수소도 폭발한답니다~ 연소를 기준으로 한 가스의 분류

예전에 핵 에너지 전문가 분에게 수소자동차 위험한 거 아닙니까? 그래도 명색이 수소폭탄...

이라고 질문하니 웃으셨다.

그 수소폭탄과 수소 자동차에 쓰이는 것은 원리가 다르다고 하셨나...

 

근디... 수소는 엄연히 가연성 물질이다.

 

가스는 연소를 기준으로 하면, 

가연성 가스, 조연성(지연성) 가스, 불연성 가스로 나뉜다.

가연성 가스는 말그대로 연소가 가능한 가스를 말한다.

아세틸렌, 프로티... 아니, 프로판, 부탄, 일산화탄소, 메탄, 수소! 등이 있는데, 프로판과 부탄, 메탄 등은 LPG로 묶어서 알면 되고 나머지는 아세틸렌, 수소 이렇게 알면 편하다. 메탄은 LNG 주성분이잖아욧! 도시가스 원료 중에 LPG도 포함 되니 너무 따지지 말자....

사실, 가스기능사 실기 정도 수준으로 가연성가스를 정의하자면, 폭발하한이 10%이하며 폭발상한과 하한의 차이가 20%이상, 그리고 연소가 가능한 가스를 가연성 가스라 한다. 여기서 폭발하한은

2021/02/13 - [잡's생각/신재생에너지 & 전기 & 가스] - 연소가스 위험도와 혼합가스 폭발한계를 함 구해보자.

연소가스 위험도와 혼합가스 폭발한계를 함 구해보자.

여기에서 설명했으니 참고.

 

다음으로 조연성 가스는 스스로는 연소를 하지 않으나 가연성 가스 등 연소 성질을 가지고 있는 물질의 연소를 돕는 가스를 말한다. 지연성 가스라고 하니 주의하자.

산소, 오존, 염소, 불소, 산화질소 등을 말하는데, 산소는 기본으로 알 것이고 염소와 불소는 염소폭명기와 불소폭명기니 모를리는 없을 것이고 오존은 산소 사촌이며, 산화질소는 꼭 안 외워도 된다.

 

마지막으로 불연성가스는 

연소가 불가능한, 가스의 치환용으로 사용하는 가스를 말한다.

질소, 이산화탄소, 아르곤, 헬륨, 네온이 이에 속한다.

 

근디... 폭명기가 뭐에요?

 수소는 무색, 무미, 무취의 가스다.

폭발범위나 폭굉범위가 넓다. 즉, 폭발하기 위한 조건을 만들기 쉽다.

특히나 가스 중 가장 퍼지기 쉬운 성질로 인해 사고가 발생하면 넓은 반경으로 피해를 준다.

수소는 다음 세가지 물질을 만나면 격렬하게 폭발하는데, 산소, 불소, 염소이다.

염소와 불소는 조연성가스다. 즉, 수소의 조연성 가스다.

이의 조합을 각 수소폭명기, 불소폭명기, 염소폭명기라 칭한다.

 

수소도 엄연히 가연성 가스며, 위험 물질이다.

 

참고로, 수소취성이라고 해서 탈탄소성이라는 성질이 있는데,

이는 수소와 관련 용기라든지 배관 등에 탄소를 사용하는 것은 대단한 용기라는 것을 뜻한다.

이에, 탄소 대신 텅스텐, 비브라늄... 아니, 바나듐, 몰리브텐, 티타늄, 크롬을 사용 해야 한다. 

 

이왕 탄소 했으니 또 하나 생각나는데,

 

CPS라는 개념이 있다.

용접한 용기냐 아니냐에 따라, C(탄소), p(인), S(황)의 비율을 뜻하는데,

용접한 용기에는 탄소 비율이 0.33%, 인은 0.04%, 황은 0.05% 들어간다. 그렇다면 용접 안 한 용기는?

인과 황은 똑같지만, 탄소는 0.55% 들어간다.

 

이렇듯 사용하는 가스와 관련 화학반응을 고려하여 재질을 선택해야 한다.