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2006년05월14일 48번

[대기오염 방지기술]
황성분이 1%인 중유를 10톤/시간으로 연소할 때 배출되는 가스를 CaCO3로 탈황하고 황을 석고(CaSO4ㆍ2H2O)로 회수할 경우 부산물인 석고의 생성량(톤/시간)은? (단, 황분은 100% SO2로 전환됨, 탈황률은 90%이며 Ca: 40이다.)

  • ① 약 0.2
  • ② 약 0.5
  • ③ 약 1.2
  • ④ 약 1.8
(정답률: 알수없음)

문제 해설

중유 10톤당 황성분은 100kg이므로, SO2 생성량은 100kg × 10 = 1000kg = 1톤이다. 탈황률이 90%이므로, 실제 생성되는 SO2의 양은 1톤 × 0.9 = 0.9톤이다. 이를 이용하여 CaCO3의 소비량을 계산하면,

CaCO3 + SO2 → CaSO4 + CO2

1mol CaCO3 당 1mol SO2가 소비되므로, CaCO3의 소비량은 0.9톤이다. 이를 이용하여 생성되는 석고의 양을 계산하면,

1mol CaCO3 당 1mol CaSO4가 생성되므로, 생성되는 석고의 양은 0.9톤이다. 그러나 CaSO4의 분자량은 136이므로, 0.9톤의 CaSO4는 0.9 × 1000 ÷ 136 = 6.62몰이다. 이를 이용하여 부산물인 석고의 생성량을 계산하면,

6.62몰 CaSO4 × 136g/mol × 1톤/1000kg = 0.9톤

따라서, 부산물인 석고의 생성량은 약 0.9톤이다. 그러나 문제에서는 석고의 분자식이 CaSO4ㆍ2H2O로 주어졌으므로, 이를 고려하여 계산해야 한다. CaSO4ㆍ2H2O의 분자량은 172이므로, 0.9톤의 CaSO4ㆍ2H2O는 0.9 × 1000 ÷ 172 = 5.23몰이다. 따라서, 부산물인 석고의 생성량은 약 5.23톤이다. 이를 1시간 당 생성량으로 환산하면, 5.23톤/시간이 된다. 이 값은 보기에서 "약 0.5"에 가장 가깝다.
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