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20-1

메틸에틸케톤(MEK)을 시간당 2 L 사용하는 작업장이 있다. 사용된 MEK가 모두 증발한다고 할 때 이 작업장의 필요환기량(m³/hr)을 구하시오.

• 메틸에틸케톤의 분자량은 72.1, 비중은 0.805이다.

• 25 ℃, 1기압 기준이다.

• 안전계수(K)는 2이다.

• TLV는 200 ppm이다.

해설

5,459.71 m³/hr


[해설]

전체환기의 필요환기량은 발생하는 증기의 부피를 허용농도까지 희석하는 데 드는 공기량에 안전계수를 곱해 구한다.

Q=GTLV×KQ = \dfrac{G}{\mathrm{TLV}} \times K

① 시간당 사용량(질량) — 부피로 주어진 사용량을 비중으로 질량으로 바꾼다.

2 L/hr×0.805 g/mL×1,000 mL/L=1,610 g/hr2\ \mathrm{L/hr} \times 0.805\ \mathrm{g/mL} \times 1{,}000\ \mathrm{mL/L} = 1{,}610\ \mathrm{g/hr}

② 발생하는 증기의 부피 — 25 ℃, 1기압에서 기체 1몰의 부피는 22.4×273+25273=24.45 L22.4 \times \dfrac{273 + 25}{273} = 24.45\ \mathrm{L}이다.

G=1,61072.1×24.45=22.33×24.45=545.97 L/hrG = \dfrac{1{,}610}{72.1} \times 24.45 = 22.33 \times 24.45 = 545.97\ \mathrm{L/hr}

③ 필요환기량 — ppm은 mL/m3\mathrm{mL/m^3}와 같으므로 증기 부피를 mL 단위로 맞추어 나눈다.

Q=545,970 mL/hr200 mL/m3×2=Q = \dfrac{545{,}970\ \mathrm{mL/hr}}{200\ \mathrm{mL/m^3}} \times 2 = 5,459.71 m3/hr5{,}459.71\ \mathrm{m^3/hr}

몰부피를 24.4512 L까지 쓰면 5,460.00 m³/hr가 되는데, 반올림 위치의 차이일 뿐이다.

안전계수 K는 유해물질의 독성, 작업장 내 혼합 정도, 근로자 위치 등을 반영해 1~10 사이에서 정한다. 독성이 크거나 혼합이 잘 되지 않는 작업장일수록 큰 값을 쓴다. 여기서 K를 곱하지 않으면 2,729.85 m³/hr가 되는데, 이는 발생한 증기가 작업장 전체에 완전히 고르게 섞인다는 비현실적인 가정에서만 성립하는 값이다.

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