• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권4호
• /
• pp.474-478
• /
• 2018

공정안전을 위해서는 산업현장에서 취급하는 가연성물질의 화재 및 폭발 특성치가 있어야 한다. 사업장에서 사고를 예방하기 위한 연소특성치로 인화점, 연소점, 전폭발한계, 최소자연발화온도 등을 들 수 있다. 그러나 물질보건안전자료(MSDS)에서 제시하고 있는 특성치는 문헌들에 따라 달리 제시되고 있는데, 가연성물질을 안전하게 처리, 수송, 취급하기 위해서는 정확한 연소특성치가 필요하다. 화학산업에서 중간제품, 고무약품 등의 원료로 다양하게 사용되고 있는 노말에틸아닐린을 선정하였다. 그리고 노말에틸아닐린 안전한 취급을 위해서 인화점, 연소점 그리고 최소자연발화온도를 측정하였다. 노말에틸아닐린의 폭발하한계는 실험에서 얻어진 하부인화점을 이용하여 계산하였다. 노말에틸아닐린의 Setaflash 밀폐식은 $77^{\circ}C$, Pensky-Martens 밀폐식에서는 $82^{\circ}C$ 그리고 Tag 개방식에서는 $85^{\circ}C$, Cleveland 개방식에서는 $92^{\circ}C$로 측정되었다. ASTM E659 장치에 의한 측정된 노말에틸아닐린의 최소자연발화온도는 $396^{\circ}C$로 측정되었다. Setaflash 밀폐식에 의해 측정된 노말에틸아닐린의 하부인화점 $77^{\circ}C$에 의한 폭발하한계는 1.02 vol%로 계산되었다. 본 연구에서는 밀폐식에 의해 측정된 노말에틸아닐린의 하부인화점을 이용하여 폭발하한계의 예측이 가능하였다. 본 연구에서 제시된 노말에틸아닐린의 발화온도와 발화지연시간의 관계식은 노말에틸아닐린의 다른 발화온도에서도 발화지연시간의 예측이 가능해졌다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.20-25
• /
• 2009

혼합물의 폭발하한계는 Raoult의 법칙, Dalton의 법칙, Le Chatelier 법칙 그리고 활동도계수 모델식을 이용하여 예측될 수 있다. 본 연구에서는 ethylacetate-ethanol 계와 ethanol+toluene 계의 폭발하한계를 예측하기 위해 Raoult의 법칙 그리고 활동도계수 모델식인 van Laar 식과 Wilson 식을 이용하였다. 계산값과 문헌값을 비교한 결과, Raoult의 법칙에 의한 계산값이 활동도 모델식에 의한 계산값 보다 모사성이 뛰어남을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.75-81
• /
• 2006

Lean premixed combustion is a well known method for low $NO_x$ gas turbine combustor. But lean combustion is usually accompanied by flame instability. To overcome this problem, the hydrogen ($H_2$) was added to main fuel methane to increase flammable limit. In this paper, the effects of hydrogen addition on lean premixed combustion of methane ($CH_4$) were investigated numerically. Results showed that the extinction stretch rate increases and the extinction temperature constant with relatively small amount of $H_2$ addition. The flame temperature and NO emission increase with $H_2$ addition at the same stretch rate and equivalence ratio but it could increase the range of lean extinction and extinction equivalence ratio limit. Eventually, the $H_2$ addition case showed almost same or lower NO emission than no addictive $CH_4$ case in the extinction condition.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.41-46
• /
• 2012

인화점은 공기 속 가연성 증기의 농도가 연소하한계(lower flammability limit)에 도달할 때의 최저 온도이며, 산업현장에서 사용하는 물질들의 화재와 폭발의 위험성을 결정하는 중요한 물성치이다. 단일 성분의 인화점 정보는 여러 문헌에서 얻을 수 있으나, 이성분계 혼합물의 인화점은 충분히 제공되어 있지 않다. 본 연구에서는 tert-pentanol+n-decanel 계의 인화점을 Tag 개방식 장치를 이용하여 측정하였다. 실험값은 Raoult의 법칙과, Wilson 식과 NRTL 식을 활용한 최적화 기법에 의해 계산된 값들과 비교되었다. 최적화 기법에 의한 계산값이 Rauolt의 법칙에 의한 계산값 보다 실험값에 더욱 근접하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.47-59
• /
• 2024

연구목적: 인화성 액체의 누출형태에 따라 제조업 사업장 내 화재·폭발사고를 예방하기 위해 기존 폭발위험장소 구분도를 개선하여 점화원 및 가연물을 안전하게 관리할 수 있는 방안을 제안하고자 한다. 연구방법: 「KS C IEC 60079-10-1」를 사용하여 폭발위험장소를 계산했으며, 계산된 폭발위험거리를 3D로 폭발위험장소를 구현하였다. 또한, 3D를 통해 구현된 폭발위험장소 내 인화성 증기의 대기확산량을 계산하기 위해 「P-91-2023」 액체의 대기확산량 공식을 활용하였다. 연구결과: 폭발위험장소를 3D로 표현했을 때 평면도의 사각지대를 확인할 수 있었으며, 폭발위험장소 내 점화원을 즉각적으로 확인 가능하였다. 다음으로 가연물은 3D로 나타난 폭발위험장소 체적 내 LEL 도달시간을 계산했을 때, 폭발위험거리와 동일하게 위험도가 나타나지 않았다. 결론: 인화성 액체의 대기확산량을 고려하여 안전관리가 이루어져야 할 것으로 판단하였다. 따라서 사업장에서 현실적으로 시행할 수 있는 환기량으로 감지·경보가 필요한 농도값을 계산하는 방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.118-124
• /
• 2017

본 연구에서는 상용코드인 Fluent(v.17.1)을 사용하여 수치해석을 진행하였으며, 지하복합발전 플랜트의 형상을 단순화하여 파공 크기 및 파공 위치에 따른 가스 누출에 관한 해석을 진행하였다. 누출 가스는 메탄으로 설정하였다. 파공 크기는 10 mm, 20 mm로 설정하였으며, 파공 위치는 파이프 엘보우 부근, 가스터빈 부근에서 가스가 누출될 경우로 가정하여, 총 4가지 Case에 대해 비교 및 분석을 진행하였다. 가스 누출을 분석하기 위해 연소 하한계의 개념을 바탕으로 누출 거리를 정의하여 종 방향, 횡 방향으로의 거리를 추정하여 정량적으로 분석하였다. 결과적으로 동일 위치에서 파공 크기에 따라 누출거리가 최대 52.3 %의 차이를 보이며 종 방향의 누출 거리가 달라지는 것을 알 수 있었다. 그리고 동일 파공 크기일 때, 파공 위치에 따라 최대 34.8 %의 차이를 보이며 가스의 확산 경향이 달라지게 된다. 공기보다 가벼워 부력의 영향으로 상승하던 가스가 장애물로 인해 수평방향으로 확산이 제한되어 장애물이 없는 경우보다 재순환이 빨라지게 된다. 따라서 종 방향 누출거리와 횡 방향 누출거리가 파공 크기 및 파공 위치에 따라 다른 성장 거동을 보인다. 이와 같은 결과는 지하 복합발전 플랜트와 같은 밀폐공간에서 가스 센서의 위치 및 개수를 최적화 하는데 유용한 데이터가 될 것으로 보인다.

• 한국가스학회지
• /
• 제23권6호
• /
• pp.17-24
• /
• 2019

산업현장에서 사용되고 있는 인화성물질의 연소특성치로는 하부/상부인화점. 폭발하한계/상한계, 최소자연발화온도(AIT), 연소점, 최소산소농도(MOC) 등이 있다. 공정 및 근로자 안전을 위해서는 이들 특성치의 정확한 평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 에폭시수지와 폴리우레탄의 용매, 올레핀의 산화제, 연료용 기름과 바이오물질의 주원료 등으로 다양하게 사용되고 있는 tert-Amylalcohol(TAA)를 선정하였다. 그 이유는 다른 가연성물질에 비해 연소특성치의 신뢰성에 비교 고찰하였다. TAA의 인화점은 밀폐식 Setaflash, Pensky-Martens와 개방식 Tag, Cleveland 장치로 측정하였고, AIT는 ASTM 659E를 사용하였다. 그리고 TAA의 폭발하한계/상한계는 측정된 하부/상부인화점을 이용하여 예측하였다. Setaflash, Pensky-Martens에 의한 인화점은 19 ℃와 21 ℃, Tag와 Cleveland는 각각 28 ℃와 34 ℃, AIT는 437 ℃로 측정되었다. Setaflash에서 측정된 인화점에 의한 폭발하한계/상한계는 1.1 vol%와 11.95 vol%로 계산되었다.

• 대한안전경영과학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.99-106
• /
• 2024

In the event of an emergency such as facility shutdown during process operation, the by-product gas must be urgently discharged to the vent stack to prevent leakage, fire, and explosion. At this time, the explosion drop value of the released by-product gas is calculated using ISO 10156 formula, which is 27.7 vol%. Therefore, it does not correspond to flammable gas because it is less than 13% of the explosion drop value, which is the standard for flammable gas defined by the Occupational Safety and Health Act, and since the explosion drop value is high, it can be seen that the risk of fire explosion is low even if it is discharged urgently with the vent stock. As a result of calculating the range of explosion hazard sites for hydrogen gas discharged to the Bent Stack according to KS C IEC 60079-10-1, 23 meters were calculated. Since hydrogen is lighter than air, electromechanical devices should not be installed within 23 meters of the upper portion of the Bent Stack, and if it is not possible, an explosion-proof electromechanical device suitable for type 1 of dangerous place should be installed. In addition, the height of the stack should be at least 5 meters so that the diffusion of by-product gas is facilitated in case of emergency discharge, and it should be installed so that there are no obstacles around it.

• 한국가스학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.33-39
• /
• 2020

일반적으로 인화성 액체를 사용하여 제품을 만들어 내는 회분식 반응 공정에서는 작업 후 반응기 세척(Cleaning) 시 제품 생산을 위해 사용되는 원료인 인화성 액체를 일정압력으로 분사하여 반응기 벽면 등을 세척하는 스플래쉬 필링(Splash Filling) 형태의 작업 방법을 적용한다. 이러한 작업과정에서 인화성 액체의 미스트 등이 발생하여 폭발하한계가 낮아지며 유동대전, 충돌대전, 분출대전과 같이 여러 형태의 복합 대전에 따른 방전현상으로 화재·폭발이 발생할 수 있다. 따라서 최근의 사고사례를 바탕으로 회분식 공정에서 톨루엔을 통한 스플래쉬 필링(Splash Filling) 형태의 작업 시 위험성을 파악하고 당량법을 이용한 폭발영향분석을 수행하여 사고결과를 분석하여 이러한 사고를 예방하기 위한 상시적 불활성화, 세척 방법 개선, 탄탈럼 사용 등의 예방대책을 제시하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.26-35
• /
• 2016

수소는 공해가 없는 청정에너지 자원으로, 이를 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 점차 생산 및 소비량이 늘어날 것으로 전망된다. 그러나 수소의 열화학적 특성 상 매우 높은 가연성을 가지며, 특히 밀폐공간에서 수소 가스가 누출되는 경우에 위험성이 높다. 본 연구에서는 전산유체역학 해석기법을 적용하여 밀폐된 공간 내부의 수소가스 누출 현상에 대한 수치해석 연구를 수행하였고, 실험결과와 비교하였다. 또한, 검증된 해석기법을 적용하여 누출공의 크기에 따른 가스 확산 거동에 대하여 해석하고 다양한 기법을 통해 분석하였다. 누출 시간 경과에 따른 공간 내의 가연영역을 누출공 크기 별로 확인하고, 가연영역의 체적분율을 통하여 누출공의 크기가 증가할수록 공간 내부의 가연영역은 급속히 성장함을 확인하였다. 또한 수소 가스의 누출량과 가연영역이 천장까지 성장하는 최소 소요시간 사이의 관계를 도출하였다. 특정 모니터링 지점에서 가스 몰분율 분석을 통해 가스는 형상 규모의 영향을 받지 않고 등방적 특성으로 퍼져나감을 확인하였으며, 특정 지점에서의 가스 농도는 누출구로부터 발생하는 주 유동의 효과와 밀폐공간에서의 가스 누적 효과를 모두 고려해야 함을 알 수 있었다.