개념 한 쪽
공기정화기는 제거 대상에 따라 입자상 물질을 포집하는 집진장치와 가스상 물질을 제거하는 스크러버로 나뉜다고 이해한다.
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출제기준 단원 「공기정화기의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 중력집진 효율 판단 문제 | 1 | 중력집진에서 체류시간과 설계 요소가 효율에 미치는 영향 판단하기 한다 |
| 장치별 적합성 선택 문제 | 1 | 가스상 대상을 제거할 장치로 적합한지 가리는 판단을 묻는다 한다 |
| 전기집진 장점 판별 문제 | 1 | 전기집진의 적용 대상과 장단점을 구별하는 능력을 묻는다 한다 |
중력집진장치는 먼지 입자가 공기 중에서 중력에 의해 자연적으로 가라앉는 성질을 이용해 먼지를 제거하는 장치이며, 효율 개선의 핵심은 입자가 가라앉을 수 있는 충분한 체류 시간을 확보하는 데 있다라고 본다. 처리가스 속도를 낮추거나 수평 도달거리를 늘리고, 침강실 내부 기류를 균일하게 하는 방법이 체류 시간을 늘려 효율을 높이는 방안이라고 정리한다. 반대로 침강높이를 무조건 크게 하는 것은 입자가 배출구로 빠져나갈 확률을 높여 효율을 저하시킬 수 있으므로 효율 향상 방안이 아니라고 본다.
싸이클론은 원심력을 이용해 분진을 분리하는 원심력 집진장치이며, 접선 유입이나 축류 유입 방식으로 구현되어 전처리 단계에서 널리 사용된다고 정리한다. 싸이클론 하부의 분진이 다시 비산하는 것을 억제하기 위해 분진 수거부에서 처리 가스 일부를 뽑아 내부 난류를 낮춰 분진의 재비산을 막는 방식을 블로우다운 효과라고 한다라고 기억한다.
전기집진장치는 분진에 전하를 부여한 뒤 전기력으로 포집하는 장치이며, 대형 분진이나 미스트 처리에 효과가 있고 압력손실이 적어 고온 가스 처리에 유리하다고 본다. 그러나 기체 상태의 분자 수준 오염물, 즉 가스상 오염물질은 전하나 전기력으로 효과적으로 제거하기 어렵기 때문에 전기집진의 장점 범위에 포함되지 않는다고 구분한다.
스크러버는 물이나 약액 같은 액체와 가스를 접촉시켜 가스를 용해시키거나 화학반응으로 제거하는 장치이므로, 가스상 물질 제거에 가장 적합하다고 정리한다. 이로써 입자상 물질은 싸이클론·백필터·전기집진기·중력집진 등으로 처리하고, 가스상 물질은 스크러버로 처리하는 원칙을 기억한다.
1) 문제에서 기체 형태의 오염물을 제거하는 데 가장 유리한 장치를 고르라고 하면 스크러버를 선택한다; 싸이클론, 백필터, 전기집진기는 모두 입자상 제거용이므로 소거한다.
2) 중력집진장치의 효율을 높이는 방안으로 처리가스 속도를 낮추거나 수평 도달거리를 늘리는 방안은 옳고, 침강높이를 무조건 크게 하는 방안은 오히려 효율을 떨어뜨리는 선택지로 판정한다.
중력집진장치에서 효율을 향상 시키는 방안이 아닌 것은?
정답 ④ · 중력집진장치(침강실)는 중력에 의해 입자를 분리하는 원리입니다. 효율을 높이기 위해서는 가스 체류시간을 길게 해야 하므로 처리가스 속도를 작게 하고, 수평 도달거리를 길게 하며, 침강실 내 기류를 균일하게 해야 합니다.
중력집진은 중력 침강 원리이므로 침강 높이를 높이면 체류시간이 짧아져 오히려 효율이 떨어진다.
다음의 공기정화장치 중 가스상 물질을 가장 효과적으로 제거할 수 있는 것은?
정답 ② · 문항은 가스상 물질 제거에 가장 효과적인 공기정화장치를 고르는 문제이다. 가스상 오염물은 흡수나 화학반응을 통해 액체로 제거하는 방식이 효과적이므로 기체-액체 접촉이 가능한 스크러버가 가장 적합하다.
가스상 물질은 액체와 반응하거나 용해되므로, 기체-액체 접촉을 통한 세정이 가능한 스크라버가 가장 효과적이다.
다음 중 전기집진장치의 장점이 아닌 것은?
정답 ① · 전기집진장치는 고전압으로 하전시킨 입자상 물질(분진, 미스트 등)을 집진극에 부착시켜 제거하는 원리입니다. 낮은 압력손실으로 대용량 고온 가스 처리에 매우 적합하며 광범위한 입경의 분진을 효과적으로 포집하는 우수한 장점을 갖습니다.
전기집진장치는 하전된 입자상 물질을 전기력으로 포집하므로 기체상 오염물질 제거에는 효과가 없다.
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