최근 불산 저장탱크에서의 가스 누출시 공정위험 및 결과영향 분석

고재선

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자료유형: 학술저널

저자정보: 고재선 (호원대학교)

저널정보: 한국재난정보학회 한국재난정보학회 논문집 한국재난정보학회 논문집 제9권 제4호

발행연도: 2013.12

수록면: 449 - 461 (13page)

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최근 발생한 경북 구미의 불산 누출 및 경남 울산의 염산 누출사고의 예와 같이 화학공장에서 발생되는 사고 중 대부분은 저장탱크나 운송배관 및 플랜지 호스 등의 손상에 의한 휘발성 유독성물질의 대량누출이며, 이 경우 누출된 지역의 자연환경과 대기조건에 따른 유독성물질의 확산거동이 인적, 물적 피해의 중요한 변수가 되기 때문에 위험성평가는 가장 중요한 관심 대상이 된다. 따라서 본 연구에서는 누출물질에 대한 대기 중 확산을 모사하기 위하여 불산 저장탱크에서 누출된 경우를 예제로 선택하여, 수치해석과 ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres)의 확산 시뮬레이션을 이용한 결과해석을 수행하였다. 먼저 공정위험분석으로 정성적 평가인 HAZOP(Hazard Operability) 결과를 살펴보면 첫째 공정 흐름상(flow) 위험 요소로서 플렌지, 밸브와 호스의 균열 등 손상으로 인한 누출에 의한 운전지연 또는 독성가스누출 등이 발생할 수 있고, 둘째 온도, 압력, 부식으로 부터는 화재, 질소 공급 과압 그리고 탱크나 파이프 이음관의 내부부식으로 인한 독성누출의 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 다음 결과영향분석 기법인 ALOHA를 운용한 결과를 살펴보면 Dense Gas Model에 대한 입력 자료 값에 따라 미치는 결과영향이 다소 차이가 있음을 발견하였으나 기상조건으로서 대기 안정도 보다는 풍향 및 풍속이 가장 영향을 미치는 것으로 분석 되었다. 또한 풍속이 빠를수록 누출물질의 확산이 잘 일어났고, 수치해석결과인 과 ALOHA의 AEGL-3(Acute Exposure Guidline Level)과 결과를 비교했을 때 확산길이는 다소 차이가 있지만 확산농도 측면에서는 액체와 증기누출인 경우에 있어서 거의 비슷한 결과를 보였다. 따라서 ALOHA모델을 운영한 결과 각 시나리오 별 경향은 상당히 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 추후 수치해석과 확산모델링에 의한 예측농도를 국제적인 기준치인 IDLH(Immediately Dangerous to Life and Health), ERPG(Emergency Response Planning Guideline), AEGL(Acute Exposure Guidline Level)과 비교함으로서 독성가스의 대한 완충거리를 결정할 수 있고, 이와 같은 연구방법은 유독성물질 누출에 따른 위험성평가를 보다 효율적으로 수행하는데 도움을 줄 것이며, 지역사회 비상대응체계 수립 시 적절하게 활용할 수 있을 것이다.

As the hydrofluoric acid leak in Gumi-si, Gyeongsangbuk-do or hydrochloric acid leak in Ulsan, Gyeongsangnam-do demonstrated, chemical related accidents are mostly caused by large amounts of volatile toxic substances leaking due to the damages of storage tank or pipe lines of transporter. Safety assessment is the most important concern because such toxic material accidents cause human and material damages to the environment and atmosphere of the surrounding area. Therefore, in this study, a hydrofluoric acid leaked from a storage tank was selected as the study example to simulate the leaked substance diffusing into the atmosphere and result analysis was performed through the numerical Analysis and diffusion simulation of ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres). the results of a qualitative evaluation of HAZOP (Hazard Operability)was looked at to find that the flange leak, operation delay due to leakage of the valve and the hose, and toxic gas leak were danger factors. Possibility of fire from temperature, pressure and corrosion, nitrogen supply overpressure and toxic leak from internal corrosion of tank or pipe joints were also found to be high. ALOHA resulting effects were a little different depending on the input data of Dense Gas Model, however, the wind direction and speed, rather than atmospheric stability, played bigger role. Higher wind speed affected the diffusion of contaminant. In term of the diffusion concentration, both liquid and gas leaks resulted in almost the same and ALOHA AEGL-3(Acute Exposure Guidline Level) values. Each scenarios showed almost identical results in ALOHA model. Therefore, a buffer distance of toxic gas can be determined by comparing the numerical analysis and the diffusion concentration to the IDLH(Immediately Dangerous to Life and Health). Such study will help perform the risk assessment of toxic leak more efficiently and be utilized in establishing community emergency response system properly.

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참고문헌 (10)

참고문헌 신청

Daniel A. Crowl / 1990 / Chemical process safety: Fundamentals with applications / PRT prentice hall

Fussell, J. B. / 1972 / A new methodology for obtaining cut sets for fault trees / Transactions of the American nuclear society 15:228~234

Rijnmond Public Authority / 1982 / A risk analysis of 6 potentially hazardous industrial objects in the Rijnmond area-a pilot study / The Netherlands and Boston

NFPA / 1986 / Explosion prevention systems

AIChE / 1988 / Guidelines for safe storage and handling, of high toxic hazard materials

이 논문의 저자 정보

고재선

소속기관 호원대학교 소방안전학과

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지구과학 일반

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