진폐증발생에 관계되는 분진의 크기별 분진농도를 측정하고자 용접공진폐증이 발생된 울산의 모 조선회사에서 용접만 하는 작업장 14개소, 용접 및 그라인더, 절단, 블라스팅, 금속가공 등 혼합 작업장 32개소, 용접을 하지 않는 작업장 25개소 총 71개소를 대상으로 분진크기별로 분진의 채집이 가능한 Anderson 공기시료채집기를 이용하여 분진크기별 분진농도와 분진비율을 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 각 작업장간의 분진크기별 분진농도는 대수정규 분포를 했으며 각 작업장의 분진의 기하평균치는 각각 $0.877mg/m^3,\;1.346mg/m^3,\;1.145mg/m^3$으로서 통계적으로 서로 차이가 없었으며 $0.43\sim4.7{\mu}m$ 분진농도가 각 작업장별로 각각 $0.395mg/m^3,\;0.491mg/m^3,\;0.364mg/m^3$으로 서로 차이가 없었다. 2. 분진크기별로 전체 분진농도에 대한 비율은 용접만 하는 작업장은 $1.1\sim0.65{\mu}m$ 크기의 분진이 제일 많았고 다음이 $0.43{\mu}m$이하, $11.0{\mu}m$이상, $0.65\sim0.43{\mu}m$ 크기순이었는데 반해 용접과 다른 작업을 동시에 하는 작업장과 용접을 하지 않는 작업장은 $11.0{\mu}m$이상의 분진의 비율이 제일 높고 다음이 $0.43{\mu}m$이하의 분진의 비율이 높았다. 그러나 $0.43\sim4.7{\mu}m$ 크기의 분진 비율은 용접만 하는 작업장은 48.5%, 용접과 다른 작업을 동시에 하는 작업장은 42.4%, 용접을 하지 않는 작업장은 35.6%로 통계적으로 서로 차이가 없었다. 이상의 결과로 보아 조선작업장의 경우 각 작업장에서 폭로되는 분진종류는 서로 다를 수 있으나 분진 크기별 분포와 농도는 작업종류에 관계없이 거의 비슷한 것으로 사료된다.
석탄광산에서 발생하는 갱내 부유분진의 입경분포와 부유분진 중에서 호흡성 분진이 차지하는 비율을 파악하기 위하여 태백, 화순, 점촌 지역의 일부 석탄광산을 대상으로 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 굴진막상의 부유분진의 입경이 가장 작으며 대표입경이 ACGlH(1989)에서 정의한 호흡성 분진의 입경보다 작고 채탄막장의 입경은 호흡성 분진의 입경과 같으며 선탄장의 입경도 기관지 침착성 분진의 입경을 나타내고 있다. 2. 굴진부서의 공기 중에 부유하고 있는 분진 중에서 호흡성 분진이 차지하는 비율이 다른 부서에 비하여 가장 높게 나타났다.
분진은 그 안에 Pb, Cr, Cd, Zn등 각종 중금속 및 유해물질을 함유하고 있으며(Jaenicke, R., 1988), 이러한 조성은 분진의 발생원과 밀접한 관련이 있다. 또한, 분진의 물리, 화학적 특징들은 대기로의 배출정도나 화학적 변형 외에도 기상학적 인자들에 의해 영향을 받는다(Karakas와 Tuncel, 1997). 이러한 분진들은 최종적으로 지상에 낙하할때의 분진으로서 비교적 크기가 큰 강하분진과, 입자가 미세하고 가벼워서 좀처럼 침강하기 어려워 장기간 대기중에 떠 다니는 부유분진으로 나눌수 있으며, 이 중 강하분진은 대기중의 오염물질 중 자기 중량에 의해 또는 우적에 포함되어 침강하는 매연 및 분진과 그 외 불순물로서, 그 측정치는 일정지역에 있어서의 오염변동을 나타내고 지역적 비교의 지표로서 이용되고 있다(김은경등, 1996)(중략)
석탄광산의 선탄장(選炭場)에서 운용하는 장치들로부터 발생하는 석탄분진의 입도분포를 현장조사와 실내분석을 통하여 파악하였으며, 연구결과는 광해(鑛害)로서 작용하는 석탄분진을 포집하는 집진기(A Dust Collector)의 설계에 필요한 자료로 제시하고자 한다. 연구결과 TB업체의 분진 입도분포는 $1{\mu}m$이하의 미세(微細)입자와 $100{\mu}m$이상의 조대(粗大)입자가 차지하는 비중이 미약한 반면, 특히 $5{\mu}m{\sim}80{\mu}m$ 사이에 분포되는 분진들이 89.2%로 나타나 발생분진의 대부분을 차지하는 것으로 파악되었다. 이들 중 원심집진기에 포집된 분진은 $70{\mu}m$이하에서 89.5%인 반면 여과집진기에서 포집된 분진의 90.0%가 $20{\mu}m$이하인 것으로 나타났다. SD업체의 분진 또한 $1{\mu}m$이하와 $100{\mu}m$이상 입자는 적은 분포를 보인 반면, $5{\mu}m{\sim}70{\mu}m$사이에 분포되는 분진들이 89.6%로 나타나 발생분진의 대부분을 차지하는 것으로 파악되었다. 이들 중 여과집진기에 포집된 분진의 입도는 $30{\mu}m$이하에서 96.2%인 것으로 나타났다.
최근 환경법은 축사에서 발생하는 분진에 대한 관심을 갖고 있다. 또한 부유분진이 가축과 사람에 끼치는 영향에 대하여 많은 연구자들이 보고하고 있다. 연구자들은 분진을 제거하기 위한 필터법, 환기, 바닥청소, 오일과 기름 분무 등 저감방법에 대하여 주로 보고하고 있다. 대체로 이러한 방법들이 효과가 있는 것으로 알려지고 있으나 경제성 면에서는 적용하기 곤란한 면도 있다. 또한 분진 발생을 억제하기 위한 연구들은 별로 이루어지지 않았다. 사료는 분진발생의 주요 원천이며 사료의 조성을 바꾸거나 코팅을 하며 분진을 많이 저감할 수 있다.
여과포에 의한 분진 포집기술은 다른 분진포집기술에 비해 가장 우수한 집진성능을 나타낼수 있는 집진기술로서 최근에 와서는 분진발생공정, 연소설비 및 폐기물 소각설비의 중금속 물질, 유해 기체 및 분진의 동시포집 적용 등 광범위한 산업분야에 적응되어 운전되고 있다. 배출기체의 악조건과 습도가 다량 함유된 조건에서는 여과포 집진장치의 적용이 어렵다고 생각되고 있지만, 처리 기체의 조건 및 포집분진의 특성에 적합한 여과포의 개발과 탈진방식(cleaning method)의 개선으로 인해 해결이 가능하게 되었다. 또한 여과포에 의한 분진포집기술은 장치를 통과하는 배출기체의 속도가 다른 집진기술에 비해 느려 여과포 면적이 상대적으로 넓어져서 장치의 설치면적이 많이 소요된다는 단점이 있으나, 여과포를 원간으로 봉재하여 서로 접근시켜 많은 갯수를 다단으로 배치함과 동시에 연속탈진시스템(on-line cleaning)을 채택함으로써 장치에 소요되는 면적을 최소한으로 줄이려는 연구가 계속되고 있다. 대체적으로 여과포에 의한 분진포집기술의 산업체 적용에서 장치의 압력손실은 약 100 - 100 $mmH_2O$ 정도의 범위가 대부분이고 분진 포집효율은 거의 99.9%에서 99.99% 정도 달성이 가능하다[1,2,3].
분진의 입경과 농도의 변화에 의한 분진의 폭발압력과 압력상승속도 및 그에 따른 분진폭발지수(Kst), 최소점화에너지(MIE) 및 폭발범위 등 분진폭발에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 폭발 메커니즘의 이해와 이를 통한 예방을 위해서는 분진폭발의 폭발효율과 열방출률(Heat Release Rate)에 관한 연구도 필요하다. 본 연구에서는 산소소모열량계를 이용하여 분진폭발 전후의 열방출률의 차이를 통하여 폭발효율과 폭발의 에너지를 정량화하고, 이를 통해 분진폭발 위험도의 정량적 평가기준을 제시하였다.
순수 활성탄과 홉착제로 사용된 동종의 폐활성탄 분진의 온도에 따른 열적 안정성을 조사하기 위 하여 열중량 분석기(TGA)를 이용하여 온도에 따른 무게감량을 조사하고 이들의 입도별 비표면 적을 측정하여 동일한 입도를 갖는 순수 활성탄과 폐활성탄 분진의 비표면적 변화에 따른 분진폭 발 특성을 살펴보고자 하였다. 분진폭발 시험 장치로는 압축공기에 의해 분진을 강제 분산시킨 후 전기 점화원에 의해 분진의 폭발성을 측정하는 Hartman 식 측정장치를 이용하여 순수 활성 탄과 폐활성탄 분진의 입도별로 분진의 농도를 변화시켜가며 분진폭발실험을 행하였다. 실험 결 과 업도가 작을수록 분진폭발압력이 크며 동일한 입도에서 폐활성탄에 비해 비표면적이 3-4배 정도 큰 순수 활성탄이 상대적으로 분진폭발 발생이 용이하며 폭발압력 또한 높은 것으로 나타 났다.
본 연구는 독일 Schumacher사의 1m 크기의 세라믹 캔들 필터가 1개 설치된 실험장치를 구성하여 집진시 단일 필터 주위에서의 분진 속도분포를 PDPA를 이용하여 측정하고, 분진층의 유무와 분진 투입 위치에 따른 분진 속도분포의 변화를 관찰하였다. 측정 결과 집진이 계속되어 필터 표면에 분진층이 발달함에 따라 집진 속도가 감소됨을 알 수 있었다. 특히, 투입구가 위치하는 필터표면에서 집중적으로 분진층이 발달하여 이곳에서의 분진 속도 감소가 크게 나타났다. 그리고 필터 내부와 압력용기부사이의 압력 차에 의한 필터 표면에서의 분진 속도 평균값은 0.28m/sec 이었다. 또한 분진 투입을 압력용기부 하단에 위치한 투입구로 투입하였을 때 필터 주위의 분진의 고른 속도분포를 관찰할 수 있었다.
과거에는 정전기에 의한 분진 폭발이 사이로 등을 이용해 대량의 분진을 취급하는 기업에서만 발생하는 것으로 인식되어졌다. 그러나, 근래에 와서 정전기에 의한 분진 폭발은 그 취급하는 양에 관계없이 기업의 보편적인 관심의 대상이 되고 있다. 분진 폭발을 방지하기 위한 계획에는 취급 분진의 최소 착화 에너지(Minimum Ignition Energy: 이하 MIE라고 함)측정이 필수적으로 요구되어진다[1].(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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