質量組成が炭素86.0%、水素12.0%、硫黄2.0%の重油1 kgを完全燃焼させるのに必要な理論空気量(m3N/kg)はおよそいくらか。ただし、空気中の酸素濃度は21 vol%、原子量はC = 12、H = 1、S = 32、気体1 kmolの体積は22.4 m3Nとする。
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正解:3
理論酸素量は O0 = 22.4 × (C/12 + H/4 + S/32) = 22.4 × (0.86/12 + 0.12/4 + 0.02/32) ≒ 2.29 m3N/kg です。理論空気量はこれを0.21で割って約10.9 m3N/kgとなります。2.3は理論酸素量のまま、7.7は水素の燃焼を見落とした値、14.1は水素の必要酸素量をH/2と誤った値、13.1は空気比1.2を掛けた値です。水素は H2 + 1/2O2 → H2O より「H/4」kmolの酸素を要する点に注意しましょう。
根拠:燃焼計算:液体燃料の理論酸素量 O0 = 22.4(C/12 + H/4 + S/32 − O/32)、理論空気量 A0 = O0/0.21