H2 75%, CO2 25%, 공기비 1.1 습배출가스 중 CO2 농도(%)

H2 75%, CO2 25%, 공기비 1.1 습배출가스 중 CO2 농도(%)

가스의 구성이 H2 75%, CO2 25%, 공기비가 1.1일 때

습배출가스 중 CO2 농도(%)를 구하시오.

연료 가스 중 연료인 H2의 연소 반응식

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)

( H2 + 0.5O2 → H2O )

기체의 경우, 부피비 = 몰수비 이고,

H2 : O2 = 2 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

연료 가스 1 mol당 연소에 필요한 O2의 몰수를 계산하면,

( 연료 가스 1 mol에 들어있는 H2의 몰수 = 0.75 mol )

H2 : O2 = 2 : 1 = 0.75 mol : ? mol

? = 0.75 / 2 = 0.375 mol O2

공기 중 O2의 부피비 = 21% 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3707 )

0.375 mol O2를 포함하는 공기의 몰수를 계산하면,

0.375 mol / (21/100)

= 1.7857143 mol 공기

---> 이론 공기량

공기비 = 1.1 이므로,

실제 공기량을 계산하면,

1.7857143 mol × 1.1

= 1.9643 mol 공기

실제 공기 중,

> N2의 몰수 = 1.9643 mol × 0.79

= 1.5518 mol

> O2의 몰수 = 1.9643 mol × 0.21

= 0.4125 mol

연소 반응 후,

모든 기체의 몰수를 계산하면,

> H2는 전부 연소,

이때 생성된 H2O의 몰수 = 0.75 mol

> 연료 가스에 포함된 CO2의 몰수 = 0.25 mol

> 공급된 실제 공기 중, 미연소 O2의 몰수

= 0.4125 – 0.375 = 0.0375 mol

> 공급된 실제 공기 중, N2의 몰수 = 1.5518 mol

습배출가스(H2O 포함)의 몰수

= 0.75 + 0.25 + 0.0375 + 1.5518

= 2.5893 mol

습배출가스 중 CO2 농도(%)

= (0.25 / 2.5893) × 100

= 9.6551%

답: 9.66%

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/471036 ]

탄소 85%, 수소 11.5%, 황 2.0% 들어있는

중유 1 kg당 12 Sm3의 공기를 넣어 완전 연소시킨다면,

표준상태에서 습윤 배출가스 중의 SO2농도는?

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