[대기] 이론적산소량, 이론공기량, 완전연소반응식 등

1. 탄소 75kg과 수소 15kg을 완전연소 시키는데 필요한 이론적인 산소의 양은?

 

풀이: 이론적 산소량 = 2.667C + 8 ( H - O/8 ) + S 

                          = 2.667 x 75 + 8 x  15 = 320kg 

 

답: 320kg 

 

2. 질량조성이 탄소성분 60%, 수소성분 20%, 황성분 6.4%, 질소성분 13.6%인 어떤 물질 1kg을 이론적으로 완전연소하기 위해 필요한 산소량은?

풀이 : 이론적산소량 = 1.867C + 5.6(H-O/8) + 0.7S 

                           = 1.867 x 0.6 + 5.6 x 0.2 + 0.7 x 0.064 = 2.285 

답: 2.285 

 

 

3. 어떤 연료가 중량비로 90%가 탄소이고 10%가 수소이라면, 이 연료 1kg을 완전 연소하는데 필요한 이론 공기량( S㎥ )을 계산하시오.(단 공기는 부피비로 산소 21%, 질소 79%로 조성되어 있음.)

풀이:

① 이론적 산소량 =  1.867C + 5.6(H-O/8) + 0.7S 

                          = 1.867 x 0.9 + 5.6 x 0.1 = 2.24 

 

② 이론 공기량 = 이론적 산소량 / 0.21 = 2.24 / 0.21 = 10.67 

 

답: 10. 67 S㎥

       

4. CH3OH 5kg을 연소시키는데 필요한 실제 공기량(S㎥)은? (단, 과잉공기계수m=1.5)

 

풀이:

CH3OH    +    1.5O2   -> CO2 + 2H2O 

   32kg    :   1.5 x 22.4 Sm3 

   5kg     :         X   

 

①   5 x 1.5 x 22.4  = 32X  -> X = 5.25 Sm3

②  이론공기량 = 이론산소량 / 0.21 = 5.25 / 0.21 = 25  

③  실제공기량 = 이론공기량 x m = 25 x 1.5 = 37.5  Sm3

 

답: 37.5  Sm3

 

5. 프로판 1.5N㎥을 완전 연소시킬 때 생성되는 이론건조 연소가스량은 약 몇 N㎥인가?(단, 공기 중 산소 21%)

 

풀이

C3H8   +     5O2 -> 3CO2 + 4H2O 

 22.4    :     5 x 22.4  

  1.5     :      X 

 

① 5 x 22.4 x 1.5 = 22.4 X -> X = 7.5

② Ao = 이론산소량 / 0.21 =  7.5 / 0.21 =   35.7 

③ God = ( 1 - 0.21 ) Ao + Σ 연소생성물  = ( 1 - 0.21 )35.7 + 1.5 x 3 = 32.7N㎥

   

답: 약 33Nm3

 

 

Q. 프로판(C3H8) 1S㎥을 공기비 1.1로 완전연소 할 때의 건연소 가스량?: 24 S㎥

 

풀이

C3H8   +     5O2 -> 3CO2 + 4H2O 

 22.4    :     5 x 22.4  

  1     :      X 

 

① 5 x 22.4 x 1 = 22.4 X -> X = 5

② Ao = 이론산소량 / 0.21 =  5 / 0.21 =  23.8 

③ Gd = ( m - 0.21 ) Ao + Σ 연소생성물  = ( 1.1 - 0.21) x 23.87 + 3 = 24.24Sm3 

 

답: 24.24Sm3

 

Q. 3%의 황을 함유한 석탄 1톤을 완전연소하면 표준상태에서 약 몇 ㎥의 아황산가스가 발생하겠는가?(단, 황의 전량이 아황산가스화 한다)

풀이: 

S    +    O2 -> SO2 

32   :    22.4 

0.03 x 1000kg  :  X 

 

22.4 x 0.03 x 1000 = 32X -> X = 21 m3  

답: 21m3 

 

 

Q. 프로판( C3H8 )과 부탄( C4H10 )이 부피비 2：1로 혼합된 가스 1S㎥을 완전연소시킬 때 발생되는 CO2 의 양(S㎥)은?:

 

C3H8  + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O       

-> CO2 생성량 = 2/3 x 3 = 2 Sm3 

 

C4H10 + 6.5 O2 -> 4CO2 + 5H2O   

->  CO2 생성량 = 1/3 x 4 = 1.33 Sm3 

 

총 발생되는 CO2 생성량 = 2 + 1.3 = 3.33 Sm3 

 

답: 약 3.3 Sm3 

 

Q. CO 20%, CO2 20%, N2 60%로 된 고로가스의 이론건조연소 가스량(N㎥/N㎥)은?

풀이: 

 

CO + 0.5 O2 -> CO2 

 

① 이론적 산소량 = 0.5 x CO = 0.5 x 0.2 = 0.1 

② 이론적 공기량 = 0.1 / 0.21 = 0.476  

③ God = ( 1 - 0.21 ) Ao + Σ 연소생성물 = ( 1 - 0.21 ) x 0.476 + (0.2 + 0.2 + 0.6) = 1.376 

 

답:  1.376 N㎥/Nm3

 

 

Q. 다음 중 이론 연소온도를 상승시키기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?

① 연소효율을 높게 유지 시킨다.

② 연료 또는 공기를 예열시킨다.

③ 과잉공기량을 높게 유지 시킨다.

④ 발열량이 높은 연료를 사용한다.

 

답: 3번 

 

Q. 고체연료의 연소방법 중 유동층 연소법에 관한 설명으로 틀린 것은?

① 유동층 매체를 석회석으로 하여 탈황을 실현할 수 있다.

② 미연탄소나 재의 방출이 최소화된다.

③ 다양한 특성의 연료의 적용이 가능하다

④ 유동층의 연소온도는 비활성층물질의 용융온도보다 낮아야 한다.

 

답: 2번 

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● 가스량 계산

① Go

② G

 

● 완전연소, 불완전 연소 계산

- 이론산소량

 

○ 고체나 액체연료일 때 중량으로 계산시

= 2.667C + 8(H-O/8) + S

 

○ 고체나 액체연료일 때 부피로 계산시

= 1.867C + 5.6(H-O/8) + 0.7S ① Go