8.340 Sm3

( 공기중 79% N2 )

 

 

c. 과잉 공기 계산

과잉 공기량 = 실제 공기량 – 이론 공기량

= 13.724 – 10.557 = 3.167 Sm3

 

또는

10.557 × (1.3 – 1) = 3.167 Sm3

 

 

건조 배기 가스량 = 연소 생성물 + 이론 공기중 질소 + 과잉 공기

= 1.601 + 8.340 + 3.167 = 13.108 Sm3

 

 

 

[5] 먼지의 양

1 kg × 0.02 = 0.02 kg = 20 g

 

 

 

[6] 먼지의 농도

20 g / 13.108 Sm3 = 1.526 g/Sm3

 

 

 

답: ② 1.53

 

 

 

 

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