[논문]바이오디젤 혼합물의 인화 및 연소 위험성에 관한 연구

김주석; 고재선

doi:10.15683/kosdi.2021.3.31.010

바이오디젤 혼합물의 인화 및 연소 위험성에 관한 연구
A Study on the Flammability and Combustion Risk of Biodiesel Mixture 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.17 no.1 = no.51, 2021년, pp.10 - 24

김주석 (Fire Safety Research Division, National Fire Research Institute) , 고재선 (Department of Fire Safety, University of Howon)

초록
AI-Helper

연구목적: 본 연구의 목적은 현재 대체연료로 사용하고 있는 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 위험성을 장비별(태그방식과 펜스키마르텐 방식) 시험방식에 따른 인화점 및 연소점의(밀폐, 오픈) 차이를 비교 분석, 측정함으로서 혼합물의 위험성을 확인하고, 화학물질의 위험성 평방법을 확립하여 화재원인 물질의 감식과 감정에 참고 자료로 활용하고자 함이다. 연구방법: 인화점 실험 방법 및 결과 처리는 원유 및 석유 제품 인화점 및 연소점 시험방법으로 사용되고 있는 테그밀폐식 및 펜스키마텐스식 시험방법인 ASTM 및 KS M mode를 기준으로 실험하였다. 본 실험에 사용한 장비의 제조사는 일본의 TANAKA사에서 생산한 장비로 KS M 2010의 시험규격을 만족하는 시험장비로 인화점 및 연소점을 측정하였고, 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 시험방식에 따른 인화점(밀폐, 오픈) 차이를 확인하고, 바이오디젤과 일반디젤 혼합물의 발화점을 기존의 디젤과의 비교 발화위험성을 비교 분석하였다. 연구결과: 실험결과를 살펴보면 먼저 혼합물의 인화 위험성에 대한 실험 결과 분석으로 인화점이 64.5℃인 일반 디젤을 기준으로 했을 때 바이오디젤이 70% 함유된 물질의 인화점은 약 92℃로 확인되었고, 가솔린과 바이오디젤 또는 바이오디젤 혼합물을 합성했을 때 인화점이 낮아지는 경향을 확인할 수 있었다. 아울러 인화점과 연소점의 차이는 약 20~30℃정도로 분석되었고, 소량의 가솔린 또는 메탄올의 혼합시 인화점은 낮아지나, 연소점은 기존의 혼합물의 연소점과 유사하다는 것을 확인하였다. 결론: 본 연구에서는 기존의 위험물안전관리법렬상의 위험물 판정 기준에 대한 세부내용의 실효성 확보 및 위험물 판정의 신뢰성 및 재현성 확보를 목적으로, 인화성 혼합물에 대한 실험적 연구를 통해서 혼합물에 대한 위험성 판단기준을 확인, 소방현장에서 단속되는 인화성 액체 대한 실험적 판정 기준에 대한 참고적인 자료를 제공할 수 있을 것이다. 또한 향후 본 연구로 시험방법별 실험에 대한 노하우를 축적한다면 위험물의 위험성 평가 연구에 있어 기초 자료이자 위험물 판정에 관한 연구의 기반으로 활용될 수 있기를 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: The purpose of this study is to determine the dangers of biodiesel and general diesel mixtures currently used as alternative fuels by equipment (tag method and penski Marten method) and to determine the difference between flash point and combustion point (closed, open) according to test methods. It is intended to be used as a reference material for identification and evaluation of firecausing substances by confirming the risk of mixtures by comparative analysis and measurement, and establishing a risk assessment method for chemical substances. Method: Flash point test method and result treatment were tested based on ASTM and KS M mode, which are tag sealing and pen schematense test methods used as flash point and combustion point test methods for crude oil and petroleum products. The manufacturer of the equipment used in this experiment was a test equipment that satisfies the test standards of KS M 2010 with equipment produced by TANAKA of Japan. The flash point and combustion point were measured, and the flash point according to the test method of biodiesel and general diesel mixture ( Closed, open), and the ignition point of a mixture of biodiesel and general diesel was compared and analyzed for ignition risk compared with conventional diesel. Results: Looking at the experimental results, first, as an analysis of the risk of flammability of the mixture, the flash point of a substance containing 70% biodiesel was found to be about 92℃ based on general diesel with a flash point of 64.5℃, and gasoline and biodiesel or When the biodiesel mixture was synthesized, it was confirmed that the flash point tends to decrease. In addition, the difference between the flash point and the combustion point was analyzed as about 20 ~ 30℃, and when a small amount of gasoline or methanol was mixed, the flash point was lowered, but it was confirmed that the combustion point was similar to that of the existing mixture. Conclusion: In this study, in order to secure the effectiveness of the details of the criteria for judging dangerous materials in the existing Dangerous Materials Safety Management Act, and to secure the reliability and reproducibility of the judgment of dangerous materials, we confirm the criteria for judging the risk of the mixture through an experimental study on flammable mixtures. It will be able to provide reference data for experimental criteria for flammable liquids that are regulated in the field. In addition, if this study accumulates know-how on experiment by test method, it is expected that it can be used as a basis for research on risk assessment and research on dangerous goods.

주제어

표/그림 (31)

그림 Fig. 1. Experiment flow chart
표 Table 1. Biodiesel blending method and commercial
표 Table 2. Physicochemical properties of Commercial diesel fuels(KATS, 2008)
그림 Fig. 2. Flash point of blend ratio of biodiesel and standard diesel (tag closed type)
표 Table 3. Flash point test result of commercial diesel (tag closed type)
표 Table 4. Flash point by blend ratio of biodiesel and standard diesel (tag enclosed type)
표 Table 5. Flash point measurement result of commercial diesel (pen schematics type)
표 Table 6. Flash point by blend ratio of biodiesel and standard diesel (pen scheme type)
표 Table 7. Flash point by blend ratio of biodiesel and standard diesel (pen scheme type)
표 Table 8. Commercial diesel flash point and fire point (cleveland open)
표 Table 9. The flash point and fire point of the biodiesel mixture (cleveland open)
그림 Fig. 3. Flash point and fire point of biodiesel mixture(cleveland open-palm)
그림 Fig. 4. Flash point and fire point of biodiesel mixture(cleveland open-soy)
표 Table 10. Flash point of biodiesel mixture and 1% gasoline mixture
그림 Fig. 5. Flash point of biodiesel mixture and gasoline mixture (tag sealing type)
그림 Fig. 6. Flash point of biodiesel mixture and gasoline mixture (cleveland open)
그림 Fig. 7. Fire point by mixing ratio of biodiesel and standard diesel
표 Table 11. Flash point of biodiesel mixture and gasoline mixture (tag sealing type)
표 Table 12. Flash point of biodiesel mixture and gasoline mixture (cleveland open)
그림 Fig. 8. Flash point by blend ratio of biodiesel and standard diesel. (tag closed type)
그림 Fig. 9. Flash point by blend ratio of biodiesel and standard diesel.(cleveland open type)
그림 Fig. 10. Fire point by mixing ratio of biodiesel and methanol (cleve- land open type)
표 Table 13. Fire point of biodiesel mixture and gasoline mixture (cleveland open type)
표 Table 14. Biodiesel+methanol mixture fire point
표 Table 15. Comparison of flash point between pens closed and pensky-martens (palm type)
표 Table 16. Comparison of flash point between pens closed and pensky-martens (palm type)
표 Table 17. Comparison of flash point between pens closed and pensky-martens (soy type)
표 Table 18. The flash point and fire point of the biodiesel mixture (cleveland open, palm type)
표 Table 19. The flash point and fire point of the biodiesel mixture (cleveland open, soy type)
그림 Fig. 11. Comparison of flash point and fire point by mixing ratio of biodiesel and standard diesel
그림 Fig. 12. Comparison of flash point and fire point by mixing ratio of biodiesel and standard diesel

참고문헌 (12)

ASTM international (2005). Standard Test Method for Autoignition Temperature of Liquid Chemicals. ASTM E659-78, U.S.
ASTM international (2006). Standard Test Method for Flash Point by Pensky-martens Closed Cup Tester. ASTM D93-10, U.S.
ASTM international (2013). Standard Test Method for Concentration Limits of Flammability of Chemicals(Vapors and gases). ASTM E 681-04, U.S.
KATS (2007). Paints and Varnishes - Determination of Non-volatile Content of Paints, Varnishes and Paints and Varnish Binders", KS M ISO 3251, Korea.
KATS (2007). Test Method for Flash Point and Burning Point - Cleveland Open Cup Test Method. KS M ISO 2592, Korea.
KATS (2008). Crude Oil and Petroleum Product Flash Point Test Method - Tag Closed Test Method. KS M 2010, Korea.
KATS (2009). Test Methods for Paints and Related Materials. KS M 5000, Korea.
Kim, H.Y. (2008). "Physicochemical properties of thinner and its effects on reproductive system in rats." Korea Occupational Hygiene Association, Vol. 18, No. 3.
Korea National Fire Agency (2008). Detailed Criteria for Hazardous Material Safety Management.
Korea Occupational Safety and Health Agency (2004). Technical Guidance on the Explosion Limit Estimation of Combustible Gas and Vapor Mixtures KOSHA CODE D-18.
Korea Occupational Safety and Health Agency (2010). Risk Assessment Report for Chemical Accident Prevention and Cause Identification.
Ministry of Trade Industry and Energy (2017). Petroleum and Petroleum Alternative Fuel Business Act.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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