주요 화학설비 안전

물질의 이송, 분리, 가열, 혼합, 분쇄, 침강, 추출, 흡수 등 여러가지 단위조작과 반응공정이 필요한 화학설비의 유해·위험요인과 재해 예방대책에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

주요 화학설비 안전

화학설비와 부속설비

• 화학공장에서는 원료를 화학적·물리적으로 처리하는 공정을 거쳐 제품을 얻게 된다. 따라서 화학공업에서는 물질의 이송, 분리, 가열, 혼합, 분쇄, 침강, 추출, 흡수 등 여러가지 단위조작과 반응공정이 필요하며 이러한 조작이나 반응을 위하여 물질의 이송설비 , 분리설비, 열교환설비, 반응설비, 혼합 및 교반설비, 추출, 흡수 및 흡착, 건조설비, 분쇄설비 등이 있어야 한다. 이와 같이 화합물을 물리적 또는 화학적으로 처리하는 반응 또는 혼합, 분리, 저장, 계량, 열교환, 성형 또는 가공, 분체 취급, 이송 또는 압축 등에 필요한 장치, 기계·기구 및 이에 부속하는 배관, 계장, 제어, 안전장치 등 설비를 화학설비와 부속설비라 한다.
• 화학설비는 대부분 구조가 복잡하고 정밀하며, 고도의 자동제어시스템으로 구성되어 있어서 설계 및 운영에 고도의 기술을 필요로 한다. 이 설비는 각종 유해·위험물질 및 대량의 에너지를 사용·보유하고 있어서 일단 이상이 발생하여 사고가 일어나면 그 영향이 커서 피해가 엄청나고 환경을 오염시킬 수도 있다. 따라서 화학설비는 그 위험을 정확히 평가하여 신뢰성을 확보한 후에 운전하여야 한다.

 

 

화학설비 및 그 부속설비의 종류

• 산업안전보건법에서 말하는 화학설비 및 그 부속설비의 종류는 산업안전보건기준에 관한 규칙 별표 7에서 다음과 같이 규정하고 있다.

■ 산업안전보건기준에 관한 규칙 [별표 7]

화학설비 및 그 부속설비의 종류(제227조부터 제229조까지, 제243조 및 제2편제2장제4절 관련)

1. 화학설비 가. 반응기ㆍ혼합조 등 화학물질 반응 또는 혼합장치 나. 증류탑ㆍ흡수탑ㆍ추출탑ㆍ감압탑 등 화학물질 분리장치 다. 저장탱크ㆍ계량탱크ㆍ호퍼ㆍ사일로 등 화학물질 저장설비 또는 계량설비 라. 응축기ㆍ냉각기ㆍ가열기ㆍ증발기 등 열교환기류 마. 고로 등 점화기를 직접 사용하는 열교환기류 바. 캘린더(calender)ㆍ혼합기ㆍ발포기ㆍ인쇄기ㆍ압출기 등 화학제품 가공설비 사. 분쇄기ㆍ분체분리기ㆍ용융기 등 분체화학물질 취급장치 아. 결정조ㆍ유동탑ㆍ탈습기ㆍ건조기 등 분체화학물질 분리장치 자. 펌프류ㆍ압축기ㆍ이젝터(ejector) 등의 화학물질 이송 또는 압축설비 2. 화학설비의 부속설비 가. 배관ㆍ밸브ㆍ관ㆍ부속류 등 화학물질 이송 관련 설비 나. 온도ㆍ압력ㆍ유량 등을 지시ㆍ기록 등을 하는 자동제어 관련 설비 다. 안전밸브ㆍ안전판ㆍ긴급차단 또는 방출밸브 등 비상조치 관련 설비 라. 가스누출감지 및 경보 관련 설비 마. 세정기, 응축기, 벤트스택(bent stack), 플레어스택(flare stack) 등 폐가스처리설비 바. 사이클론, 백필터(bag filter), 전기집진기 등 분진처리설비 사. 가목부터 바목까지의 설비를 운전하기 위하여 부속된 전기 관련 설비 아. 정전기 제거장치, 긴급 샤워설비 등 안전 관련 설비

 

 

유해·위험요인

1. 저장탱크

• 탱크 내부 공간에서 작업 중 질식, 화재, 폭발 위험
• 탱크 정비 보수 작업 중 인화성 증기 등에 의한 화재, 폭발 위험 
• 저장탱크 내부 위험물 정보 인식 미흡에 의한 재해 위험
• 저장탱크에서의 비방폭형 전기기계 기구 등의 사용에 따른 화재, 폭발 위험

 

2. 반응기

• 급격한 발열반응에 의한 화재, 폭발 위험

• 불순물의 혼입으로 인한 화재, 폭발 위험
• 장치 재료로부터 부식된 철, 열매유, 냉각수 등의 혼입으로 하재, 폭발 위험

 

3. 증류설비

• 공기 혼입으로 내용물의 산화 및 폭발 위험 
• 운전조건의 이상으로 인한 화재, 폭발 위험

 

4. 열교환기

• 배관의 손상으로 인한 위험물질 누출 위험 
• 인화성 물질 누출에 따른 화재, 폭발 위험 
• 열교환기 개방에 따른 위험물질 누출 위험

 

 

재해 예방대책

1. 저장탱크

• 입조작업 전 위험물질 방출 및 차단, 불활성 가스 치환, 환기 등을 실시한다. 
• 입조작업 전 산소 및 유해가스 농도를 측정한다.
• 인화성 물질 누출이 우려되는 장소에는 방폭구조의 전기기계·기구, 가스 검지 및 경보장치를 설치한다.
• 안전밸브(파열판), 압력제한스위치 등 과압 해소장치가 정상 작동하도록 한다. 
• 통기설비, 폭발방산구, 화염방지기 등의 방호설비를 적정하게 설치한다.
• 압력계, 유량계, 온도계, 레벨게이지 등의 계기류를 설치하고 기능을 유지한다.
• 위험물을 저장 및 취급하는 경우 폭발위험장소에는 방폭형 전기기계·기구를 사용한다. 
• 위험물 취급 및 이송 시 발생하는 정전기를 제거하기 위해 본딩 및 접지를 실시한다.

 

2. 반응기

• 투입되는 물질의 사전조사로 반응기 내 물질의 혼입을 사전 방지한다.
• 연구개발 단계와는 달리 생산설비로의 스케일 업을 계획하는 경우 불순물의 존재와 그에 따른 위험성을 충분히 검토한다.
• 반응기에 혼입될 우려가 있는 불순물의 종류와 이 불순물의 혼입에 따른 위험성을 사전에 조사한다.
• 회분식 공정의 반응기에서는 원료 투입 전에 잔사, 세정 시의 수분 그리고 세정제의 혼입 등을 방지하기 위하여 반응기 내부 점검을 실시한다.
• 장치 재료로부터 부식된 철, 열매유, 냉각수 등의 혼입을 방지하기 위하여 정기적으로 반응기 내부 및 열교환기 등의 검사를 실시한다.

 

 

3. 증류설비

• 관리한계 온도 및 진공도를 정하여 그 설정값 이하에서만 운전한다.
• 정전에 의해 제어기기 및 진공펌프가 정지하지 않도록 비상용 발전기를 설치한다. 
• 비상시 원료 공급 정지, 열원 공급 차단 등 조치로 온도 상승을 방지한다.
• 감압증류에서 기밀성 유지를 위해 공기가 혼입되는 것을 예방한다.
• 자동제어 관련 설비에서 알람, 인터록 등을 통하여 경고 및 자동차단이 되도록 한다.

 

4. 열교환기

• 취급하는 물질의 반응성과 혼합위험에 대한 사전조사를 실시한다.
• 공기 및 물에 대한 오염 위험이 있는 공정은 정기적으로 성분분석을 실시한다.
• 배관의 누설이 발생하여도 위험이 최소화되도록 배관과 열교환기 본체의 유체압력의 균형을 검토한다.
• 화학물질의 누설 여부를 조기에 발견하기 위하여 열교환기의 배관 측과 본체 측의 압력, 온도, 유량을 가능한 한 상시 감시한다.
• 열교환기 출구의 냉각 또는 가열 유체 분위기의 가스 농도를 확인한다.
• 열교환기의 개방 시에 비파괴 검사법을 사용하여 균열 여부 등을 검사한다.
•  누설을 인지하였을 때에는 폭발성 혼합물의 생성에 주의하고 고온 물체, 강산화제와 접촉되지 않도록 조치한다.

• 누설이 발견죄면 우선적으로 누설 지점에서 가장 가까운 밸브를 닫아 화학물질의 유출량을 최소화한다.

• 열교환기를 개방하였을 때에는 충분한 퍼지를 통하여 잔류물을 제거한다.

 

 

안전보건 점검 체크리스트

 

Reference : KOSHA 안전보건 실무길잡이 유기화학제품제조업