Experimental Study on Ignition and Explosion Hazard by Measuring the Amount of Non-volatile (NVR) and Explosion Limit of Biodiesel Mixture

Purpose: By measuring and evaluating the risk of biodiesel through non-volatile residue (NVR) and flash point and explosion limit measurement at a specific temperature according to ASTM test standards, the risk of chemical fire causative substances is identified and a universal evaluation method By derivation and securing the risk-related data of the material, it can be used for the identification and analysis of the cause of the fire, and it can be applied to the risk assessment of other chemical substances Method: In order to measure the risk of biodiesel, it was measured using the non-volatile residue(NVR) measurement method, which measures how much flammable liquid is generated at a specific temperature. Heating was tested by applying KS M 5000: 2009 Test Method 4111. In addition, the flash point was measured using the method specified in ASTM E659-782005, and the energy supply method was measured using the constant temperature method. In addition, the explosion limit measurement was conducted in accordance with ASTM E 681-04 「Standard test method for concentration limits of flammability of chemicals(Vapors and gases)」 test standard. Result: As a result of checking the amount of combustible liquid by the non-volatile residue (NVR)measurement method, the non-volatile residue(NVR) of general diesel when left at 105±2℃ for 3 hours was about 30% (70% of volatile matter) and about 4% of biodiesel. In addition, similar results were obtained for the non-volatile residue(NVR)heating temperature of 150±2℃, 3 hours and 200±2℃ for 1 hour, and white smoke was generated at 200℃ or higher. In addition, similar values were obtained as a result of experimentally checking the explosion (combustion) limits of general diesel, general diesel containing 20% biodiesel, and 100% biodiesel. Therefore, it was confirmed that the flammability risk did not significantly affect the explosion risk. Conclusion: The results of this study suggested the risk judgment criteria for mixtures through experimental research on flammable mixtures for the purpose of securing the effectiveness, reliability, and reproducibility of the details of the criteria for determining dangerous substances in the existing Dangerous Materials Safety Management Act. It will be possible to provide reference data for the judgment criteria for flammable liquids that are regulated in the field. In addition, if the know-how for each test method is accumulated through this study, it is expected that it will be used as basic data in the research on risk assessment of dangerous substances and as a basis for research on the determination of dangerous substances.

바이오디젤 혼합물의 가열잔분측정과 폭발한계 측정을 통한 발화 및 폭발위험성에 대한 실험적인 연구

연구목적: 바이오디젤의 위험성을 ASTM 시험규격에 의해 특정한 온도에서 열잔분측정과 발화점 및 폭발한계 측정을 통해 측정 평가함으로써 화학화재의 원인물질의 위험성을 확인하고, 보편적인 평가방법 도출 그리고 그에 따른 물질의 위험성 관련 데이터를 확보함으로써 화재원인 감식과 감정에 활용할 수 있을 것이고, 다른 화학물질에 위험성평가에 적용할 수 있을 것이다. 연구방법: 바이오디젤의 위험성을 측정하기 위해서 특정한 온도에서 얼마나 많은 가연성 액체를 발생하는가를 측정하는 가열잔분 측정법을 사용해서 측정해 보았다. 가열은 KS M 5000 : 2009 시험방법 4111을 적용해서 실험을 해보았다. 또한 발화점 측정은 ASTM E659-782005서 규정하는 방법으로, 에너지 공급방식은 정온법을 이용하여 측정하였다. 아울러 폭발한계 측정은 ASTM E 681-04 「Standard test method for concentration limits of flammability of chemicals(Vapors and gases)」 시험규격에 의해 실험을 진행하였다. 연구결과: 가열잔분법으로 가연성액체량의 확인결과 105±2℃에서 3시간 방치했을 때의 일반디젤의 가열잔분은 약 30%정도(휘발분 70%), 바이오디젤의 경우 약 4%정도로 측정되었다. 또한 가열온도 150±2℃, 3시간과 200±2℃ 1시간의 가열잔분의 값은 유사한 결과를 얻었고, 200℃이상에서는 흰색연기를 발생시켰다. 아울러 일반디젤, 20%의 바이오디젤 함유된 일반디젤, 그리고 100% 바이오디젤의 폭발(연소)한계를 실험적으로 확인해 본 결과 유사한 값을 얻었다. 따라서 인화위험성이 폭발위험성에 영향을 크게 미치지 못하는 경향을 확인하였다. 결론: 본 연구에서의 결과는 기존의 위험물안전관리법에서의 위험물 판정 기준에 대한 세부 내용의 실효성 및 신뢰성 그리고 재현성 확보를 목적으로 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단 기준을 제시하였고, 향후 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.