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분진 폭발: 사례, 원인, 결과 및 억제

전문가 제언: ○ 일반적으로 물질을 점화하는 방법에는 두 가지가 있다. 즉 공기와 연료의 혼합물을 밀폐된 용기에 넣고 온도를 계속 올리면 어느 온도에서 발화된다. 유동층 석탄 가스화 장치를 점화하는 일반적인 방법인데 이 때의 온도를 착화점(Ignition point)이라 한다.

○ 또 하나는 액체연료나 연료 중 휘발물질이 상당히 함유된 연료에 해당되는 용어로서 인화점(Flash point)이 있다. 연료가 가열되면서 그 일부가 증발 또는 휘발되고 이 증기에 다른 외부 불꽃이 접근할 때 섬광을 발하며 연소가 일어나는 최저 온도를 인화점이라 한다. 인화점은 착화점보다 낮다.

○ 본문에서는 이 두 정의를 구별하지 않고 사용하였다. 어떤 것은 외부 에너지에 의해 연소가 시작되는 현상으로 증기의 인화가 분명한데도 일관되게 Ignition을 사용하였다. 이에 대해 분석자는 ‘착화’를 용어로서 사용하였다. 이에 대해 이의를 제기하는 전문가도 있으리라 생각한다.

○ 분석자가 분진 폭발에 관련된 경험으로 “하수 오니(Swage sludge)를 소개하려 한다. 하수 오니는 오염물질로 간주되고 있으나 휘발물질을 다량 함유하고 열량도 높아 건조하면 매우 훌륭한 연료가 될 수 있다. 더구나 이를 시멘트 소성로에 투입하면 시멘트 원료로도 사용할 수 있다. 문제는 이 하수 오니를 장거리 떨어진 곳에 위치한 시멘트 공장까지 운반하는 비용이다. 수분 함량이 80% 이상인 하수 오니를 그대로 운반한다면 운반 트럭 10대 중 8대는 단순히 물을 운반하는 셈이 된다.

○ 따라서 운반 전 건조로 수분 함량을 줄이는 것은 비용 절감에 필수적인 작업이다. 일반적인 건조 장치를 써서 수분함량 약 25%는 쉽게 달성할 수 있다. 나머지 수분 제거도 마이크로웨이브를 이용한 특수 건조기를 사용하면 가능하다. 그러나 너무 건조하면(수분이 없으면) 폭발 한계에 들어가기 때문에 운반 도중 하수 오니의 폭발을 피하려면 이를 고려하여야 한다. 결국 운반비 대 건조 비용을 대비하는 고전적인 Optimum point의 계산은 폭발 위험이라는 안전 문제 때문에 한계를 갖게 된다.

저자: Abbasi, T; Abbasi, SA; AF Abbasi, Tasneem; Abbasi, S. A.
자료유형: 학술정보