5급 공채 2차

2022년 5급 공채 기술 2차 대기오염관리

문제 3개 · 50점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (15점)

연소과정에서 발생하는 질소산화물(NOx)은 광화학 반응에 관여하여 2차 오염물질인 오존 생성에 기여하고, 최종적으로는 질산염의 형태로 변화되어 2차 생성 초미세먼지의 많은 부분을 차지한다. 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 석탄화력발전소에서 배출되는 NOx는 생성 메커니즘에 따라 고온(thermal) NOx와 연료(fuel) NOx로 분류된다. 각 메커니즘에서 NOx 생성에 영향을 끼치는 주요 인자들을 설명하시오. (5점)
  2. (2) 발생되는 NOx의 대부분을 차지하는 NO의 초기 생성속도는
    d[NO]
    dt
    ＝k[N2][O]로 나타낼 수 있다. 이때 k(m3/mol․sec)는 3.6×108exp(－38,370/T)이고, T는 절대온도이다. 석탄화력발전소 연소로에서 1,500K에서 2sec, 1,300K에서 8sec 체류하는 두 가지 경우로 운전하는 것을 가정했을 때, 제시된 식을 사용하여 NO 발생량의 비율을 추산하고 NOx 발생저감에 유리한 운전방안에 대하여 설명하시오. (10점)

제2문 (15점)

자동차로부터 배출되는 대기오염물질들은 대도시 대기오염에 있어서 큰 비중을 차지하고 있다. 다음 물음에 답하시오. (총 15점)
  1. (1) 휘발유 자동차의 이론공연비를 기점으로 주요 대기오염물질들의 배출량 변화패턴을 설명하시오. (단, 배출저감장치는 설치되어 있지 않다) (8점)
  2. (2) 대기오염물질들의 배출저감을 위한 삼원촉매장치(three-way catalytic convertor, TWC)의 주요 구성성분과 작동원리를 설명하시오. (7점)

제3문 (20점)

신축건물 실내에서 합성목재를 사용한 내장재로부터 포름알데히드(HCHO)가 240mg/day의 속도로 배출된다. 해당 실내의 부피는 40m3이고, 평균 환기율은 2.0 air change/hr이다. 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
  1. (1) 포름알데히드가 반응에 의해 분해되지 않을 때 물질수지식을 제시하고, 정상상태(steady state)에 도달한 포름알데히드 농도를 20°C, 1기압에서 ppm 단위로 구하시오. (10점)
  2. (2) 포름알데히드가 1차 반응(
    dC
    dt
    ＝－kC)에 의해 분해될 때 물질수지식을 제시하고, 정상상태에 도달한 포름알데히드 농도를 20°C, 1기압에서 ppb 단위로 구하시오. (단, 1차 분해상수 k는 0.4/hr이다) (10점)