온실가스ㆍ에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침에 따라 다음 조건을 활용… | [온실가스관리기사 필기] 16년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[온실가스관리기사 필기] 16년 2회차
온실가스ㆍ에너지 목표관리 운영 등에 관한 지침에 따라 다음 조건을 활용하여 Tier 2 방법론을 적용한 수소제조 공정에서의 CO2 배출량 산정 시 수소 1몰 생산량당 CO2 발생몰수는?
- 1톤의 원료 중 메탄(CH4)이 80%, 에탄(C2H6)이 20% 포함(중량기준)
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0.21
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3.83
해설
수증기 개질(steam reforming) 반응식으로 몰수를 따진다. 메탄은 CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2, 에탄은 C2H6 + 4H2O → 2CO2 + 7H2이므로, 원료 1몰이 만드는 CO2와 H2의 몰수가 정해진다.
원료 1톤은 중량기준으로 메탄 800 kg, 에탄 200 kg이다. 각 분자량(16, 30)으로 나누면 메탄 800÷16 = 50 kmol, 에탄 200÷30 ≒ 6.67 kmol이 된다.
생성물을 합하면 CO2는 50×1 + 6.67×2 ≒ 63.3 kmol, H2는 50×4 + 6.67×7 ≒ 246.7 kmol이다. 따라서 수소 1몰 생산량당 CO2 발생몰수는 63.3 ÷ 246.7 ≒ 0.26이다. 중량비를 그대로 몰비로 쓰지 않고 분자량으로 환산하는 것이 이 문제의 갈림길이다.
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