배출가스 O2 보정식(NOx)과 일본의 시설별 표준산소농도

일본 보일러 업체의 시험 성적서에 "NOx 60 ppm (O₂ 5% 환산)"이라고 적혀 있다고 해 봅시다. 귀사 배출시설의 허용기준이 다른 산소 기준(예: 3% O₂ 또는 6% O₂)이나 다른 단위(mg/Nm³)로 정해져 있으면, 산소 기준·수분 기준·단위를 맞추기 전에는 두 숫자를 비교할 수 없습니다.

일본어로 O₂ 환산(O2換算, O₂ kansan)은 "O₂ 보정"이라는 뜻입니다. 실측한 NOx나 먼지(분진) 농도를, 배가스의 산소가 정해진 기준 농도였다면 얼마가 되는지로 다시 계산하는 방법입니다. 일본은 C = C_s × (21 − O_n) / (21 − O_s) 식을 쓰고, 기준 산소농도 O_n은 시설 종류별로 법령이 정합니다.

이 글은 식의 의미와 "21"의 이유, 공기로 희석했을 때의 계산 예를 먼저 설명합니다. 이어서 일본의 기준 산소농도를 정리하고, 미국·EU·인도의 관행(확인할 수 있었던 범위)과 비교하며, 일본 업체가 준 값을 귀사 기준으로 다시 환산하는 방법을 보여 줍니다. 마지막에는 확인 체크리스트, 일본 측에 보낼 질문, 문의 메일 예시가 있습니다.

목차

1. 일본 사양서의 O2 보정이란
2. 배출가스를 기준 O2로 보정하는 이유
3. 계산 예: 희석해도 보정값은 같다
4. 일본의 시설별 기준 O2 (On)
5. 일본의 기준 O2와 미국·EU·인도의 비교
6. 건조 기준, ppm, mg/Nm3: 함께 맞춰야 할 것들
7. 일본 업체의 NOx 값을 우리 기준으로 다시 환산하기
8. 체크리스트와 일본 공급 업체에 보낼 질문
9. 이 글의 한계
10. FAQ
11. 출처

일본 사양서의 O2 보정이란

일본의 사양서와 시험 성적서에는 값 옆에 산소 기준이 함께 적힙니다. 예를 들어 "NOx 150 ppm (O₂ 4%換算)", "O₂ 12%換算値"처럼 쓰며, 각각 "4% O₂로 보정한 값", "12% O₂ 기준 값"이라고 읽으면 됩니다. 법령상의 기준 농도는 표준산소농도(標準酸素濃度, hyojun sanso nodo)라고 부릅니다.

이 식은 일본 대기오염방지법(大気汚染防止法, Taiki Osen Boshi Ho)의 시행규칙(Enforcement Regulations) 가운데, 먼지와 질소산화물의 배출기준 표 비고에 정해져 있습니다.

일본 법령은 NOx를 0°C·1기압으로 환산한 배가스 1 m³ 안의 cm³로 표시합니다. 1 m³ 안의 1 cm³는 부피 기준 1 ppm이므로 ppm 값을 그대로 식에 넣어도 됩니다. 먼지도 같은 식을 쓰며, 단위만 0°C·1기압 환산 배가스 1 m³당 g이 됩니다.

식의 "21"은 공기 중 산소 함량입니다. 건조 공기의 산소는 부피로 약 20.95%이고 일본은 이를 21로 반올림합니다. 뒤에서 보듯이 미국 EPA 규정은 20.9를 씁니다.

식에 들어가는 네 값은 출처가 각각 다릅니다.

그림 1: O₂ 보정식에 들어가는 네 가지 값

두 값은 측정하고, 한 값은 법령이 정하며, 한 값은 계산 결과입니다.

C_s 실측 농도분석계로 잰 NOx 또는 먼지 농도

O_s 실측 O₂같은 배가스에서 잰 산소농도. 20%를 넘으면 20%로 입력

O_n 기준 O₂시설 종류와 대상 물질별로 법령이 정함

C 보정 후 농도배출기준과 비교하는 값

O_s를 20%로 제한하는 취급은 시행규칙 별표 제2와 별표 제3의2의 비고(먼지·NOx)에 따릅니다.

O_n은 직접 고르는 값이 아닙니다. 시설 종류와 대상 물질(NOx인지 먼지인지)에 따라 정해집니다. 예를 들어 가스만 태우는 보일러는 5%이며, 주요 시설의 값은 이 글 뒤쪽 표에 정리했습니다.

배출가스를 기준 O2로 보정하는 이유

보정의 목적은 모든 시설에 같은 잣대를 적용하는 것입니다. 보일러나 소각로는 공기 중 산소로 연료를 태우고, 쓰이지 않은 산소는 배가스와 함께 굴뚝으로 나갑니다. 그래서 공기의 산소는 21%지만 배가스의 산소는 그보다 낮습니다.

산소가 어디로 가는지는 아래 그림과 같습니다.

그림 2: 연소로 산소가 줄어드는 흐름

공기 속 산소는 연소에 쓰이고, 남은 만큼만 배가스로 나갑니다.

배가스의 O₂ 농도는 연료에 비해 공기를 얼마나 더 넣고 태우는지(공기비)에 따라 달라집니다.

배가스의 O₂ 농도는 어떤 공기비로 운전하느냐에 크게 좌우됩니다. 공기비가 크면 배가스의 산소가 많아지고, 작으면 적어집니다.

공기비(空気比, kuki-hi, 과잉공기비·람다라고도 함)는 완전연소에 필요한 이론 공기량에 대해 실제로 몇 배의 공기를 넣었는지를 나타내는 값입니다.

운전 방법에 따라 O₂가 달라지므로, 두 설비의 실측 농도를 그대로 같은 잣대에 올릴 수는 없습니다. 모든 결과를 하나의 고정된 O₂ 수준으로 보정하면 이 문제가 해결됩니다.

공기 희석의 수치 예

산소 3%인 배가스가 100 Nm³/min 나온다고 합시다. Nm³(노멀 입방미터)는 0°C·1기압으로 환산한 부피입니다.

이 배가스에 NOx 200 ppm이 들어 있다면 NOx 유량은 100 × 200 × 10⁻⁶ = 0.02 Nm³/min이고, 산소 유량은 3 Nm³/min입니다.

ppm은 어디까지나 농도이므로, 바깥 공기를 섞으면 얼마든지 낮출 수 있습니다. 신선한 공기 100 Nm³/min을 섞으면 총량은 200 Nm³/min이 됩니다. 이 공기에는 산소가 21 Nm³/min 들어 있으므로 산소는 합계 24 Nm³/min, 즉 12%가 됩니다.

물질 수지는 아래 그림과 같습니다.

그림 3: 배가스를 공기로 희석했을 때

NOx의 양은 그대로이고 농도만 내려갑니다.

배가스100 Nm³/min, O₂ 3%
O₂: 3 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (200 ppm)

+ 신선한 공기100 Nm³/min, O₂ 21%
O₂: 21 Nm³/min
NOx: 0 Nm³/min

= 희석된 배가스200 Nm³/min, O₂ 12%
O₂: 24 Nm³/min
NOx: 0.02 Nm³/min (100 ppm)

NOx 유량은 여전히 0.02 Nm³/min이므로 농도는 0.02 ÷ 200 = 100 ppm으로 떨어집니다. 굴뚝으로 나가는 NOx 양은 같은데 숫자만 절반이 되는 것입니다.

희석만으로 기준을 맞출 수 있다면 농도 규제는 의미가 없습니다. O₂ 보정은 "6% 같은 고정 O₂ 수준이었다면 농도가 얼마인가"를 물어 이 빈틈을 막습니다. 일본 환경성도 배가스를 공기로 희석해 배출기준에 맞추는 것을 막기 위해 표준산소농도 보정을 도입했다고 설명합니다.

계산 예: 희석해도 보정값은 같다

앞 절의 두 상태를 모두 6% O₂로 보정해 봅시다. 첫 번째는 기본 계산이고, 두 번째는 희석 후에 어떻게 되는지 확인하는 계산입니다.

희석 전

O₂ 3%, NOx 200 ppm인 배가스에 O_s = 3, O_n = 6을 넣으면 보정값은 약 167 ppm입니다.

실측 O₂(3%)가 기준(6%)보다 낮으므로, 보정값은 실측 200 ppm보다 작아집니다.

공기를 과잉으로 섞은 경우

신선한 공기 100 Nm³/min을 섞은 뒤의 배가스는 O₂ 12%, NOx 100 ppm입니다. 이를 6% O₂로 보정해도 결과는 똑같이 약 167 ppm입니다.

따라서 공기를 섞어 배가스 총량을 늘려도 농도 기준을 피할 수 없습니다. 두 상태를 나란히 비교하면 다음과 같습니다.

그림 4: 희석하면 실측값은 절반이 되지만 보정값은 그대로

실측 농도는 절반으로 줄지만, 6% O₂ 기준으로는 두 경우 모두 167 ppm입니다.

희석 전

공기 100 Nm³/min을 섞은 후

배가스 유량

희석 전: 100 Nm³/min

희석 후: 200 Nm³/min

O₂ 농도 O_s

희석 전: 3% (3 Nm³/min)

희석 후: 12% (24 Nm³/min)

NOx 유량

희석 전: 0.02 Nm³/min

희석 후: 0.02 Nm³/min (변화 없음)

NOx 실측 농도 C_s

희석 전: 200 ppm

희석 후: 100 ppm

6% O₂ 보정값 C

희석 전: 약 167 ppm

희석 후: 약 167 ppm

보정값이 일치하는 것은 늘어난 산소가 모두 섞은 공기에서 왔기 때문입니다.

이유는 (21 − O_s)/21이라는 비율에 있습니다. 이것은 배가스 중 공기로 희석되지 않은 연소가스가 차지하는 비율입니다. O₂ 3%이면 18/21, 12%이면 9/21입니다.

실측값을 이 비율로 나누면 희석 전 농도(O₂ 0% 상당)로 되돌릴 수 있습니다. 200 ÷ (18/21)과 100 ÷ (9/21)은 모두 약 233 ppm입니다. O₂ 보정은 여기에 기준 비율(O_n = 6일 때 15/21)을 다시 곱하는 계산이며, 233 × 15/21 ≈ 167 ppm이 됩니다.

분자와 분모는 이렇게 기억하세요. 분자가 기준(O_n), 분모가 실측(O_s)입니다. 실측 O₂가 기준보다 높을수록(많이 희석될수록) 보정값은 실측값보다 커집니다.

일본의 시설별 기준 O2 (On)

일본은 대기오염방지법 시행규칙에서 시설 종류별로 O_n을 정합니다. NOx 값은 별표 제3의2 비고에, 먼지 값은 별표 제2 비고에 있습니다. 보일러는 연료에 따라 세 가지로 나뉩니다. 가스 5%, 액체연료 4%, 고체연료 6%입니다.

아래 표는 주요 시설의 값을 일본 정부의 법령 데이터베이스 e-Gov의 법령 본문으로 확인해 정리한 것입니다.

그림 5: 주요 시설의 일본 기준 O₂ (O_n)

보일러는 연료에 따라 셋으로 나뉩니다. 디젤 기관과 가스터빈은 높은 값을 쓰고, 가스 기관·가솔린 기관은 0%입니다.

시설

NOx (별표 제3의2)

먼지 (별표 제2)

보일러, 가스 전소

NOx: 5%

먼지: 5%

보일러, 액체연료(중유 등)

NOx: 4%

먼지: 4% (가스와 혼소하는 액체연료 포함)

보일러, 고체연료(석탄 등)

NOx: 6%

먼지: 6%

금속 가열로

NOx: 11%

먼지: 11%

시멘트 소성로

NOx: 10%

먼지: 10%

폐기물 소각로

NOx: 12%

먼지: 12%

디젤 기관

NOx: 13%

먼지: 13%

가스터빈

NOx: 16%

먼지: 16%

가스 기관, 가솔린 기관

NOx: 0%

먼지: 0%

시행규칙 별표 제2와 별표 제3의2의 비고에서 발췌했습니다(e-Gov 본문, 2026년 10월 확인. 현재 시행 중인 판을 확인하세요). NOx에서는 전열면적 10 m² 미만의 소형 보일러(고체연료 6%, 액체연료 4%)가 별도 구분입니다. 먼지에서는 흑액을 태우는 보일러나 전기를 열원으로 쓰는 시설 등이 C = C_s로 되어 있어 보정하지 않습니다.

주요 시설 상당수는 NOx와 먼지의 O_n이 같습니다. 다만 두 표는 시설을 나누는 방식이 다릅니다. 대상 물질마다 자사 설비가 어느 항에 해당하는지 확인하세요.

NOx에는 몇 가지 특수한 경우도 있습니다. 일부 납 산화물 노는 C = C_s로 보정하지 않으며, 순산소로 연소하는 유리 용융로는 보정값에 1/4을 한 번 더 곱합니다. 해당하는 설비라면 공급 업체에 어떤 식을 적용했는지 물어보세요.

예: 가스 보일러의 확인

가스 전소 보일러(O_n = 5)에서 O₂ 8%, NOx 80 ppm이 측정되었다고 합시다. 보정값은 약 98 ppm입니다.

이 98 ppm을 별표 제3의2의 배출기준과 비교합니다. 배출가스량이 4만 m³N/h 이상 50만 m³N/h 미만인 가스 전소 보일러의 전국 기준은 100 cm³/m³(100 ppm)입니다. 여기서 배출가스량은 0°C·1기압으로 환산한 시간당 최대량입니다.

기준값에서 거꾸로 "실측이 얼마까지면 기준 이내인가"를 구할 수도 있습니다. 식을 변형한 C_s = C × (21 − O_s) / (21 − O_n)을 씁니다.

이 역산은 운전 중에 분석계 값을 볼 때의 참고용입니다. 적합 여부는 해당 설비에 적용되는 기준과 조건으로 판단하며, 여기에는 설치 시기에 따른 경과 조치와 도도부현(都道府県)의 더 엄격한 상乗せ(uwanose) 기준이 포함될 수 있습니다.

분석계 값을 보고서에 쓴다면 분석계가 제대로 교정되어 있다는 점도 전제입니다.

운전 조건이 바뀔 때도 보정값이 도움이 됩니다. 예를 들어 공기 예열기로 연소 공기를 데우면 에너지는 절약되지만 NOx 농도가 오르지 않는지 확인해야 하는데, 보정값으로 보면 전후 비교가 쉽습니다.

일본의 기준 O2와 미국·EU·인도의 비교

다른 지역도 같은 발상을 쓰지만 기준 수준은 다른 경우가 많습니다. 아래 표는 법령 본문이나 신뢰할 만한 2차 자료로 확인할 수 있었던 값만 담았습니다. 일반 규칙보다 귀사의 허가 조건이 우선합니다.

설비	일본 (On)	미국 (예)	EU (산업배출지침)	인도 (예)
가스 보일러	5%	다수의 주·지방 보일러 규정에서 3% O2, 건조 기준 (예: South Coast AQMD Rule 1146 계열)	3% (액체·기체 연료)	미확인
유류 보일러	4%	허가 조건 확인	3%	미확인
석탄·고체연료 보일러	6%	허가 조건 확인	6%	6%, 건조 기준 (화력발전소)
가스터빈	16%	15% (40 CFR 60 Subpart KKKK)	15%	미확인
디젤 기관	13%	허가 조건 확인	미확인	미확인
가스 기관	0%	한도가 ppmvd일 때 불꽃점화 기관은 15% (40 CFR 60 Subpart JJJJ)	15%	미확인
폐기물 소각로	12%	7% (예: 40 CFR 60 Subpart Eb, Subpart EEEE)	11% (폐유는 3%)	미확인

눈에 띄는 차이는 세 가지입니다.

• 기관. 일본은 가스 기관·가솔린 기관을 0% O₂로 보정하지만, 미국의 불꽃점화 기관 규정과 EU는 15%를 씁니다. 그래서 같은 기관이라도 일본 기준에서는 숫자가 약 3.5배 큽니다(21/6 = 3.5).
• 가스터빈. 일본은 16%, 미국과 EU는 15%입니다. 같은 가스라도 15% O₂ 기준 값이 16% 기준보다 20% 높게 나옵니다(6/5 = 1.2).
• 상수. 일본과 EU는 식에 21을 쓰고, 미국 EPA 규정은 20.9를 씁니다. 예를 들어 7% O₂용으로 C_adj = C_meas × (20.9 − 7)/(20.9 − %O₂)입니다. 영향은 작아서, 200 ppm을 3%에서 6% O₂로 보정하면 21을 쓸 때 166.7 ppm, 20.9를 쓸 때 166.5 ppm입니다.

농도가 아닌 한도도 있습니다. 예를 들어 Subpart KKKK는 lb/MWh 단위의 출력 기준 한도도 허용하는데, 이는 O₂ 보정만으로는 일본의 ppm 값과 비교할 수 없습니다.

한국의 허용기준과 맞출 때

한국의 대기환경보전법 시행규칙 별표 8도 배출허용기준을 정하며, 시설별 표준산소농도로 보정한 농도로 비교하는 같은 구조의 보정식을 쓰는 것으로 알고 있습니다. 다만 이 글에서는 한국 법령의 시설 구분, 표준산소농도 값, 단위(ppm, mg/Sm³ 등)를 확인하지 못했으므로 숫자는 적지 않았습니다.

일본 업체의 값을 한국 기준과 비교할 때는 법령 원문과 귀사 배출시설 허가·신고 서류에 적힌 표준산소농도·단위·측정 방법을 기준으로 삼으세요. 한국 자료에서는 표준상태 부피를 Nm³ 대신 Sm³로 쓰는 경우가 있으므로, 0°C·1기압 기준인지도 함께 확인하는 것이 좋습니다.

건조 기준, ppm, mg/Nm3: 함께 맞춰야 할 것들

O₂ 기준은 맞춰야 할 네 가지 기준 중 하나일 뿐입니다. 나머지 셋은 수분, 단위, 기준 온도입니다.

건조 기준과 습윤 기준

미국 규정은 ppmvd, 즉 "부피 기준 건조 ppm"으로 쓰며, EPA는 C_meas와 %O₂를 모두 건조 기준으로 정의합니다. EU 한도는 수증기 보정 후의 값으로 표시합니다. 일본의 적합 확인 결과도 흔히 건조 가스 기준(乾きガス, kawaki gasu)으로 보고됩니다. 예를 들어 한 지자체 소각로 보고서는 "건조 가스 기준, 12% O₂ 환산"으로 값을 싣고 있습니다.

천연가스를 태운 배가스에는 수증기가 많아서 습윤 기준 값은 건조 기준보다 눈에 띄게 낮게 나옵니다. 일본 데이터시트에 "dry"라는 표시가 없다면 확인하세요. 습윤 기준의 NOx와 건조 기준의 O₂를 한꺼번에 O₂ 보정식에 넣으면 안 됩니다.

ppm과 mg/Nm3

일본은 NOx 한도를 부피(cm³/m³, 즉 ppm)로 정합니다. EU와 인도는 단위 부피당 질량(mg/Nm³)으로 정하며, EU 한도는 NOx를 NO₂로 표시합니다. ppm을 mg/m³로 바꾸려면 몰 질량을 곱하고 기준 온도에서의 몰 부피로 나눕니다.

• 0°C, 101.3 kPa (EU와 일본의 "N" 조건): 1 ppm NO₂ = 46.01 ÷ 22.41 ≈ 2.05 mg/Nm³
• 20°C(68°F), 101.3 kPa (40 CFR 60.2의 미국 EPA 표준 조건): 1 ppm NO₂ ≈ 1.91 mg/m³

O₂ 보정을 먼저 하든 나중에 하든 두 값이 같은 건조 기준이기만 하면 순서는 상관없습니다. 중요한 것은 올바른 기준 온도를 쓰는 일입니다. 일본이나 EU의 "Nm³"는 0°C 기준이고, 미국 규정의 "standard"는 20°C를 뜻합니다.

일본 업체의 NOx 값을 우리 기준으로 다시 환산하기

원시 측정값(NOx 실측 C_s와 O₂ 실측 O_s, 둘 다 건조 기준)이 있으면 귀사의 식과 기준 산소농도를 그대로 적용하면 됩니다. 이것이 가장 깔끔한 방법입니다. 보정된 값만 있다면, 실측 O₂가 약분되므로 한 기준에서 다른 기준으로 옮길 수 있습니다.

순서는 다음과 같습니다.

1. 일본 쪽 기준을 읽는다. O₂ 기준("○% 환산" 표기), 건조/습윤, 단위(ppm 또는 0°C 기준 mg/m³N)를 찾습니다.
2. 우리 기준을 확인한다. 기준 O₂, 수분 기준, 단위, 기준 온도, 평균 시간은 일반 규칙이 아니라 귀사의 허가·신고 서류에서 가져옵니다.
3. O₂ 기준을 다시 보정한다. 위 식을 쓰거나 원시 측정값에서 다시 계산합니다.
4. 단위를 바꾼다. 한도가 mg/Nm³ 또는 mg/m³이면 규정이 정한 기준 온도로 환산합니다.
5. 같은 조건끼리 비교한다. 일본 시험의 부하 조건, 연료, 평균 시간이 우리 한도가 다루는 조건과 일치하는지 확인합니다.

상수 21로 계산한 가상의 예 세 가지입니다.

• 가스 보일러. 업체가 5% O₂에서 60 ppm을 보증합니다. 3% O₂에서는 60 × (21 − 3)/(21 − 5) = 60 × 18/16 = 67.5 ppm입니다. EU식 단위(0°C, NO₂ 기준)로는 3% O₂에서 약 67.5 × 2.05 ≈ 138 mg/Nm³입니다.
• 가스터빈. 시험 성적서가 16% O₂에서 15 ppm입니다. 15% O₂에서는 15 × (21 − 15)/(21 − 16) = 15 × 6/5 = 18 ppm입니다.
• 가스 기관. 데이터시트가 0% O₂에서 200 ppm입니다. 15% O₂에서는 200 × (21 − 15)/21 ≈ 57 ppm입니다.

가스 기관 예가 기준의 중요성을 보여 줍니다. 15% O₂ 한도보다 한참 높아 보이던 일본의 수치가 다시 환산하면 한도 안에 들 수 있고, 반대로 적합해 보이던 가스터빈 수치가 그렇지 않을 수도 있습니다. 이런 결과는 선별용으로만 쓰고, 최종 비교는 허가 조건, 인허가 기관, 공급 업체와 함께 확인하세요.

체크리스트와 일본 공급 업체에 보낼 질문

일본의 배출 수치를 귀사의 한도와 비교하기 전에 이 체크리스트를 사용하세요.

• 일본 수치의 O₂ 기준(예: "O₂ 4% 환산")과 우리 한도의 O₂ 기준
• 오염물질과 O₂ 측정값 모두의 건조/습윤 기준
• 단위: ppm(cm³/m³N), mg/Nm³, 질량 유량 또는 출력 기준 단위
• 기준 온도와 압력(0°C, 20°C, 25°C. 101.3 kPa)
• 한도가 질량 단위라면 NOx를 NO₂로 표시하는지 NO로 표시하는지
• 식의 상수: 21 또는 20.9
• 시험 중의 부하, 연료, 운전 모드
• 평균 시간(순간, 1시간, 일평균)과 측정 방법(일본은 JIS K 0104)
• 보증값인지, 설계값인지, 실측 결과인지
• 특수한 식의 유무(보정 없음, 순산소 연소로의 1/4 계수)

일본 측에 보낼 질문은 다음과 같습니다.

1. NOx(또는 먼지) 값은 어떤 O₂ 기준으로 보정한 것입니까? 이 설비 종류에 대한 일본의 표준산소농도입니까?
2. NOx와 O₂ 값은 둘 다 건조 기준입니까?
3. 보정 전, 시험에서 얻은 NOx와 O₂의 원시 측정값을 받을 수 있습니까?
4. 시험은 어떤 부하, 연료, 주위 조건에서, 어떤 평균 시간으로 실시했습니까?
5. 보증값을 우리 기준 조건(O₂ %, 건조 기준, 단위, 기준 온도)으로 다시 환산해 주실 수 있습니까?

일본 측과는 영어로 주고받는 경우가 많아 영문 예시를 실었습니다. 상황에 맞게 고쳐 쓰세요.

이 글의 한계

• 일본의 값은 대기오염방지법 시행규칙의 전국 기준입니다. 도도부현은 더 엄격한 한도를 정할 수 있고, 오래된 시설에는 경과 조치가 적용될 수 있습니다.
• 일본 밖의 기준 O₂는 규정, 주, 설비 규모, 허가에 따라 다릅니다. 비교표는 예시이며 귀사에 적용되는 한도가 아닙니다.
• 한국의 대기환경보전법 시행규칙 별표 8의 시설별 표준산소농도와 단위는 이 글에서 확인하지 못했습니다. 법령 원문과 귀사의 허가 서류로 확인하세요.
• 보정된 값을 다시 보정하는 방법은 두 값이 같은 건조 기준이고 원래 보정이 표준식으로 이루어졌다고 가정합니다. 원시 측정값에서 계산하면 이 가정이 필요 없습니다.
• 이 글은 NOx와 먼지 농도를 다룹니다. 일본은 황산화물(SOx)을 다른 방식으로 규제하며(FAQ 참조), 질량 유량이나 출력 기준 한도도 있습니다.
• 적합 판단은 시설의 환경 담당 부서와 인허가 기관의 몫입니다. 이 글은 올바른 질문을 던지기 위한 자료이며 적합 판정이 아닙니다.

FAQ

실측 O2가 20%를 넘으면 어떻게 계산하나요?

20%를 넣습니다. 일본의 먼지·NOx 규정에서는 O_s가 20%를 넘으면 20%로 취급하므로, 20.5%로 측정되어도 식에는 20을 넣습니다. O_s가 21%에 가까워지면 분모 21 − O_s가 0에 가까워져 보정값이 극단적으로 커지기 때문입니다.

O_n을 O_s와 같다고 정한 시설이나 C = C_s인 시설은 보정 자체를 하지 않습니다.

"0% O2 환산"이란 무엇인가요?

공기로 희석되기 전의 농도입니다. O_n = 0이면 식은 C = C_s × 21/(21 − O_s)가 됩니다. 일본은 가스 기관과 가솔린 기관에 0%를 씁니다.

예를 들어 O_s 10%, NOx 300 ppm인 가스 기관은 300 × 21/11 ≈ 573 ppm이 되고, 이 값을 기준과 비교합니다. 같은 가스라면 0% 기준 값은 항상 6% 기준 값보다 큽니다. 보고서를 비교할 때는 먼저 O₂ 기준을 맞추세요.

일본은 SOx에도 O2 보정을 적용하나요?

아닙니다. 일본은 황산화물을 "K값 규제"로 관리하며, 유효 굴뚝 높이와 지역별 상수 K로 시간당 허용 배출량을 정하는 방식입니다. 식은 q = K × 10⁻³ × He²이고, He는 보정한 굴뚝 높이입니다.

지정 지역에는 총량 규제와 연료 사용 기준도 있습니다. 연료의 황분은 보일러의 저온 부식(低温腐食)의 원인이 되기도 합니다.

O2 보정은 공기비와 어떤 관계인가요?

공기비 m은 배가스의 산소로부터 m ≈ 21/(21 − O₂)로 어림할 수 있습니다. 이렇게 보면 O₂ 보정의 계수 (21 − O_n)/(21 − O_s)는 "측정 시의 공기비 ÷ 기준 공기비"로 읽힙니다.

다만 공기비 식은 근사이므로 둘이 정확히 일치하지는 않습니다. O₂ 보정은 규제를 위한 계산이고, 공기비는 연소 관리에 쓰는 운전값입니다.

너무 낮아지지 않는 범위에서 공기비를 낮추면 배가스가 가져가는 열이 줄어듭니다.

15% O2 기준 ppm을 3% O2 기준 ppm으로 환산하려면?

(21 − 3)/(21 − 15) = 3을 곱합니다. 적용 규정이 20.9를 쓴다면 (20.9 − 3)/(20.9 − 15) ≈ 3.03을 곱합니다. 15% O₂에서 9 ppm이면 3% O₂에서는 약 27 ppm입니다. 두 값 모두 건조 기준이어야 합니다.

출처

• 보정식, 표준산소농도, 20% 제한, NOx 배출기준: e-Gov 「대기오염방지법 시행규칙」(일본어) (제3조~제5조, 별표 제2·별표 제3의2)
• 국가 기준보다 엄격한 도도부현 기준: e-Gov 「대기오염방지법」(일본어) (제4조)
• 보정의 목적(공기 희석 방지): 일본 환경성 「먼지 규제」(일본어)
• NOx 농도 규제와 총량 규제: 일본 환경성 「유해물질 규제」(일본어)
• SOx의 K값 규제: 일본 환경성 「황산화물(SOx) 규제」(일본어)
• 건조 가스 기준으로 보고된 일본 결과(예): 사노시 소각로 배출가스 측정 결과(일본어)
• 공기 예열과 NOx 확인: 일본 환경성 SHIFT 사업 대책 메뉴 121222 「보일러 배가스에 의한 연소 공기 예열」(일본어)
• 건조 공기의 산소 함량(20.95%): NASA 「Earth Fact Sheet」
• 미국 7% O₂ 보정과 상수 20.9(건조 기준): 40 CFR 60.2975; 40 CFR 60.58b (Subpart Eb)
• 미국 가스터빈 한도(15% O₂ ppm 또는 lb/MWh): 40 CFR 60 Subpart KKKK, Table 1
• 미국 불꽃점화 기관 한도(15% O₂ ppmvd): 40 CFR 60 Subpart JJJJ, Table 1
• 미국 표준 조건(20°C, 101.3 kPa): 40 CFR 60.2
• 3% O₂ 건조 기준 보일러 한도(주·지방 예): South Coast AQMD, Rules 1146/1146.1 워킹그룹 발표 자료
• EU 연소 시설의 기준 O₂(6%, 3%, 15%)와 기준 조건: 지침 2010/75/EU 부속서 V 제1부 (legislation.gov.uk 사본)
• EU 폐기물 소각 11% O₂(폐유 3%), NOx는 NO₂로 표시: 지침 2010/75/EU 부속서 VI (legislation.gov.uk 사본)
• 인도 화력발전소의 6% O₂ 건조 기준 보정(관보 개정 내용을 재판 제출 서류에서 인용): National Green Tribunal, OA 203 of 2022 진술서
• 한국의 배출허용기준: 국가법령정보센터 「대기환경보전법 시행규칙」 별표 8 (대기오염물질의 배출허용기준). 시설별 표준산소농도와 단위는 원문에서 직접 확인하세요.