분진 폭발 방지 기술

분진 폭발은 가연성 분진이 산화성 가스(산소 또는 공기 등)와 혼합되어 밀폐된 공간에서 분진운을 형성한 후, 점화원에 의해 급격하게 연소되면서 온도와 압력이 급격히 상승하는 화학 반응을 말합니다.

분진 폭발 발생 조건은 일반적으로 다음 다섯 가지 요소를 포함합니다.

(1) 산화성 가스와 산화 반응을 일으킬 수 있는 분진의 존재;

(2) 산화성 가스의 존재;

(3) 분진을 발화시킬 수 있는 충분한 고온의 열원, 즉 점화원의 존재;

(4) 분진이 산화성 가스에 부유하여 분진운을 형성하고, 폭발 하한 농도에 도달하는 것;

(5) 분진운이 비교적 밀폐된 공간에 갇혀 있는 것.

분진 폭발 방지 기술

(1) 방폭 설계

장비 및 시설을 강화하여 특정 폭발 압력을 견딜 수 있도록 설계함으로써 장비 손상을 방지하는 방법입니다. 분진 폭발 방폭 설계의 경우, 20L 구형 용기에서 최대 폭발 압력이 약 0.9 MPa인 것을 기준으로 설계 압력은 일반적으로 약 1.0 MPa입니다. 그러나 현재 대부분의 집진기는 내압 성능이 30~50 kPa에 불과하므로 폭발 방출 장치 설치를 고려해야 합니다.

(2) 폭발 방출

장비 및 시설에 파열판이나 압력 방출 도어와 같은 압력 방출 장치를 설치하여 폭발 압력을 신속하게 방출함으로써 장비 내부의 최대 압력을 낮추고 장비 및 인명 피해를 최소화하는 방법입니다. 폭발 방출 장치는 장비의 특성과 작업 환경을 고려하여 합리적으로 설계 및 배치해야 하며, 집진기 및 유동층 반응기 내부의 난류가 분진 폭발에 미치는 증폭 효과를 고려해야 합니다. 폭발 방출은 용기 내부의 최대 폭발 압력을 낮추고 용기 손상을 방지할 수 있지만, 분진 폭발 화염이 배관을 통해 다른 용기로 확산되는 것을 막지는 못한다는 점에 유의해야 합니다.

(3) 폭발 격리

폭발 격리 밸브 또는 소화 장치를 설치하여 폭발 발생 영역을 다른 영역과 격리함으로써 폭발이 전체 시스템에 영향을 미치는 것을 방지하는 방법입니다. 이 방법은 복잡한 배관 및 장비 시스템에서 폭발 발생 시 영향을 최소한의 범위로 제한하기 위해 자주 사용됩니다.

(4) 폭발 억제

폭발 억제는 용기 내부의 폭발 압력을 줄이는 효과적인 방법입니다. 폭발 초기 단계에서 폭발 확산 및 진행을 억제하기 위해 소화제나 가스와 같은 억제제가 빠르게 분사됩니다. 폭발 억제 시스템은 일반적으로 센서와 자동 제어 장치를 갖추고 있어 폭발 신호가 감지되는 즉시 억제제 분사를 작동시켜 폭발을 효과적으로 제어할 수 있습니다.