公害防止管理者 大気関係 大気特論 練習問題 第12問: 質量で炭素 86%、水素 14% からなる液体燃料 1 kg を完全燃焼させるのに必要な理論空気量 (m³N/kg) として、最も近いものはどれか。ただし、空気

「11.4」が最も近い値です。炭素は C + O₂ → CO₂ で、炭素 12 kg に酸素 1 kmol (22.4 m³N) が要るので 0.86 × 22.4 / 12 ≒ 1.61 m³N です。

水素は 2H₂ + O₂ → 2H₂O で、水素 4 kg に酸素 22.4 m³N が要るので 0.14 × 22.4 / 4 ≒ 0.78 m³N です。理論酸素量 O₀ ≒ 2.39 m³N/kg を空気中の酸素の割合 0.21 で割ると、理論空気量 A₀ = O₀ / 0.21 ≒ 11.4 m³N/kg です (工業排ガス管理のための指導マニュアル 4.2.1)。

「7.64」は水素の燃焼に要る酸素を落とした値です。「12.2」は 0.79 × A₀ に CO₂ と H₂O を足した理論湿り燃焼ガス量で、空気量ではありません。

「15.1」は水素 2 kg で酸素 1 kmol が要ると取り違えた値です。「16.3」は酸素の質量 (約 3.41 kg) を 0.21 で割った値です。

理論空気量は、炭素と水素の酸素量の和を 0.21 で割った約 11.4 m³N/kg です。