대기환경기사 오염물질의 농도계산 — 황산화물 농도와 배출가스 산소

ppm은 부피비에 백만을 곱한 값이다. 그러므로 오염물질의 부피를 먼저 만들고, 그것을 어느 전체 부피로 나누는지를 정해야 한다. 황산화물에서는 연료에 든 황의 질량을 원자량 32로 나누어 몰수를 구하고, 표준상태에서 기체 1몰이 22.4L라는 환산으로 이산화황의 부피를 만든다. 이 부피를 건조 배기가스량으로 나눈 뒤 백만을 곱하면 ppm이 된다. 황 1kg은 이산화황 2kg이 되고, 이산화황의 몰수는 질량을 64로 나누어 구한다는 점도 함께 기억한다.

부피분율도 순서는 같다. 중유나 석탄에 든 황의 질량에서 이산화황의 몰수를 만들고, 표준상태 부피로 바꾼 뒤 전체 건조 배기가스 부피로 나누어 백분율로 나타낸다. 이때 공기비가 주어지면 실제 건조 배기가스량이 이론량보다 커진다는 점을 반영해야 한다. 분모에 이론 공기량을 그대로 쓰거나 연료량을 넣으면 값이 어긋난다.

프로판과 부탄의 혼합가스는 생성되는 이산화탄소의 부피에서 거꾸로 푼다. 프로판 1부피는 이산화탄소 3부피를, 부탄 1부피는 4부피를 만든다. 두 기체를 1대 1로 섞었다면 연료 1부피당 이산화탄소는 3.5부피가 된다. 건조연소가스 안의 이산화탄소 농도가 10%라면 전체 건조가스는 3.5를 0.10으로 나눈 35부피가 되고, 연료 5m³라면 175Sm³, 3m³라면 105Sm³가 된다. 농도가 분모와 분자 가운데 어느 쪽인지를 먼저 잡는 것이 핵심이다.

탄소가 일산화탄소로 되는 문항은 전환 비율을 곱하는 단계가 하나 더 붙는다. 연료의 탄소 질량에 일산화탄소로 되는 비율을 곱하고, 탄소 12g이 일산화탄소 1몰이 되는 관계로 몰수를 구한 뒤 22.4L를 곱해 표준상태 부피를 낸다. 최대탄산가스량은 과잉공기 없이 이론 공기비로 완전연소했을 때의 이산화탄소 농도이므로, 과잉공기가 있는 조건이라고 적으면 정의가 틀린다.