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열분석 실험에 의한 화약류 폐기물의 화재원인분석에 관한 연구
Study on the Fire Cause Analysis for Explosives Waste by Thermal Analysis Experiment 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.14 no.1 = no.39, 2018년, pp.89 - 100  

Koh, Jae-Sun (Department of Fire Safety Engineering, University of Howon)

초록
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지정(특수)폐기물로 처리되어야 할 폭발성 폐기물이 일반폐기물 처리장에 잘못 반입되어 폐기물 처리과정에서 폭발사고로 이어졌을 때 많은 인명과 재산피해가 수반되므로 향후 폐기물 배출업체는 처리에 적합 가능한 처리시설로 폐기물을 처리하여야 한다. 본론에서 언급한 바와 같이 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔)의 착화재연실험에서 모두 발화위험성이 확인되었고, 작은 점화원에도 쉽게 착화되어 급속하고 폭발적으로 연소되는 형태를 나타냄을 알 수 있었다. 특히 폐기물처리장에서의 화약류 포장재에 의한 화재 폭발사고 사례와 같이 화약류 포장재 폐기물이 소각폐기물처리장에 대량으로 반입되어 유기화합물 폐기물과 혼재되어 있을 때는 상호 산화반응과 열분해 등으로 가연성, 산화성 가스가 발생되어 스파크 등 점화원에 의해 착화되며 순간적으로 폭발로 이어지는 개연성이 있음을 확인 할 수 있었다. 본연구가 화재현장에서의 현장 감식에 있어서 작은 참고자료가 되었으면 하는 바람과 과학적인 발화원인 판정으로 소방기관이 화재조사 전문기관으로서 대외적인 공신력을 인정받고 신뢰성 향상에 기여하는 계기가 되기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

when the explosive wastes to be treated as designated wastes are brought into the wastes treatment plant by mistake and lead to an explosion in the wastes disposal process, many people and property damage are involved. Waste should be treated properly. As mentioned in this paper, ignition reac- tion...

주제어

#화약류폐기물   #탄화   #열분해   #질량분석기   #점화   #공명구조   #이중결합   #가압충격  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 폐기물사업장에서 발생하는 특수 화재사례를 조사 분석하고, 현장운영을 참조로 한 현실적인 화재위험요소 고찰을 통해 화재예방대책을 제언하고자 하였다. 본 논문의 실험결과를 살펴보면 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔)의 착화재연실험에서 모두 발화위험성이 확인되었고, 작은 점화원에도 쉽게 착화되어 급속하고 폭발적으로 연소되는 형태가 폭약류와 유사한 형태를 나타냄을 알 수 있었다.
  • 본 연구에서는 소각대상 폐기물 처리공정과 작업과정에서 일반적으로 발생할 수 있는 화재발생 개연성에 대하여 살펴보고, 화재·폭발사고에 대한 일반적 이해와 “국립과학수사연구원”과 공동으로 화약류포장재 폐기물의 물질안전보건자료(MSDS)를 기초로 한 물질분석 및 ASTM E 1508을 이용한 물질 표면분석기를 통한 성분분석, Clarus 600 GC/MS을 이용한 질량분석, JCL-22(pyrolyzer을 이용한 열분해 성분분석을 통해 발화가능성을 분석해 과학적으로 추론 가능한 결과를 도출하고, 화재원인 분석 자료로 제공하고자 한다. Fig 1은 본 연구의 개요도 이다.
  • 최근 폐기물처리시설 화재현장을 조사하면서 연소패턴 및 발화원, 피해내역 등 탄화형태가 특이한 사례가 있어 화재원인에 대해 다각적으로 검토하던 중 일반폐기물 소각처리시설에 지정(특수)폐기물로 처리되어야 할 폐기물이 일반 가연성 폐기물로 운송 반입되어 처리되는 과정에서 폭발 및 화재가 발생하였다. 폭발에 따른 급격한 연소진행과 폭발 비산재로 인한 주변으로의 연소확대, 발화지점에서 작업하던 인부들의 심각한 인명피해와 막대한 재산피해가 발생한 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔) 폭발사고를 중심으로 원인분석을 통하여 개선점을 도출하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서 폐기물사업장에서 발생하는 특수 화재사례를 조사 분석하기 위해 수행한 실험의 결과는? 본 연구는 폐기물사업장에서 발생하는 특수 화재사례를 조사 분석하고, 현장운영을 참조로 한 현실적인 화재위험요소 고찰을 통해 화재예방대책을 제언하고자 하였다. 본 논문의 실험결과를 살펴보면 화약류 포장재 폐기물(고체부타디엔)의 착화재연실험에서 모두 발화위험성이 확인되었고, 작은 점화원에도 쉽게 착화되어 급속하고 폭발적으로 연소되는 형태가 폭약류와 유사한 형태를 나타냄을 알 수 있었다. 특히 폐기물처리장에서의 화약류 포장재에 의한 화재·폭발사고 사례와 같이 화약류 포장재 폐기물이 소각폐기물처리장에 대량으로 반입되어 유기화합물 폐기물과 혼재되어 있을 때는 상호 산화반응과 열분해 등으로 가연성, 산화성 가스가 발생되어 스파크 등 점화원에 의해 착화되며 순간적으로 폭발로 이어지는 개연성을 충분히 확인할 수 있었다. 따라서 폐기물처리장에서의 화약류폐기물에 대한 소방상 문제점으로는 첫째 폐기물(구조물) 용접작업의 불꽃으로 인한 화재발생, 둘째 나화 또는 기계적 처리(충격,마찰) 방법으로 인한 발화원 상존, 셋째 각종 폐기물의 혼재 및 무분별한 보관으로 자연발화, 폭발위험성 상존, 넷째 특정소방대상물 분류상 “분뇨 및 쓰레기 처리시설”로 분류되어 대부분 소방시설 면제 또는 적용기준 완화라고 할 수 있다.
폭발성 폐기물은 무엇인가? 폐기물이라 함은 쓰레기, 연소재, 오니, 폐유, 폐산, 폐 알칼리 및 동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업 활동에 필요하지 아니하게 된 물질을 말하고, 폭발성 폐기물이라 함은 일반적인 폐기물에 “위험물안전관리법”에 정의된 위험물(1류~5류)이 포함된 폐기물 또는 충격시험을 통하여 위험성이 큰 것 중 환경청장이 정하는 폐기물을 말한다. Table 1을 살펴보면 통계상으로 최근 3년간 전체 화재건수에서 폐기물처리시설 화재가 차지하는 비율은 낮게 나타나며 현장에서 화재조사관은 발화원 발굴이나 현장 감식에 집중하기 보다는 단순한 쓰레기 화재로 처리하는 경우가 많았다고 볼 수 있다.
부타디엔의 이성질체는 무엇이 있나? Table 4의 부타디엔은 탄소원자 4개로 이루어지는 곧은 사슬모양의 구조에 이중결합을 2개 가지고 있으며, 부타디엔에는 1,2-부타디엔과 1,3-부타디엔의 두 이성질체가 있다. 
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참고문헌 (12)

  1. National Fire information System, (2014-2016), "National fire statistics", NFIS. 

  2. Ministry of Environment,(2015) "The national waste statistics survey, Ministry of Environment. 

  3. S. K. Jeon, (2005), "Study on the effective science investigation methods in case of explosion accident", Master's Thesis, Kyungpook National University Graduate School of Industrial Technology. 

  4. Jeonju deokjin fire station,(2010) "Fire case studies of waste treatment facilities", The 14th recital case of fire textbooks. 

  5. S. K. Chun,(2008) "Study on the flame propagation speed, Ignition energy Measurement of the hazardous substances used in operations in airtight space", Central Fire Academy. 

  6. Central Fire Academy,(2009) "The fire investigation practices", Central Fire Academy textbooks. 

  7. D. H. Kim,(2013) "Fire.explosion risk & safety measures of risk waste discharge process". Safety Forum. 

  8. Ministry of Science and Technology,(2013) "Chemical Waste polymer material commercialized technology by water droplet explosion", Ministry of Science and Technology. 

  9. J. H. Cho, B. H. Choi, G, H, Hyun, (2016), "An Experimental Study on the nature of industrial waste combustion". Korea Association of Fire Investigators. 

  10. S. M. Lee, (2016), "A study on fire hazard and countermeasure of waste incineration plant", Gachon University, 

  11. J. H. Cho, B. H. Choi, G, H, Hyun, (2016), "An Experimental Study on the nature of industrial waste combustion". Korea Association of Fire Investigators. 

  12. National Fire Protection Association, "2010, "NFPA Fire Data", NFPA. 

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