• 한국재료학회지
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• 제8권4호
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• pp.337-344
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• 1998

화염가수분해증착법에 의해 형성된 $0.1\mu\textrm{m}$크기의 soot를 실리콘 기판위에 형성하여 $1325^{\circ}C$에서 2시간 동안 고밀화과정후 투명한 후막을 얻을 수 있었다. 고밀화 열처리는 탈수과정, 재배열 과정, 그리고 고밀화 과정으로 구성되었다. 고밀화 공정후의 두께 수축률은 초기 soot의 96%정도였으며, 급속한 두께의 감소는 $950^{\circ}C$부터 시작되었으며, 본격적인 고밀화가 시작되는 온도는 $1250^{\circ}C$임을 알 수 있었다. soot의 TGA와 DTA를 이용한 열분석 결과 탈수과정에 의하여 9/wt%의 질량감소와 $1250^{\circ}C$이상에서 인(P)의 증발에 의한 2wt%의 질량감소를 관찰하였다. DTA곡선에서는 $500^{\circ}C$, $570^{\circ}C$. $1258^{\circ}C$에서 흡열반응 피크를 나타내는데, 이는 $B_{2}$$O_{3}$, $P_{2}$$O_{5}$ 등의 도펀트들의 melting과 실리카 입자사이의 기공이 소멸되면서 입자간의 열전도도의 증가에 의해 나타난 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.3-15
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• 1998

나프타분해플랜트의 부탄추출공정에서 부탄중기의 연속누출에 의한 제트화재와 플래쉬화재의 사고 결과에 대환 영향을 평가하고 사고결과에 미치는 공정변수들의 영향을 해석하였다. 877 kPa과 346.75 K의 공정조건에서 부탄중기가 87.8 kg/s의 속도로 8m의 높이에서 연속누출되 는 경우에 표준조건으로 껄정한 대기 및 환경조건에서 사고결과를 해석한 결과, 제트화재에서는 화염 의 형태와 크기를 예측할 수 있었으며 누출지점으로부터 200m에서 API모델로 산출한 복사열은 약 5 kW /m2이었고 플래쉬화재가 일어날 수 있는 연소범위는 11.2-120.2 m이었다. 그리고사고결과에 미치는조업합력의 영향은조업은도보다크며 압력이 증가할수록사고결과값이 중가하였다. 이때 플래쉬화재에서 XUFL에 미치는 공정압력의 영향은 Xr.FL에서보다 약 1/10이하를 나 타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1034-1042
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• 2012

본 연구에서는 다양한 석탄 연구에 적용되고 있는 층류 반응기(LFR)를 이용하여 열분해와 연소 분위기에서 탄종에 따른 화염형상을 분석하였고, 휘발분 함량이 다른 두 석탄의 타르와 수트의 발생률을 구하였으며 이를 촤 입자의 표면적 및 표면 형상 변화와 함께 비교하였다. 본 연구에서 사용된 층류 반응기는 화염형상을 가시적으로 분석하기에 뛰어나므로 석탄이 반응할 때 생성되는 수트 클라우드를 측정하여 그 형상 변화를 근거로 탈휘발의 종료 지점을 가정하였다. 휘발분 함량이 많은 Berau 탄은 Glencore A.P. 탄보다 수트 클라우드의 폭과 길이가 증가하였고, 연소 분위기에서는 촤와 수트의 산화반응에 의하여 열분해 때보다 화염과 수트 클라우드의 길이가 짧아지면서 더 밝은 빛을 내었다. 포집높이 50 mm까지에서는 휘발분 함량이 많은 Berau 탄의 타르와 수트 발생률이 Glencore A.P. 탄보다 작았다. 이는 석탄 연료의 조성 중 Berau 탄내에 상대적으로 높은 산소 성분의 함량과 OH- 같은 라디칼들로 인해 타르가 산화되기 때문이다. 반면에, 50 mm 이후부터는 Berau 탄이 Glencore A.P. 탄보다 더 많은 타르와 수트의 발생률이 나타나며 탄종간에 수트 발생률의 역전현상이 일어나는데 이는 촤 입자 내부의 휘발물질과 탈휘발 과정에서 생성된 화염 속의 잔여 타르 및 light gas 성분이 반응하여 수트를 발생시켰기 때문이다. 이를 통해서 석탄 내의 휘발분의 함량과 산소농도는 수트 클라우드의 길이와 폭에 명확한 영향을 주며, 수트 발생률에 매우 중요한 인자라는 것을 확인할 수 있었다. SEM과 B.E.T.의 결과로부터 탈휘발이 종료된 후에도 촤 입자 내부의 잔존 휘발물들이 분출되면서 타르와 수트가 발생함을 확인할 수 있었고, 각 탄의 휘발분 함량과 기공의 발달 차이를 통해서 100 mm 이후에 나타난 타르와 수트의 발생률 역전 현상을 설명할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.42-48
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• 2014

미분탄의 연소 또는 열분해 과정으로부터 발생하는 tar-soot는 복사 열전달 및 질소산화물의 추가적인 발생 원인이라는 관점에서 의미 있게 다루어지고 있다. 최근 저열량탄이 증가함에 따라 시멘트의 원료로 재활용되던 석탄회에서 다량의 미연분과 tar-soot가 포함되어 오히려 다시 반입되는 사례가 빈번해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 저열량탄 사용 확대에 따른 혼탄연소 조건에서 tar-soot의 배출특성을 살펴보기 위해 반응기로써 LFR(Laminar Flow Reactor)을 적용하였으며, 연료로는 현재 국내발전소에서 사용 중인 역청탄 2종(MOUNTAIN, MACARHTUR)과 아역청탄(KPU)을 이용하여 단탄별 tar-soot 배출특성과 혼소비에 따른 배출특성을 화염의 구조 변화와 함께 측정하였다. 휘발분이 많은 아역청탄의 soot cloud 길이는 역청탄에 비해 길었지만 전체적인 화염 길이는 짧아졌다. 단탄별 실험결과에서는 역청탄의 tar-soot 발생량이 아역청탄의 발생률보다 높았으며 역청탄 중 휘발분 함량이 많은 MOUNTAIN탄이 상대적으로 휘발분 함량이 적은 MACARHTUR탄의 tar-soot 발생률보다 높았다. 혼소시에는 단탄의 연소특성과는 다른 새로운 특성을 나타내었으며 저열량탄과 혼소되는 역 청탄의 종에 따라 tar-soot 발생량이 지배되는 것을 확인하였으나 혼소비에 따른 평균적 특성이 아닌 완전히 차별되는 배출특성을 나타냄에 따라 석탄의 등급에 따라 최적의 혼소비를 찾아서 연소시키는 것이 tar-soot 발생량을 줄일 수 있는 방법임을 의미한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제25권6호
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• pp.481-488
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• 2000

This study was initiated in order to find alternative fuel substituting for light oil the most common fuel for heating greenhouse. The tire oil used in this research was produced by pyrolysis process, one of the final products besides steel string and carbon black in which waste tires as a form of chopped pieces broken by shredding machine are heated up to 200~30$0^{\circ}C$ with maximum restraining of oxygen supply. In order to justify light oil equivalent qualities in tire oil combustion characteristics were defined in the way of comparing kinetic viscosities in the wide range of temperature flame sizes and exhaust gas components in the various combustion conditions. We found that kinetic viscosity of tire oil was lower than light oil by 1 to 2 cSt in the temperature range showing better flowing mobility in the fuel line of the burner and no significant difference in flame size between the two oils in the all combustion treatments. However much more NO and SO$_2$ were detected from the exhaust gases of tire oil than light oil combustions. In fact tire oil contains more nitrogen and total sulfur, by 25 times and 40 times respectively than light oil according to the composition analysis. Tolerable limit for SO$_2$discharge amount defined by the national air pollution standards is under 540ppm so tire oil combustion satisfies the requirement though. It is desirable if sulfur and nitrogen filtering process shall be added in the tire oil production line. Except the exhaust gas components all greenhouse heating qualities of tire oil including hot air temperature are very identical to those of light oil.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.18-23
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• 2002

저독성 폴리올레핀 절연재료, Sheath재료의 저독성, 연기밀도특성, 연소가스부식성 분석을 하기 위하여 저독성 내화케이블의 성능평가 시험을 수행하였다. 화재 발생시 화염확산 및 유독성가스발생의 주원인으로 피난안전계획에 매우 중요하다. 90년대 후반기부터 연이어 발생한 씨랜드 화재사고와 인천 인현동 라이브클럽등의 동일한 유형을 가진 화재사건을 계기로 국내 내화케이블에 사용되는 재료가 화재시 인명참사에 미치는 영향이 크다는 점이 발견되었다. 본 연구에서는 고체물질에서 발생하는 연기의 특성광학밀도를 ASTM E662를 근거로 하여 실험을 하였다. 전기로의 시스템은 20분동안 밀폐된 챔버내에서 2.5$\pm$0.04w/$\textrm{cm}^2$을 지닌 조사열량을 일정한 상태 하에서 방사를 유지할 수 있도록 하였다. NFR-8과 FR-PVC 연기밀도의 분해 결과에 따라 완전연소에 의한 연기밀도 최대값 NFR-8은 25.2에서 39.6 FR-PVC에서 51.1의 값을 얻을 수 있었다. 비연소 열분해에 의한 연기밀도 최대값 NFR-8은 100.4에서 112.2 FR-PVC는 126.5에서 398.8의 값을 얻을 수 있었다. 또한 시료의 연기밀도 분석결과 PVC가 폴리올핀 시료보다 상당히 많은 양의 CO가 발생되는 반면 $CO_24의 양은 적게 발생하였다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.376-377
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• 2011

최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.