令和元年度(再試験) 問30

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プロパンを空気比1.2として二段燃焼で一次空気量70%であるとき、一次空気量(m3N/m3N)に最も近い値はどれか。反応は次の式による。
 C3H8+5O2→3CO2+4H2O
ただし、空気中の酸素濃度、窒素濃度はそれぞれ21.0 vol%、79.0 vol%とする。

  1. 15
  2. 20
  3. 25
  4. 30
  5. 35



解答解説

正答は2番です。

空気比とは、燃料を完全に燃焼させるために理論的に必要な空気量(理論空気量)と実際に燃焼用として送り込まれた空気量との比です。燃焼において酸素が足りない状態だと不完全燃焼となりCOが発生してしまうため若干空気比を1より高めに設定します。

標準状態であると仮定すると、気体1 molの体積は22.4 Lと物質に寄らず一定なります。よって分子量比と体積比の結果は同じとなります。

プロパン燃焼式より、プロパン1に対しの5倍の酸素を使用します。空気中の酸素濃度が21.0 vol%であることから、空気量は100/21であることが分かります。空気比1.2とするため更に1.2倍の空気を供給することとなります。

一次空気量が70%であることから、プロパン1に対する供給空気量は100/21 × 1.2 × 0.7=20倍となります。

参考資料

酸素濃度計における空気比と熱効率の関係について | YOKOGAWA
酸素濃度計における空気比と熱効率の関係について

www.yokogawa.co.jp

2024年3月10日