48.소각로에서 쓰레기의 소각과 동시에 배출되는 가스성분을 분석한 결과 N2 85%, O2 6%, CO 1%와 같은 조성을 나타냈다. 이 때 이 소각로의 공기비는? (단, 쓰레기에는 질소, 산소 성분이 없다고 가정함)

해설

배출되는 가스의 양을 100 이라고 하면, N2 는 85 이고 연소 반응에서 N2 는 반응하지 않으므로 넣어준 산소량을 N2 로부터 알 수 있음. 넣어준 O2 는 85*(21/79)=22.5949 이고 이 값이 실제 O2 값. C + 0.5O2 -> CO 의 반응은 불완전 연소고, 생성된 CO 가 1 이므로 이 반응에서 소모된 O2 는 0.5 임. 완전 및 불완전 연소 반응 후 남은 O2 가 6 이므로, 두 연소 반응에서 쓰인 O2 를 알 수 있음. [넣어준 O2]-[완전 연소에 쓰인 O2]-[불완전 연소에 쓰인 O2]=[남은 O2] 이므로, 22.5949-x-0.5=6 이므로 x=16.0949 이고 이 값이 [완전 연소에 쓰인 O2] 임. 근데 불완전 연소하지 않고 완전 연소를 했으면 O2 는 0.5 가 아니라 1 이 소모되어야함. 그러므로 이론적으로 소모되는, 즉 완전 연소를 기준으로 했을 때 O2 는 16.0949+1=17.0949 가 소모되어야함. 따라서 실제 넣어준 O2 가 22.5949, 이론적으로 소모되는 O2 가 17.0949 이므로, m=22.5949/17.0949=1.3217