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CFD 모델링을 이용한 화학공장의 안전거리 산정 방법론에 관한 연구
A Methodology for Determination of the Safety Distance in Chemical Plants using CFD Modeling 원문보기

한국안전학회지 = Journal of the Korean Society of Safety, v.31 no.3, 2016년, pp.162 - 167  

백주홍 (광운대학교 화학공학과) ,  이향직 (광운대학교 화학공학과) ,  장창봉 (안전보건공단 산업안전보건연구원 안전연구실)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the simple empirical and phenomenological model applied to the analysis of leakage and explosion of chemical substances does not regard numerous variables, such as positional density of installations and equipment, turbulence, atmospheric conditions, obstacles, and wind effects, there is a signif...

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문제 정의

  • 본 연구는 공정플랜트의 대표적 고위험 공정인 RHDS 공정을 대상으로 안전거리를 산정 할 수 있는 방법론을 검토 및 제시하기 위해 CFD Code를 활용하여 수소누출에 대한 확산 및 폭발 시뮬레이션을 실시하였다.
  • 본 연구는 수소의 누출 방향에 따른 확산 및 폭발 시뮬레이션 결과를 활용해 RHDS 공정에서 발생 할 수 있는 피해가 공정 외부로 전이 되지 않도록 하기 위한 안전거리를 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RHDS 공정이란 무엇인가? RHDS 공정은 고유황상압잔사유 (H/S Atmospheric Residue)에 고온⋅고압의 수소를 첨가하고 탈황하여 유동상촉매 분해공정의 원료가 되는 저유황 연료유 와 경유 등을 생산하는 공정이다. 또한, RHDS공정은 Hyvahl로도 불리며 감압증류탑(vacuum distillation unit, VDU)에서 나오는 VR(vacuum residue)과 VGO(vacuum gas oil) 그리고 상압증류탑(crude distillation unit, CDU) 하단에서 나오는 잔사유(atmosphere residue, AR)에 포함되어 있는 Metal, Asphaltenes, Nitrogen, Sulfur의 함량을 감소시키는 공정이다. RHDS 공정은 고온⋅고압의 화학반응으로 인해 Naphtha, Gas Oil 등 일부 경질유도 생산된다.
화학물질을 이용한 공정산업은 어떤 역할을 담당하고 있는가? 화학물질을 이용한 공정산업은 인류의 생활을 보다 편리하게 하는 동시에 첨단기술을 더욱더 발전시키는 중요한 산업으로 국내의 경우, 국가발전의 중추적 역할을 담당하고 있다. 그러나 이러한 공정산업의 장점은 화학물질이 갖고 있는 리스크에 의해 한 번의 사고로 모두 훼손될 수 있을 만큼 치명적인 단점이 있다는 것을 대형 화학사고 사례들을 통해 우리는 경험적으로 인지할 수 있다.
RHDS 공정의 일반적인 운전조건은? RHDS 공정은 고온⋅고압의 화학반응으로 인해 Naphtha, Gas Oil 등 일부 경질유도 생산된다. 공정의 일반 적인 운전조건은 온도가 370~430℃이며 압력은 160 ~170 kg f/cm2 로 운전되는 고위험 공정이다 7) .
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참고문헌 (16)

  1. CCPS/AIChE, Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis, Wiley, New York, 2000. 

  2. B.Angers, A. Hourri, P. Benard, E. Demael, S. Ruban and S. Jallais, "Modeling of Hydrogen Explosion on a Pressure Swing Adsorption Facility", J. Hydrogen Energy, Vol. 39, pp. 6210-6221, 2014. 

  3. CCPS/AIChE, Guidelines for Evaluating the Characteristics of Vapor Cloud Explosions, Flash Fires, and BLEVEs, Wiley, New York, 1994. 

  4. AC. van den Berg, The Multi-energy Method: a Frame Work for Vapour Cloud Explosion Blast Prediction, J. Hazard. Mater, Vol. 12, pp. 1-10, 1985. 

  5. A. Qial and S. Zhang, "Advanced CFD Modeling on Vapor Dispersion and Vapor Cloud Explosion, J. Loss Prev. Process Ind., Vol. 23, pp. 843-848. 2003. 

  6. A,C. van den Berg and A. Lannoy, Method for Vapour Cloud Explosion Blast Modeling, J. Hazard. Mater, Vol. 34, pp. 151-171, 1993. 

  7. M. Prankul and R. Olav, Hansen, CFD Simulation Study to Investigate the Risk from Hydrogen Vehicles in Tunnels, J. Hydrogen Energy, Vol. 34, pp. 5875-5886, 2009. 

  8. Korea Occupational Safety and Health Agency, Manual for Petrochemical Unit Screening Technique, KOSHA, Ulsan, 2008. 

  9. B H. Hjertager, Computer Simulation of Turbulent Reactive Gas Dynamics, J. Model Identification, Vol. 5, pp. 11-36, 1985. 

  10. P. Middha, Hansen Olav R and I. E. Storvik, "Validation of CFD-model for Hydrogen Dispersion, Journal of Loss Prevention in the Process Industries, Vol. 22, pp. 1034-1038, 2009. 

  11. P. Middha, O. R. Hansen, J. Grune and A.Kotchourko, "CFD Calculations of Gas Leak Dispersion and Subsequent Gas Explosions: Validation Against Ignited Impinging Hydrogen Jet Experiments", J. Hazard Mater. Vol. 179, pp. 84-94, 2010. 

  12. D. Makarov et al., "An inter-comparison Exercise on CFD Model Capabilities to Predict a Hydrogen Explosion in a Simulated Vehicle Refuelling Environment", J. Hydrogen Energy, Vol. 34. pp. 2800-2814, 2009. 

  13. S. Gant and J. Hoyes, "Review of FLACS Version 9.0 Dispersion Modelling Capabilities", Health and Safety Executive HSE Books, 2010. 

  14. Occupational Safety and Health Act, Ministerial Ordinance of Industrial Safety Standards Article 271, KOREA. 2014. 

  15. IGC Doc/75/07/E/rev, Determination of Safety Distances, European Industrial Gases Association, 2007. 

  16. AIHA, Emergency Response Planning Guidelines and Workplace Environmental Exposure Level Guides, Fairfax, VA: American Industrial Hygiene Association, 1996. 

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