탄소 70mol%, 수소 15mol% 및 기타 회분 등의 연소할 수 없는 물질로 구성된 석탄을 연소하여 얻은 연소가스의 조성이 CO 2 15mol%, O 2 4mol% 및 N 2 81mol%일 때 과잉공기의 백분율은? (단, 공급되는 공기의 조성은 N 2 79mol%, O 2 21mol% 이다.)

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탄소 70mol%, 수소 15mol% 및 기타 회분 등의 연소할 수 없… | [화공기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 3회차

탄소 70mol%, 수소 15mol% 및 기타 회분 등의 연소할 수 없는 물질로 구성된 석탄을 연소하여 얻은 연소가스의 조성이 CO₂ 15mol%, O₂ 4mol% 및 N₂ 81mol%일 때 과잉공기의 백분율은? (단, 공급되는 공기의 조성은 N₂ 79mol%, O₂ 21mol% 이다.)

4.9%

9.3%

16.2%

22.8%

해설

배가스의 질소는 전량 공급공기에서 온 것이므로, 배가스 100몰( $CO_2$ 15, $O_2$ 4, $N_2$ 81) 기준으로 공급공기량은 $81/0.79\approx102.5$ 몰, 여기 포함된 $O_2$ 는 $102.5\times0.21\approx21.5$ 몰이다.

실제 반응에 소비된 산소는 공급량에서 배가스 중 미반응 잔여 산소를 뺀 $21.5-4=17.5$ 몰이며, 이는 이론적으로 필요한 산소량과 같다.

과잉공기율은 $\dfrac{4}{17.5}\times100\approx22.8\%$ 로 계산된다.

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