R1年大気特論問4（燃焼計算） - 公害防止管理者過去問ガイド

炭素71 %，水素4 . 8 %，酸素9 %，窒素1 %，硫黄0 . 2 %，灰分10 %，水分4 % の組成の石炭を完全燃焼させたとき，乾き燃焼ガス中の酸素濃度が4 . 0 % となる空気比は，およそいくらか。

解答（こちらをクリック）

（２）

解説記事に記載の手順で解いていきます。

燃料を100gとおきます。燃料のうち、反応する成分は炭素C、水素H2、硫黄Sの3つであり、それぞれの化学反応式と反応前後のmolは以下の通りとなります。

理論酸素量は通常は上記の反応で消費される酸素となりますが、今回は燃料中の酸素を使うことができますので、通常の酸素から燃料中の酸素を引いた分となります。

$\dfrac{71}{12}+\dfrac{4.8}{2}×\dfrac{1}{2}+\dfrac{0.2}{32}-\dfrac{9}{32}=6.84mol$

空気中の酸素は21%のため、理論空気量A0は以下の通りとなります。

$6.84÷0.21=32.58mol$

空気比をxとおくと、所要空気量Aは32.58x [mol]となります。

反応前後の気体を以下の表にまとめます。

渇き燃焼ガスは水H2Oを除くガスの総和になります。問題文から酸素を渇き燃焼ガスで割った数値が0.04となりますので、以下の式が導けます。

$\dfrac{6.84x-6.84}{32.68x-6.84+6.84x-6.84+0.04+2.62}=0.04$

これを解くと、以下の通りとなります。

$x=1.22$

よって、答えは(2)となります。