메탄의 화재 및 폭발 위험성 평가

Risk Assessment of Fire and Explosion of Methane

가연성 물질의 안전한 취급, 저장, 수송, 조작 및 공정설계에 필요한 열화학적 파라미터로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화온도, 최소산소농도, 연소열 등을 들 수 있다. 특히 폭발한계와 최소자연발화온도는 가연성 물질의 화재 및 폭발 위험성을 결정하는데 중요한 특성으로 이용된다. LNG공정 안전을 위해 메탄의 폭발한계와 최소자연발화온도를 고찰하였다. 메탄의 폭발하한계와 상한계는 공기 중에서 각 각 4.8 vol$\%$와 16 vol$\%$를 추천하며, 최소자연발화온도는 전면 가열인 경우는 $540^{\circ}C$, 국소 고온표면인 경우는 약 $1000^{\circ}C$를 추천한다. 또한 메탄의 폭발한계 온도 및 압력의존성에 대한 새로운 예측식을 제시하였으며, 제시된 식에 의한 예측값은 문헌값과 일치하였다.

The thermochemical parameters for safe handling, storage, transport, operation and process design of flammable substances are explosive limit, flash point, autoignition temperature, minimum oxygen concentration, heat of combustion etc.. Explosive limit and autoignition temperature are the major physical properties used to determine the fire and explosion hazards of the flammable substances. Explosive limit and autoignition temperature of methane fur LNG process safety were investigated. By using the literatures data, the lower and upper explosive limits of methane recommended 4.8 vol$\%$ and 16 vol$\%$, respectively. Also autoignition temperatures of methane with ignition sources recommended $540^{\circ}C$ at the electrically heated cruicible furnace (the whole surface heating) and recommended about $1000^{\circ}C$ in the local hot surface. The new equations for predicting the temperature dependence and the pressure dependence of the lower explosive limits for methane are proposed. The values calculated by the proposed equations were a good agreement with the literature data.