"가스 (연료)"의 두 판 사이의 차이
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− | '''가스'''(Gas)는 기체 [[연료]]의 총칭으로, [[도시가스]], [[천연가스]] 등이 있다. | + | '''가스'''(Gas)는 기체 [[연료]]의 총칭으로, [[도시가스]], [[천연가스]] 등이 있다. |
==역사== | ==역사== | ||
+ | 우리나라는 대원군의 쇄국정책이후 고종 13년에 일본과 조일수호통상조약을 체결하여 국교가 체결되었다. 1876년 5월 22일 수신사 김기수가 1차 수신사로 파견되었으며, 수신사 일행에 의해 일본이 사용하는 가스를 보고 그 내용을 최초로 기록에 남기게 되었다.1차 일본 방문 이후 1881년에 파견된 신사유람단의 단원 중 강진형이 작성한 일동록에는 가스등에 관한 기록이 보다 자세히 전해지고 있다. 우리나라에서 실제로 가스산업이 시작된 것은 미국인들에 의해 경복궁에 전기가 최초로 공급된 1887년 3월 보다 20년이 뒤진 1907년 6월 27일로 일본의 자본으로 시작된 일한와사주식회사의 설립으로 시작되었다. 일한와사주식회사는 1909년 10월 31일에 용산에서 석탄가스제조공장을 준공하고 1909년 11월 3일부터 진고개등 일본인 상가 밀집지역과 거주지를 대상으로 최초의 가스공급을 시작하였다. 이후 일한와사주식회사는 1915년에 경성전기주식회사로 개명하여 운영되었으며, 일제의 침략과 함께 1942년까지 경성전기주식회사 외에 지역별로 5개의 가스업체 4개 공장이 운영되었다. 1942년에는 가스사용 호수가 2만 8천여호에 이르렀으나, 실제 우리 국민이 사용하는 가스의 사용량은 전체 사용량 의 6%에 지나지 않았다. 석탄가스가 공급될 당시에는 가스등이 전등에 비해 가격이 저렴하고 밝기도 밝아 크게 호응을 얻었으며 이런 호응을 바탕으로 부산, 평양, 대구, 신의주에서 가스공급회사가 설립되어 가스를 공급하였다. 조명용 석탄가스와는 달리 고압가스는 1927년 5월 2일 조선질소비료주식회사의 설립으로 비료를 생산하는 과정 에서 산소, 수소, 질소, 암모니아, 이산화탄소 가스를 생산하며 시작되었다. 전문적으로 고압가스를 생산한 것은 1930년경인 것으로 보고 있으나, 기록이 남아있는 자료는 1937년에 일본 제국산소주식회사가 프랑스에서 수입한 설비로 영등포에 제국산소주식회사를 설립 및 운영한 것과 부산에 동양산소공장, 서울 청파동 에 금강산소공장이 가동된 것을 고압가스의 태동기로 보고 있다. 1945년 해방과 1950년의 6.25 전쟁을 거치면서 가스산업은 계속된 불황을 겪게 되었고, 1961년부터는 가스의 공급 원을 조명용 석탄가스에서 난방용 석유가스로 전환하여 외국에서 [[LPG]]를 용기에 담아 용기와 함께 수입하는 수입판 매회사가 설립되었으나, 수입 LPG의 높은 가격과 전통적 생활관행으로 보편화된 연료로 사용되지는 않았다. LPG의 보급이 본격적으로 시작된 것은 1964년에 대한석유공사 울산정유공장이 설립되어 원유정제과정에서 LPG가 생산되면서 확대되기 시작하였습니다. 1966년에는 교통부가 6개월간 LPG 버스의 시험운행을 실시하여 서울역에서 정릉을 운행하는 최초의 부탄용 버스가 등장하였고1969년에는 LPG용 버스가 700대로 증가되어 수송용 연료로 사용되기 시작했다. 이런 수요 증가와 중화학 중심의 경제 개발 정책이 맞물려 1969년에는 호남정유, 1971년에는 경인에너지의 원유 정제시설이 추가로 건설되어 공급이 확대되었으며 1972년 하반기 부터는 영업용 택시에 LPG를 사용하기 시작하여 1974년에는 LPG를 사용하는 택시가 7,000대의 규모로 증가하였다. 1973년 10월 6일 발발한 제4차 중동전쟁을 계기로 [[석유수출국기구]](OPEC)의 석유수출금지 조치와 양적 제한을 통해 1973년, 1974년에 제1차석유파동이 일어났고 1979년 제2차 석유파동이 일어났다. 두차례에 걸친 에너지 위기로 인해 [[에너지]] 수급구조에 대한 변화를 주게 되었으며 [[석유]]를 대체할 가스에너지가 일반인에게 한발 다가서는 계기가 되었다. 1970년대 이후 LPG 대량 생산체제가 구축되면서 정부는 도시연료의 현대화를 목표로 도시가스 사업을 추진하였다. 1970년 10월 1일에 시범적으로 동부이촌동의 3000가구를 대상으로 LPG, AIR 혼합방식의 도시가스를 공급하기 시작하였으며 시영도시가스 공장의 준공과 함께 영등포와 마포구의 6,000여 가구를 대상으로 나프타 분해방식의 취사용 가스를 공급하였다. 1980년대에 들어서서는 도시가스 사업이 더욱 확대되어 민영 도시가스회사의 설립을 통한 지역별 도시가스의 공급이 시작되었다. 제2차 석유파동 이후 에너지 다원화 정책의 필요성을 실감하여 석유 이외에 LPG와 [[LNG]]의 수입을 추진하였으며 1986년 10월에는 인도네시아에서 LNG를 최초로 수입하여 도시가스용으로 사용하기 시작하였다.<ref name="홈피">한국가스안전공사 공식 홈페이지 - http://www.kgs.or.kr/kgsmain/gaslife/basic/gas_basic01.jsp</ref> | ||
− | <ref name="홈피"> | + | ==종류== |
+ | ===물리적 상태에 따라=== | ||
+ | ====압축가스==== | ||
+ | 압축가스는 상용의 온도에서 게이지 압력이 1MPa 이상이 되는 가스가 실제로 1MPa 이상이거나, 35℃에서의 압력이 1MPa 이상이 되는 가스로, 수소, 산소, 질소, 메탄과 같이 비점인 끓는점이 낮기 때문에 상온에서 압축하여 액화하기 어려운 가스를 단지 상태변화 없이 압축한 것을 말한다. 압축가스를 판매할 목적으로 용기에 충전할 때, 이들 압축가스의 압력은 약 12MPa 이상이다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | ====액화가스==== | ||
+ | 액화가스는 상용의 온도 또는 섭씨 35도의 온도에서 0.2㎫이상이 되는 가스가 실제로 그 압력이 0.2㎫ 이상이거나 0.2㎫이상이 되는 경우의 온도가 35℃이하인 가스로, 프로판, 염소, 암모니아, 탄산가스, 산화에틸렌 등과 같이 상온에서 압축하면 비점인 끓는점이 다른 가스에 비해 높아 압력을 가하면 쉽게 액화되는 가스이다. 액화가스는 액화시켜 용기에 충전한 것을 말하며, 용기 내에서는 액체 상태로 저장되어 있다. 하지만 액화가스중 액화시안화수소, 액화브롬화메탄 및 액화산화에틸렌은 35℃에서의 압력이 0M㎩을 초과한다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | ====용해가스==== | ||
+ | 용해가스는 15℃에서의 압력이 0㎩을 초과하는 가스로, 아세틸렌을 예로 들 수 있으며, 매우 특별한 경우로서 압축하면 분해폭발하는 성질 때문에 단독으로 압축하지 못하고, 용기에 다공물질의 고체를 충전한 다음, 아세톤과 같은 용제를 주입하여 이것에 아세틸렌을 기체상태로 압축한 것을 말한다. 용기 내의 압력은 충전된 가스의 종류와 온도에 따라서 다르지만, 가스의 종류나 온도가 변하지 않는다면, 용기 내부에 충전된 액량에 관계없이 일정하게 유지된다. 따라서 압축가스 및 액화가스는 가스의 고유 성질에 따라서 분류한 것이 아니고 저장되어 취급되는 상태에 따라서 분류한 것이다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | ===가스의 성질에 따라=== | ||
+ | ====가연성 가스==== | ||
+ | 가연성 가스란 공기와 일정량 혼합되어 있는 경우 점화원에 의해 점화되어 연소 및 폭발이 일어나는 가스이다. 가연성 가스의 종류에는 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 아세트알테히드, 아세틸렌, 암모니아, 수소, 황화수소, 일산화탄소, 이황화탄소, 메탄, 염화메탄, 브롬화메탄, 에탄, 염화에탄, 염화비닐, 에틸렌, 산화에틸렌, 프로판, 싸이크로프로판, 프로필렌, 산화프로필렌, 부탄, 부타디엔, 부틸렌, 메틸에테르, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 벤젠, 에틸벤젠 등이 있다. 공기와 혼합된 경우 연소를 일으킬 수 있는 공기 중 가스농도의 한계인 폭발한계의 하한이 10% 이하인 것과 폭발한계의 상한과 하한의 차가 20% 이상의 것을 말한다. 따라서 하한이 낮을수록 상한과 하한의 폭이 클수록 위험한 가스라 할 수 있다. 가연성 가스는 산소와 같은 조연성가스가 있어야 연소나 폭발로 이어질 수 있다. 따라서, 순수한 천연가스나 LP가스는 점화원이 있어도 연소나 폭발이 일어나지 않는다. 그러나, 이러한 가연성 가스가 조연성 가스와 적당히 혼합되면 연소, 폭발이 일어날 수 있는데, 이 범위를 연소범위, 연소한계, 폭발범위라고 한다. 이 범위는 공기와 가연성 가스의 혼합물 중의 가연성 가스의 부피인 %로 표시되며, 연소할 수 있는 가장 높은 농도 범위를 상한이라하며, 최저 농도를 하한이라고 한다. 주로 사용하는 천연가스와 액화석유가스의 주성분의 폭발범위를 보면, 메탄의 경우 5~15%, 프로판은 2.1~9.5%, 부탄은 1.8~8.4% 이다. 이 경우 연소범위를 보면, 메탄의 경우 하한이 다른 가스와 비교하면 높은쪽에 속하고, 반면에 프로판과 부탄의 경우는 하한이 낮은 쪽에 속한다. 하한이 낮을 경우 가스가 조금만 누출되어도 연소나 폭발이 쉽게 일어날 수 있으며, 하한이 높을 경우 많은 양의 가스가 누출되어야 연소나 폭발이 일어날 수 있다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | |||
+ | {|class=wikitable width=800 | ||
+ | !align=center rowspan=2|가스명 | ||
+ | !align=center colspan=2|연소범위(용량%) | ||
+ | !align=center rowspan=2|가스명 | ||
+ | !align=center colspan=2|연소범위(용량%) | ||
+ | |- | ||
+ | !align=center|하한 | ||
+ | !align=center|상한 | ||
+ | !align=center|하한 | ||
+ | !align=center|상한 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|프로판 | ||
+ | |align=center|2.1 | ||
+ | |align=center|9.5 | ||
+ | |align=center|메탄 | ||
+ | |align=center|5 | ||
+ | |align=center|15 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|부탄 | ||
+ | |align=center|1.8 | ||
+ | |align=center|8.4 | ||
+ | |align=center|일산화탄소 | ||
+ | |align=center|12.5 | ||
+ | |align=center|74 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|수소 | ||
+ | |align=center|4 | ||
+ | |align=center|75 | ||
+ | |align=center|황화수소 | ||
+ | |align=center|4.3 | ||
+ | |align=center|45 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|아세틸렌 | ||
+ | |align=center|2.5 | ||
+ | |align=center|81 | ||
+ | |align=center|시안화수소 | ||
+ | |align=center|6 | ||
+ | |align=center|41 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|암모니아 | ||
+ | |align=center|15 | ||
+ | |align=center|28 | ||
+ | |align=center|산화에틸렌 | ||
+ | |align=center|3.0 | ||
+ | |align=center|80 | ||
+ | |} | ||
+ | |||
+ | ====조연성 가스==== | ||
+ | 조연성가스는 산소, 공기등 과 같이 다른 가연성물질과 혼합되었을 때 폭발이나 연소가 일어날 수 있도록 도움을 주는 가스이다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | ====불연성 가스==== | ||
+ | 불연성가스는 질소, 아르곤, 탄산가스 등이며, 그 특징을 보면 스스로 연소하지 못하며, 다른 물질을 연소시키는 성질도 갖지 않는 가스, 즉 연소와 무관한 가스이다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | ====독성 가스==== | ||
+ | 독성가스는 인체에 유해성이 있는 가스를 말하며, 법적으로 허용농도가 100만분의 5000ppm 이하인 가스이다. 예로는 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 아황산가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 황화수소, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 벤젠, 포스겐 등이 있다. 허용 농도는 해당 가스를 성숙한 흰쥐 집단에게 대기 중에서 1시간 동안 계속하여 노출시킨 경우 14일 이내 에 그 흰쥐의 2분의 1 이상이 죽게 되는 가스의 농도이다.<ref name="홈피"></ref> | ||
+ | |||
+ | ===연료가스=== | ||
+ | [[연료가스]]는 연연소효율이 높고 완전 연소시킬 수 있다. 연소 폐 가스 중에도 산소 비율이 5%이상 되는 경우가 많으나 가스의 경우에는 미세 조정으로 이론 연소에 가까운 완전 연소가 가능하다. 연소공기량의 조절이 쉬우며 연기가 전혀나지 않고 재, 황분, 질소산화물이 극히 적어 대기오염이 거의 없고 다른 연료에 비하여 점화나 소화가 쉬우며 순간적으로 최대의 열량을 얻을 수 있고 연소기가 더러워지는 일이 거의 없다. 발열량이 비교적 높으며 연료를 저장하고 운반하기 쉽고, 장기간 저장시에도 변질의 우려가 거의 없다. 그러나 이러한 장점이 있는 반면, 누출된 가스가 공기나 산소와 혼합되면 폭발 화재의 위험이 높으며, 공기부족이나 불완전 연소시 질식, 중독의 위험이 있는 점과 연소 온도가 높아 국부적 과열을 일으킬 염려가 있는 단점도 가지고 있으므로 이런 점에 특히 유의하여야 한다. 연료가스는 제철소의 고열로에서 발생되는 고로가스, 석탄을 건류하여 얻는 코크스 가스, 원유를 정제 할 때 나오는 유가스, 메탄이 주성분인 [[천연가스]], LPG, 납사분해가스, LPG나 메탄 등을 원료로 하는 도시가스 등이 있다.<ref name="홈피2">부산광역시 공식 홈페이지 - https://www.busan.go.kr/economy/ahgas02</ref> | ||
+ | {|class=wikitable width=800 | ||
+ | |+'''탄화수소계 가스의 연소방정식''' | ||
+ | !align=center rowspan=2|성분 | ||
+ | !align=center rowspan=2|연소방정식 | ||
+ | !align=center rowspan=2|산소량 | ||
+ | !align=center colspan=2|연소생성물 생성비 | ||
+ | |- | ||
+ | !align=center|이산화탄소 | ||
+ | !align=center|산소 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|메탄 | ||
+ | |align=center|CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 2 | ||
+ | |align=center|2 | ||
+ | |align=center|1 | ||
+ | |align=center|2 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|에틸렌 | ||
+ | |align=center|C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |align=center|2 | ||
+ | |align=center|2 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|에탄 | ||
+ | |align=center|2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O | ||
+ | |align=center|3.5 | ||
+ | |align=center|2 | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|프로필렌 | ||
+ | |align=center|2C3H6 + 9O2 → 6CO2 + 6H2O | ||
+ | |align=center|4.5 | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|프로판 | ||
+ | |align=center|C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O | ||
+ | |align=center|5 | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |align=center|4 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|부틸렌 | ||
+ | |align=center|2C4H6 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O | ||
+ | |align=center|4 | ||
+ | |align=center|4 | ||
+ | |align=center|3 | ||
+ | |- | ||
+ | |align=center|부탄 | ||
+ | |align=center|2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O | ||
+ | |align=center|6.5 | ||
+ | |align=center|4 | ||
+ | |align=center|5 | ||
+ | |} | ||
+ | |||
+ | ====LPG==== | ||
+ | LPG는 액화석유가스로도 불리며, 유전에서 원유를 채취 하거나 원유 정제시 나오는 탄화수소를 비교적 낮은 압력인 6-7㎏/㎠을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. [[기체]]가 [[액체]]로 되면 그 부피가 약 1/250로 줄어 들어 저장과 운송에 편리하다. LPG의 주성분은 프로판, 부탄, 소량의 프로필렌, 부틸렌 등이 포함 되어있다. LPG는 발열량이 24,000Kcal/h로 다른 연료에 비해 열량이 높다. 순수한 LPG는 아무런 냄새나 색깔이 없으나 공업용을 제외한 가정이나 영업소에서 사용하는 LPG에는 누출될 때 누구나 쉽게 감지해 사고를 예방할 수 있도록 메르캅탄류의 화학물질을 섞어서 공급한다. LPG는 공기보다 무거워서 누출되면 낮은 곳에 머물게 되고, 연소범위도 낮아서 조금만 누출되어도 화재폭발의 위험이 있으므로 누출되지 않도록 주의하여야 한다.<ref name="홈피2"></ref> | ||
+ | |||
+ | ====LNG==== | ||
+ | LNG는 액화천연가스로도 불리며, 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄이 주성분이다. LNG도 무색 투명한 액체로 LPG와 같이 공해 물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이며 주로 도시가스로 사용된다. LNG는 압력을 가해 액화시키면 부피가 1/600로 줄어들지만, 비점이 영하 162도로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다. 도시가스로 사용할 때에는 열을 가해 기화시켜 기체 상태로 공급하게 된다. 이와 같은 LNG의 초저온 특성은 냉동 공업에 활용 하기도 한다. 천연가스의 주성분인 메탄은 공기보다 가볍기 때문에 누출 되면 높은 곳에 체류 하고 공기와 혼합되면 폭발성 가스가 되므로 누출되지 않도록 주의해야 한다.<ref name="홈피2"></ref> | ||
+ | |||
+ | ====도시가스==== | ||
+ | 도시가스는 파이프라인을 통하여 수요자에게 공급하는 연료가스로 석유 정제시에 나오는 납사를 분해시킨 것이나 LPG, LNG를 원료로 사용한다. 우리나라의 경우 강원도, 경북북부 내륙지역 일부 지역에는 아직 LPG 과 AIR 방식의 도시가스를 공급하고 있으며 이외 지역의 모든 도시 가스 에는 천연가스로 공급되고 있다. 도시가스 공급규정은 도시가스사업법 제20조 규정에 따라 가스공급량의 측정 방법 및 소비 유형별 요금 산정, 요금의 납부 및 정산방법, 가스공급자의 공급 의무와 가스사용자의 계약 준수 의무, 가스의 공급중지 및 사용제한 및 그 해제, 계약 해지에 과한 사유, 수급안정을 위한 제도적 장치, 가스의 성분과 열량 및 압력, 가스공급 지점의 증설 및 개설에 관한 기준 등을 규정한 도시가스 공급규정을 붙임과 같이 시행하고 있다.<ref name="홈피2"></ref> | ||
+ | |||
+ | ==주의사항== | ||
+ | 가스폭발사고가 일어나려면 3가지 요소가 충족이 되어야 한다. 먼저 가스가 누출되어 실내에 체류되어 있어야 하고 공기와 혼합되어 공기 중 가스농도가 LPG의 경우 2.1%이상 9.5% 이내이어야 하고 LNG의 경우에는 5~15%이어야 하며 이러한 조건하에서 폭발을 일으킬 수 있는 점화원 즉, 불씨가 있어야 한다. 가스가 실내에 누출되었다 하더라도, 그 양이 적어 농도가 2.1%미만이거나, 그양이 너무 많아 9.5%를 초과하면 불씨가 있어도 가스는 폭발하지 않는다. 누출된 가스가 폭발범위에 도달되기 전에 공기와 혼합되면서 불이 붙어 연소해 버리기 때문에 불속에 가스가 누출되고 있는 경우에도 건물 내에서 가스호스가 녹아 가스가 누출되는 경우에는 가스는 폭발하지 않는다. 따라서 이때는 불길이 더 커질 뿐 가스가 폭발하는 일은 일어나지 않는다. LPG용기가 화염속에 있거나 불타고 있는 건물내에 있어도 폭발할 가능성은 적다. LPG용기가 화염속에 가열되어 용기내의 압력이 올라가면 가스는 용기에 장착된 안전밸브를 통하여 용기밖으로 방출되어 버리기 때문이다. 즉, 안전밸브로 방출되는 구조로 되어있는 용기내의 가스가 다 소진 될 때까지 방출되어 단순히 연소할 뿐 용기는 폭발하지 않는 것이다. 가스는 공기와 혼합되어 일정한 농도가 되었을 때만 폭발한다는 것을 알 수 있기 때문에 밀폐된 공간에서 가스가 누출되는 경우에는 폭발하기 쉽다. 가스폭발사고가 일어나면 유리창, 출입문 등이 다이나마이트와 같은 폭발물이 폭발하였을 때와 같이 파손되고 심지어는 수 Km밖에서도 들을 수 있을 정도의 폭음이 수반된다. 예컨데 20Kg의 LPG용기에서 가스가 누출되어 공기와 혼합된 후 폭발되었을 때는 폭발지점에서 부터 70m떨어져 있는 건축물의 유리창이 파괴되고 300mm이내에서 130dB의 폭음을 들을 수 있다. 더불어 가스를 사용하다보면 여러 가지 이유로 자칫 누출되는 경우를 당하기도 하는데, 가스가 누출되거나 그 밖의 이상을 발견하였을 때에는 절대 당황하지 말고 침착하게 응급조치를 하면서 즉시, 가스판매업소나 도시가스 관리대행업소에 연락하여 적절한 조치를 받으면 된다. 가스냄새로 가스가 새는 것을 발견하면 먼저 연소기의 점화콕과 중간밸브, 용기밸브를 잠궈서 가스공급을 차단하고, 창문과 출입문을 등을 활짝 열어 누출된 가스를 밖으로 몰아내고 신선한 공기로 환기시킨다. LPG의 경우에는 공기보다 무겁기 때문에 방바닥으로 가라앉으므로 침착히 빗자루 등으로 쓸어내듯 환기를 시킨다. 급하다고 환풍기나 선풍기 등을 사용하면 스위치 조작시 발생하는 스파크에 의해서 점화되어 폭발할 가능성이 있으므로 전기기구는 절대 사용해서는 안되고 아파트나 연립주택 등에서는 이웃에 알려서 도움을 받고 만약의 사태에 대비하도록 해야한다. 그 다음, LPG 판매점이나 도시가스 관리대행업소에 연락하여 필요한 조치를 받고 안전함을 확인한 후, 다시 사용해야한다. LPG 사용시설은 가스누출로 인해 화재가 발생했을 경우에는 일단 가스기구의 점화콕을 잠근 후, 가스용기의 밸브까지 잠궈주도록 해야 가스용기와 가스기구를 연결하는 염화비닐 호스가 열로인해 녹더라도 가스에 불길이 옮겨붙지 않게 됨으로써 화재의 확대를 방지 할 수 있다. 안전장치에 이상이 있을 경우 폭발할 수도 있으므로 가스용기를 불길이 닿지 않는 용기보관실이나 안전한 장소에 설치하는 것이 바람직하다. LNG 사용시설은 화재 발생시 도시가스 사용자는 상황을 잘 판단하여 침착하게 가스기구의 점화콕과 중간 밸브를 잠궈 가스를 차단한 후 상황이 허락하면 메인밸브까지 잠근다. 그리고 대형 화재일 경우에는 도시가스회사에 즉시 연락하여 그 지역에 보내지고 있는 가스를 차단하도록 해야한다.<ref name="홈피3">전라남도 공식 홈페이지 - https://www.jeonnam.go.kr/contentsView.do?menuId=jeonnam0507020200</ref> | ||
{{각주}} | {{각주}} | ||
10번째 줄: | 142번째 줄: | ||
==참고자료== | ==참고자료== | ||
* 한국가스안전공사 공식 홈페이지 - http://www.kgs.or.kr/kgsmain/gaslife/basic/gas_basic01.jsp | * 한국가스안전공사 공식 홈페이지 - http://www.kgs.or.kr/kgsmain/gaslife/basic/gas_basic01.jsp | ||
+ | * 부산광역시 공식 홈페이지 - https://www.busan.go.kr/economy/ahgas02 | ||
+ | * 전라남도 공식 홈페이지 - https://www.jeonnam.go.kr/contentsView.do?menuId=jeonnam0507020200 | ||
==같이 보기== | ==같이 보기== | ||
* [[연료]] | * [[연료]] | ||
* [[천연가스]] | * [[천연가스]] | ||
+ | * [[LNG]] | ||
+ | * [[LPG]] | ||
{{교통|검토 필요}} | {{교통|검토 필요}} |
2021년 5월 27일 (목) 15:48 판
가스(Gas)는 기체 연료의 총칭으로, 도시가스, 천연가스 등이 있다.
목차
역사
우리나라는 대원군의 쇄국정책이후 고종 13년에 일본과 조일수호통상조약을 체결하여 국교가 체결되었다. 1876년 5월 22일 수신사 김기수가 1차 수신사로 파견되었으며, 수신사 일행에 의해 일본이 사용하는 가스를 보고 그 내용을 최초로 기록에 남기게 되었다.1차 일본 방문 이후 1881년에 파견된 신사유람단의 단원 중 강진형이 작성한 일동록에는 가스등에 관한 기록이 보다 자세히 전해지고 있다. 우리나라에서 실제로 가스산업이 시작된 것은 미국인들에 의해 경복궁에 전기가 최초로 공급된 1887년 3월 보다 20년이 뒤진 1907년 6월 27일로 일본의 자본으로 시작된 일한와사주식회사의 설립으로 시작되었다. 일한와사주식회사는 1909년 10월 31일에 용산에서 석탄가스제조공장을 준공하고 1909년 11월 3일부터 진고개등 일본인 상가 밀집지역과 거주지를 대상으로 최초의 가스공급을 시작하였다. 이후 일한와사주식회사는 1915년에 경성전기주식회사로 개명하여 운영되었으며, 일제의 침략과 함께 1942년까지 경성전기주식회사 외에 지역별로 5개의 가스업체 4개 공장이 운영되었다. 1942년에는 가스사용 호수가 2만 8천여호에 이르렀으나, 실제 우리 국민이 사용하는 가스의 사용량은 전체 사용량 의 6%에 지나지 않았다. 석탄가스가 공급될 당시에는 가스등이 전등에 비해 가격이 저렴하고 밝기도 밝아 크게 호응을 얻었으며 이런 호응을 바탕으로 부산, 평양, 대구, 신의주에서 가스공급회사가 설립되어 가스를 공급하였다. 조명용 석탄가스와는 달리 고압가스는 1927년 5월 2일 조선질소비료주식회사의 설립으로 비료를 생산하는 과정 에서 산소, 수소, 질소, 암모니아, 이산화탄소 가스를 생산하며 시작되었다. 전문적으로 고압가스를 생산한 것은 1930년경인 것으로 보고 있으나, 기록이 남아있는 자료는 1937년에 일본 제국산소주식회사가 프랑스에서 수입한 설비로 영등포에 제국산소주식회사를 설립 및 운영한 것과 부산에 동양산소공장, 서울 청파동 에 금강산소공장이 가동된 것을 고압가스의 태동기로 보고 있다. 1945년 해방과 1950년의 6.25 전쟁을 거치면서 가스산업은 계속된 불황을 겪게 되었고, 1961년부터는 가스의 공급 원을 조명용 석탄가스에서 난방용 석유가스로 전환하여 외국에서 LPG를 용기에 담아 용기와 함께 수입하는 수입판 매회사가 설립되었으나, 수입 LPG의 높은 가격과 전통적 생활관행으로 보편화된 연료로 사용되지는 않았다. LPG의 보급이 본격적으로 시작된 것은 1964년에 대한석유공사 울산정유공장이 설립되어 원유정제과정에서 LPG가 생산되면서 확대되기 시작하였습니다. 1966년에는 교통부가 6개월간 LPG 버스의 시험운행을 실시하여 서울역에서 정릉을 운행하는 최초의 부탄용 버스가 등장하였고1969년에는 LPG용 버스가 700대로 증가되어 수송용 연료로 사용되기 시작했다. 이런 수요 증가와 중화학 중심의 경제 개발 정책이 맞물려 1969년에는 호남정유, 1971년에는 경인에너지의 원유 정제시설이 추가로 건설되어 공급이 확대되었으며 1972년 하반기 부터는 영업용 택시에 LPG를 사용하기 시작하여 1974년에는 LPG를 사용하는 택시가 7,000대의 규모로 증가하였다. 1973년 10월 6일 발발한 제4차 중동전쟁을 계기로 석유수출국기구(OPEC)의 석유수출금지 조치와 양적 제한을 통해 1973년, 1974년에 제1차석유파동이 일어났고 1979년 제2차 석유파동이 일어났다. 두차례에 걸친 에너지 위기로 인해 에너지 수급구조에 대한 변화를 주게 되었으며 석유를 대체할 가스에너지가 일반인에게 한발 다가서는 계기가 되었다. 1970년대 이후 LPG 대량 생산체제가 구축되면서 정부는 도시연료의 현대화를 목표로 도시가스 사업을 추진하였다. 1970년 10월 1일에 시범적으로 동부이촌동의 3000가구를 대상으로 LPG, AIR 혼합방식의 도시가스를 공급하기 시작하였으며 시영도시가스 공장의 준공과 함께 영등포와 마포구의 6,000여 가구를 대상으로 나프타 분해방식의 취사용 가스를 공급하였다. 1980년대에 들어서서는 도시가스 사업이 더욱 확대되어 민영 도시가스회사의 설립을 통한 지역별 도시가스의 공급이 시작되었다. 제2차 석유파동 이후 에너지 다원화 정책의 필요성을 실감하여 석유 이외에 LPG와 LNG의 수입을 추진하였으며 1986년 10월에는 인도네시아에서 LNG를 최초로 수입하여 도시가스용으로 사용하기 시작하였다.[1]
종류
물리적 상태에 따라
압축가스
압축가스는 상용의 온도에서 게이지 압력이 1MPa 이상이 되는 가스가 실제로 1MPa 이상이거나, 35℃에서의 압력이 1MPa 이상이 되는 가스로, 수소, 산소, 질소, 메탄과 같이 비점인 끓는점이 낮기 때문에 상온에서 압축하여 액화하기 어려운 가스를 단지 상태변화 없이 압축한 것을 말한다. 압축가스를 판매할 목적으로 용기에 충전할 때, 이들 압축가스의 압력은 약 12MPa 이상이다.[1]
액화가스
액화가스는 상용의 온도 또는 섭씨 35도의 온도에서 0.2㎫이상이 되는 가스가 실제로 그 압력이 0.2㎫ 이상이거나 0.2㎫이상이 되는 경우의 온도가 35℃이하인 가스로, 프로판, 염소, 암모니아, 탄산가스, 산화에틸렌 등과 같이 상온에서 압축하면 비점인 끓는점이 다른 가스에 비해 높아 압력을 가하면 쉽게 액화되는 가스이다. 액화가스는 액화시켜 용기에 충전한 것을 말하며, 용기 내에서는 액체 상태로 저장되어 있다. 하지만 액화가스중 액화시안화수소, 액화브롬화메탄 및 액화산화에틸렌은 35℃에서의 압력이 0M㎩을 초과한다.[1]
용해가스
용해가스는 15℃에서의 압력이 0㎩을 초과하는 가스로, 아세틸렌을 예로 들 수 있으며, 매우 특별한 경우로서 압축하면 분해폭발하는 성질 때문에 단독으로 압축하지 못하고, 용기에 다공물질의 고체를 충전한 다음, 아세톤과 같은 용제를 주입하여 이것에 아세틸렌을 기체상태로 압축한 것을 말한다. 용기 내의 압력은 충전된 가스의 종류와 온도에 따라서 다르지만, 가스의 종류나 온도가 변하지 않는다면, 용기 내부에 충전된 액량에 관계없이 일정하게 유지된다. 따라서 압축가스 및 액화가스는 가스의 고유 성질에 따라서 분류한 것이 아니고 저장되어 취급되는 상태에 따라서 분류한 것이다.[1]
가스의 성질에 따라
가연성 가스
가연성 가스란 공기와 일정량 혼합되어 있는 경우 점화원에 의해 점화되어 연소 및 폭발이 일어나는 가스이다. 가연성 가스의 종류에는 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 아세트알테히드, 아세틸렌, 암모니아, 수소, 황화수소, 일산화탄소, 이황화탄소, 메탄, 염화메탄, 브롬화메탄, 에탄, 염화에탄, 염화비닐, 에틸렌, 산화에틸렌, 프로판, 싸이크로프로판, 프로필렌, 산화프로필렌, 부탄, 부타디엔, 부틸렌, 메틸에테르, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 벤젠, 에틸벤젠 등이 있다. 공기와 혼합된 경우 연소를 일으킬 수 있는 공기 중 가스농도의 한계인 폭발한계의 하한이 10% 이하인 것과 폭발한계의 상한과 하한의 차가 20% 이상의 것을 말한다. 따라서 하한이 낮을수록 상한과 하한의 폭이 클수록 위험한 가스라 할 수 있다. 가연성 가스는 산소와 같은 조연성가스가 있어야 연소나 폭발로 이어질 수 있다. 따라서, 순수한 천연가스나 LP가스는 점화원이 있어도 연소나 폭발이 일어나지 않는다. 그러나, 이러한 가연성 가스가 조연성 가스와 적당히 혼합되면 연소, 폭발이 일어날 수 있는데, 이 범위를 연소범위, 연소한계, 폭발범위라고 한다. 이 범위는 공기와 가연성 가스의 혼합물 중의 가연성 가스의 부피인 %로 표시되며, 연소할 수 있는 가장 높은 농도 범위를 상한이라하며, 최저 농도를 하한이라고 한다. 주로 사용하는 천연가스와 액화석유가스의 주성분의 폭발범위를 보면, 메탄의 경우 5~15%, 프로판은 2.1~9.5%, 부탄은 1.8~8.4% 이다. 이 경우 연소범위를 보면, 메탄의 경우 하한이 다른 가스와 비교하면 높은쪽에 속하고, 반면에 프로판과 부탄의 경우는 하한이 낮은 쪽에 속한다. 하한이 낮을 경우 가스가 조금만 누출되어도 연소나 폭발이 쉽게 일어날 수 있으며, 하한이 높을 경우 많은 양의 가스가 누출되어야 연소나 폭발이 일어날 수 있다.[1]
가스명 | 연소범위(용량%) | 가스명 | 연소범위(용량%) | ||
---|---|---|---|---|---|
하한 | 상한 | 하한 | 상한 | ||
프로판 | 2.1 | 9.5 | 메탄 | 5 | 15 |
부탄 | 1.8 | 8.4 | 일산화탄소 | 12.5 | 74 |
수소 | 4 | 75 | 황화수소 | 4.3 | 45 |
아세틸렌 | 2.5 | 81 | 시안화수소 | 6 | 41 |
암모니아 | 15 | 28 | 산화에틸렌 | 3.0 | 80 |
조연성 가스
조연성가스는 산소, 공기등 과 같이 다른 가연성물질과 혼합되었을 때 폭발이나 연소가 일어날 수 있도록 도움을 주는 가스이다.[1]
불연성 가스
불연성가스는 질소, 아르곤, 탄산가스 등이며, 그 특징을 보면 스스로 연소하지 못하며, 다른 물질을 연소시키는 성질도 갖지 않는 가스, 즉 연소와 무관한 가스이다.[1]
독성 가스
독성가스는 인체에 유해성이 있는 가스를 말하며, 법적으로 허용농도가 100만분의 5000ppm 이하인 가스이다. 예로는 아크릴로니트릴, 아크릴알데히드, 아황산가스, 암모니아, 일산화탄소, 이황화탄소, 불소, 염소, 브롬화메탄, 염화메탄, 염화프렌, 산화에틸렌, 시안화수소, 황화수소, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 벤젠, 포스겐 등이 있다. 허용 농도는 해당 가스를 성숙한 흰쥐 집단에게 대기 중에서 1시간 동안 계속하여 노출시킨 경우 14일 이내 에 그 흰쥐의 2분의 1 이상이 죽게 되는 가스의 농도이다.[1]
연료가스
연료가스는 연연소효율이 높고 완전 연소시킬 수 있다. 연소 폐 가스 중에도 산소 비율이 5%이상 되는 경우가 많으나 가스의 경우에는 미세 조정으로 이론 연소에 가까운 완전 연소가 가능하다. 연소공기량의 조절이 쉬우며 연기가 전혀나지 않고 재, 황분, 질소산화물이 극히 적어 대기오염이 거의 없고 다른 연료에 비하여 점화나 소화가 쉬우며 순간적으로 최대의 열량을 얻을 수 있고 연소기가 더러워지는 일이 거의 없다. 발열량이 비교적 높으며 연료를 저장하고 운반하기 쉽고, 장기간 저장시에도 변질의 우려가 거의 없다. 그러나 이러한 장점이 있는 반면, 누출된 가스가 공기나 산소와 혼합되면 폭발 화재의 위험이 높으며, 공기부족이나 불완전 연소시 질식, 중독의 위험이 있는 점과 연소 온도가 높아 국부적 과열을 일으킬 염려가 있는 단점도 가지고 있으므로 이런 점에 특히 유의하여야 한다. 연료가스는 제철소의 고열로에서 발생되는 고로가스, 석탄을 건류하여 얻는 코크스 가스, 원유를 정제 할 때 나오는 유가스, 메탄이 주성분인 천연가스, LPG, 납사분해가스, LPG나 메탄 등을 원료로 하는 도시가스 등이 있다.[2]
성분 | 연소방정식 | 산소량 | 연소생성물 생성비 | |
---|---|---|---|---|
이산화탄소 | 산소 | |||
메탄 | CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 2 | 2 | 1 | 2 |
에틸렌 | C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O | 3 | 2 | 2 |
에탄 | 2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O | 3.5 | 2 | 3 |
프로필렌 | 2C3H6 + 9O2 → 6CO2 + 6H2O | 4.5 | 3 | 3 |
프로판 | C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O | 5 | 3 | 4 |
부틸렌 | 2C4H6 + 11O2 → 8CO2 + 6H2O | 4 | 4 | 3 |
부탄 | 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O | 6.5 | 4 | 5 |
LPG
LPG는 액화석유가스로도 불리며, 유전에서 원유를 채취 하거나 원유 정제시 나오는 탄화수소를 비교적 낮은 압력인 6-7㎏/㎠을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다. 기체가 액체로 되면 그 부피가 약 1/250로 줄어 들어 저장과 운송에 편리하다. LPG의 주성분은 프로판, 부탄, 소량의 프로필렌, 부틸렌 등이 포함 되어있다. LPG는 발열량이 24,000Kcal/h로 다른 연료에 비해 열량이 높다. 순수한 LPG는 아무런 냄새나 색깔이 없으나 공업용을 제외한 가정이나 영업소에서 사용하는 LPG에는 누출될 때 누구나 쉽게 감지해 사고를 예방할 수 있도록 메르캅탄류의 화학물질을 섞어서 공급한다. LPG는 공기보다 무거워서 누출되면 낮은 곳에 머물게 되고, 연소범위도 낮아서 조금만 누출되어도 화재폭발의 위험이 있으므로 누출되지 않도록 주의하여야 한다.[2]
LNG
LNG는 액화천연가스로도 불리며, 가스전에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄이 주성분이다. LNG도 무색 투명한 액체로 LPG와 같이 공해 물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이며 주로 도시가스로 사용된다. LNG는 압력을 가해 액화시키면 부피가 1/600로 줄어들지만, 비점이 영하 162도로 낮아 운송, 저장시에는 특수하게 단열된 탱크나 용기에 충전하여 온도를 비점 이하로 유지시켜 주어야 한다. 도시가스로 사용할 때에는 열을 가해 기화시켜 기체 상태로 공급하게 된다. 이와 같은 LNG의 초저온 특성은 냉동 공업에 활용 하기도 한다. 천연가스의 주성분인 메탄은 공기보다 가볍기 때문에 누출 되면 높은 곳에 체류 하고 공기와 혼합되면 폭발성 가스가 되므로 누출되지 않도록 주의해야 한다.[2]
도시가스
도시가스는 파이프라인을 통하여 수요자에게 공급하는 연료가스로 석유 정제시에 나오는 납사를 분해시킨 것이나 LPG, LNG를 원료로 사용한다. 우리나라의 경우 강원도, 경북북부 내륙지역 일부 지역에는 아직 LPG 과 AIR 방식의 도시가스를 공급하고 있으며 이외 지역의 모든 도시 가스 에는 천연가스로 공급되고 있다. 도시가스 공급규정은 도시가스사업법 제20조 규정에 따라 가스공급량의 측정 방법 및 소비 유형별 요금 산정, 요금의 납부 및 정산방법, 가스공급자의 공급 의무와 가스사용자의 계약 준수 의무, 가스의 공급중지 및 사용제한 및 그 해제, 계약 해지에 과한 사유, 수급안정을 위한 제도적 장치, 가스의 성분과 열량 및 압력, 가스공급 지점의 증설 및 개설에 관한 기준 등을 규정한 도시가스 공급규정을 붙임과 같이 시행하고 있다.[2]
주의사항
가스폭발사고가 일어나려면 3가지 요소가 충족이 되어야 한다. 먼저 가스가 누출되어 실내에 체류되어 있어야 하고 공기와 혼합되어 공기 중 가스농도가 LPG의 경우 2.1%이상 9.5% 이내이어야 하고 LNG의 경우에는 5~15%이어야 하며 이러한 조건하에서 폭발을 일으킬 수 있는 점화원 즉, 불씨가 있어야 한다. 가스가 실내에 누출되었다 하더라도, 그 양이 적어 농도가 2.1%미만이거나, 그양이 너무 많아 9.5%를 초과하면 불씨가 있어도 가스는 폭발하지 않는다. 누출된 가스가 폭발범위에 도달되기 전에 공기와 혼합되면서 불이 붙어 연소해 버리기 때문에 불속에 가스가 누출되고 있는 경우에도 건물 내에서 가스호스가 녹아 가스가 누출되는 경우에는 가스는 폭발하지 않는다. 따라서 이때는 불길이 더 커질 뿐 가스가 폭발하는 일은 일어나지 않는다. LPG용기가 화염속에 있거나 불타고 있는 건물내에 있어도 폭발할 가능성은 적다. LPG용기가 화염속에 가열되어 용기내의 압력이 올라가면 가스는 용기에 장착된 안전밸브를 통하여 용기밖으로 방출되어 버리기 때문이다. 즉, 안전밸브로 방출되는 구조로 되어있는 용기내의 가스가 다 소진 될 때까지 방출되어 단순히 연소할 뿐 용기는 폭발하지 않는 것이다. 가스는 공기와 혼합되어 일정한 농도가 되었을 때만 폭발한다는 것을 알 수 있기 때문에 밀폐된 공간에서 가스가 누출되는 경우에는 폭발하기 쉽다. 가스폭발사고가 일어나면 유리창, 출입문 등이 다이나마이트와 같은 폭발물이 폭발하였을 때와 같이 파손되고 심지어는 수 Km밖에서도 들을 수 있을 정도의 폭음이 수반된다. 예컨데 20Kg의 LPG용기에서 가스가 누출되어 공기와 혼합된 후 폭발되었을 때는 폭발지점에서 부터 70m떨어져 있는 건축물의 유리창이 파괴되고 300mm이내에서 130dB의 폭음을 들을 수 있다. 더불어 가스를 사용하다보면 여러 가지 이유로 자칫 누출되는 경우를 당하기도 하는데, 가스가 누출되거나 그 밖의 이상을 발견하였을 때에는 절대 당황하지 말고 침착하게 응급조치를 하면서 즉시, 가스판매업소나 도시가스 관리대행업소에 연락하여 적절한 조치를 받으면 된다. 가스냄새로 가스가 새는 것을 발견하면 먼저 연소기의 점화콕과 중간밸브, 용기밸브를 잠궈서 가스공급을 차단하고, 창문과 출입문을 등을 활짝 열어 누출된 가스를 밖으로 몰아내고 신선한 공기로 환기시킨다. LPG의 경우에는 공기보다 무겁기 때문에 방바닥으로 가라앉으므로 침착히 빗자루 등으로 쓸어내듯 환기를 시킨다. 급하다고 환풍기나 선풍기 등을 사용하면 스위치 조작시 발생하는 스파크에 의해서 점화되어 폭발할 가능성이 있으므로 전기기구는 절대 사용해서는 안되고 아파트나 연립주택 등에서는 이웃에 알려서 도움을 받고 만약의 사태에 대비하도록 해야한다. 그 다음, LPG 판매점이나 도시가스 관리대행업소에 연락하여 필요한 조치를 받고 안전함을 확인한 후, 다시 사용해야한다. LPG 사용시설은 가스누출로 인해 화재가 발생했을 경우에는 일단 가스기구의 점화콕을 잠근 후, 가스용기의 밸브까지 잠궈주도록 해야 가스용기와 가스기구를 연결하는 염화비닐 호스가 열로인해 녹더라도 가스에 불길이 옮겨붙지 않게 됨으로써 화재의 확대를 방지 할 수 있다. 안전장치에 이상이 있을 경우 폭발할 수도 있으므로 가스용기를 불길이 닿지 않는 용기보관실이나 안전한 장소에 설치하는 것이 바람직하다. LNG 사용시설은 화재 발생시 도시가스 사용자는 상황을 잘 판단하여 침착하게 가스기구의 점화콕과 중간 밸브를 잠궈 가스를 차단한 후 상황이 허락하면 메인밸브까지 잠근다. 그리고 대형 화재일 경우에는 도시가스회사에 즉시 연락하여 그 지역에 보내지고 있는 가스를 차단하도록 해야한다.[3]
각주
참고자료
- 한국가스안전공사 공식 홈페이지 - http://www.kgs.or.kr/kgsmain/gaslife/basic/gas_basic01.jsp
- 부산광역시 공식 홈페이지 - https://www.busan.go.kr/economy/ahgas02
- 전라남도 공식 홈페이지 - https://www.jeonnam.go.kr/contentsView.do?menuId=jeonnam0507020200
같이 보기