電験三種 令和5年度(2023) 上期 電力 問15(b) 過去問解説
石炭火力発電所が1日を通して定格出力600 MWで運転されるとき，燃料として使用される石炭消費量が150 t/h，石炭発熱量が34 300 kJ/kgで一定の場合，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，石炭の化学成分は重量比で炭素が70 %，水素が5 %，残りの灰分等は燃焼に影響しないものと仮定し，原子量は炭素12，酸素16，水素1とする。燃焼反応は次のとおりである。
$\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$
$2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}$
(b) 1日に発生する二酸化炭素の重量の値[t]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 3.8×10²
- (2) 2.5×10³
- (3) 3.8×10³
- (4) 9.2×10³
- (5) 1.3×10⁴
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正解は(4)
使う公式
炭素の燃焼 $\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2}$（質量の比 C：CO₂ ＝ 12：44）
解説
【考え方】1日に燃える炭素の重さを出し、それが二酸化炭素になると何倍の重さになるかを考えます。
■1 数字を整理する
石炭の量 150 t/h
1日 24 h
炭素の割合 70 % ＝ 0.7
■2 1日の石炭と炭素
石炭 $150 \times 24 = 3600\,\mathrm{t}$
炭素 $3600 \times 0.7 = 2520\,\mathrm{t}$
■3 二酸化炭素の重さ
炭素1個（12）に酸素2個（$16 \times 2 = 32$）がついて、二酸化炭素（$12 + 32 = 44$）になります。
なので、二酸化炭素の重さは炭素の $\dfrac{44}{12}$ 倍です。
$2520 \times \dfrac{44}{12} = 9240\,\mathrm{t} \fallingdotseq 9.2 \times 10^3\,\mathrm{t}$
水素は燃えると水になるので、二酸化炭素には関係しません。
答えは(4)ピヨ。
出典：令和5年度（2023） 上期 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）電力 問15(b)