개념 한 쪽
흡수법은 가스상 오염물질을 액체 흡수액에 용해시켜 제거하는 방식이다. 흡수액의 물성(용해도, 증기압, 화학적 안정성)이 공정 성능을 좌우한다. 충진탑은 기체와 액체의 접촉 면적을 넓혀 흡수 효율을 높이는 대표 장치이다.
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출제기준 단원 「흡수법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관로 압력손실 계산 | 1 | 속도압과 손실계수를 곱해 압력손실을 구하는 연산 |
| 처리법 선택 판단 | 1 | 회수 목적 희박농도 불연성 가스에 적합한 처리법을 고르는 능력 |
| 흡수액 요건 판별 | 1 | 흡수액의 필수 요건(용해도·증기압·화학적 안정성)을 식별하는 문항 |
흡수법은 기체상 오염물질을 액체에 용해시키는 원리로 작동한다. 기체가 액체와 접촉하면서 용해되거나 화학적으로 반응하여 기상에서 제거되는 과정을 포함한다. 충진탑과 같은 장치는 내부 패킹으로 접촉 면적과 접촉 시간을 증가시켜 흡수 성능을 향상시킨다.
흡수액은 가스의 제거 효율과 공정 안전성에 직접적인 영향을 미친다. 흡수액은 대상 가스를 잘 용해해야 하고, 휘발성이 낮아 흡수액 손실이 적어야 하며, 화학적으로 안정하여 공정 중에 분해되거나 장비를 부식시키지 않아야 한다. 특히 증기압이 작아야 흡수액의 휘발 손실을 줄일 수 있다.
흡수법은 처리 목적(제거 vs 회수)과 가스의 성상(연소성 여부, 수용성 등)에 따라 다른 공정과 구분되어 선택된다. 회수 목적이 있고 희박농도인 불연성 가스는 연소법이 아니라 흡착법으로 회수하는 것이 적합하다는 구별 원리를 기억한다. 흡수법은 주로 수용성이 높은 가스의 제거에 적합하다.
관로와 장치 운영과 관련된 압력손실 계산은 단순 곱셈으로 처리되는 경우가 많다. 관로의 특정 요소에서 발생하는 압력손실은 속도압과 손실계수의 곱으로 산정한다는 기본식을 적용한다.
관로의 압력손실 문제는 속도압에 손실계수를 곱하여 풀이한다. 예를 들어 속도압이 14㎜H2O이고 압력손실계수가 0.27이라면 압력손실은 14 × 0.27 = 3.78㎜H2O가 된다. 이 계산은 속도압과 계수를 주어진 값 그대로 곱하는 단순 연산으로 해결한다.
충진탑의 작동 원리는 접촉 면적 확대에 따른 흡수 증대이다. 내부에 패킹을 채워 기액 접촉 면적을 크게 만들면 가스가 흡수액에 더 잘 용해되어 제거 효율이 높아진다. 충진탑은 응축이나 원심분리와는 다른 흡수법 장치임을 구분한다.
유해가스처리를 위한 흡수법에 관한 설명으로 알맞지 않은 것은?
정답 ① · 문항은 흡수법에 관한 설명 중 적절하지 않은 것을 찾는 문제이다. 흡수법은 기체가 액상에 잘 용해되거나 액상과 화학적으로 반응하는 성질을 이용하며, 제거효율은 접촉시간·기액접촉면적·흡수제 농도·반응속도 등에 의해 지배된다.
유해가스 처리법중 회수가치가 있는 불연성 희박농도가스의 처리에 가장 적합한 것은?
정답 ④ · 문항은 회수 가치가 있는 불연성 희박농도 가스의 처리법으로 적합한 것을 묻고 있다. 회수가 목적일 때는 가스를 분해하지 않고 포집 후 탈착하여 회수할 수 있는 흡착법이 가장 적합하다.
회수 가치가 있는 불연성 희박농도 가스는 흡착제로 포집하여 회수하는 흡착법이 가장 적합하다.
가스상 오염물질을 처리하기 위한 흡수법에서 사용하는 흡수액의 요건이 아닌 것은?
정답 ② · 문항은 흡수법에서 흡수액이 갖추어야 할 요건 중 해당되지 않는 것을 묻고 있다. 흡수액은 오염물질용해도가 높고 화학적으로 안정하며 휘발성이 낮아야 하는데, 증기압이 큰 것은 오히려 흡수액의 손실과 효율 저하를 초래하므로 요건이 아니다.
흡수액의 요건으로 증기압이 커서는 안 되며, 낮아야 휘발 손실을 막을 수 있다.
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