대기오염관리 2023년도 국가공무원 5급(기술) 공개경쟁채용 제2차시험 문제풀이

목차

제 1 문. 미국, 브라질 등에서는 자동차용 석유계 휘발유(gasoline)에 바이오에탄올(bioethanol, C2H5OH)을 일정 비율로 혼합한 연료를 가솔린 자동차에 주유할 수 있다. 휘발유에 바이오에탄올이 20mol% 혼합되었을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 휘발유의 조성은 100% C8H18, 공기의 조성은 21% O2와 79% N2로 가정한다) (총 20점)
1) 바이오에탄올 혼합에 따른 이론공연비와 이산화탄소 배출저감효과를 계산하시오. (13점)
2) 바이오에탄올 혼합에 따른 효과를 대기오염저감 측면에서 기술하시오. (7점)

제 2 문. 환경시설에서 배출되는 악취를 저감하기 위하여 악취방지시설을 설치할 수 있다. 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
1) 악취배출시설에 해당하는 공공환경시설을 3개 이상 기술하시오. (3점)
2) 악취 배출허용기준의 설정 근거를 기술하시오. (7점)
3) 악취방지기술을 종류별로 구분하고, 각 기술의 적용 범위를 악취 배출가스 유량과 농도 측면에서 설명하시오. (10점)

제 3 문. 입자상 및 가스상 대기오염물질의 대기 중 농도가 증가하면 광산란 및 광흡수 현상으로 인해 시정장애가 발생한다. 다음 물음에 답하시오. (총 10점)
1) 입자의 단위질량당 광산란효율(mass scattering efficiency) 또는 광소멸효율(mass extinction efficiency)은 시정장애 현상에 대한 입자상오염물질의 기여도를 정량적으로 확인할 수 있는 척도이다. 대기 중 입자의 크기와 광산란효율과의 관계를 설명하시오. (5점)
2) 서울과 같은 도심 지역에서 상대습도가 높아지면 시정이 더욱 악화되는데, 그 이유를 입자상오염물질과 관련하여 설명하시오. (5점)

본문내용

제 1 문. 미국, 브라질 등에서는 자동차용 석유계 휘발유(gasoline)에 바이오에탄올(bioethanol, C2H5OH)을 일정 비율로 혼합한 연료를 가솔린 자동차에 주유할 수 있다. 휘발유에 바이오에탄올이 20mol% 혼합되었을 때 다음 물음에 답하시오. (단, 휘발유의 조성은 100% C8H18, 공기의 조성은 21% O2와 79% N2로 가정한다) (총 20점)
1) 바이오에탄올 혼합에 따른 이론공연비와 이산화탄소 배출저감효과를 계산하시오. (13점)
2) 바이오에탄올 혼합에 따른 효과를 대기오염저감 측면에서 기술하시오. (7점)

1. 바이오에탄올 혼합에 따른 이론공연비와 이산화탄소 배출저감효과
휘발유 1몰과 바이오에탄올 1몰의 완전 연소 반응식은 다음과 같다.
C8H18 + 12.5O2 → 8CO2 + 9H2O
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O

휘발유 1몰을 연소하기 위해서는 12.5몰의 공기가 필요하다. 바이오에탄올 1몰을 연소하기 위해서는 3몰의 공기가 필요하다. 따라서 휘발유와 바이오에탄올이 20mol% 혼합된 연료를 연소하기 위해서는 12.5mol + 0.2 * 3 = 13.25몰의 공기가 필요하다.
이론공연비(stoichiometric air-fuel ratio)는 완전 연소를 위해 필요한 공기와 연료의 비율을 말한다. 따라서 휘발유와 바이오에탄올이 20mol% 혼합된 연료의 이론공연비는 13.25이다.

참고 자료

없음