개념 한 쪽
가스설비에서 압력용기는 원료를 저장하고 기화하며 불순물을 걸러내는 역할을 맡는다. 아세틸렌 제조의 정제장치, LPG를 기체로 바꾸는 기화장치, 연소용 공기를 다루는 보일러가 모두 여기에 속한다. 각 설비가 어떤 가스를 다루고 어떤 구성을 갖는지가 시험의 중심이다.
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출제기준 단원 「압력용기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 정제 대상 불순물 식별 | 1 | 아세틸렌 제조 정제장치가 제거하는 가스 종류를 가리기 |
| 전용 보일러실 대상 판별 | 1 | 어느 방식의 보일러가 전용실 설치 의무인지 가리기 |
| 토치 아세틸렌 압력 제한 | 1 | 아세틸렌 사용 압력의 상한 기준을 가리기 |
아세틸렌은 석탄이나 탄화칼슘을 원료로 제조하는 과정에서 인화수소, 황화수소, 암모니아 같은 불순물이 함께 생긴다. 이 불순물은 순도를 떨어뜨리고 저장 중 불안정이나 부식을 일으키므로 정제장치로 제거한다. 인, 황, 질소 화합물이 주요 제거 대상이라는 점이 핵심이다.
도시가스 제조에서 수소화분해법은 탄화수소 원료를 수소 분위기에서 열분해하여 메탄을 주성분으로 하는 고열량 가스를 만든다. 산소나 공기 중에서 열분해하면 저열량 가스가 되고, 코크스를 원료로 하는 것은 석탄가스화 공정이다. 암모니아의 공업적 제조는 고온 고압에서 질소와 수소를 합성하는 하버-보슈법, 곧 고압합성법이다.
LPG를 기체로 공급하려면 기화설비가 필요하다. 자연기화는 주위 공기의 열에 의존하지만, 강제기화기는 열원을 이용하므로 기화량을 조절할 수 있고 한랭 시에도 기화가 가능하며 설비를 작고 설비비를 절감할 수 있다. 기화장치는 압력을 조절하는 조압부, 액체를 기체로 바꾸는 기화부, 작동을 관리하는 제어부로 구성되고 검출부는 그 구성이 아니다.
보일러는 연소용 공기를 어디서 얻는지에 따라 설치 조건이 갈린다. 실내 공기를 취사용으로 쓰는 반밀폐식 보일러는 배기가스 누출 위험이 있어 전용 보일러실 설치가 필수다. 밀폐식이나 강제배기식은 외부 공기를 취하므로 전용실이 반드시 필요한 것은 아니다.
용접 토치에서 아세틸렌은 고압에서 분해 폭발 위험이 있어 사용 압력을 0.15MPa 이하로 제한한다. 산소 제조 장치의 건조제로는 수산화나트륨, 실리카겔, 알루미나가 쓰이고 차아염소산나트륨은 산화제이므로 건조제가 아니다.
증발기 용량 계산은 몰수 산정부터 시작한다. 프로판의 분자량은 약 44g/mol이므로 시간당 50kg은 50,000g을 44로 나눈 약 1,136.4mol/h가 된다. 여기에 증발열 3,740cal/mol을 곱하면 약 4,249,936cal/h가 필요하다. 문제에서 주어진 1.163×10⁻⁶kW 변환계수를 곱하면 약 4.9kW가 된다.
웨베지수는 발열량을 비중으로 나눈 값이다. 발열량 10,000kcal/Sm³, 비중 1.2이면 10,000을 1.2로 나누어 약 8,333이 된다.
전용보일러실에 반드시 설치해야 하는 보일러는?
정답 ② · 가스 보일러를 실내에 설치할 때, 반밀폐식이나 밀폐식 등 급배기 방식에 따라 전용 보일러실 설치 여부가 결정됩니다. 실내의 공기를 사용하고 실내로 배기가스가 나오는 반밀폐식 보일러는 연소에 의한 산소 결핍이나 일산화탄소 중독의 위험이 크기 때문에 반드시 외기와의 충분한 환기가 가능한 전용 보일러실에 설치해야 합니다.
실내 공기 취사용 반밀폐식 보일러는 연소 가스 누출 위험이 있어 전용 보일러실 설치가 법적으로 필수이다.
용접장치에서 토치에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 문제는 토치에 관한 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 토치의 불변압식·가변압식 명칭과 팁 크기 선택 기준은 통상적인 용어 사용으로 맞는 설명이다.
아세틸렌 가스는 고압에서 분해 폭발 위험이 있으므로 사용 압력을 0.15MPa 이하로 제한한다.
아세틸렌 제조설비에서 정제장치는 주로 어떤 가스를 제거하기 위해 설치하는가?
정답 ① · 문항은 아세틸렌 제조 과정에서 정제장치가 주로 제거하는 불순물을 묻고 있다. 석탄 등으로부터 생성되는 아세틸렌에는 인화수소(PH3), 황화수소(H2S), 암모니아(NH3) 등 인·황·질소계 불순물이 포함되므로 이를 제거하는 것이 정제의 주목적이다.
아세틸렌 제조 시 석탄으로부터 생성되는 불순물인 인화수소, 황화수소, 암모니아 등을 제거하기 위해 정제장치를 설치한다.
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