[가스기술사 2022] 126회 4교시 - 6. 불활성화(Inerting)의 정의와 불활성화 방법을 4가지 설명하시오.

문제 6. 불활성화(Inerting)의 정의와 불활성화 방법을 4가지 설명하시오.

 

 

• 불활성화(Inerting)란, 가연성 혼합가스에 질소, 이산화탄소, 수증기 등의 불활성 가스를 주입하여 산소 농도를 최소산소농도(MOC) 이하로 낮게 유지시켜 화재, 폭발 등을 방지하는 것을 의미한다.
• 불활성화 방법으로는 진공퍼지, 압력퍼지, 사이폰퍼지, 스위프퍼지가 있다.

 

 

1. 불활성화의 정의

• 가연성 혼합가스에 불활성가스를 주입하여 산소 농도를 MOC 이하로 유지시켜 화재, 폭발 등을 방지하는 것을 의미한다.
• 여기서 MOC(Minimum Oxygen Concentration)란, 가연성가스가 연소하기 위해 필요한 최소한의 산소 농도(%)를 의미하며, 아래와 같이 계산함
  • MOC = LEL(폭발하한) × O2 몰수

 

 

2. 불활성화 사례

1) 비어있는 압력용기 등에 가연성가스를 충전 시

• 압력용기 내부에서 화재, 폭발 등이 발생하지 않도록 사전에 불활성가스를 주입하여 불활성 분위기를 만든 후 안전하게 가연성가스를 충전한다.

2) 분진폭발 가능한 사일로 등 운영 시

• 분진폭발 가능한 사일로 등에 산소측정기를 설치하여 일정 산소농도 도달 시 불활성가스를 자동 주입시켜 화재, 폭발 등을 예방한다.

3) 가스 배관 등 보수 작업 시

• 가스 배관에 대한 절단, 용접 등 보수 작업 시, 내부 가연성가스를 최대한 드레인한 후, 불활성가스를 주입하여 불활성 분위기를 만든 다음 작업을 실시한다.

3) 통상적인 불활성화 산소농도

• 탄화수소의 경우, MOC가 약 10%이므로 안전율을 고려하여 6%로 설정하며, 분진의 경우, MOC가 약 8%이므로 안전율을 고려하여 4%로 설정한다.
• 실제 가스/화공플랜트 현장에서는 좀 더 안전하게 분진의 경우를 기준(4%)으로 불활성화를 실시한다.

 

 

3. 불활성화 방법

 

1) 진공 퍼지 (Vacuum purge)

• 압력용기 내부의 가연성가스를 방출하면서 진공화시킨 후, 불활성가스를 주입하는 방식으로 원하는 산소농도에 이를 때까지 반복한다.

 

2) 압력 퍼지 (Pressure purge)

• 압력용기 내부에 불활성가스를 주입하여 가연성가스를 희석한 후, 방출하는 방식으로 원하는 산소농도에 이를 때까지 반복한다.

 

 3) 사이폰 퍼지 (Siphon purge)

• 압력용기 내부에 물을 채우면서 가연성가스를 방출한 후 불활성가스를 주입하는 방식이다.

 

4) 스위프 퍼지 (Sweep purge)

• 한쪽으로는 불활성가스를 주입하면서 다른 한쪽으로는 가연성가스를 방출하는 방식으로 원하는 산소농도에 이를 때까지 지속한다.

 

 

3. 불활성화 방법별 특징

구분	압력용기 크기	불활성가스 소모량	불활성화 속도
진공 퍼지	소형	소량	느림
압력 퍼지	소형	대량	빠름
사이폰 퍼지	대형	소량	느림
스위프 퍼지	대형	대량	빠름