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 소각로의 종류 및 특성 — 유동층·다단·RDF·용융고화 및 관련 계산
소각로는 구조와 연소 방식에 따라 유동층식, 다단(다단 화격자)식, 회전식 등으로 구분되며 각 방식은 열축적, 연소 효율, 유지관리 특성에서 차이를 보인다고 정리한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「소각로의 종류 및 특성」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 재질 기반 소각 적합성 판단 | 1 | 소각용 종량제 봉투 재질의 소각 적합성 판단 |
| 성상 변화와 발열량 인과 파악 | 1 | 음식물 분리수거가 저위발열량·폐열에 미치는 인과관계 판별 |
| ThOD 및 기체 단위 환산 계산 | 1 | 유기물의 이론산소량 계산 및 기체 mg↔mL 환산 적용 |
뜻
유동층(유동상식·유동층 소각로)은 모래 같은 유동매체를 로 내부에 채우고 바닥에서 고속으로 공기를 불어 매체를 유동시키며 폐기물을 태우는 방식이라고 정의한다. 유동매체가 열을 충분히 저장하고 폐기물이 매체와 골고루 섞여 빠르게 연소되므로 반응시간이 짧고 연소효율이 높다고 설명한다.
유동층은 모래의 열축적으로 1차 연소만으로도 완전연소가 잘 이루어져 이차연소실이 불필요한 경우가 많고 과잉공기량을 적게 써 NOx 배출이 적어지는 특성이 있다고 기술한다. 반면 유동매체는 마모·유출이 발생하므로 주기적 보충이 필요하고, 폐기물이 매체와 잘 섞이도록 파쇄 등 전처리가 필수라고 알린다.
다단 소각로(multiple hearth furnace)는 내화물의 다단 가열판과 중앙 회전축을 가지며 각 층이 건조·연소·냉각 영역으로 역할을 분담하는 구조라고 설명한다. '회전축·다단 화격자'라는 구조적 키워드는 다단 소각로를 가리키므로 유동층과 혼동하지 않도록 한다고 주의시킨다.
RDF(Refuse Derived Fuel, 폐기물 고형연료)는 폐기물에서 가연물만 선별·성형한 연료로 플라스틱·비닐이 혼입되기 쉬워 염소(Cl) 함량이 높아 HCl 발생·설비 부식·다이옥신 생성 우려가 핵심 문제라고 적시한다. RDF는 유황 함량이 상대적으로 적어 SOx 문제는 상대적으로 작다는 점을 같이 기억한다고 덧붙인다.
용융고화는 소각재를 고온으로 녹여 슬래그로 만드는 방식으로 다이옥신 등의 유해물질을 분해하고 중금속을 유리질 구조 안에 고정하여 용출을 거의 없게 하며, 최종 처분 부피 감량 및 자원화(도로포장재 등) 가능성을 제공한다고 정리한다.
예제
1) 화학량론에 따른 이론산소량(ThOD) 계산 예시는 C7H12의 완전 산화 반응식을 세워 O2 계수를 구하는 방법으로 풀이한다고 나타낸다. 반응식은 C7H12 + (7 + 12/4)O2 → 7CO2 + 6H2O 이므로 O2 계수는 10이고 분자량은 C7H12 = 7×12 + 12 = 96, O2 질량은 10×32 = 320이므로 질량비는 320/96 ≈ 3.33mg O2 per mg 유기물이라고 계산한다. 따라서 C7H12 5mg 당 요구되는 이론산소량은 5 × 3.33 ≈ 16.65mg으로 나타난다고 결론내린다.
2) 기체 농도 단위 변환 예시는 Cl2의 mg/Sm3을 mL/Sm3로 바꾸는 방법으로 풀이한다고 제시한다. 표준상태에서 기체 1몰은 22.4L(22,400mL)이고 Cl2의 몰질량은 약 71g/mol이므로 질량(g)을 22400으로 곱하고 71로 나누면 부피(mL)를 얻는다고 설명한다. 예로 35.5mg/Sm3 = 0.0355g/Sm3는 0.0355 × 22400 ÷ 71 ≈ 11.2mL/Sm3이며 초기 150mL/Sm3을 이 수준으로 낮추려면 150 − 11.2 ≈ 139mL/Sm3를 제거해야 한다고 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
- 유동층 소각로의 핵심 장점과 유지관리상 문제점은 무엇인가?
- 유동층은 유동매체의 열축적으로 연소효율이 높고 반응시간이 짧으며 과잉공기량이 적어 NOx 배출이 적은 장점이 있다고 정리한다. 그러나 매체의 마모·유출로 보충이 필요하고 폐기물이 매체와 잘 섞이도록 파쇄 등 전처리가 필수인 점이 유지관리상 단점이라고 설명한다.
- RDF를 연료로 사용할 때 가장 우려되는 문제는 무엇인가?
- RDF는 플라스틱·비닐 유래 염소가 많이 포함되어 HCl 발생으로 소각로 부식과 다이옥신 생성 우려가 크므로 염소 관련 문제를 가장 우려해야 한다고 밝힌다. 반면 유황 함량은 상대적으로 적어 SOx 문제는 비교적 작다고 덧붙인다.
- 용융고화 방식의 효과는 무엇인가?
- 용융고화는 소각재를 고온에서 용융하여 슬래그로 만들어 다이옥신을 분해하고 중금속을 유리질 매트릭스에 고정하여 용출을 거의 없게 하며, 처분 부피를 줄이고 슬래그의 자원화를 가능하게 한다고 정리한다.
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