공정상에서 가연성물질의 생산, 처리, 수송, 저장할 때 취급을 잘못하므로써 화재, 폭발 및 유해물질의 누출을 야기시킬 수 있다. 따라서 가연성물질의 안전한 취급을 위해서는 이들 물질의 중요한 기초적인 안전특성(safety property) 자료인 인화점(flash point)에 대한 지식을 필요로 하고 있다. 인화점은 가연성 액체의 화재 위험성을 나타내는 지표로써, 가연성액체의 액면 가까이서 인화할 때 필요한 증기를 발산하는 액체의 최저온도로 정의한다. 인화점에는 하부인화점과 상부인화점으로 나누고 있으며, 일반적으로 하부인화점을 인화점이라 한다. (중략)
인화점은 가연성 액체의 화재 위험성을 평가하기 위해 사용되는 중요한 특성치 중의 하나이다. 가연성 액체의 상대적인 화재 위험성을 나타낼 수 있는 특성치로서는 열방출속도(HRR), 최대열방출속도(PHRR), 발화지연시간(TTI),질량 감소율, CO및 $CO_2$발생량 등이 있다. 본 연구에서는 가연성 액체의 가연성 액체의 인화점과 화재 특성치와의 관계에 대해서 검토하였다. 이를 위하여 질량 감소율과 TTI를 측정하여 화재 특성치를 계산하였다. 그 결과, 가연성 액체의 인화점과 TTI와 관련된 화재 특성치가 상관성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이 결과로부터 가연성 액체 화재의 상대적인 위험성을 평가할 수 있는 파라미터로 사용할 수 있었다.
대부분의 고체와 액체의 연소는 고체의 열분해에 의해 생성되는 가연성 기체나 액체의 증발에 의한 가연성증기가 공기중에 확산되는 형태의 확산연소이다. 이런 확산 연소에서 연소속도를 지배하는 요소는 연료와 산화제의 확산속도이며 고체와 액체 연료의 경우 기체상태의 열분해 생성물이나 증기의 생성속도가 연소속도에 영향을 미치는 요소가 된다. 이러한 형태의 연소에서 연료와 산화제의 공급상태에 따라 발열량 및 화염의 형태 등이 영향을 받게 된다. 화재에서 화재의 확대에 영향을 미치는 요소들 중에 화염의 높이와 복사열 에너지 등이 있다.(중략)
가연성가스나 액체는 화학공업의 원료, 중간제품 그리고 완제품으로 화학공정의 광범위한 분야에서 사용되고 있을 뿐만 아니라, 가정에서도 널리 사용되고 있다. 이들 물질의 취급함에 있어 밸브의 조작실수, 배관접합부파손, 저장 및 수송의 부주의로 인해 주위에 공기와 혼합되면 화재 및 폭발이 발생할 수도 있고 유해물질이 유출되는 경우도 있다.(중략)
화학산업이 발달함에 따라 화학 산업 현장에서 사용되고 있는 가연성물질들의 여러 가지 화재 및 폭발 위험이 증가되고 있으며, 화재 및 폭발의 예방 안전을 위한 화학공정설계 및 대처에 있어, 물질의 연소특성치 데이터를 필요로 한다. 인화점은 가연성 액체를 다루는 공정에서 안전한 취급과 사고방지를 위해 중요한 자료가 되며, 화재의 위험을 나타내는 지표로서 가연성액체의 액면 가까이서 인화할 때 필요한 증기를 발산하는 액체의 최저온도, 그리고 가연성증기의 포화증기압이 공기와 혼합기체의 폭발한계 하한농도와 같게 되는 온도로 정의한다. 본 연구에서는 2성분계 혼합물에 대해 인화점을 측정하였고, 측정값을 Raoult의 법칙과 다중회귀분석(Multiple Regression)을 도입하여 이론값과 비교 하였다. 따라서 본 연구에서 제시된 방법론에 의해 아직까지 밝혀지지 않은 순수가연성액체와 가연성혼합물의 인화점을 예측하는 방법을 전개하고자 하며, 실험에서 찾고자하는 자료에 도움을 주고자 한다. 본 연구를 바탕으로 혼합물의 인화점 예측 방법과 실험에서 측정한 자료를 화재 및 폭발을 방지하는 기초 자료로 제공하고자하며, 산업현장에서 취급되고 있고 위험성 평가가 되지 않은 보다 많은 물질에 대한 이론 및 실험 연구에 활용 되도록 하는데 그 목적이 있다.
석유류를 비롯한 가연성 액체는 물체간의 마찰작용에 의해 발생한 정전기 방전과 같은 작은 에너지에 의해서도 착화하는 일이 있다. 이러한 종류의 재해 사고에선 착화성이 높은 액체나 가스, 분진 등의 물적 피해뿐만 아니라 다수의 인명 피해를 부르는 일이 있다. 이 때문에 가연성액체의 충진 등에 있어서는 정전기에 의한 화재·폭발 등 사고발생의 위험성을 배려해서 대책을 세우는 것이 필요하다/sup (1)/.(중략)
현재 사용중인 내연기관, 가스터어빈, 로켓엔진과 발전소 및 주거용 난방에 이용되는 중 .소형 연소기에서는 고가의 액체연료들을 사용하고 있다. 이 액체연료를 고급동력으로 바꿀 때는 필연 적으로 연소라는 과정을 거치게 되는데 연소과정을 단계적으로 나누어 보면 첫째, 액체연료의 표면적을 크게 하여 연소를 촉진시키기 위한 연료의 미립화(atomization) 과정, 둘째, 미립화된 액적들의 증발 및 기체화한 연료와 공기와의 혼합으로 생성되는 가연성 혼합기 생성과정과 셋째, 가연성 혼합기의 점화, 연소 및 화학반응으로 인한 공해물질의 생성과정들로 대별된다.
최근의 수많은 산업 현장에서 취급하고 있는 각종 화학물질은 잠재적 위험성이 크므로 보관, 수송 및 취급할 때 특별한 주의가 필요하다. 공정 설계 시 정확하지 않은 폭발한계를 사용함으로서 사고가 유발되는 경우가 많다. 따라서 사업장에서 사용되고 있는 화학물질의 화재 및 폭발 특성치인 인화점, 폭발한계 등을 정확히 파악하는 것은 중요하다. 인화점은 하부인화점과 상부인화점으로 나누고 있고 있으며, 인화점은 가연성 액체의 화재 위험성을 나타내는 지표로써, 가연성액체의 액면 가까이서 인화할 때 필요한 증기를 발산하는 액체의 최저온도 또는 점화원 존재시 인화가 일어날 수 있는 최저온도, 그리고 가연성증기의 포화증기압이 공기와 혼합기체의 폭발한계 하한농도와 같게 되는 온도로 정의한다. 폭발한계는 발화원이 존재할 때 가연성가스와 공기가 혼합하여 일정 농도범위 내에서만 연소가 이루어지는 혼합범위를 말한다. 본 연구에서는 실제 공정에서 사용되고 있는 n-Hexadecane의 인화점을 측정하여 이를 기존 문헌값과 비교 하였고, 측정된 인화점을 이용하여 폭발한계를 예측하였다. 예측된 폭발한계를 여러 문헌에 제시된 자료과 비교하여 공정안전에 타당한 자료를 제시하였다. 본 연구는 n-Hexadecane을 취급하는 공정에서 안전 확보의 중요한 지침 마련과 MSDS D/B의 최신화에 유용한 정보를 제공하는데 목적이 있다.
가연성 액체를 취급, 저장 및 수송하는 과정에서 화재폭발의 가능성은 항상 존재하고 있으며, 여러 가지 인적, 물적 원인에 의해서 화재가 발생하면 인명과 재산상의 피해가 많은 대형사고의 성격을 띄고 있다. 이와 같은 화재폭발 사고를 예방하기 위해서 현장에서 취급하고 있는 위험성 물질에 관한 위험특성을 정확하게 파악하여 근본적인 예방대책을 강구하여야 하며, 특히 가연성 액체의 경우에는 위험성의 지표인 연소 특성을 파악하는 것은 대단히 중요하다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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