Questions: 프로판 (C3H8) 과 수소 (H2) 가 75 몰%와 25 몰%인 혼합 가스가 25 % 초과 공기에서 연소되었다. C3H8 과 H2 의 전환율이 각각 90 % 와 85 % 이었다. 반응한 C3H8 의 95 % 는 CO2 를 생성하였고, 나머지는 CO 를 생성하였다. 원소 기준으로 질량 수지를 계산하시오. a) 연소 반응식 (4점) b) 흐름도 작성 및 자유도 분석 (4점) c) 이론적 산소량 (4점) d) 연소가스 총 몰수 (4점) e) CO 농도(ppm) (4점)

Solution Steps

프로판과 수소의 연소 반응식을 작성합니다.

프로판의 연소 반응: $$\mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} + 5\mathrm{O}_{2} \rightarrow 3\mathrm{CO}_{2} + 4\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$$

수소의 연소 반응: $$2\mathrm{H}_{2} + \mathrm{O}_{2} \rightarrow 2\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}$$

혼합 가스의 몰 비율과 전환율을 고려하여 흐름도를 작성하고 자유도 분석을 수행합니다.

이론적 산소량을 계산합니다.

프로판의 이론적 산소량: $$\text{이론적 산소량} = 5 \text{ mol O}_2 \text{ per mol } \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8}$$

수소의 이론적 산소량: $$\text{이론적 산소량} = 0.5 \text{ mol O}_2 \text{ per mol } \mathrm{H}_{2}$$

혼합 가스의 이론적 산소량: $$\text{이론적 산소량} = 0.75 \times 5 + 0.25 \times 0.5 = 3.875 \text{ mol O}_2$$

연소가스의 총 몰수를 계산합니다.

CO 농도를 계산합니다.

Final Answer