대기환경기사 연소장치 및 개선방법 — 생성 억제와 사후 처리의 구분

질소산화물은 두 갈래로 다룬다. 연소하는 자리에서 생성을 줄이는 길과, 이미 생긴 것을 뒤에서 없애는 길이다. 열적 질소산화물은 고온에서 공기 중 질소와 산소가 반응해 만들어지므로, 생성 억제의 핵심은 화염 온도를 낮추는 데 있다. 배기가스 순환, 희박예혼합연소, 물이나 수증기 분사, 화염 분할, 2단 연소가 모두 이 방향이다. 연료를 바꾸는 일은 열적 질소산화물의 직접적인 저감법으로 보기 어렵다.

배출 형태도 정해져 있다. 연소할 때는 일산화질소가 주로 만들어지고, 이것이 대기 중에서 산화되어 이산화질소가 된다. 굴뚝에서 나오는 시점에는 산화가 덜 되어 일산화질소가 많다. 그래서 배출 시점의 주성분을 이산화질소라고 적거나, 온도를 높이면 질소산화물이 줄어든다고 적은 선지가 틀린다.

연소 뒤에 붙는 장치에는 정화 대상이 정해져 있다. 삼원촉매는 일산화탄소, 탄화수소, 질소산화물을 바꾸어 내지만 황산화물은 대상이 아니다. 촉매연소법은 촉매가 활성화 에너지를 낮추어 낮은 온도에서 반응하므로 저농도·소량의 휘발성유기화합물 처리에 알맞고, 농도가 높고 양이 많으면 촉매가 열화되고 직접연소법이 더 효율적이다. 촉매연소가 고농도 폐가스에 적합하다고 적으면 적용 영역을 뒤집은 것이다.

세정기의 제거효율은 ppm을 질량 농도로 바꾸어 계산한다. 염화수소 200ppm을 32mg/Nm³ 이하로 낮추려면 먼저 200ppm에 해당하는 질량 농도를 구하고, 목표 농도와의 비로 제거해야 할 몫을 낸다. 그 값이 약 90%에 이르므로 세정기는 그 이상의 효율로 설계해야 한다. ppm과 mg/Nm³를 그대로 맞대어 비교한 선지가 오답이 되는 자리이다.

저온부식은 배기가스 온도가 산노점 아래로 내려갈 때 생긴다. 연료에 든 황이 타서 만든 삼산화황이 수분과 만나 산이 되고, 그 산이 노점 이하의 금속 표면에 맺히면서 설비를 깎아 먹는다. 그래서 방지의 기본은 배기가스 온도를 산노점보다 높게 유지하는 것이다. 온도를 노점 아래로 떨어뜨리는 운전을 방지책으로 적은 선지가 방향을 뒤집은 설명이 된다.