해설 보기
정답흡수 및 흡착장치가 가스상 오염물질 제거에 적합한 설비입니다.
핵심 개념
기상오염물질 제거 설비 — 집진장치와 가스처리장치의 구분
대기오염 방지시설은 제거 대상이 '입자상 물질'이냐 '기상(가스상) 물질'이냐에 따라 완전히 다른 원리를 씁니다. 입자상 물질은 중력·관성력·원심력·여과·정전기력 같은 물리적 힘으로 기체에서 떼어내므로 중력침강기, 사이클론, 여과집진기, 전기집진기 등 이른바 집진장치가 쓰입니다. 반면 SO2, NOx, HCl, VOC처럼 분자 상태로 기체에 섞여 있는 기상오염물질은 크기와 질량이 기체분자 수준이라 물리적 분리가 불가능하고, 액체에 녹이거나(흡수) 고체 표면에 붙이는(흡착) 물질전달 방식 또는 연소·촉매산화 같은 화학적 방식으로 제거해야 합니다. 따라서 '기상오염물질에 적합한 설비'를 묻는 문제는 집진장치 계열을 모두 걸러내고 흡수탑·흡착탑을 고르면 됩니다.
선지별 해설
①사이클론집진기는 선회류에서 발생하는 원심력으로 입자를 벽면 쪽으로 밀어내 포집하는 장치입니다. 원심력은 입자의 질량에 비례하므로 기체분자 크기의 가스상 물질에는 사실상 작용하지 않아 기상오염물질 제거에 쓸 수 없습니다.
②여과집진기(백필터)는 여재의 공극과 표면에 형성된 분진층으로 입자를 걸러내는 설비입니다. 미세먼지까지 높은 효율로 잡지만 여재 공극을 그대로 통과하는 가스 분자는 걸러내지 못합니다.
③중력침강기는 가스 유속을 낮춰 체류시간을 늘리고 입자가 중력으로 가라앉게 하는 가장 단순한 집진장치로, 50 μm 이상 조대입자 전처리용입니다. 가스상 물질은 침강하지 않으므로 해당되지 않습니다.
④흡수는 물이나 알칼리 용액에 가스를 용해시켜(예: 석회석 슬러리로 SO2 제거), 흡착은 활성탄·제올라이트 등 다공성 고체 표면에 가스를 붙여(예: 활성탄으로 VOC 제거) 제거하는 방식으로, 둘 다 대표적인 기상오염물질 처리설비입니다.
해설 보기
정답중립·약안정 조건에서 나타나며 농도분포가 가우시안인 원추형(coning)입니다.
핵심 개념
연기 확산 모형(플룸 형태)과 대기안정도
굴뚝에서 나온 연기의 모양은 고도에 따른 기온감률, 즉 대기안정도에 의해 결정되며 크게 다섯 가지로 분류합니다. 환상형(looping)은 과단열(강한 불안정) 상태에서 연기가 크게 요동치는 형태, 원추형(coning)은 중립에 가까운 약안정 상태에서 연기가 원뿔 모양으로 퍼지며 오염농도가 수직·수평 모두 가우시안 분포를 보이는 형태, 부채형(fanning)은 역전층 안에서 상하 확산이 억제되어 수평으로만 얇게 퍼지는 형태입니다. 훈증형(fumigation)은 상층 역전·하층 불안정으로 연기가 지표로 쏟아지는 형태이고, 상승형(lofting)은 반대로 하층이 안정하고 상층이 불안정해 연기가 위로만 확산되어 지표 영향이 가장 작은 형태입니다. 가우시안 확산모델이 전제하는 표준 상태가 바로 원추형입니다.