대기환경산업기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2008년09월07일 57번

[대기오염방지기술]
CH4 95%, CO2 2%, O2 1%, N2 2%인 연료가스 11Nm3에 대하여 10.8Nm3의 공기를 사용하여 연소하였다. 이때의 공기비는?

  • ① 1.6
  • ② 1.4
  • ③ 1.2
  • ④ 1.0
(정답률: 알수없음)

문제 해설

연료가스와 공기가 반응하여 CO2, H2O, N2, O2 등의 생성물이 생긴다. 이때 생성물의 양은 연료가스와 공기의 비율에 따라 결정된다.

먼저 연료가스 11Nm3 중 CH4의 부피는 11 x 0.95 = 10.45Nm3 이다. 이를 몰로 환산하면 10.45 x 16 = 167.2mol 이다. CH4과 공기가 반응할 때 필요한 산소(O2)의 양은 몰비에 따라 결정된다. CH4 1몰에 필요한 O2의 양은 2몰이므로, CH4 167.2몰에 필요한 O2의 양은 2 x 167.2 = 334.4몰이다.

공기 10.8Nm3 중에서 산소(O2)의 부피는 10.8 x 0.21 = 2.268Nm3 이다. 이를 몰로 환산하면 2.268 x 1/4 = 0.567mol 이다. 공기비는 CH4과 공기의 몰비를 나타내는데, 이는 CH4의 몰수와 필요한 O2의 몰수를 더한 값에 대해 공기의 몰수를 나눈 것이다.

따라서 공기비 = (167.2 + 334.4) / 0.567 = 1000 / 1.8 = 555.56 ≈ 1.2 이다.

즉, CH4 95%, CO2 2%, O2 1%, N2 2%인 연료가스 11Nm3에 대하여 10.8Nm3의 공기를 사용하여 연소할 때 공기비는 약 1.2이다.

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