• 한국자동차공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.132-140
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• 2009

Recently, the interest in the development of high efficiency Diesel engine technology using alternative fuel has been on the rise and related studies are being performed. Therefore, the DME(Dimethyl Ether), an oxygen containing fuel as an alternative fuel for light oil that can be used for diesel engines since it generates very little smoke. But it is unavoidable that the modification of a fuel supply system in an engine to application of the DME fuel because of DME fuel properties. So, in this study, a DME high pressure pump for a common-rail fuel supply system has been composed and the test results of the pump have been presented. As the results of the tests, it is confirmed that DME pump inlet pressure, pump speed and common-rail pressure effects on the volumetric efficiencies of the pump. Finally, it is defined that the optimum plunger volume of a DME pump has to be extended to the minimum 150% compared to a Diesel pump plunger volume considering DME fuel properties and volumetric efficiencies characteristics at same specifications of the high pressure pump.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.115-115
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• 2013

최근의 분진폭발은 플라스틱, 의약품, 목재, 곡물 저장고, 고체연료, 화학제품 제조공정 등을 포함하여 성형 및 가공 공정 등에서 화재폭발사고가 발생되고 있다. 폐목재를 재활용하여 PB(Particle board)를 생산하는 국내 제조사업장에서는 화재폭발 사고가 빈번히 발생하고 있어 예방대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 폐목재 제조공정의 사고예방과 목재분진 취급공정에 대한 안전대책 등을 제시하기 위하여 사고원인 물질인 폐목재 부유분진의 폭발특성실험을 실시하고 실험결과를 검토하였다. 또한 폐목재 분진의 화재폭발위험성을 상세히 평가하기 위하여 해당 물질의 자연발화점, 축열저장시험, 및 최소점화에너지 등의 화재폭발위험특성값을 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 사용한 폐목재 시료의 비구형 입자형태를 가지는데 입도분석기의 측정 결과 평균 입경은 $15.96{\mu}m$로 조사되었다. 또한 목재 분진의 함수율은 3.88%이며 중금속함유량은 1.73%이다. 자연발화점 측정결과 $225.5^{\circ}C$로서 비교적 낮게 측정되었고 퇴적분진에 대한 화재의 위험성은 높게 나타났다. 반면에 축열저장시험 결과를 통하여 공정관리 온도 및 보관온도를 $150^{\circ}C$ 이하로 관리하면 축열에 의한 자기분해 위험성은 낮은 것으로 판단되었다. 그러므로 축열에 의한 화재폭발 등의 위험성은 낮은 것으로 사료 된다. 최대폭발압력($P_{max}$)은 8.7 bar이며 폭발하한농도 (LEL)는 $60g/m^3$으로 나타났다. 부유분진의 폭발특성실험 결과 분진폭발지수(Kst)는 폭발등급 St 1 (0$bar{\cdot}m/s$)으로 나타났으며 폭발에 의한 위험성이 약한 분진으로 판정되었다. 최소점화에너지(MIE)는 10mJ < MIE <30mJ의 범위로 측정되었으며, 계산에 의해 추정된 최소점화 에너지(Es) 값은 14 mJ로서 일반적인 발화감도(Normal ignition sensitive)로 분류되었다. 이는 실질적인 점화원만 제거하여도 분진폭발을 예방할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 분진 폭발사고를 예방을 위하여 MIE값이 공정운전온도 $100^{\circ}C$ 초과 시에 급격히 낮아질 수 있으므로 운전 온도 설정에 있어서 주의가 필요하다.

• 한국가스학회지
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• 제17권4호
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• pp.45-50
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• 2013

레조르시놀은 목재 및 타이어용 접착제, 합성수지 염료의 원료 등으로 널리 사용되고 있다. 이 물질은 상온에서 흰색 결정으로 분진은 공기 중에서 폭발성 혼합물을 형성할 수 있고 밀폐 공간에서 열에 노출 되었을 경우 폭발 위험성이 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 레조르시놀 취급시 화재 및 폭발 사고 등의 예방을 위한 해당 물질의 열분석, 열안정성, 분진폭발특성 및 최소점화에너지 등의 화재 폭발위험 특성을 평가하였다. 이들 연구결과는 레조르시놀의 사용 및 취급 시 공정의 안전 정보로 활용될 수 있을 것이다.

• 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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.164-169
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• 2015

Recent research has focused on alternative fuel to improve engine performance and to comply with emission regulation. Finding an alternative fuel and reducing environment pollution are the main goals for future internal combustion engines. The purpose of this study is to obtain low-emission and high-efficiency by hydrogen enriched CNG fuel in SI engine and is to clarify the effects of hydrogen enrichment in CNG fuelled engine on exhaust emission and performance. An experimental study was carried out to obtain fundamental data for performance and emission characteristics of hydrogen enrichment in SI engine. The experiment was conducted at 2500 rpm, bmep 2 bar, 4 bar conditions while CNG fuel was mixed with 10, 20 and 30% hydrogen blends. From the experimental results, combustion duration was shortened due to rapid flame propagation velocity of hydrogen and these were attributed to the burning velocity increasing exponentially with increasing hydrogen blending ratio. Hydrogen has much wider flammable limit than methane, gasoline and the minimum ignition energy is about an order of magnitude lower than for other combustion. By adding hydrogen, $CO_2$ and HC were reduced. However, $NO_X$ was increased dut to high rate of heat release for hydrogen substitutions.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-12
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• 2013

자동차 배기가스 규제가 강화됨에 따라 천연가스에 수소를 첨가하는 수소-천연가스 혼합연료(HCNG)를 기존의 압축천연가스(CNG) 엔진에 적용하려는 많은 연구들이 진행되고 있다. 그러나 수소의 높은 연소 속도로 인한 역화, 조기착화, 노킹(knocking) 등의 이상연소 발생 가능성은 엔진의 가열 또는 열효율 및 출력의 저하를 야기하는 문제점이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 CNG 연료에 수소를 일정 부분 혼합한 HCNG 연료를 기존의 CNG 엔진에 적용하여 희박연소 한계 확장을 통해 연소 성능 개선을 확인하고, CNG와 HCNG 연료의 노킹 특성을 파악하고자 하였다. 공기과잉율의 변화에 따른 노킹 발생 조건을 관찰함으로써 HCNG 연료의 적용성 및 노킹마진을 평가하고자 하였다. HCNG 연료 사용 시 최적운전조건에서 노킹 문제없이 엔진을 운전할 수 있었으나 노킹이 일어날 수 있는 가능성이 높아져 이에 대한 대비가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-39
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• 2016

폭발성 가스가 존재하는 위험장소에서 사용하는 전기기기는 폭발성 가스의 점화원이 되지 않도록 설계되어야 한다. 내압방폭 구조의 설계는 전기 스파크를 발생시키는 부품을 가진 용기가 내부에서 가스나 증기의 폭발시 최대 압력에 견디고 내부 화염이 외부 가스나 증기 폭발로 전파되지 않도록 설계되어야 한다. 이 논문은 화염 틈새를 통해 외부로 분사되는 연소 생성물의 분사가 외부 가스나 증기를 점화시킬 정도의 온도나 에너지를 가질 수 없도록 하는 MESG(Maximum Experimental Safe Gap)의 중요한 물리적인 메커니즘에 대해 설명하였다. IEC 60079-20-1:2010 기준에 의해 프로판과 아세틸렌의 MESG를 실험하여 MESG 값을 측정하고 가스폭발시의 최대 폭발압력을 측정하였다. 결과로는 최소 MESG가 측정될 때 가스의 농도는 화학당량 농도보다 높고 폭발압력은 최소 MESG에서 가장 높게 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.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.29-34
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• 2021

제약회사에서 제조하는 의약품의 원재료에 인화성물질이 종종 존재한다. 이런 경우 과량의 인화성 물질을 투입하여 중간체를 만들고 반응에 참여하지 않은 인화성물질을 여과 및 건조단계를 통하여 제거하는 공정을 거치게 된다. 또한, 여과 공정에서 분리된 인화성 액체가 여액받이 통에 스플래쉬 필링 형태로 쌓이게 된다. 이런 경우 인화성 액체의 증기 및 미스트가 생성되어 폭발 하한 값, 최소점화에너지가 더욱 낮아지게 되며 복합 대전이 발생하여 화재·폭발의 위험이 증대된다. 본 연구에서는 최근의 제약회사 여과공정 중 발생한 화재 사고를 분석하여, 화재 폭발 사고를 방지하기 위한 방안으로 질소 공급설비 설치, 용량 개선, 도전성 여과포 및 정전기 축적 방지대책 등을 제시하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제28권2호
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• pp.76-83
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• 2024

반도체 제조공정 중 Diffusion 공정에서는 미세 분말 등 여러 반응성 부산물이 발생한다. 부산물은 후처리 및 배기처리 시스템에 설치된 배관 안에 퇴적되고, 잠재적으로 상당한 분진폭발 위험이 있을 수 있다. 본 연구에서는 Diffusion 공정에서 발생하는 물질 검증, 분석시료 선정, 위험성 분석 3가지 방법으로 진행하였다. Diffusion 공정에서 취급 중인 물질 중 부산물 분진이 발생할 수 있는 원료는 ZrO₂, TEOS, E-DEOS로 확인되었다. 각 처리시설에서 채취한 부산물을 대상으로 최소착화에너지, 분진폭발 테스트를 수행하였다. 그 결과 최소착화에너지의 경우 모든 부산물이 점화되지 않았다. 하지만, 분진폭발 테스트 결과 ZrO₂이 부산물 분진에서 최대 7.6 bar, K_st는 73.3 bar·m/s로 폭발 위험성이 확인되었다. 이를 통해 반도체 공정에서 이러한 위험성을 저감 시키기 위해 배관 내부의 퇴적층이 과도하게 쌓이지 않도록 관리해야 한다.