중유 1 kg C 86%, H 12%, S 2% 배출가스 CO2 13%, O2 3.5%

중유 1 kg C 86%, H 12%, S 2% 배출가스 CO2 13%, O2 3.5%

중유 1 kg 중 C 86%, H 12%, S 2%가 포함되어 있었고,

배출가스 성분을 분석한 결과 CO2 13%, O2 3.5% 이었다.

건조연소가스량(Gd, Sm3/kg)은?

① 9.5

② 10.2

③ 12.3

④ 16.4

중유 1 kg에 들어있는

각 성분의 몰수(n)를 계산하면,

> C의 몰수 = 860 g / (12 g/mol) = 71.6667 mol

( 참고: n = W / M https://ywpop.tistory.com/7738 )

> H의 몰수 = 120 / 1 = 120 mol

> O의 몰수 = 0 / 16 = 0 mol ... ①

> S의 몰수 = 20 / 32 = 0.625 mol

> N의 몰수 = 0 / 14 = 0 mol ... ②

각 성분의 연소에 필요한 산소량을 계산하면,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21789 )

> C + O2 → CO2: 71.6667 mol ... ③

> 2H2 + O2 → 2H2O: 30 mol 또는

H의 몰수 × (1/4) = 120 × (1/4) = 30 mol ... ④

> S + O2 → SO2: 0.625 mol ... ⑤

연소에 필요한 (= 연소에 사용된)

총 이론 산소량(O_o)을 계산하면,

O_o = ③ + ④ + ⑤ – ①

= 71.6667 + 30 + 0.625 – 0

= 102.2917 mol

이론 공기량, A_o = O_o / 0.21

= 102.2917 / 0.21

= 487.1033 mol

[오르자트 분석]

공기비, m = N2% / (N2% – 3.76×O2%)

> N2% = 100 – (CO2% + O2%)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/17176 )

N2% = 100 – (CO2% + O2%)

= 100 – (13 + 3.5)

= 83.5%

m = N2% / (N2% – 3.76×O2%)

= 83.5 / (83.5 – 3.76×3.5)

= 1.187

실제 공기량, A = A_o × m

= 487.1033 × 1.187

= 578.1916 mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/21989 )

건조연소 가스량 (H2O 제외)

> CO2: 71.6667 mol (= C의 몰수)

> SO2: 0.625 mol (= S의 몰수)

> 미연소 O2: A × 0.21 – O_o

= 578.1916 × 0.21 – 102.2917

= 19.1285 mol

> 미반응 N2: A × 0.79 + (② / 2)

= 578.1916 × 0.79 + 0

= 456.7714 mol

건조연소 가스량

= 건조배기 가스량

= 연소 생성물(CO2 + SO2) + 미연소 O2 + 미반응 N2

= 71.6667 + 0.625 + 19.1285 + 456.7714

= 548.1916 mol

표준상태에서, 기체 1 mol = 22.414 L 이고,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/8321 )

1 m3 = 1000 L 이므로,

548.1916 mol 가스의 부피를 계산하면,

548.1916 mol × (22.414 L / 1 mol) × (1 m3 / 1000 L)

= 548.1916 × (22.414 / 1000)

= 12.2872 Sm3

답: ③ 12.3

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