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문제 정의
- 본 논문은 분진의 관리적 측면과 가연성 미립자 처리공정 및 설비를 취급하는데 있어 안전한 작동의 중요성을 서술하고자 한다. 일반적으로 설비에 대한 위험 및 사상자는 1차 분진 폭발에 이어 2차 분진 폭발을 이끄는 작업 환경 속에서 과도한 분진의 양으로 인해 대재난이 발생할 수 있는데 분진 폭발은 부유분진에 의한 1차 폭발의 압력파에 의하여 발생하고 잔존 퇴적 분진의 부유에 대해 2차, 3차의 연쇄폭발을 유도함으로서 그 피해가 증폭되는 경우가 있으므로, 분진폭발을 예방하기 위해서는 착화원 관리가 보다 중요한 방지대책이 된다.
- 본 연구는 중소기업형의 밀가루제분공정 및 기능성비누제조공정(각질제거용 비누제조공장), 폐타이어 재활용 공정, 합판 제조공정에서 채집한 밀가루분진(Wheat Flour Dust) 및 살리실산분진(Salicylic Acid Dust), 폐타이어분진(Waste Tire Dust), 합판분진(Plywood Dust) 4종에 대하여 잠재적인 화재 및 폭발에 대한 열적특성의 변화를 살펴보기 위하여 DSC(Differential Scanning Calorimeter), TGA(Thermogravimetric Analysis)를 이용하여 불활성분진인 활석(Talcum)을 혼합함으로서 변화되는 열적 특성인 흡열양의 변화 및 무게감량을 살펴보기 위해 실험을 수행하였다. Fig.
- 본 연구에서는 제조현장에서 채집한 밀가루 분진, 살리실산 및 합판분진에 대하여 서로 열적특성실험을 수행한 결과 다음과 같은 종합적인 결론을 도출할 수 있었다. DSC실험결과인 대상 시료에 불활성분진을 첨가 시 활석분진이 불활성으로 열 흡수제의 역할을 하는 것으로 분석되었다.
- 화학공정산업과 분진폭발사고와의 관련성이 있는지 의문을 갖는 사람이 있다. 분진 폭발은 곡물 창고, 밀가루 제조 공장, 제재소 및 골판지 공장, 또는 석탄광 그리고 발전소에서는 큰 문제점으로 지적되지만 화학 산업과는 정말 연관성이 있는지에 대해 의문을 갖는다. 화학 산업의 모든 종사자 및 많은 공정 안전 전문가들은 분진폭발을 체험하지 못하는 경우가 대부분이다.
- 본 논문에서 국내 및 일본의 사고사례를 분석한 결과 대부분의 사고는 상기 사고사례와 유사한 원인과 특징(착화원 관리 미비)을 가지고 있으므로 해당 사업장에서 분진폭발의 위험성을 경감시키는데 직간접적인 도움이 될 것이라 판단된다. 아울러 본 논문은 비교적 최근에 미국에서 발생한 주요 분진폭발과 관련하여 자주 간과될 수 있는 안전한 시설운전에 대해 중점적으로 다룬 NFPA(1,2)에 근거하여 분석 하고자 하였으며 또한 국내 및 일본의 사고 사례를 참고하여 조금이나마 분진폭발의 위험성을 감소시키기 위한 대응방안 검토를 위해 작성되었다.
제안 방법
- 본 연구는 중소기업형의 밀가루제분공정 및 기능성비누제조공정(각질제거용 비누제조공장), 폐타이어 재활용 공정, 합판 제조공정에서 채집한 밀가루분진(Wheat Flour Dust) 및 살리실산분진(Salicylic Acid Dust), 폐타이어분진(Waste Tire Dust), 합판분진(Plywood Dust) 4종에 대하여 잠재적인 화재 및 폭발에 대한 열적특성의 변화를 살펴보기 위하여 DSC(Differential Scanning Calorimeter), TGA(Thermogravimetric Analysis)를 이용하여 불활성분진인 활석(Talcum)을 혼합함으로서 변화되는 열적 특성인 흡열양의 변화 및 무게감량을 살펴보기 위해 실험을 수행하였다. Fig. 1은 본 연구를 진행하기 위한 Research Scheme으로서 먼저 국내, 외 분진폭발관련 문헌을 수집, 분석하고 특히 국내, 외 분진폭발사고사례를 분석함으로써 이에 대한 대비책을 강구하고, 열분석실험에서는 DSC 및 TGA를 활용하여 각각의 대상 시료에 대한 열적 특성을 규명함으로서 각 제조공정에서 발생할 수 있는 분진폭발의 위험성을 감소시키기 위한 대응방안을 찾고자 하였다.
- 이와 같이 준비된 시료는 건조 오븐 속에서 110℃로 건조시킨 후 제습기에서 36시간 방냉 시킨 후 실험에 사용하였다. 그리고 분진폭발에 대한 불활성 분진의 영향을 알아보기 위해 불활성분진인 200mesh(74 um) 이하의 활석가루(Talcum)을 사용하였고, 균일한 혼합을 위하여 시료통에 넣고 흔든 후 다시 체질화한 것을 대상 시료에 혼합한 후 열적 안정성평가를 위해 시차주사열량계(DSC, Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 분해개시온도, 분해최고온도, 분해종료온도, 흡열량, 열유속을 측정하였고, 아울러 시료의 활석첨가에 따른 영향을 고찰하였다. 또한 열중량분석기(TGA, Thermogravimetric analysis)를 이용하여 활석 첨가 시 농도의 변화에 따른 무게감량을 측정하였다.
- 그리고 분진폭발에 대한 불활성 분진의 영향을 알아보기 위해 불활성분진인 200mesh(74 um) 이하의 활석가루(Talcum)을 사용하였고, 균일한 혼합을 위하여 시료통에 넣고 흔든 후 다시 체질화한 것을 대상 시료에 혼합한 후 열적 안정성평가를 위해 시차주사열량계(DSC, Differential Scanning Calorimeter)를 이용하여 분해개시온도, 분해최고온도, 분해종료온도, 흡열량, 열유속을 측정하였고, 아울러 시료의 활석첨가에 따른 영향을 고찰하였다. 또한 열중량분석기(TGA, Thermogravimetric analysis)를 이용하여 활석 첨가 시 농도의 변화에 따른 무게감량을 측정하였다. 이때 각각의 대상 시료의 기본 중량은 10g으로 통일 하였고, 활석의 증가량은 10% 씩 인 0.
- 또한 열중량분석기(TGA, Thermogravimetric analysis)를 이용하여 활석 첨가 시 농도의 변화에 따른 무게감량을 측정하였다. 이때 각각의 대상 시료의 기본 중량은 10g으로 통일 하였고, 활석의 증가량은 10% 씩 인 0.1g을 첨가하였고, 활석의 첨가량이 증가할 때 각각의 기본중량에서 첨가된 활석의 양만큼 감소시키며 실험을 수행 하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 시료인 밀가루분진 및 살리실산분진, 폐타이어분진, 합판분진은 제조현장에서 채취한 것으로, 입도 분석기(Laser Particle Size Analyzer, Otsuka electronics, Japan, LPA-3000)에 의해 입도를 분석한 결과 4종 모두 140mesh(100 um) 이하였다. 이와 같이 준비된 시료는 건조 오븐 속에서 110℃로 건조시킨 후 제습기에서 36시간 방냉 시킨 후 실험에 사용하였다.
- 폴리에틸렌은 원유에서 뽑은 나프타를 분해해서 얻어지는데 이 에틸렌을 중합시켜 만드는 것이 폴리에틸렌이고, 비닐이나 파이프, 호스 등의 원료로 흔히 사용된다. 이번 사고는 고밀도 폴리에틸렌을 저장하는 사일로(Siloㆍ저장탑) 보수 용접 작업 중 안에 있던 불꽃이 잔류가스 혹은 분진과 반응해 폭발하였고 이로 인해 17명의 근로자가 사상을 입었다. 또한 2012년 4월 28일 발생한 전북 익산의 합판 생산 공장인 한솔 홈데코에서 합판 제조 중 발생한 목분을 집진기로 흡입하는 과정에서 과열된 전기 톱날의 불꽃에 의해 착화되어 발생한 분진폭발사고로서 위 공장은 최근 4년간 5건의 분진의 연속적인 화재 및 폭발이 발생한 사례가 있다.
성능/효과
- 본 연구에서는 제조현장에서 채집한 밀가루 분진, 살리실산 및 합판분진에 대하여 서로 열적특성실험을 수행한 결과 다음과 같은 종합적인 결론을 도출할 수 있었다. DSC실험결과인 대상 시료에 불활성분진을 첨가 시 활석분진이 불활성으로 열 흡수제의 역할을 하는 것으로 분석되었다. 또한 TGA 분석결과 실험대상 모두 시료의 양이 증가할수록 훈소 개시온도가 낮아지고 연소형태는 모두 훈소하였다.
- Table 8과 Fig. 6은 원료 대상 시료에 활석을 10% 첨가하여 이에 따른 무게감량을 분석한 결과로서 Table 9를 살펴보면 활석이 10% 첨가된 경우의 무게감량 10%는 325.09 ℃에서, 무게감량 50%는 422.05 ℃에서 일어남을 알 수 있었고, 원료 대상시료에 활석을 30% 첨가한 경우는 무게감량 10%일 때가 327.00℃에서 무게감량 50%일 때는 474.90 ℃에서 일어남을 알 수 있었다. 활석의 양을 50% 첨가 시에는 무게감량 10%의 경우는 333.
- 이는 고유농도의 증가 즉, 활석의 농도가 낮아질수록 열분해가 빨리 진행되어지는 것과 활석의 농도 증가가 밀가루분진의 열분해를 늦추는 것으로 판단된다. 구체적으로 살펴보면 밀가루분진의 경우 대략 370℃부근에서 평균 약 50% 정도의 수분감량이 발생하는 것을 볼 수 있었다. 또한 Table 5에서 나타난 결과와 같이 시료의 고유농도가 커질수록(활석의 양이 적을수록) 동일한 온도에서 무게감량은 줄어들고 있으며, 그리고 Fig.
- 구체적으로 살펴보면 살리실산의 경우는 Table 7에 분석된 것과 같이 대략 175℃부근에서 평균 약 50% 정도의 수분감량이 발생하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 가연성이 큰 살리실산분진인 경우 훨씬 더 낮은 온도에서 분해가 완결되며 이는 좀 더 위험성이 높은 것으로 분석되었다.
- 4와 같이 가연성이 큰 살리실산의 경우는 깊고 폭이 좁은 형태로 나타남을 볼 수 있었다. 그리고 DSC실험결과 나타난 바와 같이 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었다. 또한 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이 줄어드는 것으로 나타났다.
- 또한 TGA 분석결과 실험대상 모두 시료의 양이 증가할수록 훈소 개시온도가 낮아지고 연소형태는 모두 훈소하였다. 그리고 실험대상 모두 시료의 불활성분진인 활석첨가량이 적을수록 즉 고유농도가 커질수록 무게감량은 증가하고 온도가 증가할수록 각각의 곡선의 차이는 커지는 것으로 나타나 이는 내부물질의 분해가 느리기 때문에 발생하는 것으로 분석되었다. 이상의 실험결과와 더불어 향후 분진의 폭발억제를 위한 불활성물질에 대한 연구는 불활성분진 첨가뿐만 아니라 불활성가스의 사용에 대해서도 심도 있는 연구가 이루어져야 하겠다.
- 승온속도(Heating rate, ℃/min)에 따른 열적 안정성을 조사하기 위하여 밀가루분진에 대해 활석을 첨가한 각 농도별로 승온속도를 10℃/min로 변화시키면서 DSC분석을 실시하였으며 그 결과는 밀가루 분진 시료는 승온속도가 증가할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 승온속도가 증가할수록 시료의 분해위험성이 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 Fig.
- 승온속도(Heating rate, ℃/min)에 따른 열적 안정성을 조사하기 위하여 밀가루분진에 대해 활석을 첨가한 각 농도별로 승온속도를 10℃/min로 변화시키면서 DSC분석을 실시하였으며 그 결과는 밀가루 분진 시료는 승온속도가 증가할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 승온속도가 증가할수록 시료의 분해위험성이 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 Fig.
- 이는 분해속도가 줄어드는 것이고 이것은 위험성이 감소하는 것을 나타내는 것이다. 또한 Fig. 3 및 Table 5는 대상 시료인 밀가루분진에 대해 활석의 양을 10%씩 증가시키며 TGA로 분석한 결과로 밀가루분진의 경우는 불활성 물질인 활석의 양이 증가할수록 무게감량이 줄어드는 것으로 분석 되었다. 이는 고유농도의 증가 즉, 활석의 농도가 낮아질수록 열분해가 빨리 진행되어지는 것과 활석의 농도 증가가 밀가루분진의 열분해를 늦추는 것으로 판단된다.
- DSC실험결과인 대상 시료에 불활성분진을 첨가 시 활석분진이 불활성으로 열 흡수제의 역할을 하는 것으로 분석되었다. 또한 TGA 분석결과 실험대상 모두 시료의 양이 증가할수록 훈소 개시온도가 낮아지고 연소형태는 모두 훈소하였다. 그리고 실험대상 모두 시료의 불활성분진인 활석첨가량이 적을수록 즉 고유농도가 커질수록 무게감량은 증가하고 온도가 증가할수록 각각의 곡선의 차이는 커지는 것으로 나타나 이는 내부물질의 분해가 느리기 때문에 발생하는 것으로 분석되었다.
- 또한 Table 2를 살펴보면 공정별 분진폭발의 발생현황으로 제분 및 그라인딩 공정이 46건으로 24.7%로 차지하고 있어 가장 많은 발생빈도를 보이고 있고, 그 다음이 분리공정이 37건으로 20%, 건조공정이 25건에 13.4%, 운송공정이 19건에 10.2%, 저장이 11건으로 5.9%를 차지하고 있는 것으로 분석 되었다. 아울러 Table 3을 살펴보면 분진폭발의 점화원을 분류한 것으로 마찰 및 충격으로 인한 분진폭발은 56건으로 30.
- 살펴보면 살리실산의 경우에는 활석의 첨가량이 증가할수록 흡열개시 및 최고온도 그리고 그에 따른 흡열양이 크지는 않지만 미소하게 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 승온속도(Heating rate, 10℃/min)에 따른 열적 안정성을 조사하기 위하여 살리실산분진에 대해 활석을 첨가한 각 농도별로 승온속도를 10℃/min로 변화시키면서 DSC분석을 실시하였으며 그 결과는 승온속도가 증가 할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있는 것으로 나타났다.
- 이상의 실험결과를 요약해 보면 먼저 중소기업형의 합판제조공정 및 밀가루 제조공정, 기능성비누공정에서의 분진들을 채집하여 폭발 및 열적특성을 비교하기 위해 실험을 수행한 결과, 전체적으로 DSC 실험결과 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었다. 또한 시료 모두 승온속도가 증가할수록 흡열개시온도가 낮은 온도 부분으로 이동하고 있으며, 흡열량도 크게 증가하였다. 이는 승온속도가 증가할수록 시료의 분해 위험성이 증가하는 것으로 분석되었다.
- 89 ℃에서 일어나는 것으로 분석되었다. 또한 활석의 양을 30% 증가시켰을 때 10%의 무게감량은 263.89 ℃, 50%의 무게감량은 459.20 ℃에서 일어나고 활석의 양을 50% 증가시켰을 때 10%의 무게감량은 263.89, 50%의 무게감량은 599.55 ℃에서 일어남을 알 수 있다. 전체적으로 살펴보면 목분의 경우도 활석의 첨가양이 증가할수록 무게감량 50%이상 일어나는 곳의 시점의 온도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
- 그리고 DSC실험결과 나타난 바와 같이 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었다. 또한 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 분해속도가 줄어드는 것이고 이것은 위험성이 감소하는 것을 나타내는 것이다.
- 목분의 열분석 결과인 Fig. 8인 TGA결과를 살펴보면, 목분에 활석의 함량을 증가시켜 TGA 분석 시 열분해 온도가 상승함을 보여주고 있는데 이는 활석(talc)의 역할이 열전달을 지연시키는 역할을 하고 있다고 판단된다. 또한 목분의 경우 100 ℃까지는 수분에 의해 중량이 감소하고, 200 ℃를 넘어서면서 열분해가 시작됨을 알 수 있다.
- 이 착화원 관리인 가이드라인에는 작업 환경 내에 허용된 분진의 양을 컨트롤 하는 일반적인 수단이 포함되어 있다. 본 논문에서 국내 및 일본의 사고사례를 분석한 결과 대부분의 사고는 상기 사고사례와 유사한 원인과 특징(착화원 관리 미비)을 가지고 있으므로 해당 사업장에서 분진폭발의 위험성을 경감시키는데 직간접적인 도움이 될 것이라 판단된다. 아울러 본 논문은 비교적 최근에 미국에서 발생한 주요 분진폭발과 관련하여 자주 간과될 수 있는 안전한 시설운전에 대해 중점적으로 다룬 NFPA(1,2)에 근거하여 분석 하고자 하였으며 또한 국내 및 일본의 사고 사례를 참고하여 조금이나마 분진폭발의 위험성을 감소시키기 위한 대응방안 검토를 위해 작성되었다.
- 4는 활석의 양을 10%씩 증가시키고 살리실산에 대한 승온속도 10℃/min 일 때의 DSC결과이다. 살펴보면 살리실산의 경우에는 활석의 첨가량이 증가할수록 흡열개시 및 최고온도 그리고 그에 따른 흡열양이 크지는 않지만 미소하게 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 승온속도(Heating rate, 10℃/min)에 따른 열적 안정성을 조사하기 위하여 살리실산분진에 대해 활석을 첨가한 각 농도별로 승온속도를 10℃/min로 변화시키면서 DSC분석을 실시하였으며 그 결과는 승온속도가 증가 할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있는 것으로 나타났다.
- 2 는 실험 대상 시료인 밀가루 분진에 대해 활석을 10%씩 증가시키고 승온속도가 10℃/min의 DSC결과이다. 승온속도(Heating rate, ℃/min)에 따른 열적 안정성을 조사하기 위하여 밀가루분진에 대해 활석을 첨가한 각 농도별로 승온속도를 10℃/min로 변화시키면서 DSC분석을 실시하였으며 그 결과는 밀가루 분진 시료는 승온속도가 증가할수록 흡열개시온도가 낮은 온도부분으로 이동하고 있는 것으로 나타났다. 따라서 승온속도가 증가할수록 시료의 분해위험성이 증가하는 것으로 분석되었다.
- 2에서 온도에 따른 그래프의 변화모형을 살펴본 결과 밀가루분진의 경우는 완만한 곡선의 형태를 나타내고 있다. 아울러 DSC실험결과 나타난 바와 같이 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었고, 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이 줄어드는 것으로 나타났다.
- 이는 승온속도가 증가할수록 시료의 분해 위험성이 증가하는 것으로 분석되었다. 아울러 TGA 실험결과 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이 줄어드는 것으로 나타났으며, 무게감량의 비율은 살리실산분진이 밀가루분진에 비하여 동일한 농도조건에서 무게감량이 훨씬 더 잘 되는 것으로 분석되었다. 폐타이어의 경우는 180 ℃ 부근에서 열분해를 시작하는 것으로 나타났으며, 중량감소가 소폭 떨어지는 부분은 열분해가 일어나거나 다른 이물질(타이어에 들어간 섬유)이 타는 것일 수도 있다고 판단된다.
- 아마도 타이어 특성상 여러 가지 물질이 혼합되어 있기에 서로 다른 물질의 열분해 특성을 보여주는 것으로 판단된다. 아울러 원료시료에 활석(talc)을 첨가한 TGA결과를 살펴보면 온도가 증가할수록 각각의 곡선의 차이는 점점 커지는 것을 볼 수 있다. 이는 첨가된 활석의 농도가 증가하는 경우 내부물질의 분해가 느리기 때문에 발생하는 현상으로서, 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석 되었고, 활석의 양이 증가할수록 분해속도가 감소하게 되는데 이는 위험성이 감소하는 것을 의미한다.
- 또한 2012년 4월 28일 발생한 전북 익산의 합판 생산 공장인 한솔 홈데코에서 합판 제조 중 발생한 목분을 집진기로 흡입하는 과정에서 과열된 전기 톱날의 불꽃에 의해 착화되어 발생한 분진폭발사고로서 위 공장은 최근 4년간 5건의 분진의 연속적인 화재 및 폭발이 발생한 사례가 있다. 아울러 의약품의 원료를 제조 가공하는 경기도 화성시의 대영약품에서 뇌졸중 치료제(클로피도그렐 황산수소염: CPS)을 정제하는 공정으로 사고발생 당시 원료 중 액체상태의 EA(에틸아세테이트)를 먼저 투입하고, 분말상태의 CPS를 투입하는 과정 중 폭발한 사고로서 CPS(분말)에 축적된 정전기 및 투입과정에서 발생한 입자끼리의 마찰 정전기가 가하여져 발생한 스파크에 EA증기(에틸아세테이트)가 폭발한 사례와 2010년 10월 29일 발생한 전북 익산의 폐타이어 재활용 공장에서의 분쇄 및 파쇄공정 중 비산된 분진이 집진기에 흡입되기 전에 파쇄기에 의한 스파크에 의해 착화 되어 폭발 및 화재가 발생한 사례 등 국내에서도 최근 분진폭발사례가 많이 발생하는 것으로 분석 되었다.
- 이는 첨가된 활석의 농도가 증가하는 경우 내부물질의 분해가 느리기 때문에 발생하는 현상으로서, 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도는 약간 감소하는 것으로 분석되었다. 아울러 활석의 양이 증가할수록 전체 무게감량이 줄어드는 것으로 나타났다. 따라서 이는 Table 8과 같은 결과를 보여주고 있으며 분해속도가 줄어드는 것은 위험성이 감소하는 것을 의미한다.
- 이상의 실험결과를 요약해 보면 먼저 중소기업형의 합판제조공정 및 밀가루 제조공정, 기능성비누공정에서의 분진들을 채집하여 폭발 및 열적특성을 비교하기 위해 실험을 수행한 결과, 전체적으로 DSC 실험결과 활석의 첨가량이 증가할수록 열유속은 감소하고 온도 또한 약간의 감소상태인 것으로 분석되었다. 또한 시료 모두 승온속도가 증가할수록 흡열개시온도가 낮은 온도 부분으로 이동하고 있으며, 흡열량도 크게 증가하였다.
- 55 ℃에서 일어남을 알 수 있다. 전체적으로 살펴보면 목분의 경우도 활석의 첨가양이 증가할수록 무게감량 50%이상 일어나는 곳의 시점의 온도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
- 55 ℃에서 일어남을 알 수 있다. 전체적으로 살펴보면 목분의 경우도 활석의 첨가양이 증가할수록 무게감량 50%이상 일어나는 곳의 시점의 온도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
- 94 ℃에서 일어나는 것을 볼 수 있었다. 전체적으로 살펴보면 활석의 첨가양이 증가 할수록 무게감량 50%이상 일어나는 곳의 시점의 온도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
- 90 ℃에서 일어남을 알 수 있었다. 활석의 양을 50% 첨가 시에는 무게감량 10%의 경우는 333.91℃에서, 무게 감량 50%의 경우는 599.94 ℃에서 일어나는 것을 볼 수 있었다. 전체적으로 살펴보면 활석의 첨가양이 증가 할수록 무게감량 50%이상 일어나는 곳의 시점의 온도가 급격히 증가하는 것을 볼 수 있다.
후속연구
- 이상의 실험결과와 더불어 향후 분진의 폭발억제를 위한 불활성물질에 대한 연구는 불활성분진 첨가뿐만 아니라 불활성가스의 사용에 대해서도 심도 있는 연구가 이루어져야 하겠다. 또한 외국의 경우와 같이 분진의 폭발방지를 위한 제도적 준비와 다양한 분진발생장소인 면장갑공장, 가축사료공장, 설탕가공공장, 제분관련공장 등과 폴리에틸렌, 페놀수지, 금속가루 등이 부유하는 위험분위기 장소 그리고 화약류취급 및 사용업체 등 분진의 잠재 폭발위험성에 대해 시험을 통한 국가적인 안전기준도 마련되어야 하겠다. 또한 산업의 발달과 함께 새로운 물질의 생산과 취급방법 등의 변천으로 분체의 취급과 분체의 수송 공정 등이 증가함에 따라 분진폭발의 잠재위험성도 증가하고 있을 뿐 아니라 사고 시에도 대형의 사고를 유발하게 된다.
- 이러한 이론적 이해를 바탕으로 분진사용공정 등에서는 분진폭발 방지를 위한 대책을 세워 분체의 취급부주의에 따른 분진폭발 사고를 예방할 수 있도록 해야 한다. 마지막으로 본 연구의 내용이 분진을 취급하는 공장이나 작업장에 기초적인 자료, 분진폭발방지 및 방호대책으로 적용되어 분진폭발 사고의 방지에 큰 역할을 할 수 있기를 바란다.
- 그리고 실험대상 모두 시료의 불활성분진인 활석첨가량이 적을수록 즉 고유농도가 커질수록 무게감량은 증가하고 온도가 증가할수록 각각의 곡선의 차이는 커지는 것으로 나타나 이는 내부물질의 분해가 느리기 때문에 발생하는 것으로 분석되었다. 이상의 실험결과와 더불어 향후 분진의 폭발억제를 위한 불활성물질에 대한 연구는 불활성분진 첨가뿐만 아니라 불활성가스의 사용에 대해서도 심도 있는 연구가 이루어져야 하겠다. 또한 외국의 경우와 같이 분진의 폭발방지를 위한 제도적 준비와 다양한 분진발생장소인 면장갑공장, 가축사료공장, 설탕가공공장, 제분관련공장 등과 폴리에틸렌, 페놀수지, 금속가루 등이 부유하는 위험분위기 장소 그리고 화약류취급 및 사용업체 등 분진의 잠재 폭발위험성에 대해 시험을 통한 국가적인 안전기준도 마련되어야 하겠다.
- 최근의 국내에서 발생한 부산 실내사격장 화재폭발사고도 “국립과학수사연구원”의 잠정적인 발표에서와 같이 화약분진에 의한 역화(Back Draft) 및 폭발사고로 귀결되고 있어 앞으로 다양한 종류의 분진폭발에 대한 연구 및 폭발메커니즘에 관심이 그 어느 때보다 부각되고 있다. 향후 이러한 각종분진의 폭발위험성을 평가하고 측정하는 기술적인 방법을 고찰함으로써 분진폭발연구는 물론 분체를 취급하는 공정이나 관련 산업에 있어서의 기초자료축적, 분진폭발방지 및 방호대책으로 활용될 수 있을 것이다.
- 따라서 분진폭발이 발생되었을 때 NFPA 654가드라인처럼(2) 폭발압력을 적당한 장치나 방법을 통해서 외부로 방출시킴으로써 내부의 압력을 완화시켜 재해의 확대를 방지, 감소시키는 방법으로는 Rupture Disk, Bursting Diaphragm, 폭발방산문 등을 이용하여 배출시키며, 배출구의 크기를 결정하는 방법은 Vent Ratio법, Cubic Root법, Theoretical법 등이 있다. 향후 점차 복잡해지는 생산 공정 등에서 분진폭발 사고를 방지하기 위해서는 분진폭발의 위험성에 대한 새로운 인식과 폭발방지를 위한 연구 및 위험성 평가방법의 확립이 필요하다. 이러한 이론적 이해를 바탕으로 분진사용공정 등에서는 분진폭발 방지를 위한 대책을 세워 분체의 취급부주의에 따른 분진폭발 사고를 예방할 수 있도록 해야 한다.
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