1. 환경(산업) 환기 개요
1) 개요
격변하는 오늘날, 환경오염(Environmental Pollution)에 대한 관심이 최근에 급증하게 되었고, 그중에서 중요한 것의 하나가 대기오염(Air Pollution)이다.
이와 더불어 대기오염방지기술도 급진적으로 발전되고 있는 사실은 괄목할 만한 사실이다. 단위공장의 효과적인 집진대책은 오염물질 배출부위의 포집 System이 최우선이라 사료되는바, 이는 아무리 우수한 집진기라도 효율적인 포집 System이 선행되지 않는다면 무용지물이기 때문이다.
환경오염 방지계획은 정확한 국소배기에 의한 적정방지시설 처리가 그 기본이다. 집진시설을 선택하기 위해서는 여러가지 요소가 고려되어야 하는데 그중에서 가장 중요하다고 판단되는 몇가지를 예를 들면 다음과 같다.
(1) 입자의 모양, 밀도, 입경분포 등 분진의 물리적 및 화학적 특성
(2) 처리될 배기가스의 유량 범위.
(3) 예기되는 분진의 농도 및 부하.
(4) 배기가스의 온도, 압력 및 습도등 제특성.
(5) 배기가스의 부식성 및 용해성.
(6) 요구되는 제진효율.
위의 열거된 여러 가지 요소중에서 (2)항의 유량범위는 집진의 용량을 결정하는 중요한 인자로서 시설비에도 직접적인 영향을 미치게 되므로 오염물질 배출시설에서 가급적 가까운 거리에서 충분한 포집속도로 흡입처리하는 것이 환경오염방지대책의 성패를 가름하게 된다.
따라서 이 분야에 관한 문헌이 많이 소개되고 있으나 미합중국 국가 산업위생협의회 (ACGIH : American Conference of Governmental Industrial Hygienists)에서 발간되는 Industrial Ventilation Manual이 가장 Basic한 문헌으로 일본국 노동성 안전 위생부에서는 이를 응용하여 자체 공정에 부합한 후드형식과 적용작업 공정을 분류하여 국소배기장치 자료집성편을 년도별로 보완하여 발간하고 있다.
특히 ACGIH에서 1988년 20th Edition이래 4년만에 발행된 21th Edition은 눈부시게 발전되는 현시점의 공정에 맞추어 이동포집방법, 로봇트의 국소배기, Biological Cabinet등 최신 국소배기 방법을 총망라하여 수록한바 이들 2가지 문헌을 기초로 영국의 최신 이동포집방법 등을 가미하여 평소 흔히 적용 되는 각종 시설들의 후드설계 및 배출량산정 방법을 예문을 들어 알기쉽게 풀이해 보고자 한다.
2) 환기( Ventilation)의 종류
(1) 전체환기(General Ventilation)
전체환기는 다량의 신선한 공기를 외부로부터 자연적 또는 기계적인 방법에 의해 작업장내로 유입시켜 작업장에서의 오염정도를 낮추는 환기방식으로서 유해물질의 희석, 환기, 폭발방지의 희석환기 및 혼합물의 희석환기로 구분하며 다음의 경우에 주로 사용한다. 그러나 통상적으로 전체환기는 국소배기만큼 오염물질에 의한 작업환경의 오염을 제어하지 못한다.
① 독성이 낮을 때
② 발생원이 이동성 일 때
③ 발생량이 적거나 일정할 때
④ 발생원이 분산되어 있을 때
⑤ 발생량이 많아서 국소배기로 필요환기량을 얻기 어려울 때
⑥ 작업장소에서 발생원이 멀어 큰 영향을 주지 않을 때
⑦ 국소배기의 설치가 불가능할 때
가. 전체환기의 기본원리
![](https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/1612B2224D007B742B)
[그림1-1]작업장 내외의 온도 및 기압의차에 의한 대류현상을 이용한 것이다.
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[그림 1-2]환풍기에 의한 송풍력은 흡입력의 30배에 달한다.
○ 기류의 방향에 따른 작업자의 자세
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[그림 1-3]바람을 등지고 작업
![](https://t1.daumcdn.net/cfile/cafe/132C7A234D007B9B35)
[그림 1-4]바람을 안고 작업
(2) 국소배기(Local Exhaust)
일반적으로 작업장에서 공기를 오염하는 유해물은 발생원으로부터 고농도로 발생한 후 발생원의 주위의 공 기중에 비산 또는 확산에 의해 점차 저농도로 범위를 넓혀 결국 작업장 전체의 공기를 오염하게 된다.
발생원으로부터 고농도로 주위공기중에 오염물이 혼합비산하기 전에 오염공기를 국소적으로 포착제거하고 다시 청정화하여 대기중에 방출하는 것으로서 전체환기보다 오염물의 제거효과면이나 경계적으로 유리하기 때문에 먼지, 가스나 중기의 오염에 대한 환기를 할 경우 주로 사용되므로 국소배기 시설을 산업환기시설이라고도 한다.
국소배기 시스템(local exhaust system)으로 작업환경의 오염물질을 발생원에서 제거시키자면 배기후드(exhaust hood)를 적절하게 설계하여 공기흐름과 전력비를 최소화시키는 것이 효율적이다. 오염물질의 포착속도(capture velocity)란 오염물질의 발생원을 지나가는 기류에 의존하는 것이지만 발생원 주위의 오염도가 높은 공기를 충분히 제거할 수 있어야 하고 당해 발생원에서 발산되는 오염물질도 제거할 수 있어야 하며 동시에 어러한 오염공기를 배기후드로 충분히 흡인시킬 수 있어야 하는 것이다.
따라서 적정후드의 설계는 산업환기(Industrial Ventilation) 분야에서 가장 중요한 인자(Factor)이다. 기본적으로 후드의 설계에 있어서는 당해 프로세스에 관한 지식과 프로세스운전에 관한 지식을 충분히 구비하여야 한다. 이러한 지식이 있어야만 오염물질을 효율적으로 제어관리 할 수 있는 배기시스템을 설계하고 설치할 수 있는 것이다.
배기시스템의 최적설계란 배기시스템의 용량이 최소이면서도 목적하는 바의 제거효율을 얻을 수 있는 것이어야 한다.