위험물기능장 위험물의 열분해 계산 — 혼합가스 폭발한계와 이론공기량

열분해와 연소를 계산할 때는 반응식의 몰비와 혼합가스의 한계값을 함께 쓴다. 아세틸렌은 2분자가 산소 5분자와 반응하므로 1몰에 산소 2.5몰이 필요하고, 공기 중 산소가 21퍼센트이므로 2.5를 0.21로 나눈 약 11.9몰의 공기가 든다. 산소량만 계산한 2.5몰은 공기량이 아니고, 22.4리터는 표준상태 기체 1몰의 부피이지 공기량 자체가 아니다.

혼합가스의 폭발하한계는 르샤틀리에 식으로 구한다. 성분의 부피분율을 각 성분의 하한계로 나눈 값을 더한 뒤 100을 그 합으로 나눈다. 메탄 50퍼센트와 하한 5퍼센트, 에탄 30퍼센트와 3퍼센트, 프로판 20퍼센트와 2퍼센트이면 각 항이 10이 되어 합이 30이고, 하한계는 약 3.3퍼센트다. 위험도는 폭발상한계에서 폭발하한계를 뺀 값으로, 디에틸에테르처럼 폭발범위가 넓은 물질일수록 커진다.

자연발화의 형태는 열이 생기는 방식으로 나뉜다. 산화열과 분해열, 흡착열, 발효열이 원인이고 환원열은 그 형태가 아니다. 과염소산칼륨은 강한 산화제라 황이나 인, 목탄 같은 환원제와 섞인 채 습기와 일광을 받으면 발화할 수 있지만, 석면은 불연성이라 이런 반응을 하지 않는다.

열을 받는 조건에 따라 연소성도 달라진다. 중질유 탱크 화재에 물이나 포말을 넣으면 물이 급격히 증발하고 열류층이 흐트러져 아래의 냉유가 팽창하면서 유면이 거품을 일으키거나 넘치는 슬롭오버 현상이 생긴다. 파라핀계 탄화수소는 탄소수가 늘수록 분자량이 커져 기화가 어려워지고 연소속도가 느려진다. 인화점은 에테르, 아세톤, 벤젠, 톨루엔 순으로 높아지고, 테레핀유의 착화온도는 약 253도로 에탄올의 약 363도, 아세트산의 약 465도, 벤젠의 약 560도보다 낮다.