1500 ppm HCl 10000 Sm3/hr 배기가스 처리에 필요한 NaOH(kg/hr)

1500 ppm HCl 10000 Sm3/hr 배기가스 처리에 필요한 NaOH(kg/hr)

 

 

가스량이 10,000 Sm3/hr이고 HCl의 농도가 1,500 ppm일 때,

배기가스 내 HCl을 NaOH로 처리하려고 할 때,

다음 물음에 답하시오. (단, 배기가스 내 HCl은 99% 제거되며,

배출가스 온도는 250℃이다.)

(1) 화학 반응식을 쓰시오.

(2) 필요한 NaOH의 양(kg/hr)을 계산하시오.

 

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(1) 화학 반응식을 쓰시오.

HCl + NaOH → NaCl + H2O

 

HCl : NaOH = 1 : 1 mol수비로 반응.

 

 

 

(2) 필요한 NaOH의 양(kg/hr)을 계산하시오.

 

1 ppm = 1 mL/m3 이므로,

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

 

1500 ppm = 1500 mL/m3

 

 

 

10000 Sm3 = 10000 m3

( 참고 https://ywpop.tistory.com/6441 )

 

 

 

(1500 mL/m3) × 10000 m3

= 15000000 mL

= 15000 L

---> 배기가스 속 HCl의 부피

 

 

 

15000 L × (99/100)

= 14850 L

---> 제거되는 HCl의 부피

 

 

 

표준 상태에서, 기체 1 mol의 부피 = 22.4 L 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

 

14850 L × (1 mol / 22.4 L)

= 662.9464 mol

---> 제거되는 HCl의 mol수

= 필요한 NaOH의 mol수

 

 

 

NaOH의 몰질량 = 40 g/mol 이므로,

662.9464 mol NaOH의 질량을 계산하면,

662.9464 mol × (40 g/mol)

= 26518 g

= 26.518 kg

 

 

 

답: 약 26.52 kg/hr

 

 

 

 

[참고] 배출가스의 온도(250℃)는 실제(Actual) 상태의 부피(Am3)를 구할 때 사용되지만, 이 문제에서는 유입 가스량이 표준 상태(Sm3)로 주어졌으므로 질량 계산 시에는 온도를 보정할 필요가 없다.

 

 

 

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이 문제 출제자의 생각대로 풀이하면,

 

V1 / T1 = V2 / T2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1978 )

 

로부터, 250℃에서 배기가스의 부피를 계산하면,

V2 = V1 T2 / T1

= (10000) (273.15 + 250) / (273.15 + 0)

= 19152.4803 m3

 

 

 

(1500 mL/m3) × 19152.4803 m3

= 28728720.45 mL

= 28728.72045 L

---> 배기가스 속 HCl의 부피

 

 

 

28728.72045 L × (99/100)

= 28441.433 L

---> 제거되는 HCl의 부피

 

 

 

28441.433 L × (1 mol / 22.4 L)

= 1269.7068 mol

---> 제거되는 HCl의 mol수

= 필요한 NaOH의 mol수

( HCl 기체의 온도 역시 250℃인데,

왜 이때는 표준 상태 조건으로 계산하는가? )

 

 

 

1269.7068 mol × (40 g/mol)

= 50788.272 g

= 50.8 kg

 

 

 

 

[키워드] HCl 제거에 필요한 NaOH 기준, HCl 처리에 필요한 NaOH 기준