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액화천연가스(LNG) 사용시설내의 부취농도 분포 및 관리방법에 관한 연구
A Study on the Odorization Levels and Management in the Facility using Liquified Natural Gas(LNG) 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.23 no.6, 2019년, pp.25 - 32  

원승연 (한국가스안전공사) ,  신헌용 (서울과학기술대학교 화공생명공학과)

초록
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많은 대량소비 가스시설에서는 천연가스를 가스공사의 배관망을 통해 공급받지 못하여 탱크로리를 통해 액화천연가스(LNG)를 가스공사로부터 공급받아 기화시켜 사용한다. 이러한 시설에서 가스 누출로 인한 인명 또는 재산피해를 방지하기 위하여 주입하는 부취제가, 최초지점과 소비지점들에서 어떤 농도로 분포하는지 분석하는 연구를 수행하였다. 일정한 유량이 흐를 때 가스시설내의 배관위치에 따라 부취농도의 변화를 확인하기 위한 분석이 이루어졌다. 시료채취는 알루미늄 재질의 4.5 L 용기를 진공상태로 만든 후, 부취제가 주입되는 정압기와 가스가 사용되는 소비지점에서 시료를 포집하였다. 포집된 가스시료로부터 가스크로마토그래피(Main Body : Agilent 7890A, Detector : ANTEC 7090)를 이용하여 부취제의 농도를 분석하였다. 안전한 가스시설관리를 위하여 대량수요자 시설의 형태별로 부취농도 관리방법의 정립이 필요한 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In many mass-consumption gas facilities, natural gas is not supplied through the pipeline of the gas corporation. LNG is supplied from the gas corporation through the tank lorry to be vaporized. In order to prevent human or property damage due to gas leakage at these facilities, a study was conducte...

주제어

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 첫 번째는 황성분을 포함한 황화합물 부취제는 시료채취용기의 내부금속 표면에 흡착으로 인해 안정성 있는 측정결과를 얻는 것에 어려움이 있다. 그러므로 일반적으로 고농도의 황화합물을 이용해 용기내부 금속에 일정기간 접촉시켜 부동화(passivation)시키는 방법을 사용하는데, 본 연구에 사용된 용기는 알루미늄 재질의 고압용기로서 황화합물을 포함하고 있는 액화석유가스(LPG)를 1/3 정도 채우고, Rolling Machine을 이용하여 충분히 부동화를 시킨 후 천연가스 시료채취에 장기간 사용된 용기를 활용하여 S의 흡착으로 인해 측정결과의 오류를 배제하고자 하였다.
  • 대량수요자 가스시설에서 부취농도는 설비운영의 기술이 전문화 되어있지 않은 상태이기 때문에 일정하게 유지되고 있지 못하고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 일정한 유량이 흐를 때 가스시설내의 배관에 분포한 위치에 따라 부취농도가 일정하게 유지되는지 확인하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 대량수요자의 천연가스 생산설비 및 내부배관, 소비지점 등에서 시료를 채취하여 부취농도 분포를 확인하여 유지관리에 적절한 시료 채취지점을 확인하여 적절한 관리지점을 제안하여 대량수요자의 가스안전관리 자료로 활용되도록 하고자 한다.

가설 설정

  • 1) 인체에 해가 없는 물질이어야 한다.
  • 3) 매우 낮은 농도에서도 특유한 냄새가 나야 한다.
  • 4) 안정성이 높아야 한다.
  • 6) 물에 녹지 않으며, 물성상 취급이 용이하여야 한다.
  • 7) 토양에 대한 투과성이 좋아야 한다.
  • 8) 가격이 저렴하여 수급이 용이하여야 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
대기압 상태에서 시료가스를 채우는 방법의 장단점은? 대기압 상태로 있는 용기를 펌프를 이용해 진공(100 mtorr 이하)상태로 만든 후 시료가스를 채우는 방법이다. 용기를 진공상태로 만들기 위해 사전작업 에 시간이 소요되는 단점과 용기에 부착된 밸브등의 불량으로 진공이 풀리는 가능성을 갖고 있으나, 실제 현장에서 시료채취시에는 신속하고 정확하며 단순한 시료채취 작업이 가능하여 인위적인 실수로 인한 오염을 최대한 배제할 수 있으며, 진공작업을 통해 내부에 존재할 수 있는 오염원을 사전에 제거하는 효과가 있어 정확한 시험측정에 유리한 점을 가지고 있다. 또한, 양구형 시료채취용기 뿐만 아니라 밸브가 한쪽에만 있는 단구형 시료채취용기로 사용이 가능하다.
천연가스가 주목 받게 된 배경은? 특히 산업혁명이후 급성장한 석탄 등 화석연료의 소비는 가히 폭발적인 성장이라 볼 수 있다. 이러한 에 너지 소비의 성장은 다양한 분야의 연료가 산업전반에 사용되어, 초기 에너지원을 대표하던 석탄은 석유의 개발과 발전으로 사양화를 걷게 되고, 석유 또한 한정된 매장량으로 차세대 에너지로 대체가 예상되는 상황에서 천연가스는 훌륭한 대체에너지원으로 대두 되고 있다.
부취제란 무엇인가? 미국의 경우에서는 1930년대 Texas 주 New London의 학교에서 천연가스 누출에 의한 폭발로 인한 인명손상이 발생한 후 부취제 첨가를 법으로 정하게 되었다. 부취제는 무색, 무취의 천연가스나 액화석유가스에 주입하여 가스 누출되었을 때 사람이 인지할 수 있도록 경고취로 작용할 수 있도록 넣어주는 것으로 인체의 후각이 ppb 정도의 미량의 농도에서도 감지할 수 있다는 것을 이용한 것이다[3]. 물론 사람들마다 부취제에 대한 민감성은 차이가 있고, 환경의 영향도 무시할 수 없다.
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참고문헌 (8)

  1. Zhidkov, M.A., Shaikhutdinov, R.M. Odorization Instalation, Springer New York, New York, (2004) 

  2. Tenkrat, D., Hlincik, T., and Prokes, O., Natural Gas Odorization. Natural Gas, Intechopen, Lodon, (2010) 

  3. Arthur, R.K. and Arun, V., "Measurement of Odorant Levels in Natural Gas", Ind. Eng. Chem., rod. Res. Dev., 15(1), 59-63, (1976) 

  4. De Wild, P.J., Nyqvist, R.G., De Bruiji, F.A. and Stobbe, E.R., "Removal of Sulphur-containing Odorants from Fuel Gases for Fuel Cellbased Combined Heat and Power Applications", Journal of Power Sources, 159(2), 995-1004, (2006) 

  5. Graf, F., Kroger, K. and Reimert, R. "Sulfur-Free Odorization with Gasodor S-Free-A Review of the Accompanying Research and Development Activities", Energy & Fules, 21(6) 3322-3333, (2007) 

  6. Kim, J.-K., Lee, H.-K. Yim, E.S. and Jung, C.-S., "A Study on the Exhaust Emission Characteristics of LPG Vehicle Using LPG Fuel with Sulfur Free Odorant, J. KOSAE, 30(6), 545-554, (2014) 

  7. Ruzsanyi, V., Sielemann, S. and Baumbach, J. I., "Detection of sulfur-free odorants in natural gas using ion mobility spectrometry", Journal of Environmental Monitoring, 9(1), 61-65, (2007) 

  8. Do, L., Koh, J.S. and Kim, H.J., "Determination of Sulfur Compounds in Gaseous Fuel by Gas Chromatography-Sulfur Chemiluminescence Detection", Journal of the Korean Chemical Society, 43(5) 517-518, (1999) 

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