대기오염공정시험기준 - 굴뚝배출가스 중 아황산가스 연속자동측정 방법

1. 측정방법의 종류

1) 용액전도율법

① 원리

 - 시료가스를 황산산성과산화수소수 흡수액에 도입하면 아황산가스는 과산화수소수에 의해 황산으로 산화되어 흡수된다. 이때 황산의 생성으로 인하여 흡수액의 전도율이 증가하게 되는데, 이 전도율의 증가는 시료가스 중의 아황산가스의 농도에 비례한다.

② 분석계 구성

 - 측정전극, 비교전극, 가스흡스부, 흡수액 전달펌프, 흡수액용기, 흡수액(황산산성과산화수소수 용액)으로 이루어져 있다.

 

 

 

2) 자외선 흡수분석계

① 원리

 ⓐ 분산방식 (분광기 이용)

  - 287nm에서의 아황산가스와 이산화질소의 흡광도를 그리고 380nm에서 이산화질소의 흡광도를 측정하고 몰흡광계수와 농도 및 흡광도로 표시된 2원 1차 연립방정식에 대입하여 아황산가스의 극대흡수파장인 287nm에서의 이산화질소의 간섭을 보장한다.

 

  - 287nm에서 구한 아황산가스만의 흡광도를 미리 작성한 검정곡선에 대입하여 그 농도를 구한다.

 

 ⓑ 비분산방식 (분광기 이용 X)

  - 수은램프로부터 나온 빛을 둘로 나누어 두 개의 광학필터를 통과시킨다. 이렇게 하여 하나의 필터로부터는 280 ~ 320nm의 광을, 다른 하나로부터는 540 ~ 570nm의 광을 시료셀에 조사한다.

 

  - 전자는 측정광으로 하고 후자는 비교광으로 하여 흡광도를 측정하고 그 차를 시료가스 중 아황산가스의 흡광도로 한다. 이것을 미리 작성한 검저곡선에 대입하여 시료가스 중 아황산가스의 농도를 구한다.

 

② 분석계 구성

 - 광원, 분광기, 광학필터, 시료셀, 검출기 등으로 이루어져 있다.

 

 

 

 

3) 정전위전해분석계

① 원리

 - 아황산가스를 전해질에 흡수시킨 후 전기화학적 반응을 이용하여 그 농도를 구한다. 전해질에 흡수된 아황산가스는 작용전극에 일정한 전위의 전기에너지를 가하면 황산이온으로 산화되는데 이때 발생되는 전해전류는 온도가 일정할 때 흡수된 아황산가스 농도에 비례한다.

 

② 분석계 구성

 - 전해셀, 정전위전원, 증폭기로 구성되어 있다.

 

 

 

4) 불꽃광도 분석계

① 원리

 - 환원선 수소불꽃에 도입된 아황산가스가 불꽃중에서 환원될 때 발생하는 빛 가운데 394nm 부근의 빛에 대한 발광강도를 측정하여 연도배출가스 중 아황산가스 농도를 구한다. 

 - 이 방법을 이용하기 위해서는 불꽃에 도입되는 아황산가스 농도가 5 ~ 6㎍/min 이하가 되도록 시료가스를 깨끗한 공기로 희석해야 한다.

 

② 분석계 구성

 - 유량제어부, 희석부, 불꽃부, 검출부로 이루어져 있다.

 

 

 

 

2. 용어

1) 교정가스

 : 공인기관의 보정치가 제시되어 있는 표준가스로 연속자동측정기는 최대눈금치의 약 50%와 90%에 해당하는 농도를 갖는다. (90% 교정가스를 스팬가스라 한다.)

2) 제로가스

 : 공인기관에 의해 아황산가스 농도가 1ppm 미만으로 보증된 표준가스를 말한다.

3) 교정오차

 : 교정가스를 연속자동측정기에 주입하여 측정한 분석치가 보정치와 얼마나 잘 일치하는지의 정도 (수치가 작을수록 잘 일치하는 것)

4) 제로드리프트

 : 연속자동측정기가 정상적으로 가동되는 조건하에서 제로가스를 일정시간 흘려준 후 발생한 출력신호가 변화한 정도

5) 스팬드리프트

 : 스팬가스를 일정시간 동안 흘려준 후 발생한 출력신호가 변화한 정도

6) 검출한계

 : 제로드리프트의 2배에 해당하는 지시치가 갖는 아황산가스의 농도

7) 응답시간

 : 시료채취부를 통하지 않고 제로가스를 연속자동측정기의 분석부에 흘려주다가 갑자기 스팬가스로 바꿔서 흘려준 후, 기록계에 표시된 지시치가 스팬가스 보정치의 95%에 해당하는 지시치를 나타낼 때까지 걸리는 시간

8) 점(point) 측정시스템

 : 굴뚝 또는 덕트 단면 직경의 10% 이하의 경로를 따라 오염물질 농도를 측정하는 배출가스 연속자동측정시스템

9) 경로(path) 측정시스템

 : 굴뚝 또는 덕트 단면 직경의 10% 이상의 경로를 따라 오염물질 농도를 측정하는 배출가스 연속자동측정시스템