본 연구에서는 냉장고 리사이클링 공정에서 잦은 화재가 일어나는 것에 대해 정확한 화재 원인을 규명하고자 한다. 이를 위하여 공정 내에서 발생되는 물질의 성분 및 농도를 분석을 통한 공정 시스템의 문제점을 파악하여 근원적인 화재 및 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하여 보았다. 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물로 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물인 사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인이며 점화원은 기계적 스파크인 마찰, 충격, 마찰열이라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다. 가연물인 폴리우레탄과 가연성가스를 제거하는 방법, 점화원을 제거하는 방법 및 산소농도를 최소산소농도로 낮춰서 연소가 일어나지 않도록 하는 방법 등의 예방대책과 화재 시 피해를 줄이기 위한 방호대책을 제시해 보았다.
본 연구에서는 냉장고 리사이클링 공정에서 잦은 화재가 일어나는 것에 대해 정확한 화재 원인을 규명하고자 한다. 이를 위하여 공정 내에서 발생되는 물질의 성분 및 농도를 분석을 통한 공정 시스템의 문제점을 파악하여 근원적인 화재 및 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하여 보았다. 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물로 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물인 사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인이며 점화원은 기계적 스파크인 마찰, 충격, 마찰열이라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다. 가연물인 폴리우레탄과 가연성가스를 제거하는 방법, 점화원을 제거하는 방법 및 산소농도를 최소산소농도로 낮춰서 연소가 일어나지 않도록 하는 방법 등의 예방대책과 화재 시 피해를 줄이기 위한 방호대책을 제시해 보았다.
In the recycling procedure of the refrigerator, the fire frequently breaks out. In this study, to clarify the exact cause of the fire, the components and concentration of the materials produced in the process are analysed as well as the problems in the process system, and the protective measure to p...
In the recycling procedure of the refrigerator, the fire frequently breaks out. In this study, to clarify the exact cause of the fire, the components and concentration of the materials produced in the process are analysed as well as the problems in the process system, and the protective measure to prevent the fire and the explosion fundamentally is proposed. In this procedure, the preventive measures of fire by removing the combustible materials such as polyurethane and inflammable gases, by removing the ignition sources and by reducing the oxygen concentration to the minimum are proposed along with the protective measures to reduce the damage in the fire. In the crushing procedure where the fire or explosion can break out in diverse ways, the forced ventilation or exhaust system applied to the small partial ventilation facility are installed to reduce the concentration of inflammable gas mixture to lower than the inflammable limit by injecting and exhausting the air forcibly.
In the recycling procedure of the refrigerator, the fire frequently breaks out. In this study, to clarify the exact cause of the fire, the components and concentration of the materials produced in the process are analysed as well as the problems in the process system, and the protective measure to prevent the fire and the explosion fundamentally is proposed. In this procedure, the preventive measures of fire by removing the combustible materials such as polyurethane and inflammable gases, by removing the ignition sources and by reducing the oxygen concentration to the minimum are proposed along with the protective measures to reduce the damage in the fire. In the crushing procedure where the fire or explosion can break out in diverse ways, the forced ventilation or exhaust system applied to the small partial ventilation facility are installed to reduce the concentration of inflammable gas mixture to lower than the inflammable limit by injecting and exhausting the air forcibly.
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문제 정의
본 연구에서는 냉장고 리사이클링 공정에서 잦은 화재가 일어나는 것에 대해 정확한 화재 원인을 규명하기 위하여 공정에서 사용되어지는 물질의 성분과 농도를 분석하고 공정 시스템의 문제점을 분석하여 근원적인 화재와 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하고자 한다.
제안 방법
9) 방호대책으로는 화재발생에 대비하여 자동 살수 시설을 설치하는 방법과 화재의 감지를 위한 열감지기및 선감지기를 설치.
측정data에 근거하여 농도가 높은 구간에서의 혼합 gas 포집을 실시하였다. GC/MS분석을 통하여 cyclopentane의 존재를 확인하였으며 메탄분석기를 통하여 메탄의 존재를 확인하였다. 아울러 채취한 시료를 통하여 기타 gas 성분을 분석하였다.
파쇄공정 중 발화 가능한 가연성기체의 성분을 분석 하였다. 먼저, 혼합기체의 양을 알고자 가스 detector를 사용하여 시간대 별로 측정하였다. 측정data에 근거하여 농도가 높은 구간에서의 혼합 gas 포집을 실시하였다.
사이클로펜탄(C5H10)의 존재확인은 보다 농도가 높은 가스 포집을 위하여 파쇄공정에 삽입 하기 전의 우레탄폼을 실험실의 밀폐된 공간에서 분쇄하여 발생 되는 가연성 가스를 포집하였다. gas를 포집하여 GC/ MS로 측정한 결과 m/e 값이 42, 55, 70으로 최종 분자량이 70 이었으며, cyclopentane의 표준시료와 m/e 값이 동일하므로 cyclopentane이 존재함을 확인할 수 있다.
GC/MS분석을 통하여 cyclopentane의 존재를 확인하였으며 메탄분석기를 통하여 메탄의 존재를 확인하였다. 아울러 채취한 시료를 통하여 기타 gas 성분을 분석하였다.
먼저, 혼합기체의 양을 알고자 가스 detector를 사용하여 시간대 별로 측정하였다. 측정data에 근거하여 농도가 높은 구간에서의 혼합 gas 포집을 실시하였다. GC/MS분석을 통하여 cyclopentane의 존재를 확인하였으며 메탄분석기를 통하여 메탄의 존재를 확인하였다.
파쇄공정 중 발화 가능한 가연성기체의 성분을 분석 하였다. 먼저, 혼합기체의 양을 알고자 가스 detector를 사용하여 시간대 별로 측정하였다.
파쇄공정에서 발생된 폭발성 가스의 양을 측정하기 위해서 Table 2와 같은 사양의 Detector를 파쇄기에 설치하고 여기서 출력되는 아날로그 신호로 NI DAQ Board를 통해서 받은 데이터를 처리 및 저장하고 이를 이용하여 가스 발생량을 조사 분석하였다.
대상 데이터
메탄(CH4)의 측정은 기체 크로마토그래피(TCD 검출기)와 GA2000(메탄(CH4) gas 전용 분석 장비)를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- 파쇄공정에 가스 Detector를 설치하여 Data의 흐름을 감지결과, 1차에서 2차로 갈수록 파쇄기에서의 혼합가스 농도가 더 높게 변화함을 알 수 있었다.
0%가 존재함을 확인하였다. 1차 하부2차 상부 파쇄공정 상부 층에서 채취한 혼합가스를 측정한 결과, CH4= 0.03%으로 존재함을 알 수 있었다.
8) 파쇄기 내부 배기구의 주기적인 관리와 작업환경의 개선으로 배기 능력의 저하를 막음으로써 환기 능력을 높임.
채취한 시료의 기타 gas 성분을 분석하기 위하여 GC/ MS(US, Varian, 2200 Ion Trap GC/MS)를 이용하여 분석한 결과 cyclopentane을 제외한 나머지 gas 화합물은 대부분 CFC 화합물인 냉매인 것으로 확인되었다. gas 화합물을 분석한 결과 기타 gas 성분으로는 Trichloromonofluoromethane(CCl3F)이 96.64%로 가장 높으며, Chloroform(CHCl3) 87.55%, Pentaborane(CCl2F2) 82.57%의 높은 순으로 나타났다.
)의 존재확인은 보다 농도가 높은 가스 포집을 위하여 파쇄공정에 삽입 하기 전의 우레탄폼을 실험실의 밀폐된 공간에서 분쇄하여 발생 되는 가연성 가스를 포집하였다. gas를 포집하여 GC/ MS로 측정한 결과 m/e 값이 42, 55, 70으로 최종 분자량이 70 이었으며, cyclopentane의 표준시료와 m/e 값이 동일하므로 cyclopentane이 존재함을 확인할 수 있다.
기체 크로마토그래피를 이용하여 CH4 표준물질을 측정한 결과 크로마토그램의 RT(머무름 시간) 값이 11.4583min에 CH4이 존재함을 확인할 수 있다.
또한 GA2000를 이용하여 사업장에서 채취한 시료를 측정한 결과(메탄 gas의 측정) 대부분의 시료에서 메탄 gas가 최소 0.1%에서 최대 3.0%가 존재함을 확인하였다. 1차 하부2차 상부 파쇄공정 상부 층에서 채취한 혼합가스를 측정한 결과, CH4= 0.
본 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물은 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물(사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인)이며 점화원은 기계적 스파크(마찰, 충격, 마찰열 및 철 고드름의 hot surface)라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성혼합가스(주로 사이클로 펜탄)의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소(표면연소) 및 가연성혼합가스의 flash fire(도깨비 불)임을 알 수 있었다.
4583min에 CH4이 존재했다. 사업장에서 채취한 시료를 측정한 결과 메탄 gas가 최소 0.1%에서 최대 3.0%가 존재함을 확인하였다.
본 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물은 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물(사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인)이며 점화원은 기계적 스파크(마찰, 충격, 마찰열 및 철 고드름의 hot surface)라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성혼합가스(주로 사이클로 펜탄)의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소(표면연소) 및 가연성혼합가스의 flash fire(도깨비 불)임을 알 수 있었다.
점화원의 형태로는 파쇄공정 내 쌓여있는 우레탄 폼 위의 가연성 가스와 분쇄된 우레탄 분진이 분쇄기의 마찰 불꽃에 의해 점화되어 화재를 일으키는 형태와 공정 설비 내 체류되어 있는 가연성 가스가 조업 시작 후 발생한 마찰 불꽃에 의해 점화되어 화재를 일으키는 형태, 우레탄 분진이 축적되어 불완전 연소를 일으켜 연기 및 불꽃(화염)의 발생으로 화재를 일으키는 형태임을 알 수 있었다.
채취한 시료의 기타 gas 성분을 분석하기 위하여 GC/ MS(US, Varian, 2200 Ion Trap GC/MS)를 이용하여 분석한 결과 cyclopentane을 제외한 나머지 gas 화합물은 대부분 CFC 화합물인 냉매인 것으로 확인되었다. gas 화합물을 분석한 결과 기타 gas 성분으로는 Trichloromonofluoromethane(CCl3F)이 96.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
냉장고 파쇄공정에서 발생되는 물질 중 가연물로 확인된 것은?
이를 위하여 공정 내에서 발생되는 물질의 성분 및 농도를 분석을 통한 공정 시스템의 문제점을 파악하여 근원적인 화재 및 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하여 보았다. 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물로 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물인 사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인이며 점화원은 기계적 스파크인 마찰, 충격, 마찰열이라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다.
냉장고 리사이클링 공정의 화재에 대한 예방대책으로 언급된 것은?
아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다. 가연물인 폴리우레탄과 가연성가스를 제거하는 방법, 점화원을 제거하는 방법 및 산소농도를 최소산소농도로 낮춰서 연소가 일어나지 않도록 하는 방법 등의 예방대책과 화재 시 피해를 줄이기 위한 방호대책을 제시해 보았다.
냉장고 파쇄공정의 점화원은 무엇이 있는가?
이를 위하여 공정 내에서 발생되는 물질의 성분 및 농도를 분석을 통한 공정 시스템의 문제점을 파악하여 근원적인 화재 및 폭발의 발생을 차단할 수 있는 예방대책을 제시하여 보았다. 연구를 수행하면서 얻은 결과들은 파쇄공정의 가연물로 폴리우레탄, 폴리우레탄 분진 및 가연성기체 혼합물인 사이클로펜탄과 메탄의 존재 확인이며 점화원은 기계적 스파크인 마찰, 충격, 마찰열이라는 사실을 알 수 있었다. 아울러 화재 양상은 폴리우레탄의 표면의 가연성 혼합 가스는 주로 사이클로펜탄의 점화, 폴리우레탄 분진의 훈소 및 가연성혼합가스의 flash fire 임을 알 수 있었다.
참고문헌 (8)
오재현, '금속자원 리사이클링의 필요성', 환경교육, pp.128-132(1994)
이근원, 김관용, '콘칼로리미터를 이용한 플라스틱 단열재의 화재특성', 한국화재소방학회 논문지, Vol.17, No.1 (2003)
정종한, '냉장고 리사이클링 공정에서의 싸이클로펜탄 안전대책', e-리사이클링(2008)
Factory Multual, 'Caution-Plastics in construction, Part 1. Foamed Insulation', Record, 3rd Quarter, pp.6-11(1997)
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National Institute of Standards and Technology (NIST), NIST Chemistry WebBook
National Fire Protection Association (NFPA), 'FIRE PROTECTION HANBOOK (Nineteenth Edition)', NFPA, pp.8-210-8-219(2003)
Society of Fire Protection Engineers (SFPE), 'SFPE Handbook of Fire Protection Engineering (Third Edition)', SFPE, pp.2-229-2-245(2003)
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