Drum, Tower, Column 안전조치

Tower & Column은 증류, 반응, 세정, 흡수 등의 화학반응에 사용되는 충진물, 촉매, 트레이(Tray) 등의 물질을 저장한 수직으로 서 있는 원통형 압력용기를 통칭한다.

Pressure Vessel & Drum은 화학 플랜트의 각 공정에서 사용되는 원료와 중간제품의 진공 및 압력 성분을 가지는 기체 또는 액체를 저장하는 용기를 뜻한다.

 

Reactor는 두 가지 이상의 물질을 투입한 후 Catalyst(촉매) 또는 Agitator(교반기)를 이용하여 화학적, 기계적 반응을 유도하여 원하는 물질을 제조하는 장치이다.

 

 

 

Drum, Tower, Column 안전조치

 

Drum/Vessel, Tower/Column의 차이점은 다음과 같다.

공정 측면에서 압력 용기(Pressure Vessel), Tower/Column과 같은 설비는 각 공정의 기능에 따라 달라지는 반면 탱크(Tank)와 드럼(Drum)은 공급 원료 또는 최종 제품의 저장으로 사용된다.
또한 압력 측면에서는 Pressure Vessel, Tower/Column, Pressure Tank를 압력 설비로 간주하고, Drum과 대기 저장 탱크는 상압(비압력) 설비로 분류된다.

 

● 칼럼은 온도, 압력, 액위, 유량, 화학물질조성 등의 이상시 경보를 발하고, 공급을 차단하며, 가열장치를 정지시키도록 연동되어야 한다.

● 리보일러(Reboiler)에는 내용물이 분해온도를 초과하지 않도록 안전장치를 설치해야 한다.

● 공정중에 있는 물질이 격렬하게 분해, 중합 또는 폭주반응을 일으키기 쉬운 경우, 질소가스나 스팀 등으로 불활성화 해야 한다.

● 대용량의 칼럼에서 배관 결함 등으로 인해 다량의 액체나 증기가 방출되어 증기운 폭발이나 화재를 일으킬 우려가 있는 경우, 배관에 긴급차단장치를 설치해야 한다.

 

※ 대형반응기, 특수반응설비, 탑, 탱크류 등이 파열, 누설 사고시 타설비로 피해가 확대될 우려가 있는 곳에는 충전 및 방출 배관상에 긴급차단장치를 다음과 같이 설치해야 하며, 제어실에서도 수동 및 자동 제어되어야 한다.
(1) 긴급차단장치는 용기 주밸브 외측에 가능한 용기에 가깝게 위치(주밸브와 겸용 금지)해야 한다.
(2) 긴급차단밸브는 정전시 비상전력에 의해 사용 가능해야 한다.
(3) 긴급차단장치 조작 스위치는 저장탱크로부터 10 m 이상 이격(방류둑 외측)해야 한다.
(4) 연 1회 이상 작동 및 기능 점검을 실시해야 한다.

 

● 진공장치에는 공기가 유입되어 폭발범위에 도달될 수 있으므로 산소검지기를 설치해야 한다.

 

 

● 흡수탑에서 고온의 가스가 탑저부에서 송입되고 액체흐름이 냉매역할을 하는 경우, 공정온도가 과도하게 상승하면 가스흐름을 자동 차단해야 한다.

[참고] 공정온도가 과도하게 상승하는 경우

1. 액체흐름이 장애를 받을 경우

2. 가스흐름이 과도할 경우

● 흡착층이 자연발화물질을 함유하고 있는 경우, 온도제어를 위해 유체흐름을 연속적으로 유지해야 한다.

● 플라스틱 충진제나 활성탄 흡착층과 같은 내부 화재가 가능한 곳에는 수동식의 내부 살수설비를 설치해야 한다.

● 드럼이나 탑을 점검 및 정비하기 위해 사람이 출입해야 하는 경우 또는 정비 완료후 재가동할 경우 적절한 절차를 준수해야 한다.

(1) 점검 및 정비시 절차는 다음과 같다.

① 탄화수소의 유입을 완전 차단하고 필요한 곳에 맹판을 설치해야 한다.

② 내부에 존재하는 액체나 기체유분을 방출해야 한다.

③ 잔존해 있는 기체유분은 스팀이나 질소가스로 퍼지(Purge)하여 제거해야 한다.

④ 운전조건이 고온인 경우, 냉각수 살포로 내부온도를 낮추어야 한다.

⑤ 탄화수소, 독성가스, 산소함량 등을 점검후 출입해야 한다.

(2) 정비 완료후 재가동 절차는 다음과 같다.

① 출입구 밀폐 및 모든 맹판을 제거해야 한다.

② 내부에 존재하는 공기를 스팀이나 질소가스 등의 불활성 가스로 퍼지해야 한다.

③ 기체유분으로 압력을 서서히 증가시키면서 가스누출 여부를 확인한 후 정상 운전해야 한다

● 반응장치, 탑, 칼럼 등을 가열하기 위해 열매체유를 사용하는 경우 열매체유 누출에 따른 발화, 단열재에 흡수되는 경우 자연발화 등의 위험을 최소화할 수 있는 다음의 조치를 취해야 한다.

(1) 밸브 스템의 재패킹, 새기 쉬운 가스켓 교체 등의 작업을 통해 누출원을 제거한다.

(2) 밸브에 스템을 수평으로 설치하여 누출물이 단열재에서 멀리 떨어지도록 한다.

(3) 밸브, 플랜지등 누출 가능성이 있는 부분의 단열재는 내유성 시멘트로 피복한다.

(4) 다공성 유리 또는 알루미늄박 등의 비흡수형 단열재를 사용한다.

(5) 오일 흡수형의 단열재는 교체한다.

● 고온의 내용물이 물과의 접촉으로 갑작스럽게 형성되는 스팀이 장치에 위험한 과압을 발생할 수 있기 때문에, 용기 내부에는 물이 집적될 수 있는 포켓이 없도록 설계해야 한다.

 

Reference : KFS 700-2018 석유화학공장 방화기준