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2008년03월02일 51번

[작업환경관리대책]
선반제조 공정에서 선반을 에나멜에 담갔다가 건조시키는 작업이 있다. 이 공정의 온도는 177℃이고 에나멜이 건조될 때 Xylene 4 L/hr가 증발한다. 폭발 방지를 위한 환기량은? (단, Xylene의 LEL=1%, SG=0.88, MW=106, C=10, 21℃, 1기압 기준, 온도보정 고려하지 않음)

  • ① 약 14m3/min
  • ② 약 19m3/min
  • ③ 약 27m3/min
  • ④ 약 32m3/min
(정답률: 30%)

문제 해설

먼저, LEL은 Lower Explosive Limit의 약자로 폭발이 가능한 물질의 최소 농도를 의미한다. Xylene의 LEL이 1%이므로, Xylene 농도가 1% 이상이면 폭발이 가능하다는 것을 의미한다.

환기량은 폭발 방지를 위해 공정 내에 있는 유해 물질의 농도를 일정 수준 이하로 유지하기 위해 필요한 공기의 양이다. 이를 계산하기 위해서는 먼저 Xylene의 증발량을 계산해야 한다.

Xylene의 증발량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

V = (L/hr) x (MW/SG) x (C/24) x (P/P0) x (T0/T) x (1/60)

여기서, V는 증발량 (m3/min), L은 시간당 증발량 (L/hr), MW는 분자량 (g/mol), SG는 비중, C는 보정계수, P는 현재 압력 (mmHg), P0는 표준 압력 (760 mmHg), T0는 표준 온도 (21℃), T는 현재 온도 (℃)이다.

위 식에 Xylene의 값들을 대입하면,

V = (4 L/hr) x (106 g/mol/0.88) x (10/24) x (760/760) x (294/450) x (1/60) ≈ 0.019 m3/min

즉, Xylene의 증발량은 약 0.019 m3/min이다.

환기량은 유해 물질의 증발량을 제거하기 위해 필요한 공기의 양으로, 이 값은 증발량을 제거하는데 충분한 공기의 양과 같다. 따라서, 환기량은 약 0.019 m3/min이어야 한다.

하지만, 이 값은 폭발 방지를 위한 최소한의 환기량이므로, 보통은 이 값의 몇 배에서 몇 십 배까지 환기량을 늘려 안전성을 높인다. 따라서, 보기 중에서 약 19m3/min이 가장 적절한 답이다.
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