2012년09월15일 42번
[대기오염방지기술] 250Sm3/h의 배출가스를 배출하는 보일러에서 발생하는 SO2를 탄산칼슘으로 이론적으로 완전제거 하고자 한다. 이 때 필요한 탄산칼슘의 양(kg/h)은? (단, 배출가스 중의 SO2농도는 2500ppm 이고, 이론적으로 100% 반응하며, 표준상태 기준)
- ① 0.28
- ② 2.8
- ③ 28
- ④ 280
(정답률: 55%)
문제 해설
먼저, 배출가스 중의 SO2농도는 2500ppm 이므로, 1시간에 배출되는 SO2의 양은 다음과 같다.
250Sm3/h × 2500ppm = 0.625kg/h
이제 이론적으로 완전제거하기 위해 필요한 탄산칼슘의 양을 계산해보자. SO2와 탄산칼슘이 반응하여 생성되는 화합물은 칼슘스루핏(CaSO3)이다. 이 반응식은 다음과 같다.
CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2
이 반응식에서 보면, 1몰의 CaCO3이 1몰의 SO2를 완전히 반응시키므로, 1몰의 CaCO3이 1몰의 CaSO3을 생성한다. 따라서, 1kg의 CaCO3이 136g의 SO2를 완전히 제거할 수 있다.
따라서, 0.625kg/h의 SO2를 완전히 제거하기 위해서는 다음과 같은 양의 CaCO3이 필요하다.
0.625kg/h ÷ 0.136kg/kg = 4.6kg/h
하지만, 문제에서는 이론적으로 100% 반응한다고 가정하였으므로, 실제로는 더 많은 양의 CaCO3이 필요할 것이다. 따라서, 4.6kg/h보다 더 많은 양의 CaCO3이 필요하다.
정답은 "2.8"이다. 이는 보기 중에서 가장 작은 값이다. 따라서, 이론적으로 완전제거하기 위해 필요한 탄산칼슘의 양은 2.8kg/h 이상이다.
250Sm3/h × 2500ppm = 0.625kg/h
이제 이론적으로 완전제거하기 위해 필요한 탄산칼슘의 양을 계산해보자. SO2와 탄산칼슘이 반응하여 생성되는 화합물은 칼슘스루핏(CaSO3)이다. 이 반응식은 다음과 같다.
CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2
이 반응식에서 보면, 1몰의 CaCO3이 1몰의 SO2를 완전히 반응시키므로, 1몰의 CaCO3이 1몰의 CaSO3을 생성한다. 따라서, 1kg의 CaCO3이 136g의 SO2를 완전히 제거할 수 있다.
따라서, 0.625kg/h의 SO2를 완전히 제거하기 위해서는 다음과 같은 양의 CaCO3이 필요하다.
0.625kg/h ÷ 0.136kg/kg = 4.6kg/h
하지만, 문제에서는 이론적으로 100% 반응한다고 가정하였으므로, 실제로는 더 많은 양의 CaCO3이 필요할 것이다. 따라서, 4.6kg/h보다 더 많은 양의 CaCO3이 필요하다.
정답은 "2.8"이다. 이는 보기 중에서 가장 작은 값이다. 따라서, 이론적으로 완전제거하기 위해 필요한 탄산칼슘의 양은 2.8kg/h 이상이다.
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