메탄가스를 20vol% 과잉산소를 사용하여 연소시킨다. 초기 공급된 메… | [화공기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[화공기사 필기] 20년 1회차

메탄가스를 20vol% 과잉산소를 사용하여 연소시킨다. 초기 공급된 메탄가스의 50%가 연소될 때, 연소 후 이산화탄소의 습량 기준(wet basis) 함량(vol%)은?

14.7

16.3

23.2

30.2

해설

메탄 100mol을 기준으로 하면 완전연소 반응식  $\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}$ 에서 이론 산소량은 200mol이고, 20% 과잉이므로 공급 산소는 240mol이다.
메탄의 50%(50mol)만 반응하므로 소비 산소는 100mol, 남는 산소는 140mol이며, 생성물은  $\mathrm{CO_2}$  50mol과  $\mathrm{H_2O}$  100mol이다.
연소 후 기체 총량(습량 기준)은 미반응 메탄 50 + 잔여 산소 140 + CO₂ 50 + H₂O 100 = 340mol이다.
 $y_{CO_2}=\dfrac{50}{340}$ 이므로 이산화탄소의 습량 기준 함량은 약 14.7%이다.

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