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부취제

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목차

1. 개요

부취제는 가스 누출 시 냄새를 통해 감지할 수 있도록 첨가하는 물질을 의미한다. 1937년 뉴 런던 가스폭발 사고를 계기로 부취제 사용의 중요성이 부각되었으며, 2016년 부산·울산 악취 사건으로 인해 가스 안전 관리 시스템에 대한 불신이 제기되기도 했다. 부취제는 황을 함유하거나, 황을 함유하지 않는 종류로 나뉘며, 황화 수소, 테트라하이드로티오펜, 에탄티올 등이 있다. 부취제 주입 방식에는 심지형, 흡수 바이 패스형, 액체 주입형이 있으며, 이산화탄소 소화기나 광산 가스 경보에도 활용된다.

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부취제
개요
정의가스에 냄새를 첨가하는 장치
목적가스 누출 감지
작동 원리
첨가 물질메르캅탄 또는 황화물
첨가 방법가스 흐름에 액체 냄새 물질 주입
첨가 농도누출 시 감지 가능한 수준
주요 구성 요소
저장 탱크냄새 물질 저장
주입 펌프냄새 물질 주입
제어 시스템주입량 조절
모니터링 장치주입량 및 농도 감시
적용 분야
천연 가스가정 및 산업용
프로판 가스캠핑 및 난방용
기타 가스특정 산업 공정
안전 고려 사항
누출 방지장비 점검 및 유지 보수
환기냄새 물질 취급 시 적절한 환기
개인 보호 장비냄새 물질 노출 방지

2. 관련 사건

1937년 3월 미국 텍사스 뉴 런던에서 천연가스 누출로 인한 폭발 사고가 발생하여 학교에 있던 294명의 아이들과 교사가 사망하였다.[13] 이 사건은 부취제 사용의 중요성을 일깨워주는 계기가 되었다. 미국 기계 학회는 뉴런던 학교 폭발 사고에 대응하여 개발된 피어리스 부취제를 1937년 7월에 기계 공학 랜드마크로 인정했다.[2]

파이프라인 부취제 주입 시설


2016년 7월 부산과 울산에서 원인을 알 수 없는 악취 신고가 잇따라 발생하여 시민들의 불안감이 커졌다.[10] '부산·울산지역 가스·악취 민·관 합동조사단'이 구성되어 조사에 나섰으나, 조사단 구성에 필요한 전문가가 포함되지 않았다는 비판도 제기되었다.[12]

2. 1. 1937년 뉴 런던 가스폭발 사건

1937년 3월 미국 텍사스 뉴 런던에서 천연가스 누출로 인한 폭발 사고가 발생하여 학교에 있던 294명의 아이들과 교사가 사망하였다.[13] 이 사건은 부취제 사용의 중요성을 일깨워주는 계기가 되었다. 미국 기계 학회는 1937년 7월에 처음 출하된 피어리스 부취제를 기계 공학 랜드마크로 인정했는데,[2] 이는 뉴런던 학교 폭발 사고에 대응하여 개발된 것이었다. 피어리스 부취제는 이전 장치의 주요 문제점 두 가지, 즉 전체 장치를 압력 용기에 넣어 밀봉 샤프트의 누출 문제를 피하고 가스 계량기를 사용하여 부취제 펌프를 구동함으로써 가스 흐름에 비례하여 부취제를 첨가하는 문제를 해결했다.

2. 2. 2016년 부산·울산 악취 사건

2016년 7월 부산과 울산에서 원인을 알 수 없는 악취 신고가 잇따라 발생하여 시민들의 불안감이 커졌다.[10] 이에 '부산·울산지역 가스·악취 민·관 합동조사단'이 구성되어 조사에 나섰다. 조사단은 7월 28일 부산시청에서 기자회견을 열고, 두 지역의 악취 신고 자료를 분석한 결과 부산 지역의 가스 악취는 부취제가 원인으로 추정된다고 밝혔다.[11] 그러나 조사단 구성에 필요한 전문가가 포함되지 않았다는 비판도 제기되었다.[12] 이 사건은 한국 사회에서 가스 안전 관리 시스템에 대한 불신을 드러내는 사건이었다.

3. 부취제의 종류

부취제는 크게 황을 함유한 첨가제와 황을 함유하지 않은 첨가제로 나눌 수 있다. 황 함유 부취제에는 가스가 연소될 때 이산화황으로 산화되는 황이 포함되어 있다.[1] 대표적인 황 함유 부취제는 하위 섹션에서 확인할 수 있다. 비황 함유 부취제로는 메틸 아크릴레이트(MA), 에틸 아크릴레이트(EA), 메틸에틸 피라진 등이 있다.

3. 1. 황 함유 부취제


  • 황화 수소(H2S)[15]: 썩은 달걀 냄새가 난다.
  • tert-Butylthiol (TBM)[15]: 가스 종류에 흔히 쓰이며, 약간의 조리된 감자 냄새가 난다.
  • 테트라하이드로티오펜 (Tetrahydrothiophene, THT)[15]: 천연가스의 부취제로 사용되며 tert-butylthiol과 혼합하여 쓰인다.
  • 에탄티올 (Ethanethiol, EM): 일반적으로 에틸 메르캅탄(ethyl mercaptan)으로 알려져 있으며, LPG가스에 사용된다. 양파나 조리된 양배추 냄새가 난다.
  • 디메틸설파이드 (Dimethyl sulfide, DMS)[15]: 특정 채소 특히 옥수수, 양배추, 비트 뿌리, 그리고 해산물 비린내가 난다.

3. 2. 황 비함유 부취제


  • 아크릴산 메틸 (MA)
  • 아크릴산 에틸 (EA)
  • 메틸에틸 피라진[16] : 커피나 와인 등 다양한 음식 냄새가 난다.

4. 부취제 주입 방식

부취제 주입 방식에는 다음과 같은 여러 가지가 있다.


  • 심지형: 호롱불 심지와 같은 원리로 작동한다.
  • 흡수 바이 패스형: 가스가 부취제가 담긴 용기 상부를 통과하면서 부취제를 함유하는 방식이다.
  • 액체 주입형: 액체 분사를 통해 방향 화합물을 가스에 직접 섞는 고도화된 방식이다.


피어리스 천연 가스 부취제는 이러한 유형의 부취제 중 첫 번째 사례였다. 1992년 미국 기계 학회는 피어리스 부취제를 기계 공학 랜드마크로 인정했다.[2] 1937년 3월 뉴런던 학교 폭발 사고에 대응하여 개발되었으며, 같은 해 7월에 처음 출하되었다. 피어리스 부취제는 압력 용기에 장치 전체를 넣어 밀봉 샤프트 누출 문제를 해결하고, 가스 계량기로 부취제 펌프를 구동하여 가스 흐름에 비례해 부취제를 첨가함으로써 이전 장치의 주요 문제점 두 가지를 해결했다.

4. 1. 심지형 (Wick type)

호롱불 심지와 같은 원리이다. 첨가한 방향 화합물이 심지를 통해 기화하면서 가스에 첨가되는 형식이다.[1] 윅 방식 부취기는 매우 작을 수 있으며, 가스 고객이 한 명인 경우부터 소규모 마을(10,000 MCF)에 가스를 부취할 수 있을 정도로 큰 규모까지 다양하다. 이 방식은 심지를 사용하는데, 이는 등유 램프에 사용되는 심지와 매우 유사하다. 부취제는 용기에서 심지를 통해 가스 흐름으로 빨려 올라간다.[2]

4. 2. 흡수 바이 패스형 (Absorption bypass)

흡수 바이 패스형은 가스가 부취제가 담긴 용기 상부를 통과하면서 부취제를 함유하는 방식이다. 심지를 통해 방향 화합물을 휘발시키는 장치를 설비에 더하며, 심지의 노출 정도로 부취제의 휘발량을 조절한다. 가스 흐름에 따라 가스 스트림의 일부를 가져와 액체 부취제가 들어 있는 탱크를 통과시키기도 한다. 이때 가스는 액체 위로 통과하며, 부취제 기화를 증가시키기 위해 심지를 활용하는 변형도 존재한다.[1]

4. 3. 액체 주입형 (Liquid injection type)

액체 주입형 방식은 액체 분사를 통해 방향 화합물을 가스에 직접 섞는 고도화된 방식이다. 유동하는 가스에 소량의 부취제를 첨가하며, 컴퓨터 제어를 통해 유량을 감시하고 적정량을 분사하여 정밀하게 제어할 수 있다. 이전 방식들보다 폭넓게 운용 가능하다.[13]

1992년 미국 기계 학회(ASME)는 피어리스(Peerless) 부취제를 공학의 기념비적 성과로 평가하였다.[17] 이는 1937년 미국 텍사스 뉴 런던 학교 폭발 사고를 계기로 개발되었으며,[2] 같은 해 7월 처음 출하되었다. 피어리스 부취제는 다음 두 가지 특징을 통해 이전 방식의 주요 문제점을 해결하였다.

  • 압력 용기 내에 장치 전체를 캡슐화하여 배관 누출 문제를 해결하였다.
  • 가스 미터기를 사용하여 가스 유량에 비례하여 방향 화합물 첨가량을 조절하였다.


대용량 시스템(일부 소규모 시스템 포함)의 경우, 액체 주입식 부취제가 사용된다. 이동하는 가스에 소량의 액체 부취제를 첨가하는 방식으로 작동하며, 정밀한 제어를 위해 펌프가 사용된다. 유량을 모니터링하고 주입 속도를 변경하는 컴퓨터 제어는 이 방식의 최신 버전에서 중요한 부분이다.

5. 기타 부취제 활용

취취제는 이산화탄소 소화기 시스템 외에도 광산에서도 유사하게 활용된다. 광산에서 가스 누출과 같은 비상 상황이 발생하면, 에탄티올 앰플을 환기 팬 앞에서 깨뜨려 광부들에게 비상 상황을 알린다.[6][7]

5. 1. 이산화탄소 소화기

살리실산메틸을 잘 부서지는 용기에 충전하여 배출구 부분에 장착한다. 소화기를 방사할 때의 압력으로 용기가 부서져 소화액과 같이 방사되어 그 냄새로 이산화탄소의 존재를 알아챌 수 있도록 한다.[18][19][20] 취취제는 이산화탄소 소화기 시스템에 사용되며, 취취제 어셈블리는 소화 약제가 방출될 때 겨울 녹차 오일을 이산화탄소 스트림에 주입한다. 약 50ml의 겨울 녹차 오일이 파손 가능한 유리 카트리지 내에 들어 있으며, 방출 배관에 부착된 보호 하우징 내에 장착되어 있어 방출 시 이산화탄소 매니폴드가 가압될 때 유리 용기가 파열되어 오일이 분무되고 분산되도록 한다. 강한 겨울 녹차 향은 이산화탄소가 위험 구역으로 방출된 후, 이산화탄소 가스의 존재를 거주자에게 효과적으로 알린다.[3][4][5]

5. 2. 광산 가스 경보

환풍 시설 앞에서 에탄티올 앰플을 깨뜨려 냄새가 퍼지게 하여, 다른 작업자가 이를 통해 비상 상황임을 알 수 있도록 한다.[21][22] 광산에서도 비슷한 시스템이 사용되는데, 가스 누출과 같은 비상 상황이 발생하면 에탄티올 앰플을 환기 팬 앞에서 깨뜨려 광부들에게 알린다.[6][7]

참조

[1] 서적 Odorization III Institute of Gas Technology
[2] 웹사이트 Peerless Type "M" Odorizer http://files.asme.or[...] The American Society of Mechanical Engineers 2012-08-06
[3] 웹사이트 Odorizer http://www.tomcosyst[...] 2012-06-26
[4] 웹사이트 Ansul Carbon Dioxide System Components to add wintergreen odor http://www.orrprotec[...] 2012-06-26
[5] 웹사이트 Fike odorizer injects a small amount of wintergreen scent into carbon dioxide flow http://www.fire-prot[...] 2012-06-26
[6] 웹사이트 Stench System http://www.zacon.ca/[...] Zacon Limited 2012-05-17
[7] 간행물 Use of stenches as a warning in mines
[8] 웹인용 부취제 http://100.daum.net/[...]
[9] 뉴스 부취제에 대해 알아둡시다 http://www.gasnews.c[...] 2001-12-11
[10] 뉴스 '지진 전조현상' 등 가스냄새 괴담 확산…과학적 근거는? http://www.yonhapnew[...] 2016-07-25
[11] 뉴스 "부산 가스냄새는 부취제, 울산은 공단악취 추정" http://www.yonhapnew[...] 2016-07-28
[12] 뉴스 "부산 악취 원인은 부취제"...전문가 빠진 합동 조사단 http://www.ytn.co.kr[...] 2016-07-28
[13] 웹인용 世界(세계)폭발물 事故(사고)일지 http://newslibrary.n[...] 1977-11-12
[14] 서적 "Small Station Odorizers" Odorization III
[15] 웹인용 Sulfur Information http://www.pge.com/p[...] Pacific Gas and Electric Company 2016-05-01
[16] 저널 Natural Gas Odorization
[17] 웹인용 Peerless Type "M" Odorizer http://files.asme.or[...] The American Society of Mechanical Engineers (ASME) 2012-08-06
[18] 웹인용 Odorizer http://www.tomcosyst[...] 2012-06-26
[19] 웹인용 Ansul Carbon Dioxide System Components to add wintergreen odor http://www.orrprotec[...] 2012-06-26
[20] 웹인용 Fike odorizer injects a small amount of wintergreen scent into carbon dioxide flow http://www.fire-prot[...] 2012-06-26
[21] 웹인용 Stench System http://www.zacon.ca/[...] Zacon Limited 2012-05-17
[22] 저널 Use of stenches as a warning in mines


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