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1[대기환경기사 필기] 16년 1회차
탄소 85%, 수소 10%, 황 5%인 중유를 공기비 1.2로 연소할 때 건조배출가스 중 SO2의 부피비(%)는?
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0.29
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1.46
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2.60
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3.72
해설
건조배출가스 중 SO₂의 부피비는 0.294% ≈ 0.29%이다.
중유 100 kg을 기준으로 탄소 85 kg, 수소 10 kg, 황 5 kg을 포함한다. 먼저 완전연소에 필요한 산소량을 계산한다.
탄소의 연소 C + O₂ → CO₂에서 85 kg ÷ 12 = 7.083 kmol의 C는 7.083 kmol의 O₂ 필요
수소의 연소 2H₂ + O₂ → 2H₂O에서 10 kg ÷ 2 = 5 kmol의 H₂는 2.5 kmol의 O₂ 필요
황의 연소 S + O₂ → SO₂에서 5 kg ÷ 32 = 0.156 kmol의 S는 0.156 kmol의 O₂ 필요
이론산소량 = 7.083 + 2.5 + 0.156 = 9.739 kmol
공기비 1.2이므로 실제 공급산소 = 9.739 × 1.2 = 11.687 kmol연소 후 생성물:
CO₂ = 7.083 kmol, H₂O = 5 kmol, SO₂ = 0.156 kmol
미반응 O₂ = 11.687 − 9.739 = 1.948 kmol
N₂ = 11.687 × 79/21 = 43.855 kmol(공기 중 질소)
건조배출가스(수증기 제외) = 7.083 + 0.156 + 1.948 + 43.855 = 53.042 kmol
SO₂의 부피비 = (0.156 ÷ 53.042) × 100 = 0.294% ≈ 0.29%
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