인천 서구 탱크로리 폭발사고로 본 과산화수소 분해반응에 대한 위험성에 관한 연구

• 영문명: Hydrogen Peroxide Decomposition Risk: Analysis of Seo-gu, Incheon Tank Truck Explosion
• 발행기관: 국립소방연구원
• 저자명: 김순영(Soon Young Kim) 김형준(Hyung Jun Kim) 윤정권(Junggwon Yun)
• 간행물 정보: 『소방안전연구』제4권, 133~149쪽, 전체 17쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2023.12.31

국문 초록

2020년 인천 서구 소재 화학공장에서 과산화수소와 수산화나트륨의 혼합액을 탱크로리에 회수 중 탱크가 폭발하여 다수의 사상자 및 막대한 재산피해가 발생한 대형 사고가 있었다. 본 연구에서는 상기 화학적 폭발에 대한 원인을 검증하기 위한 재현실험(반응성, 온도변화)과 현장시료에 대한 성분분석을 실시하였다. 재현실험 결과, 과산화수소와 수산화나트륨 혼합 후 약 17분 경과 시 폭주반응이 관찰되었고 85℃까지 온도가 상승했다. 핵자기공명분광기와 pH 분석을 통한 성분분석 결과, 화학반응 후 생성물과 현장 채취 시료의 성분이 유사함을 확인하였다. 폭발 탱크로리에 대해 기계 및 전기 분야에서의 감식, 감정 결과, 기계 분야에서는 탱크로리의 파괴된 철판에서 전형적인 취성파괴 형상이 관찰되었고, 전기 분야에서는 정전기에 의한 폭발 가능성 및 전기적 특이점이 배제됨을 확인했다. 상기 결과들을 종합해보면, 탱크로리 폭발사고의 원인은 과산화수소에 혼합된 수산화나트륨의 정촉매 작용으로 분해반응이 가속화되어 탱크 내부의 급격한 압력 상승에 의해 폭발했을 것이라 추정된다.

영문 초록

In 2020, a significant accident occurred at a chemical plant in Seo-gu, Incheon, involving a tank explosion during the recovery of a mixture of hydrogen peroxide and sodium hydroxide in a tank lorry. This accident caused multiple casualties and extensive property damage. This study investigated the cause of the chemical explosion through a reproduction experiment (reactivity and temperature change) and a component analysis of the field samples. The results revealed a runaway reaction approximately 17 minutes after mixing hydrogen peroxide and sodium hydroxide, resulting in a temperature increase to 85 °C. Component analysis using NMR (Nuclear Magnetic Resonance) and pH analysis confirmed the similarity between the components of the product after the chemical reaction and the sample collected on site. Mechanical and electrical inspections of the exploded tank lorry exhibited a typical brittle fracture shape in the broken steel plate, indicating a structural failure. Electrical assessment ruled out the possibility of explosion due to static electricity and electrical singularities. We infer that the tank lorry explosion occurred due to the accelerated decomposition reaction caused by the positive catalytic action of sodium hydroxide mixed with hydrogen peroxide, which rapidly increased pressure within the tank.

목차

Ⅰ. 서론

Ⅱ. 본문

Ⅲ. 결론

후기(기타)

참고문헌

키워드

과산화수소 수산화나트륨 분해반응 탱크로리 Hydrogen peroxide Sodium hydroxide Decomposition reaction Tank truck