가. 연료가스의 성분
열에너지원으로 사용하는 연료가스는 포화탄화수소(CH4, C3 H8, C4 H10, 등 CnH2n+2의 화합물), 불포화 탄화수소
C2H₂(C2 H2, C3 H6 등 CnH2 n-2의 화합물), CO, H2등으로 구성되어 있다.
나. 연료가스의 종류
연료가스는 제철소의 고열로(高熱爐)에서 발생되는 고로가스, 석탄을 건류(乾溜)하여 얻는 코크스 가스, 원유를 정제할
때 나오는 유(油) 가스, 메탄이 주성분인 천연가스(LNG), 액화석유가스(LPG), 납사분해가스 등이 있다.
우리나라에서는 주로 LPG와 LNG를 연료용 가스로 사용하고 있다.
액화석유가스(LPG)
액화석유가스(LPG : Liquefied Petroleum Gas)는 유전에서 원유를 채취하거나 원유 정제 시에 나오는 탄화수소를 비
교적 낮은 압력(6∼7 kg/㎠)을 가하여 냉각, 액화시킨 것이다.
기체가 액체로 되면 그 부피가 약 1/250로 줄어들어 저장과 운송에 편리하다.
LPG의 주요 성분은 프로판(C3 H8), 부탄(C4 H10)이고, 소량의 프로필렌(C3 H6), 부틸렌(C4 H8)등이 포함되어 있다.
LPG에는 아황산가스 같은 유독 성분이 거의 없으며, 발열량이 20,000∼30,000 Kcal/㎥ 로 다른 연료에 비해 열량이 높
다.
순수한 LPG는 아무런 냄새나 색깔이 없으나 공업용을 제외한 가정이나 영업소에서 사용하는 LPG에는 누출될 때 쉽게
감지하여 사고를 예방할 수 있도록 불쾌한 냄새가 나는 메르캅탄류의 부취제를 섞어서 공급한다.
LPG는 공기보다 무거워서 누출되면 낮은 곳에 머물게 되고, 연소범위 하한 값이 낮아 조금만 누출되어도 화재 폭발의
위험이 있으므로 누출되지 않도록 주의하여야 한다.
액화 천연가스(LNG)
액화 천연가스(LNG : Liquefied Natural Gas)는 천연가스(田)에서 채취한 천연가스를 액화시킨 것으로 메탄(CH4) 이
주성분이다.
LNG도 무색투명한 액체로 LPG와 같이 공해물질이 거의 없고 열량이 높아 대단히 우수한 연료이며 주로 도시가스로
사용된다.
LNG는 압력을 가해 액화시키면 부피가 1/600로 줄어들지만, 비점이 영하 162。 C로 낮아 운송, 저장 시에는 특수하게
단열 조치된 초저온저장 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 공업
에 활용하기도 한다.
천연가스의 주성분인 메탄은 공기보다 가벼워 누출되면 높은 곳에 체류하고 공기와 혼합되면 폭발성 가스가 되므로 누
출되지 않도록 주의해야 한다.
도시가스
도시가스는 파이프라인을 통하여 수요자에게 공급하는 연료가스로서 LNG, LPG+Air를 원료로 사용한다.
현재 우리나라의 경우에는 수도권과 충청, 호남, 영남 지역에 천연가스를, 기타 지역에는 LPG에 혼합한 가스를 공급하
고 있다.
다. 가스의 특성
가스는 여러 가지 우수한 연소 특성을 가지고 있다.
첫째, 연소효율이 높고 정말연소시킬 수 있다. 일반 연료의 연소 폐가스 중에는 산소 비율이 5% 이상 되는 경우가 많은
나 가스의 경우에는 미세조정으로 이론연소에 가까운 완전연소가 가능하다.
둘째, 연소공기량의 조절이 쉬우며 연기가 전혀 나지 않고 재, 유황분, 질소산화물이 극히 적어 대기오염이 거의 없다.
셋째, 일반 연료에 비하여 점화나 소화가 쉬우며 순간적으로 최대의 열량을 얻을 수 있다.
넷째, 발열량이 비교적 높으며 연료를 저장하고 운반하기 쉽고, 장기간 저장 시에도 변질의 우려가 없다.
그러나, 이러한 장점이 있는 반면, 누출된 가스가 공기나 산소와 혼합되면 폭발화재의 위힘이 높으며, 질식 중독의 위
험이 있는 점과 용기, 저장탱크 둥이 화염에 노출되면 파열, 폭발을 일으키는 경우가 있으므로 특별한 안전관리가 필요
하다.
라. 가스의 연소
가스가 연소시에는 반드시 산소가 필요하다. 산소는 공기 중에 21% 정도 포함되어 있으므로 적당량의 공기를 공급해
주어야 하는데 연소에 필요한 공기량은 가스의 종류에 따라 차이가 난다.
가스가 연소할 때 환기불량 등으로 공기중 산소의 농도가 떨어지면 불완전연소상태가 되어 일산화탄소(CO)가 발생된
다. ( 이 밖에도 불꽃의 온도가 낮아지거나 연소된 폐가스가 잘 배기되지 않을 때에도 불완전 연소하게 된다.)
따라서 가스렌지나 보일러, 그 밖의 연소기구를 환기가 잘 안 되는 밀폐된 곳이나 배기가스가 잘 배출되지 않는 속에서
사용하면 산소결핌으로 불완전연소가 되어 질식, 중독사고가 일어날 수 있다.
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