I. 서론 화학공정에서발생되는폐가스 (off gas) 는연소 / 소각, 대기배출및흡수 / 흡착방법을통해안전하고무해한가스로처리되어대기로배출된다. 이중저장탱크등에서발생한폐가스는주로소각설비를통해소각후대기로내보내고있다. 그로인해, RTO (regenerative thermal

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1 1 ) KIGAS Vol. 16, No. 4, pp 52~58, 2012 (Journal of the Korean Institute of Gas) 아크릴산제조공정사고사례를통한소각시스템의안전성향상방안 마병철 이근원 * 임지표 ** 김영철 *** 전남대학교대학원화학공학과 * 산업안전보건연구원 ** 한국산업안전보건공단 *** 전남대학교공과대학응용화학공학부및촉매연구소 (2012 년 4 월 20 일투고, 2012 년 8 월 16 일수정, 2012 년 8 월 27 일채택 ) A Study on the Safety Improvement in Incineration System from the Case Study of Acrylic acid manufacturing process Accident Byung-Chol Ma Keun-Won Lee* Ji-Pyo Im** Young-Chul Kim*** Department of Chemical Engineering, Chonnam National University Graduate School, Gwangju , Korea *Occupational Safety & Health Research Institute **Korea Occupational Safety and Health Agency(KOSHA) ***Faculty of Applied Chemical Engineering and the Research Institute for Catalysis, Chonnam National University, 300 Yongbong-dong, Gwangju , Korea (Received April 20, 2012; Revised August 16, 2012; Accepted August 27, 2012) 요약 최근대기환경규제의강화로화학공장에서발생하는폐가스를소각처리하는경우가증대되고있다. 이러한소각설비는저장탱크상부와배관을통해연결되어화염을통하여폐가스를연소소각시키기때문에, 배관을따라화염이역화될경우에는치명적인사고로연결될수있다. 본연구는아크릴산제조공정의소각시스템에서발생한중대산업사고에대해폭발의 3 요소와화염의전파원인을분석하여사고예방대책및안전성향상방안을다음과같이제시하였다. 첫째, 소각시스템의송풍기를재가동하기전에는공기또는불활성가스로충분히희석하여폭발을예방하여야한다. 둘째, 폭굉으로전이된화염이저장탱크로전파되지않도록소각설비의전단및저장탱크상부에폭굉용화염방지기를설치하는것이필요하다. 섯째, 폭연용화염방지기를그대로사용할경우에는그전단에파열판을설치하거나저장탱크상부와소각설비의배관을후드식으로연결하여폭굉으로전이된화염을저장탱크밖으로분출시켜야한다. 마지막으로, 소각설비에연결된송풍기의제어반 (MCC) 에순간정전보상장치인시간지연계전기 (TDR: time delay relay) 등을설치하여순간정전후에도자동으로재가동될수있도록조치해야한다. Abstract - Recently, waste gas incineration is increasing due to strong environmental regulatory system in Korea. These incinerating facilities are usually connected with the top of the storage tank through pipeline and incinerate off gas with the flame. Therefore, the flame originated from these facilities is likely to move back into pipeline and might cause an explosion of the storage tank. Accordingly, the purpose of this study is to suggest the preventive measures and the way to improve the safety of these incineration systems through the cause analysis of a major industrial accident occurred in a acrylic acid manufacturing process in Korea. As a result of the study, the preventive measures are suggested as follows. (1) Air or inert gas inflow facilities should be well designed to dilute flammable gases into air or inert gas sufficiently before the blower is restarted in order to prevent the explosion (2) It is needed for the detonation-type flame arresters to be installed on the top of the storage tanks. (3) In case of using the deflagration-type flame arresters, it is necessary to install a rupture disk before the arresters, or blow off the flame outside tanks by connecting the tank top and the incinerator with hood-type pipe. (4) TDR should be installed to be restarted automatically after the momentary power failure. Key words : waste gas, incineration system, detonation flame arrester, deflagration flame arrester, safety code 주저자 :youngch@chonnam.ac.kr

2 I. 서론 화학공정에서발생되는폐가스 (off gas) 는연소 / 소각, 대기배출및흡수 / 흡착방법을통해안전하고무해한가스로처리되어대기로배출된다. 이중저장탱크등에서발생한폐가스는주로소각설비를통해소각후대기로내보내고있다. 그로인해, RTO (regenerative thermal oxidizer) 등의소각설비를이용한소각시스템 (incineration system) 의적용이점차증대되고있다. 그렇지만이러한소각시스템은연소소각에사용되는고온의화염이배관을통해저장탱크및연결설비로역화되어저장탱크등에서폭발이발생할수있으므로설계및운전에있어서는그안전성이충분히검토되어야한다 [1]. 실제로이러한설비의운전미흡으로 2010 년 9 월, L 화학아크릴산제조공정의소각시스템에서화재 폭발이발생하여저장탱크 3 기가폭발하고근로자 2 명이부상을입은중대산업사고가발생하였다 [2]. 본연구는위공정의소각시스템에서발생한중대산업사고에대하여폭발의 3 요소에의한폭발원인규명및화염역화의원인을분석하여소각시스템의사고예방대책과안전성향상방안을제시하고자한다. II. 사고개요및원인 2.1. 사고사례개요 2010 년 9 월 L 화학에서순간정전으로, 저장탱크에서발생한인화성증기 ( 톨루엔성분등 ) 를소각로로이송시키는송풍기가정지되었고약 30 분후, 송풍기를재가동하기위해흡입밸브를여는순간송풍기가폭발하였으며송풍기전단의배관에연결된저장탱크 3 기가연쇄적으로폭발하였다 사고원인물질사고원인물질은소각설비송풍기및송풍기흡입측에연결된배관및저장탱크상부공간에체류하고있던톨루엔및아크릴산등의가연성증기성분으로서주요물성은 Table 1 과같다 사고설비사고설비는송풍기와송풍기흡입측과연결된상압탱크 ( 총 3 기 ) 로서, 사양은 Table 2 및 Table 3 과같다. 송풍기는폭발로인해양쪽덮개가파열되었고, TK-2 탱크는용기상판의취약부분 (weak seam) 이분리되면서화재로이어져주변설비들이검게그을 렸으며 TK-3 탱크는압력에의해탱크상부를덮고있던콘크리트가손상되었다. 또한, TK-4 탱크는폭발로용기상판의취약부분이분리되었다 사고발생공정사고발생공정은 Fig. 1 과같이아크릴산을생산하는공정으로, 프로필렌과공기중의산소를 2 단계로산화반응시켜아래와같이아크롤레인 (acrolein) 및아크릴산 (acrylic acid) 을생산하는공정이다. CH 2=CHCH 3 +O 2(Air) CH 2=CHCHO +H 2O CH 2=CHCHO +½O 2(Air) CH 2=CHCOOH Table 1. Properties of materials related to accident Material Toluene (C 7H 8) Acrylic acid (CH 2CHCO OH) Capacity (Nm 3 /Hr) Vapor pressure [mmhg] 28.4 (25 ) 4.0 (20 ) Explosion limits [Vol %] Table 2. Specification of blower Item no. Flash Point [ ] Auto Ignition Point [ ] 1.1 / / RPM/ Discharge Pressure[mmH 2O] Watts [Kw] Material 900 3,560 / 2, STS304 Table 3. Specification of storage tank Volume [m 3 ] TK TK TK DP/DT (OP/OT) [ ] F.W/ 100 (ATM/50) F.W/ 100 (ATM/50) F.L/ 50 (ATM/30) Diameter/ Height [mm] 1,500/1,500 1,800/ /900 Material STS 304 STS 304 STS 304 탱크의내용물은공정중발생되는톨루엔, 아크릴산증기성분이포함된스팀응축수임

3 Fig. 2. Schematic diagram of blowing system. Fig. 1. Schematic diagram of accident process. 이때, 미정제아크릴산은후단공정인흡수공정과물분리공정을거친후에정제아크릴산이된다. 물분리및정제과정에서사용되는톨루엔 ( 아크릴산에포함된초산성분을분리하기위한공비증류에서공비제로사용 ) 및아크릴산등의증기성분들은응축기를통해응축되고, 미응축된증기성분들은스팀이젝터등을통해 TK-1, TK-2 및 TK-3 에스팀응축수와함께저장된다. TK-2 탱크에는톨루엔성분이많이포함된액체성분 ( 스팀응축수 + 톨루엔 + 아크릴산 ) 이저장되고일정량이상저장될경우는다시 TK-3 탱크로이송되어저장된다. 또한, TK-4 탱크는주로아크릴산증기가포함된액체성분이저장된다. TK-1,2,3 의상부공간의증기성분은송풍기를통해탈취탑및기액분리기 (separator) 를통과한후촉매소각로에서소각된다. 또한, TK-4 의증기성분은탈취탑을거치지않고곧바로기액분리기를통해다른증기성분들과합류되어소각된다 사고발생과정 2010 년 9 월 10 시 37 분경네오펜틸글리콜 (NPG) 공장에서전기실고압반커패시터 (capacitor) 의이상으로정전이발생하였고, 이영향으로 3AA 공장역시순간정전이발생하여사고발생송풍기가가동중지되었다. 이후, 11 시 06 분경송풍기를재가동하기위해생산팀직원 2 명이현장에도착하여한명은흡입밸브를잠그고다른한명은토출밸브를열었다 (Fig 2 참고 ). 그다음, 현장에있는송풍기가동스위치를켜고흡입밸브 ( 나비형밸브 ) 를여는순간, 송풍기가폭발하여근로자한명이폭발비산물 ( 송풍기측면커버 ) 로인해두부에손상을입었고다른한명은폭발과동시에발생한화염에의해팔과목에화상을입었다. 송풍기폭발직후, 송풍기흡입측에연결된 TK-2, TK-3 및 TK-4 에서연쇄적으로폭발이발생하였고, TK-2 에서는폭발과동시에화재가발생하였다. III. 사고원인및예방대책 3.1. 폭발의 3 요소분석폭발원인을화재 폭발의 3 요소 ( 가연물, 산화제및점화원 ) 로분석하여그원인을다음과같이제시하였다. (1) 가연물사고발생송풍기는저장탱크상부의가연성증기성분들을흡입하여촉매소각로로이송하는설비로서, 정전의영향으로약 30 분동안가동정지되었고이기간동안에저장탱크에서발생되는가연성증기성분들 ( 톨루엔및아크릴산등 ) 은송풍기에연결된배관, 기액분리기 (separator) 및탈취탑에정상운전시보다높은농도로체류하였을것으로추정된다. 또한, 저장탱크들의상부공간의가연성증기들이정상적으로배출되지못한관계로탱크상부공간에는정상시보다높은농도의가연성증기들이축적되었을것으로추정된다 ( 폭발범위하한치이상으로체류했을가능성이큼 ). (2) 산화제 ( 공기 ) 송풍기에연결된배관은저장탱크의상부까지연결되었고탱크상부는불활성가스 ( 질소등 ) 로봉입 (sealing) 하지않기때문에, 저장탱크및연결배관등을통해외부공기가충분히유입될수있다. 이렇게유입된공기는증기성분들과혼합되어송풍기흡입측과연결된배관및설비그리고저장탱크상부공간에서폭발분위기를형성하였을것으로추정된다. 또한, TK-4 저장탱크의상부에설치된벤트를통해배관및기액분리기등으로공기가지속적으로유입되었을것으로추정된다. (3) 점화원점화원은다음과같이 4 가지로추정할수있고이중,

4 금속의충돌로인한불꽃 (spark) 의가능성이가장높다. ( 가 ) 금속의충돌로인한불꽃에점화흡입배관내에존재하는금속이물질이송풍기가동시임펠라몸체와부딪쳐발생되는불꽃에의해점화될가능성이있다. ( 나 ) 금속의마찰로인한마찰열에의한점화송풍기임펠라와케이싱의틈새 (clearance) 가충분하지않아금속간마찰에의해점화할가능성이있으나송풍기의임펠라및케이싱이부딪힐경우, 소음및진동이발생하는데사고직전에는송풍기에서특별한소음및진동을감지하지못하였고송풍기를가동한후폭발발생까지의시간이 10~15 초정도로짧았던점으로미루어보아임펠라와케이싱의마찰에의한점화가능성은낮다고판단된다. ( 다 ) 정전기에의한점화송풍기토출부에설치된밸브의개도가조금열린상태에서송풍기가가동되고증기흐름이밸브개도부를빠른속도로통과하면서정전기가발생하여점화할가능성이있으나, 송풍기나배관이접지되어있고증기나공기성분에포함되는단위부피당정전기의용량이크지않아가능성은낮다고판단된다. ( 라 ) 소각로에서의역화화염이송풍기후단의촉매소각로에서의배관을통해송풍기까지역화될가능성이있으나가연성증기가송풍기후단의 6 배관에서 34 소각로주배관에합류되어배관의면적이 32 배로확대되면서소각로로흐르던공기와희석되기때문에, 소량유입된가연성증기로인해 34 이상의배관내에서가연성증기의농도가폭발분위기를형성하기는어렵다고판단된다. 또한, 현장조사결과송풍기후단배관 (6 ) 과 34 배관사이에화염방지기및체크밸브가설치되어있고연결배관및설비에서화염에의한손상및흔적이없는것으로미루어보아, 소각로에서의역화에의한점화가능성은낮다고판단된다. 이상과같이화재 폭발의 3 요소를분석한결과폭발의원인은다음과같다. 즉, 송풍기가동정지로사고발생저장탱크의상부공간및연결배관에는평상시보다높은농도의가연성증기가공기와혼합되어폭발분위기를형성하였고송풍기를가동하고흡입측밸브를여는순간에송풍기에서발생한불꽃에의해송풍기가폭발하였다. 이때, 발생한화염이 송풍기흡입측에연결된배관을따라저장탱크 (TK-2, TK-3 및 TK-4) 에전파되어저장탱크에서폭발이발생한것으로추정할수있다 송풍기배관을통한화염전파근거사고원인추정에의하면송풍기에서발생한화염이송풍기흡입측에연결된배관을따라저장탱크에전파되어저장탱크에서폭발이발생하였다고추정하였다. 그렇지만, Fig. 1 의공정도에서알수있듯이화염이저장탱크로전파되기위해서는탈취탑 ( 물이순환되는흡수탑 ) 과저장탱크상부에설치된화염 ( 역화 ) 방지기를통과해야만한다. 즉, 화염이이러한설비를통과하면서소염되지않은상태로저장탱크까지전파되어야한다는것이다. 이러한현상에대해서는충분히납득할만한설명이필요하다고판단하여문헌들을참고하여다음과같이추정에대한근거를제시하였다. (1) 화염이화염방지기를통과할수있는가? TK-1,2,3 탱크상부에설치된화염방지기는영국 MARVAC 사제품 (1997 년설치 ) 으로제품사양서에는화염속도 500 ft/sec 이내의화염전파방지장치이며, 굽힘이없는직선배관으로화염발생지점으로부터 5 m 이내에설치될경우에한하여그성능을보장한다고기록되어있다. 그렇지만, API RP 2028(Flame Arresters in piping Systems) 4.4 절 [4] 에서는화염이배관을통해역화될경우, 배관길이가길어지고굽힘부분이많을수록화염의전파속도가빨라져서그속도는음속이나음속이상 (1,000 ~ 수천 ft/sec 이상 ) 이되고압력또한초기압력의 20 배이상이되므로, 이경우에는폭굉방지용화염방지기를설치하도록규정하고있다. 또한, Ciccarelli 등 (1998 년 )[5] 은덕트에서의화염가속및폭굉으로의전이에대한논문에서화염의폭굉으로의전이는덕트의길이가길고난류 (turbulence) 를일으키는장애물이많을수록덕트내부로전파된화염이빠른속도로변하여폭굉으로전이된다는사실을보고하고있다. 또한, Dow chemical 사에서는직경 2 in(0.508 m), 길이 15 ft(4.6 m) 인직선배관 (Case 1) 과직경이 2 in(0.508 m), 길이 16.4 ft(5.0 m) 인직선배관에 5.25 ft(1.6 m) 의엘보우를연결한배관 (Case 2) 에 4.3% 프로판 / 공기를각각채운후, 화염을직선관의끝지점에점화시키고연결배관끝지점에전파되는화염의속도및압력을측정하였다. 그결과, 화염속도는 Case 1(150 m/s) 에비해 Case 2(2,012 m/s) 가무려 13.4 배이상빨랐고압력또한, Case 1(0.41 kg/cm 2 )

5 에비해 Case 2(17.7 kg/cm 2 ) 가무려 43.2 배이상크게나타났다 [6]. 위결과는가연성가스가공기와함께채워져있고엘보우등으로연결된배관 ( 직선길이 5 m 이상 ) 으로화염이전파될경우에는배관끝단에서의화염속도및압력이크게증가한다는사실을말해준다. 위내용으로미루어볼때, 사고당시송풍기와사고저장탱크에연결된연결배관은엘보우등을사용하여굽힘부분이여러있고, 직선배관길이또한 5 m 이상 ( 약 30 m) 이기때문에화염이역화되어화염방지기를통과할시점에는그화염속도가 500 ft/sec 보다훨씬빠르고높은압력이동반되었으므로폭굉으로전이된화염을충분히제어하지못하였을것으로짐작할수있다. (2) 화염이탈취탑 ( 물이순환되는흡수탑 ) 을통과할수있는가? 탈취탑 (450 mmφ 8,500 mmh) 은물이순환살수되며충진제 (packing) 층은 2 단이며각단의높이는 2,500 mm 이다. 충진물은 Pall ring(1 1/2,STS 304) 이사용되었으며, 충진물사이에는공극이존재하는구조이다. 이공극사이로가연성증기 ( 톨루엔증기 ) 와공기가혼합되어폭발분위기를형성한상태에서화염이전파될수있는지를확인하기위해, 톨루엔증기의최대안전틈새를문헌에서찾아보았다. 그결과, IEC 에서는톨루엔의최대안전틈새 (maximum experimental safe gap) 를 1.06 mm 로규정하고있었다 [7]. 이는, 톨루엔증기로폭발분위기를형성한두챔버를금속관으로연결하였을경우, 금속표면틈새를통하여한쪽챔버에서다른쪽챔버로화염이전파되는것을방지할수있는틈새의최대간격치가 1.06 mm 이고이틈새보다클경우에는화염이금속관을통해다른챔버로충분히전파될수있다는것을의미한다. 또한, API RP 2028(Flame Arresters in piping Systems) 의 절에서도 Liquid wetted packing 은화염전파속도가낮은경우에는역화방지가가능하나, 화염속도가빠른경우에는일반적인설계기준을적용할수없다고규정하고있다 [4]. 위내용으로미루어볼때, 탈취탑의살수가거의없는상태에서충진제충진간격이톨루엔증기의화염이통과할수있는틈새가있고화염이폭굉으로전이되어빠른속도로탈취탑을통과할경우에는, 비록 Liquid wetted packing 층이라도화염이 Packing 층을통과할수있다는사실을알수있다. 공기 맹판 V1 공기 V1 V2 V2 저장탱크 ( 가연성증기 ) < 현재 ( 개선전 ) > 저장탱크 ( 가연성증기 ) < 개선후 > V3 V3 촉매소각로 V1 : 게이트밸브 ( 맹판설치 ) V2 : 버터플라이밸브 ( 흡입 ) V3 : 버터플라이밸브 ( 토출 ) 촉매소각로 V1 : 게이트밸브 ( 맹판제거 ) V2 : 게이트밸브 ( 흡입 ) V3 : 버터플라이밸브 ( 토출 ) Fig. 3. Blowing system(before and After) 사고예방대책저장탱크내발생된유증기를송풍기를이송하여소각시키는공정에서위사고와같이송풍기가일시정지하고, 이를다시재가동할경우에는공기또는불활성가스유입관을열어공기또는불활성가스를충분히주입시키고이후, 고농도의증기성분을유입시켜안전하게재가동시키는것이필요하다. 이를위해, Fig. 3 과같이설비를변경하는것이필요하다. 즉, Fig. 3 과같이 V2 밸브 ( 흡입측나비형밸브 ) 는가연성증기를효과적으로차단할수있는위치 ( 가연성증기와공기또는불활성가스가합류되는지점부근의가연성증기유입배관 ) 에나비형밸브 (quick open type) 가아닌게이트밸브로설치하여순간작동으로인해다량의가연성증기가일시에송풍기로유입되지않도록조치해야한다. 또한, 송풍기등화학설비에있어서그운전이일시적또는부분적으로중단된때의작업방법또는운전재개시의작업방법 ( 송풍기전단에설치된공기유입배관의설치목적및사용방법을포함 ) 을작성하고이에따라작업하도록관리감독하는것이필요하다. 재가동의작업순서는 Table 4 의내용을포함시켜작성해야한다. 즉, 1 전원차단시, V2( 가연성증기유입밸브 ) 를 Close 하고, 2 재가동시 V1( 공기또는불활성가스주입밸브 ) 을 Open 하고 V3( 토출밸브 ) 를 Open 하며,

Table 4. Operation step of blowing system at start-up Step V1 (Air or inert gas inflow valve) V2 (Flammable vapor inflow valve) 1st O C 2nd O O 3rd C O (O: Open, C: Close) Fig. 5.

3 송풍기전원을 On 하고, V2( 가연성증기유입밸브 ) 를서서히 Open 하며, 4 일정시간후, V1( 공기또는불활성가스주입밸브 ) 을 Close 하는순서로작업을실시해야한다. 또한, 운전원에게이내용을교육하여운전원이송풍기재가동시배관내에체류하는고농도의가연성증기를공기또는불활성가스로충분히희석시킨후, 소각로로보내어폭발로인한사고가발생하지않도록조치하는것이필요하다.

6 Table 4. Operation step of blowing system at start-up Step V1 (Air or inert gas inflow valve) V2 (Flammable vapor inflow valve) 1st O C 2nd O O 3rd C O (O: Open, C: Close) Fig. 5. Rupture disk before deflagration flame arrester in piping system. Fig. 4. Use of detonation flame arresters in piping system. 3 송풍기전원을 On 하고, V2( 가연성증기유입밸브 ) 를서서히 Open 하며, 4 일정시간후, V1( 공기또는불활성가스주입밸브 ) 을 Close 하는순서로작업을실시해야한다. 또한, 운전원에게이내용을교육하여운전원이송풍기재가동시배관내에체류하는고농도의가연성증기를공기또는불활성가스로충분히희석시킨후, 소각로로보내어폭발로인한사고가발생하지않도록조치하는것이필요하다. 소각로 (RTO, RCO, CO 등 ) 와연결된저장탱크상부에설치된화염방지기는 Fig. 4 와같은위치 ( 소각로로연결되는배관및저장탱크상부 ) 에폭굉용화염방지기를설치하는것이필요하다. 그렇지만이러한폭굉용화염방지기는가격이고가이거나무게가많이나가, 소규모공정이나시스템에서는적용하는데한계가있다. 이런경우에는 Fig. 5 와같이전단에파열판등취약부분을설치하여폭굉으로전이된화염이폭연용화염방지기를통과하기전에파열판등의취약부분으로분출될수 Fig. 6. Use of detonation flame arresters in piping system. 있도록조치하여야한다. 다른방법으로는, Fig. 6 과같이소각설비에연결된배관과저장탱크상부의통기관 ( 화염방지기설치 ) 을직결식이아닌후드식으로연결하여평상시에는후드식배관을통해저장탱크상부의증기를소각설비등으로이송시키고소각하여대기로배출시키고, 소각설비등에서화재 폭발이발생하여화염 ( 폭굉 ) 이역화될경우에는화염을후드하부로분출시켜화염이저장탱크까지역화되지않도록하는것이필요하다. 마지막으로, 송풍기의제어반 (MCC) 에순간정전보상장치인시간지연계전기 (TDR: Time Delay Relay) 등을설치하여, 전원이다시투입될경우송풍기가자동으로재가동되도록조치하여야한다. IV. 결론 본연구는아크릴산생산공정의소각시스템에서발생한중대산업사고의사고원인을분석하여동종

7 재해예방대책및소각시스템의안전성향상방안을제시하였다 사고원인추정사고원인은송풍기에서발생한불꽃에의해송풍기가폭발하였고이때, 발생한화염이송풍기흡입측에연결된배관을따라저장탱크 (TK-2, TK-3 및 TK-4) 에전파되어저장탱크에서폭발이발생하였다. 화염이화염방지기및탈취탑을통과한이유는다음과같다. (1) 저장탱크에연결된연결배관은엘보우등을사용하여굽힘부분이여러있고, 직선배관길이또한 5 m 를 ( 약 30 m) 넘기때문에화염발생지점에서발생한화염은폭연에서폭굉으로전이되어빠른속도와높은압력으로배관을따라전파될수있다. (2) 탈취탑의살수가거의없는상태에서충진제간격이톨루엔증기의화염이통과할수있는틈새가존재하며, 이공간에서도가연성증기 ( 톨루엔증기등 ) 와공기가혼합되어폭발분위기를형성한상태에서는폭굉으로전이된화염이충진층을충분히통과할수있다 예방대책및안전성향상방안 (1) 소각공정에서송풍기를재가동할경우에는 Fig. 3 과같이송풍기전단에공기또는불활성가스주입배관을설치하고송풍기를가동시에는 Table. 4 와같이공기또는불활성가스를충분히주입시키고이후, 고농도의증기성분을천천히유입시켜안전하게가동시키는것이필요하다. (2) 소각로 (RTO, RCO, CO 등 ) 와연결된저장탱크상부및배관에는 Fig. 4 와같이주요지점에폭굉을제어할수있는폭굉용화염방지기를설치하는것이필요하다. (3) 소각설비에연결된배관에폭연용화염방지기 를사용할경우에는 Fig. 5 와같이화염방지기전단에파열판등취약부분을설치하거나 Fig. 6 과같이소각설비에연결된배관과저장탱크상부의통기관 ( 화염방지기설치 ) 을직결식이아닌후드식으로연결하는것이필요하다. (4) 소각설비에연결된송풍기의제어반 (MCC) 에순간정전보상장치인시간지연계전기 (TDR) 를설치하여순간정전후에도자동으로재가동되어배관내고농도의가연성증기가체류하지않도록조치하는것이필요하다. 참고문헌 [1] 황순용, " 대기오염방지시설의안전관리실태분석및개선방안, 명지대학교박사학위논문, (2006) [2] 한국산업안전보건공단, 중대산업사고조사보고서, (2010) [3] 이근원등, " 축열식소각로의화재 폭발사고원인규명 ", 한국가스학회지, 11(4), 7-11, (2007) [4] API PR 2028, "Flame Arresters in Piping systems", (2002) [5] G. Ciccarelli, S.Dorofeev, "Flame acceleration and transition to detonation in ducts", Progress in Energy and Combustion Science, 34, , (2008) [6] 한국산업안전보건공단전남동부지도원, 화학공장의안전장치, (2006) [7] IEC (Part 20-1), "Material characteristics for gas and vapour classification- Test methods and data, (2010) [8] KOSHA Code D-43, " 연소소각법에의한휘발성유기화합물 (VOC) 처리설비의기술지침 ", 한국산업안전보건공단, (2011) [9] 한국산업안전보건공단부산지역본부, 소각법에의한 VOC 처리설비의안전대책, (2003)

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04_이근원_21~27.hwp 1) KIGAS Vol. 16, No. 5, pp 21~27, 2012 (Journal of the Korean Institute of Gas) http://dx.doi.org/10.7842/kigas.2012.16.5.21 실험실의 사례 분석에 관한 연구 이근원 이정석 한국산업안전보건공단 산업안전보건연구원 (2012년 9월 5일 투고, 2012년 10월 19일