중유 C 87% H 11% S 2% 이론 습연소 가스량(Sm3/kg)

중유 C 87% H 11% S 2% 이론 습연소 가스량(Sm3/kg)

 

 

중유 조성이 탄소 87%, 수소 11%, 황 2% 이었다면

이 중유 연소에 필요한 이론 습연소 가스량(Sm3/kg)은?

 

 

 

23. 중유조성이 탄소 87%, 수소 11%, 황 2% 이었다면 이 중유연소에 필요한 이론 습연소 가스량(Sm3/kg)은?

① 9.63

② 11.35

③ 12.96

④ 13.62

 

------------------------

 

연료 1 kg(= 1000 g) 중,

> 탄소(C)의 질량 = 1000 g × (87/100) = 870 g

> 수소(H)의 질량 = 1000 × (11/100) = 110 g

> 황(S)의 질량 = 1000 × (2/100) = 20 g

 

 

 

870 g 탄소의 몰수

= 870 g / (12 g/mol) = 72.5 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

110 g 수소의 몰수

= 110 / (1) = 110 mol

 

 

20 g 황의 몰수

= 20 / (32) = 0.625 mol

 

 

 

탄소 연소 반응식

C + O2 → CO2

---> C의 몰수 = O2의 몰수 = CO2의 몰수 ... ①

 

 

수소 연소 반응식

H2 + 1/2 O2 → H2O

---> H의 몰수 × (1/4) = O2의 몰수 ... ②

---> H의 몰수 × (1/2) = H2O의 몰수

 

 

황 연소 반응식

S + O2 → SO2

---> S의 몰수 = O2의 몰수 = SO2의 몰수 ... ③

 

 

 

반응형

 

 

 

연소에 필요한 (이론) O2의 몰수

= ① + ② + ③

= 72.5 + (110 × (1/4)) + 0.625

= 100.625 mol ... ④

 

 

 

연소에 필요한 (이론) 공기의 몰수

= 100.625 / (21/100)

= 479.1667 mol

 

 

 

공기 중 N2와 O2의 몰수를 계산하면,

> 479.1667 × (79/100) = 378.5417 mol N2

> 479.1667 × (21/100) = 100.625 mol O2 ... ⑤

 

 

 

전체 이론 습연소 가스의 몰수를 계산하면,

> 72.5 mol CO2

> 110 × (1/2) = 55 mol H2O

> 378.5417 mol N2

> ⑤ – ④ = 100.625 – 100.625

= 0 mol O2 (이론 연소이므로, O2는 전부 소모(연소)됨.)

> 0.625 mol SO2

 

 

72.5 + 55 + 378.5417 + 0.625

= 506.6667 mol

 

 

 

표준상태에서, 기체 1 mol = 22.4 L 이므로,

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

 

506.6667 mol 이론 습연소 가스의 부피를 계산하면,

506.6667 mol × (22.4 L / 1 mol) × (1 m3 / 1000 L)

= 506.6667 × (22.4) × (1 / 1000)

= 11.3493 m3

---> 연료 1 kg 연소 시,

배출되는 이론 습연소 가스의 부피

 

 

 

답: ② 11.35

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471708 ]

탄소 87%, 수소 13%의 경유 1 kg을

공기비 1.3으로 완전연소 시켰을 때,

실제 건조 연소가스 중 CO2 농도(%)는?

 

 

 

[키워드] 이론 습연소 가스량 기준, 이론 습연소 가스 기준, 이론 습연소 가스량 사전, 이론 습연소 가스 사전