쓰레기 종량제 봉투의 재질 중 특히 여름철 및 소각장용으로 가장 적합한 것은?
- EDPM
- CPE
- PVC
- MDPE
정답과 해설 보기
정답 ④ · 종량제 봉투 재질 중 여름철 및 소각장용으로 가장 적합한 것을 고르는 문제이다. 소각장용 봉투는 소각 시 염화수소나 다이옥신 같은 유해가스를 발생시키지 않는 무염소 소재여야 한다.
소각 시 유해가스가 없는 무염소 소재 MDPE가 여름철·소각장용 종량제 봉투에 적합하다.
개념 한 쪽
폐기물처리기사 고위 및 저위 발열량 — 발열량의 정의와 수분 영향
발열량은 폐기물이 연소할 때 방출하는 열의 총량을 가리키며, 수분의 존재 여부로 고위발열량(연소 시 생성된 수증기의 응축열 포함)과 저위발열량(응축열 제외)으로 나뉜다라는 개념을 중심으로 정리한다
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「고위 및 저위 발열량」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 성상변화와 발열량 추론 | 1 | 수분 감소가 저위발열량과 폐열에 미치는 인과관계 판단 |
| 소각 적합성 재질 판별 | 1 | 재질의 염소함유 여부로 소각 적합성 판단 |
| 이론산소량 계산 | 1 | 유기물 완전산화에 필요한 산소량을 화학량론으로 계산 |
뜻
발열량은 연료 또는 폐기물을 완전 연소시켜 얻는 열량을 말한다는 정의를 우선 이해한다. 발열량은 물질의 유기성분과 수분 함량에 따라 달라지며, 일반적으로 수분이 많으면 연소에 필요한 증발열이 커져 실제 이용 가능한 발열량은 줄어든다는 점을 인지한다.
고위발열량은 연소 시 생성된 수증기가 모두 응축되어 방출되는 응축열까지 포함한 값이고, 저위발열량은 그 응축열을 제외한 값이라는 차이를 이해한다. 폐기물 실무에서는 보통 연소시 수증기 응축을 고려하지 않는 저위발열량을 열회수 설계에 주로 사용하나, 용어의 구분은 실무 문맥에 따라 확인해야 한다.
음식물 등 수분 함량이 높은 폐기물을 분리·제거하면 전체 폐기물의 수분 비율이 낮아지고, 그 결과 저위발열량이 증가하여 소각 공정의 연료 성능과 폐열 회수량이 늘어난다는 인과관계를 숙지한다. 문제에서 발열량의 증감과 폐열 발생량의 인과 방향을 거꾸로 제시한 선지는 오답으로 판단한다.
발열량 관련 문제는 화학량론적 계산보다 성상 변화의 인과 관계, 수분 영향, 그리고 소각 적합성 판단(염소 함유 여부 등)에 기반한 출제가 많다는 점을 염두에 둔다.
예제
예 1) 음식물 분리수거가 발열량에 미치는 영향에 대한 논리 전개 예시를 제시한다. 음식물 분리수거 → 폐기물 수분 감소 → 저위발열량 증가 → 폐열발생량 증가의 인과가 성립한다는 원칙을 적용하면, '저위발열량 감소하여 폐열 증가'와 같은 역방향 설명은 모순된 진술로 판정한다는 해설을 제시한다.
예 2) 발열량 개념과 직접 결부되는 계산 문제 대신, 연관된 산소 요구량 계산 예를 참고한다. 유기화합물 C7H12의 완전 산화식은 C7H12 + 10O2 → 7CO2 + 6H2O이며, 분자량 비를 이용해 이론산소량(ThOD)을 구하면 유기물 1mg당 O2 약 3.33mg가 필요하므로 C7H12 5mg에 대해 약 16.7mg의 O2가 요구된다는 계산 절차를 예시로 제시한다. 이 계산은 연소·분해 시 질량비 계산 원리를 확인하는 보조 예로 제시한다.
대표 기출 3문항
생활폐기물 성상 변화에 따른 영향에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
- 음식물쓰레기 분리수거되면서 습중량의 수분함량 감소, 건중량중의 유기물함량 감소
- 유가자원의 분리수거가 진행되어 불연물이 감소되고, 소각 후의 연소재 발생량 감소
- 음식물쓰레기가 분리 수거되어 저위발열량이 감소하여, 폐열발생량이 증가
- 음식물 및 유가자원의 분리수거로 겉보기 밀도의 감소
정답과 해설 보기
정답 ③ · 음식물쓰레기를 분리 수거하게 되면 폐기물 내의 수분 함량이 크게 감소합니다. 이는 소각로의 보조 연료 사용량을 절감시키고 연소 효율을 높여 결과적으로 폐열 발생량이 증가하는 효과를 가져옵니다.
음식물 분리수거는 수분을 줄여 저위발열량을 '증가'시켜 폐열도 늘린다 — '감소하여 증가'는 모순이다.
미생물에 의해 C7H12가 호기적으로 완전 산화 분해되는 경우에 요구되는 이론산소량은 C7H12 5mg 당 몇 mg인가?
- 12.7
- 16.7
- 23.7
- 28.7
정답과 해설 보기
정답 ② · 미생물에 의한 호기성 산화분해 반응에서 이론산소량(ThOD)을 구합니다. 화학량론에 따라 C7H12 + 10O2 → 7CO2 + 6H2O 반응식이 성립합니다.
ThOD는 화학량론 CxHy+(x+y/4)O2 반응식으로 O2 질량을 구해 분자량 비율을 곱해 구한다.
자주 묻는 물음
- 저위발열량과 고위발열량의 차이는 무엇인가?
- 고위발열량은 연소 시 발생한 수증기의 응축에 따른 응축열을 포함한 값이고, 저위발열량은 그 응축열을 제외한 값이라고 구분한다
- 음식물 분리수거가 소각 공정에 어떤 영향을 주는가?
- 음식물 분리수거로 폐기물의 수분이 줄면 저위발열량이 증가하고 그 결과 소각 효율과 회수 가능한 폐열이 증가하는 방향으로 영향을 준다고 판정한다
- 소각에 부적합한 재질은 무엇을 기준으로 판단하는가?
- 소각 부적합성은 염소 등 할로겐 성분 함유 여부로 먼저 판단하며, 염소 함유 재질은 소각 시 HCl 등의 부식성 가스와 다이옥신 생성 우려로 소각 처리에 부적합하다는 기준을 적용한다
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