이 번글에서는 Diesel Engine 의 배기가스 Emission Unit 환산에 대한 간략한 이야기 입니다.
최근에 환경적인 문제로 Diesel Generator 가 비상용 발전기 용도외에는 많이 사용되지 않고 있지만 실업무에 참조가 되었으면 합니다.
단위 환산 (I) [ Emission] ( Exhaust Gas Emission Unit Conversion )
1) 표준상태 조건
Emission 관련해서는 지역별로 온도 및 압력이 다르기 때문에 화학/물리적 프로세스의 측정 및 비교가 가능하도록 온도와 압력에 대한 표준 정의가 필요하며, 아래 표는 각각의 표준조건에 대한 정의롯서, 배기가스 Emission Level 계산시에는 이 기준이 기체의 부피 계산에 기본이 되기 때문에 확실한 이해가 필요하다.
| 분류 | 온도 조건 (° C) | 압력 조건 (atm) | 부피 조건 ( L ) | 용도 |
| NTP : 정상 조건 ( Normal Temp. and Pressure) |
20 | 1 | 24.1 | · 팬 용량 계산 및 테스트을 위해 상용 |
| STP : 표준 조건 (Standard Temp. and Pressure) IUPAC (국제 순수 및 응용 화학 연합) |
0 | 1 | 22.4 | · 화학 및 물리적 프로세스 계산시 : Nm3 · (이상기체와 관련 된 계산시 적용) |
| SATP : 표준 주변 온도 조건 (Standard Ambient Temp. and Pressure) |
25 | 1 | 24.5 | · 화학 분야 (Chemistry) · (실험등에서 사용하는 실용적인 조건에 적용) |
2) 단위 환산
일반적으로 고체혼합물이나 액체혼합물중에서는 중량농도 즉, 중량 %, 중량비 ppm 를 사용하고, 기체 혼합물에 대해서는 용량농도 즉, 용량 % , 용량비 ppm 이 사용된다. 간혹, 알콜 수용액 등을 용량 %로 표시하는 경우도 있으나 , 별로 좋지 않는 표기 방법이다. 왜냐하면, 100 ml의 알콜과 100 ml의 물을 혼합하면 200 ml 가 되지 않기 때문이다. 또 액체 혼합물의 용량 %와 중량 %의 상호 환산에는, 용질이나 용액의 비중(밀도)도 알 필요가 있다. 기체 혼합물의 경우는 각 성분의 분자량만 알면 환산할 수 있다.
· 용량비 :
1 ppm = 1 (ml/m3) = 1 (μL/L)
· 중량비
1 ppm = 1(mg/kg) = 1 (μg/g)
· 또한, 용량비나 중량비로 1(%)=10,000(ppm) 이므로, 다음 환산식을 알아 두면 편리하게 이용할 수 있을 것이다.
(%)=(ppm)/10,000
발전소에서는 대기중의 분진, 연무, 배기가스 등에 대해서는 단위 체적당 분진 중량으로 mg/Nm3로 표시하기도 한다.
따라서, 발전소에서 사용되고 있는 ppm 단위를 중량비 단위로 바꿀시 아래와 같은 식이 이용 될수 있다.
예를 들어서 0 ℃, 1atm, 습도가 0 % 인 대기 1 m3 (STP) 에 분자량 M 인 1 ppm 의 분진이 포함되어 있다고 할 경우
1m3 중에 1ml 라 할수 있고, 그 1 ml 의 중량은 [1 ml : X = 22.4 ml : M] → X = M/22.4 <mg> 이 될 것 이므로 다음과 같은 환산식을 사용할 수 있다.
[ Draft calculation Example in Exhaust Gas Stack ]
위이 식은 가스엔진 Stack 경우도 적용할 수 있다.