第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度（2023年）上期
電力 問16

まず、1日の消費量は、150×24=3600[t]となります。

次に、炭素の消費量は、3600×0.7=2520[t]となります。

ここで、下記に着目します。

・炭素C→二酸化炭素CO₂となることを原子量で考えます。

・すると、原子量12→44とります。

よって、下記のとおり算出できます。

2520×44/12=9240[t]→9.2×10³[t]

前問からの引き続きの問題です。

1日に発生する二酸化炭素の重量の値［t］を求めるにあたって、まずは石炭火力発電所の定格出力で稼働した時の1日で発生する電力量を求めていきます。

・発電電力量W＝600×10⁶×24＝14400×10⁶＝14400×10³[kw・h]

上記で求めた電力量[kw・h]に3600[kw・s]を乗じて[kJ]に変換していきます。

・W=14400×10³×3600＝51840000×10³＝51.84×10¹⁰[kJ]

次に石炭の消費量を求めていきます。前問で求めた発電端効率42[％]の結果より消費量は次のようになります。

・石炭消費量Q＝51.84×10¹⁰[kJ]/0.42≒123.43×10¹⁰[kJ]

上記の結果を元に石炭の重量を求めていきます。消費量Q=BHという関係性から次のように求めていく事ができます。

・石炭の重量B＝123.43×10¹⁰[kJ]/343×10⁶[kJ/t]＝0.359×10⁴≒3.6×10³[t]

※34300kJ／kg＝343×10⁶[kJ/t]

問題で問われている最終的な値の単位は［t］なので[kg]から変換する必要があります。

次に上記で求めた石炭の重量の値に重量比の炭素成分70％を乗じます。

・3.6×10³[t]×0.70＝2.52×10³[t]

次に二酸化炭素の重量を求めていくには炭素1㎏あたりの各重量を求めなければなりません。

問題文より原子量は炭素12、酸素16、水素1とあり二酸化炭素の化学反応式C＋O₂　→　CO₂

の関係性から二酸化炭素の原子量は以下のようになります。

・CO₂＝C＋O₂＝12+(16×2)＝44

※酸素の原子量は2なので16×2＝32となります。

二酸化炭素CO₂の重量は以下のように表せます。

・炭素C＝12/12＝1[kg]

・酸素O₂＝32/12[kg]

・二酸化炭素CO₂＝1+32/12＝44/12[kg]

最後に石炭の重量に二酸化炭素の1㎏あたりの重量を乗じます。

・2.52×10³[t]×44/12＝9.24×10³[t]≒9.2×10³

上記で求めた値が1日に発生する二酸化炭素の重量の値となります。