개념 한 쪽
대기환경기사 고체연료의 종류 및 특성 — 코우크스와 연료비
고체연료 세트는 「코우크스가 어떻게 만들어지고 어떤 성질을 가지는가」와 「연료의 품질을 재는 지표가 무엇인가」를 묻는다. 고체연료는 표면에서 타는 방식이라 액체·기체연료와 성질이 갈린다. 비점 순서와 중유의 성상처럼 액체연료 쪽 물성은 같은 세트를 쓰는 액체연료의 종류 및 특성 카드가 맡는다.
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뜻
코우크스는 원료탄을 공기가 없는 상태에서 높은 온도로 가열하는 건류를 거쳐 만든 2차 연료이다. 이 과정에서 탄 속의 휘발분이 대부분 빠져나간다. 휘발분은 연소할 때 매연의 원인이 되므로, 휘발분이 거의 없는 코우크스는 태울 때 매연이 거의 생기지 않는다. 그래서 「휘발분이 거의 함유되어 있지 않아 연소 시에 매연이 많이 발생한다」고 적은 설명은 인과를 뒤집은 것이다.
코우크스의 주성분은 탄소이다. 건류로 휘발분이 빠져나가면서 남은 성분의 비율이 달라지므로 회분 함량은 원료탄에 비해 상대적으로 높아질 수 있고, 발열량은 약 8,000kcal/kg 정도로 높다. 고체연료는 표면에서 타는 표면연소를 하며, 불꽃 없이 타는 그을림 연소도 표면연소의 한 형태이다. 연소 자체는 열을 내는 발열반응이고 빛을 내는 경우가 많다.
연료의 품질을 재는 지표도 함께 물어진다. 연료비는 고정탄소와 휘발분의 비율이다. 같은 무게라도 연료마다 발열량이 다르고, 분자 안에 산소를 품은 연료는 탄소와 수소의 결합이 상대적으로 적어 석유계 연료보다 발열량이 낮아진다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 휘발분과 매연의 관계 뒤집기 — 휘발분이 거의 없어 매연이 많이 발생한다고 적은 선지가 틀린다. ② 코우크스의 성질 바꾸기 — 코우크스를 1차 연료로 적거나, 회분이 줄어든다고 하거나, 발열량을 크게 낮추어 적은 선지가 오답이다. 주성분은 탄소, 회분은 원료탄보다 상대적으로 높아지고, 발열량은 약 8,000kcal/kg이다. ③ 연료비 정의 바꾸기 — 연료비를 고정탄소와 휘발분의 비율이 아닌 다른 값의 비로 적은 선지를 소거한다. ④ 연소 현상 뒤집기 — 연소를 흡열반응으로 적거나 그을림 연소를 불꽃이 있는 연소로 적은 선지가 틀린다.
자주 묻는 물음
- 코우크스는 어떻게 만드나요?
- 원료탄을 공기가 없는 상태에서 높은 온도로 가열하는 건류를 거쳐 만든 2차 연료입니다. 이때 휘발분이 대부분 빠져나가므로 태울 때 매연이 거의 생기지 않습니다.
- 코우크스의 성질은 어떻게 되나요?
- 주성분은 탄소이고, 회분 함량은 원료탄에 비해 상대적으로 높아질 수 있으며, 발열량은 약 8,000kcal/kg 정도로 높습니다. 「휘발분이 없으니 매연이 많다」는 서술은 인과가 뒤집힌 오답입니다.
- 연료비란 무엇인가요?
- 고정탄소와 휘발분의 비율로, 연료의 품질을 재는 지표입니다. 연료마다 발열량이 다르고, 분자 안에 산소를 품은 연료는 석유계 연료보다 발열량이 낮아진다는 점과 함께 기억해 둡니다.
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