• 한국안전학회지
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• 제33권2호
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• pp.39-44
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• 2018

Dust explosions are occurring in a variety of industries. A dust explosion caused by a specific energy generates huge amount of energy in the ignition and releases decomposition gas. Damages can be increased since this released decomposition gas can cause second and subsequent explosions. In this study, the goal was to obtain practical information on what could affect the explosion by comparing the characteristics of two kinds of dusts with completely different chemical properties. Three kinds of dusts were measured and evaluated for explosion pressure, dust explosion index, explosion limit and minimum ignition energy. It is possible to grasp the characteristics of each dust and use it as useful accident prevention data in the production of raw material powder.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.600-608
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• 2017

산업현장에서 취급되거나 가공되는 원료의약품 분진의 폭발 위험성은 항상 존재하며, 이로 인한 폭발사고가 자주 발생되고 있다. 본 연구에서는 원료의약품 시료 3종의 분진폭발특성을 측정하였다. 주요 폭발특성 측정값은 록소프로펜산은 평균 입경이 $5.31{\mu}m$이며, $P_{max}$는 8.4 bar, 최소점화에너지는 1 mJ < MIE < 3 mJ이며 최소점화온도는 $550^{\circ}C$이다. 클로피도그렐 캄포르술폰산염은 평균 입경이 $95.63{\mu}m$이며, $P_{max}$는 7.9 bar, 최소점화에너지는 30 mJ < MIE < 100 mJ이며 최소점화온도는 $510^{\circ}C$이었다. 리팜피신은 평균 입경이 $26.48{\mu}m$이며 $P_{max}$는 7.9 bar, 최소점화에너지는 1 mJ < MIE < 3 mJ이며 최소점화온도는 $470^{\circ}C$로 나타났다. 이들 값을 적용하여 폭연지수($K_{st}$)와 폭발지수(EI)의 폭발위험등급을 구하고, 원료의약품 분진의 폭발 위험성을 비교 검토하였다. 그 결과 폭발 위험성은 록소프로펜산과 리팜피신의 폭발등급은 St 2이고 폭발위험등급은 severe이며, 클로피도그렐 캄포르술폰산염의 폭발등급은 St 1이고 폭발위험등급은 strong으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제17권5호
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• pp.81-86
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• 2013

분진폭발은 플라스틱류, 제약, 목재, 곡물 저장고, 고체연료 및 화학약품의 제조와 같은 다양한 산업에서 발생되고 있다. 본 연구에서는 폐목재를 재활용하여 Particle board를 생산하는 공정의 사이로 분진, 함머밀 분진 및 뉴송 분진을 선택하여 분진폭발 특성을 평가하였다. 실험은 20 L 구형 폭발용기를 이용하여 목재 부유분진의 최대폭발압력, 분진폭발지수, 폭발한하계, 및 최소 점화에너지를 측정하고, 평가하였다. 이들 연구결과는 Particle board를 생산하는 제조공정의 화재 폭발사고 예방을 위한 공정안전 정보로 활용할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.629-637
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• 2017

식료품 가공 산업에서 분진폭발사고가 자주 발생하고 있으며 배관이나 장치 내의 화염전파에 의한 폭발피해가 증가하고 있다. 그러나 다양한 분체특성으로 인하여 활용 가능한 화재폭발특성자료가 적다는 문제가 있다. 사고발생 빈도가 높고 사회적 수요가 많은 설탕, 옥수수, 밀가루의 발화 위험성과 폭발특성을 실험적으로 조사하였다. 설탕, 옥수수, 밀가루 분진의 평균입경은 27.56, 14.76, $138.5{\mu}m$로 나타났으며 이러한 분체조건에서 열중량분석(TGA) 및 시차주사열량계(DSC)를 사용하여 발화온도를 조사하였다. 최대폭발압력($P_m$) 및 폭발지수는($K_{st}$) 각각 7.6, 7.6, 6.1 bar 및 153, 133, 61 [$m{\cdot}bar/s$]로서 분진폭발 위험성은 설탕이 가장 높고 밀가루가 가장 작았다. 또한 분진폭발 시의 화염전파로 인한 피해확대 위험성을 평가하기 위하여 분진화염전파의 소요시간을 계산하였으며 화염전파로 인한 폭발피해 위험성은 설탕, 밀가루, 옥수수 분진의 순으로 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.80-88
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• 2023

저밀도 폴리에틸렌(Low-density polyethylene, LDPE)은 분진폭발 관련 특성치에 대한 기준이 제시되고 있지 않아 제조 및 취급설비의 안전한 설계가 어렵다. 이 연구에서는 LDPE 제조공정 중 Bag Filter에서 채취한 분진(LDPE 1)과 Silo 등의 설비 외부에 누설된 퇴적 분진(LDPE 2)에서 채취한 2개 시료에 대하여 분진폭발 시험을 수행하였고 그 중 LDPE 2 분진에 대하여 요약하였다. 입도분석 결과, 체적기준 평균입경은 95.04 ㎛, 수밀도는 0~1 ㎛로 나타났다. 최대폭발압력(P_max)은 6.6 bar, 최대폭발압력상승속도는 1500 g/m³에서 366 [bar/s]로 분진폭발지수(K_st)는 99.4 bar·m/s로 ST-1 등급임을 확인하였다. 또한, 최소점화에너지는 10 mJ이며 최소점화온도는 450 ℃로 나타났다. 현재, 제조 및 취급 설계는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 특성값을 기초로 한다. 그러나, 시험 결과 LDPE 2 분진이 HDPE(입자지름 61.6 ㎛)보다 위험성이 높은 것으로 나타나 LDPE 제조공정에서 HDPE 설계기준을 적용할 때는 주의가 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.367-373
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• 2016

산업분야에서 사용되는 플라스틱 분진은 대부분 가연성이며 화재폭발사고 위험성이 있다. 그러나 산업현장에서 안전한 취급을 위해 활용할 수 있는 폭발특성 자료는 매우 적다. 본 연구에서는 사업장에서 취급하는 다양한 플라스틱 분진 의 폭발특성을 실험적으로 조사하여 관련 자료와 안전정보를 제공하는 것을 목적으로 수행하였다. 이를 위해 20 L 분진폭발시험장치를 사용하여 각종 폭발특성값을 측정하였다. 그 결과 ABS ($209.8{\mu}m$), PE ($81.8{\mu}m$), PBT ($21.3{\mu}m$), MBS ($26.7{\mu}m$) 및 PMMA ($14.3{\mu}m$)시료의 분진폭발지수($K_{st}$)는 각각 62.4, 59.4, 70.3, 303, 203.6[$bar{\cdot}m/s$]의 값이 얻어졌다. 또한 플라스틱 분진폭발에 의한 피해예측을 위하여 분진폭발압력에서 분진의 연소속도가 일정하다고 가정하고 최대압력소요시간 및 화염도달시간을 고려한 화염전파속도모델을 통하여 분진폭발시의 화염전파속도를 추정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.790-803
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• 2019

디옥틸테레프탈산(DOTP) 제조공정은 분말형태의 테레프탈산(PTA) 주원료와 옥탄올(Octanol)의 에스테르화 반응을 통해 플라스틱 가소제를 생산하는 공정이다. 본 연구에서는 이 공정의 반응기 내에 가연성 용제나 유증기가 존재하고 있는 상태에서 분말형태로 맨홀에 직접 투입하는 테레프탈산의 분진폭발 특성에 관하여 고찰하였다. 분진의 입경과 입도분포 분진특성 실험을 하였고, 화재 폭발특성과 발화온도를 추정하기 위한 분진의 열분해 특성을 조사하였다. 또한 폭발민감도를 평가하기 위한 최소점화에너지 실험을 실시하였다. 실험결과 테레프탈산의 분체 특성은 평균입경이 $143.433{\mu}m$으로 나타났다. 이러한 입경과 입도분포 조건에서 실시한 열분석으로부터 분진의 발화온도는 약 $253^{\circ}C$로 나타났다. 테레프탈산의 폭발민감도를 알기 위해 조사한 폭발하한 농도(LEL)는 $50g/m^3$으로 측정되었다. 폭발민감도를 나타내는 최소점화에너지(MIE)는 (10 < MIE < 300) mJ로 나타났으며, 점화 확률에 기반하여 추산한 최소점화에너지 추정값(Es)은 210 mJ로서 충분한 점화원이 있는 경우 폭발할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 폭발피해 예측에 필요한 폭발강도 특성을 조사한 결과, 테레프탈산 분진의 최대폭발압력($P_{max}$), 최대폭발압력상승속도[$({\frac{dP}{dt}})_{max}$]는 각각 7.1 bar, 511 bar/s로 나타났다. 분진폭발지수(Kst)는 139 mbar/s로 분진폭발등급 St 1에 해당되는 것으로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.21-26
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• 2014

본 연구에서는 알루미늄 분말의 입자 크기에 따른 폭발특성을 20 L 분진폭발실험장치(K$\ddot{u}$hner제작)를 사용하여 조사하였다. 사용한 시료는 각각 16, 33, $88{\mu}m$의 체적기준 평균입경을 갖는 알루미늄 입자를 대상으로 실험을 수행하였다. 분진의 평균입경이 16, 33, $88{\mu}m$에서 폭발하한농도는 각각 40, 60, $125g/m^3$로서 분진의 입경이 증가하면 점차적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 또한 각각의 알루미늄 분진에서 입자 크기의 증가는 폭발압력 및 분진폭발지수($K_{st}$)의 감소로 이어졌다. 이러한 본 연구 결과는 알루미늄 분말의 활용 및 안전 운전을 위한 중요 자료로 활용될 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제17권4호
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• pp.33-38
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• 2013

본 연구에서는 마그네슘(Mg)분진의 폭발특성에 미치는 평균 입경의 영향을 조사하였다. 이를 위해 20-L분진 폭발시험장치와 10 kJ의 에너지를 갖는 화학 점화기를 사용하여 실험을 수행하였다. 실험에 사용한 Mg분진은 평균입경이 서로 다른 3가지 시료(38, 142, $567{\mu}m$)를 대상으로 분진농도를 $2250g/m^3$까지 조사하였다. Mg분진의 폭발하한농도(LEL)는 평균입경 38, $142{\mu}m$에 있어서 각각 30, $40g/m^3$ 이 얻어졌다. LEL은 입경 증가에 의해 감소 경향을 나타냈는데 Mg분진은 입경이 증가할수록 폭발 확률이 감소함을 의미한다. 최대폭발압력($P_m$)과 폭발지수($K_{st}$)는 입경이 증가하면 감소하였지만, 평균입경 $567{\mu}m$의 Mg분진의 경우에는 5 kJ의 착화에너지에서는 폭발 현상이 관찰되지 않았다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.1-6
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• 2012

Mg-Al합금 분진의 마그네슘 성분 비율이 분진폭발특성에 미치는 영향을 알기 위하여 Siwek 20 L 구형 분진폭발시험장치를 사용하여 농도를 변화시키면서 실험적으로 조사하였다. 이를 위하여 체적평균입경이 $151{\sim}160{\mu}m$의 Mg-Al합금 분진을 사용하였다. 그 결과 Mg-Al합금에서의 Mg성분의 증가는 폭발하한농도의 감소와 최대폭발압력의 증가로 나타났다. 또한 Mg-Al합금의 최대폭발압력과 최대폭발압력상승속도는 주로 분진 농도에 의존하였다. 그러나 Mg-Al (40:60 wt%), Mg-Al (50:50 wt%) 및 Mg-Al (60:40 wt%)의 폭발지수(Kst)에 있어서, 마그네슘 성분의 증가에 따라서 폭발지수가 증가함을 알 수 있었다.