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.
인화점은 가연성물질의 화재 및 폭발의 잠재위험성를 결정하는 데 가장 중요한 기초적인 특성치 가운데 하나이다. 인화점의 구분은 혼합용제를 구성하는 가연성액체를 안전하게 취급하기 위해서 매우 중요하다. 모든 인화점 거동의 기초는 증기압과 폭발한계이다. 가연성혼합용제의 인화점은 라울의 법칙, 달톤의 법칙, 르샤틀리에 법칙 그리고 활동도계수 모델을 사용함으로서 계산할 수 있다. 본 연구에서는 가연성 3성분계의 하부인화점의 문헌값을 라울의 법칙과 MRSM 모델에 의해 계산된 값과 비교하였다. 3성분계의 하부인화점의 자료는 라울의 법칙과 MRSM 모델에 의해 예측된 값과 거의 일치하였다. 제시한 방법론에 의해 가연성혼합용제의 인화점 실험자료의 신뢰도를 평가하는 것이 가능하다.
정전기 방전에 의하여 주위의 가연성 가스에 폭발을 일으킬 수 있는 가스관련시설, 석유화 학 공장, 화약공장, 필름생산공장, 반도체 공장 등과 같은 가연성 가스를 주로 취급하는 장소에서는 정전기를 제거하기 위해 제전기를 사용하고 있다. 본 연구에서는 이들 장소에서 주로 사용되고 있는 전압인가식제전기(static eliminator)의 Bar에서 발생하는 방전에 의한 가연성 가스의 폭발현상을 고찰하였다. 가연성 가스는 수소, 에틸렌, 프로판, 메탄 가스 등을 사용하였으며, 제전기의 이온발생 Bar의 길이, 이온발생 전극의 수 및 이온발생 전극에 인가되는 전압의 변화에 따른 점화 현상을 연구하였다. 연구결과 Bar의 길이가 짧을수록 폭발의 위험성이 증가됨을 확인할 수 있었으며 또한 900㎜이상의 Bar에서 전극의 수가 1개인 경우 일반적으로 사용하는 가연성 가스에서는 점화가 되지 않음을 알 수 있었다.
쓰레기의 효과적인 처리방안을 제시하고 장래 대책을 수립하는데 자료로 활용하도록 하기 위해서 순천시 생활쓰레기의 물리 화학적 특성을 조사하였다. 발생 쓰레기의 계절별, 성상별 특성을 조사 분석하여 다음의 결과를 얻었다. 생활쓰레기의 겉보기밀도는 가연성쓰레기가 $219kg/m^3$, 비가연성쓰레기는 $391kg/m^3$로 나타났다. 가연성쓰레기 중에서 음식물쓰레기의 습윤질량 중량비 가중평균은 38.1%를 차지하였으며, 음식물쓰레기를 제외한 가연성쓰레기는 49.6%를 나타내었다. 음식물쓰레기를 제외한 가연성쓰레기의 수분함량, 가연분함량 및 회분함량의 가중평균은 각각 16.9%, 68.1% 및 15.0%로 나타나 소각처리의 특성이 양호하게 나타났다. 음식물쓰레기를 제외한 가연성쓰레기의 저위발열량은 2,962kcal/kg로 나타나 소각처리의 특성이 아주 양호하게 나타났다.
가연성물질의 안전한 취급을 위해서는 이들 물질의 가장 기초적인 위험 특성 자료인 폭발한계(화재안전자료)에 대한 지식을 필요로 한다. 발화원이 존재할 때 가연성가스와 공기가 혼합하여 일정 농도 범위내에서만 연소가 이루어지는데 이 혼합범위를 폭발(연소)한계(explosive(flammable) limits) 또는 연소범위라 한다. (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)
화학과 석유화학 산업의 많은 공정에서는 가연성가스가 공정 가스로 사용되거나 발생될 수도 있다. 최근 석유화학단지에서 화재 및 폭발이 빈번하게 발생되고 있으므로 이에 대한 재해를 예방하기 위해서는 공정 조건에서의 이들 가연성가스의 연소특성을 알 필요가 있다. 연소특성들로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화점, 최소산소농도, 최소발화에너지, 연소열 등을 들 수 있다.(중략)
산업의 발달과 함께 대량의 가연성 가스가 가정용 및 산업용 연료로 사용되고 있으며 이 가스 연료의 사용량 증가와 함께 가스와 관련된 사고들이 크게 증가하고 있다. 특히 가연성 가스에 의한 화재 및 폭발사고가 사고건수의 절반정도를 차지하고 있으며 사고 액수로는 약80% 정도를 차지하고 있다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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