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우드펠릿의 저장량에 따른 발화온도 및 발화유도시간에 관한 연구
A Study on the Ignition Temperature and Ignition Induction Time According to Storage Amount of Wood Pellets 원문보기

한국화재소방학회 논문지= Fire science and engineering, v.33 no.1, 2019년, pp.7 - 14  

김형석 (부경대학교 대학원) ,  최유정 (부경대학교 대학원) ,  김정훈 (광명토탈엔지니어링) ,  정필훈 (부산 경상대학교 소방안전.전기전자계열) ,  최재욱 (부경대학교 소방공학과)

초록
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우드펠릿은 화력발전소 및 화목 보일러의 연료로 많이 사용되고 있으나 발열량이 높은 우드펠릿을 장기간 보관 시 자연발화의 위험성이 있다. 본 연구에서는 시료 용기의 크기에 따라 유량의 변화에 따른 최소자연발화온도와 발화한계온도를 구하였으며, 발화한계온도를 이용하여 겉보기 활성화 에너지를 측정함으로써 우드펠릿의 발화 특성을 예측하였다. 겉보기 활성화 에너지는 190.224 kJ/mol을 구하였다. 용기에 저장된 시료량이 두꺼워질수록 시료 표면에서 중심까지의 열전달이 어려워 발화유도시간이 긴 것으로 나타났으며, 용기의 크기가 같을 경우 유량의 양이 많아 질수록 자연발화온도는 낮아졌다. 또한 시료용기가 커질수록 자연발화온도는 낮아지고 발화유도시간은 길어지는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

While wood pellets are often used as a fuel in thermoelectric power plants and firewood boilers, there is a risk of ignition temperature when strong wood pellets, which have a high calorific value, for prolonged periods of time. In this research study, the minimum auto ignition temperature and the i...

주제어

#Flow rate   #Minimum ignition temperature   #Apparent activation energy   #Ignition induction time  

표/그림 (17)

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 H 화력발전소에서 사용되는 시료의 저장량에 따른 자연발화온도를 평가하기 위하여 용기의 크기를 L 20 cm × H 20 cm × W 3 cm, 5 cm 및 7 cm에 시료를 3 cm, 5 cm 및 7 cm의 두께로 넣어 시료량의 변화와 유량의 변화에 따른 자연발화온도와 발화가 일어나는데 걸리는 발화유도시간을 측정하였으며, 용기 내부의 최고온도를 구함으로써 우드펠릿의 화재 예방을 위한 자료를 제공 하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자연발화란 무엇인가?  자연발화란 어떤 화원을 주지 않아도 물질이 공기 중 상온에서 스스로 발열하여, 그 열이 오랜 시간동안에 축적되어 발화점에 도달하면 연소를 일으키는 현상이다(4). 또한 공기 중에서 직접적인 착화원의 공급없이 물질의 반응으로 발생한 열의 축적에 의해 발화점에 도달하는 반응열의축적에 의하여 화재가 발생하는 경우에도 자연발화에 해당한다(5).
우드펠릿 자연발화가 발생되기 쉬워지는 조건은?  우드펠릿은 저장하는 공정 중에 파쇄되어 분말형태로 저장될 경우에는 자연발화가 발생되기 쉬워지고, 2015년 4월H 화력발전소에서 우드펠릿이 사이로에서 컨베이어로 연결되는 공정에서 훈소하여 화재가 발생된 것은 외부 연소나방화, 미소화원에 의한 발화의 원인이 아니라고 판단되어 자연발화에 의한 사건인 것으로 추정되었다.
석탄 연소시 발생되지만, 우드펠릿에서는 발생하지 않는 온실가스는?  발전소에서 석탄과 함께 사용되는 우드펠릿은 연소 시에 생성되는 CO는 약 400 mg/m3로서 석탄과 거의 비슷하게 발생되고, NOx는 석탄보다 약간 높게 생성되며, SOx는 석탄이 약 15 mg/m3가 발생되지만 우드펠릿은 발생되지 않는다(3).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. D. Thran, D. Peetz and K. Schaubach, "Global Wood Pellet Industry and Trade Study 2017", IEA Bioenergy Task 40, p. 8 (2017). 

  2. G. S. Oh, "A Study on the Application of Ash-free Coals from Various Kinds of Biomass to DCFC", Dept. of Power Generation Combustion Engineering, Graduate School, Busan National University, pp. 1-2 (2016). 

  3. J. H. Kim, S. H. Heo, H. C. Kim, M. R, Jo, S. O. Lim, S. B. Lee and D. I. Kang, "A Study on Emission Characteristics of Air Pollutants from the use of Solid Fuel", Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, Vol. 33, No. 2, pp. 77-86 (2017). 

    원문보기 상세보기 crossref

  4. J. W. Choi and S. K. Jeon, "Fire Protection Safety Engineering", Hwasumok, p. 40 (2018). 

  5. J. W. Choi, Y. S. Mok and D. M. Ha, "A Study on Spontaneous Ignition of Hydroxy Propyl Methyl Cellulose", Transaction of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 15, No. 4, pp. 34-40 (2001). 

  6. E. J. Lee, "Numerical Study on Auto-ignition and Combustion Emissions Using Gasoline/Ethanol Surrogates", Fire Science and Engineering, Vol. 30, No. 3, pp. 1-6 (2016). 

  7. J. S. Koh and M. J. Jang, "A Study on Replay Experiments and Thermal Analysis for Autoignition Phenomenon of Shredded Waste Tire", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 6, pp. 99-108 (2012). 

  8. C. J. Hilado and S. W. Clark, "Autoignition Temperature of Organic Chemicals", Chemical Engineering, Vol. 4, pp. 75-80 (1972). 

  9. B. E. Mitchell and P. C. Jurs, "Prediction of Autoignition Temperature of Organic Compounds from Molecular", J. Chem. Inf. Comput, Sci, pp. 538-547 (1997). 

  10. D. A. Frank-kamenetskii, "Diffusion and Heat Transfer in Chemical Kinetises", 2nd ed., Trans by Apleton, Pleum Press, pp. 5-36 (1969). 

  11. Y. R. Kim and S. R. Lee, "Test Report for Wood Pellet", KOTITI Testing & Research Institute. 

  12. Korea Forest Research Institute, "Standards and Quality Standards of Wood Products" (2015). 

  13. J. J. Choi, "Hazard Estimate of Flour Evaluated from its characteristics of Heat Decomposition and Spontaneous Ignition", Dept. of Mechanical System Engineering, Graduate School Industry, Chungnam National University Daejeon, pp. 20-21 (2010). 

  14. W. S. Lim, "A Study on the Explosion Characteristics of Hydroxy Propyl Methyl Cellulose dust", Dept. of Safety Engineering, Graduate School, Pukyong National University, pp. 26-31 (2005). 

  15. Y. J. Choi, "A Study on the Spontaneous Ignition Characteristics of Wood Pellet and Powder used in Mixtures of Thermal Power Plant", Dept. of Fire Protection Engineering, Graduate School, Pukyong National University, p. 38 (2017). 

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