순수한 수소와 질소를 고온, 고압에서 다음의 반응에 의해 암모니아를 제… | [가스기능장 필기] 11년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[가스기능장 필기] 11년 2회차

순수한 수소와 질소를 고온, 고압에서 다음의 반응에 의해 암모니아를 제조한다. 반응기에서의 수소의 전화율은 10%이고, 수소는 30kmol/s, 질소는 20kmol/s로 도입될 때 반응기에서의 배출되는 질소의 양은 몇 kmol/s 인가?

해설

반응식은  $3\mathrm{H_2}+\mathrm{N_2}\rightarrow 2\mathrm{NH_3}$  이고 수소의 전화율이 10 %이므로, 반응한 수소는  $30\times0.1=3\,\mathrm{kmol/s}$  다.
수소와 질소는 3 : 1로 반응하므로 소모된 질소는  $3\times\dfrac{1}{3}=1\,\mathrm{kmol/s}$  이고, 배출되는 질소는  $20-1$  즉 19 kmol/s다.
공급된 질소 20 kmol/s 가운데 1 kmol/s만 소비되므로 질소가 크게 과잉인 조건임을 알 수 있다.

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