개념 한 쪽
입자상 물질의 처리는 집진장치의 원리와 장단점, 운전 조건을 이해하여 적합한 장치를 선택하고 운전하는 것을 말한다는 점을 중심으로 설명한다.
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출제기준 단원 「입자상 물질의 처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 싸이크론 Blow down 비율 판별 | 1 | 싸이크론 호퍼의 Blow down으로 흡입할 가스 비율의 적정 범위를 묻는다 |
| 전기 집진기 장단점 판별 | 1 | 전기 집진기의 장점으로 보지 못할 항목을 가리는 능력을 묻는다 |
| 여과·원심·세정 원리 구분 | 1 | 여과집진장치의 포집원리와 원심력 기반 장치의 구별 능력을 묻는다 |
세정식 집진장치는 물을 이용해 분진을 포집하는 장치이며, 분진이 물과 섞여 슬러지화되므로 포집된 분진의 회수가 어렵다는 점이 단점이다. 세정식은 분진 포집과 가스 흡수를 동시에 수행할 수 있고 미스트까지 처리 가능한 장점이 있다.
싸이크론(원심력 집진장치)은 배기가스를 회전시켜 원심력으로 입자를 밖으로 튕겨내 포집하는 장치이며 구조가 간단하고 비용이 적게 들고 고온 가스 처리에 적합하다는 장점이 있다. 싸이크론 호퍼에서 재비산을 방지하기 위해 호퍼부의 Blow down으로 전체 처리 가스량의 약 5~10%를 흡입하는 것이 이상적이라는 조건이 제시된다.
전기 집진장치는 먼지에 전하를 부여하여 전기력으로 포집하는 장치이며 압력손실이 낮고 고온 가스 처리와 저유지비 운전에 유리하나 전극과 집진판 배열로 설치면적이 커지는 단점이 있다. 여과집진장치는 필터 매체에 의한 직접차단, 관성 충돌, 확산 등으로 입자를 포집하며 원심력 방식과는 원리가 다르다.
중력집진장치의 침강속도는 스토크스 법칙에 따라 입자 직경의 제곱과 입자와 가스의 밀도차에 비례하고 가스 점성도에 반비례한다는 관계가 성립한다. 집진장치 선정 시에는 집진효율, 제거할 오염물질의 종류와 크기, 에너지 요구량 등 기술적 필수 조건을 고려하여야 하고 회수율은 경제적 부수 효과로 보아 기술적 필수 조건에 포함되지 않는다.
문제 유형은 집진장치의 원리·장단점·운전 조건을 묻는 형태로 출제된다. 예를 들어 세정식 집진장치는 물과 혼합되어 슬러지화하므로 분진 회수가 용이하다는 문장은 틀린 설명이므로 정답으로 선택한다. 싸이크론의 Blow down 비율은 전체 처리 가스량의 약 5~10%가 이상적이라는 수치를 기억하여 보기에서 소거한다. 전기 집진기의 장점 가운데 '설치공간이 적다'는 진술은 전극 배열 특성상 오답으로 판단한다.
싸이크론의 집진 효율을 향상시키기 위해 Blow down방법을 이용할 때 더스트박스 또는 호퍼부에서 처리 가스량의 몇%를 흡입하는 것이 가장 이상적인가?
정답 ② · 싸이크론의 집진 효율을 향상시키기 위한 Blow down 방법은 더스트박스나 호퍼 부분에서 일정량의 공기를 빼내어(흡입하여) 재비산을 방지하고 내부 유동을 안정시키는 기술입니다. 효과를 얻기 위한 이상적인 처리 가스량의 비율은 전체 취급 가스량의 약 5 ~ 10% 수준으로 알려져 있습니다.
싸이크론 호퍼의 Blow down 공기는 재비산 방지를 위해 전체 가스량의 5~10%가 이상적 효율 범위다.
전기 집진장치의 장점이 아닌 것은?
정답 ③ · 문항은 전기집진기의 장점이 아닌 것을 고르는 것이다. 전기집진기는 고온가스 처리 가능, 낮은 압력손실로 송풍기 운전비 절감, 운전·유지비가 비교적 저렴한 장점이 있으나 전극·판 배열로 인해 설치면적이 넓게 필요하므로 설치공간을 적게 차지한다는 설명은 맞지 않는다.
집진기는 고온 처리, 낮은 압력손실, 저유지비 장점이 있으나 설치 공간은 상대적으로 많이 차지한다.
여과집진장치의 입자 포집원리와 가장 거리가 먼 것은?
정답 ③ · 문제는 여과집진장치의 입자 포집원리 중 가장 거리가 먼 것을 고르라는 것이다. 여과집진에서는 입자가 필터 섬유에 충돌하거나 직접 차단되거나 확산 등에 의해 포집되므로 관성력, 직접차단, 확산은 관련된 메커니즘이다.
여과집진장치는 입자가 필터 매체에 부딪히거나 걸러지는 물리적 원리를 사용하며, 원심력은 사이클론 등 관성집진장치의 주요 원리이다.
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