이 글의 목적은 폐용제 재활용(용제회수) 공정에서 화재·폭발·중독·환경사고를 예방하기 위해, 설비·계장·운전·작업관리 관점의 안전성 검토 항목을 실무자가 바로 적용할 수 있도록 체계적으로 정리하는 것이다.
1. 폐용제 재활용 공정에서 사고가 나는 구조를 먼저 이해해야 한다
폐용제 재활용 공정은 “성상 불확실한 원료”를 “가열·응축·이송”하는 과정이 핵심이므로, 인화성 증기 형성, 정전기 점화, 과열·과압, 냉각 상실, 혼입물 반응이 동시에 겹치기 쉽다. 특히 증류(또는 증발) 단계는 비등점 이상으로 가열되면서 증기 발생량이 급증하고, 응축·환기·방출·검지·차단이 연동되지 않으면 폭발성 분위기 형성으로 이어지기 쉽다.
1) 대표 공정 구성
현장에 따라 구성은 달라지지만, 일반적으로 “반입·저장 → 전처리(침전·여과·수분분리) → 증류/증발(가열) → 응축(회수) → 제품 저장 → 잔사(바텀) 처리 → 배출가스/VOC 처리”로 구성된다. 일부는 활성탄 흡착, 세정탑, 냉각드럼, 진공계통, 질소 퍼지(불활성화) 등이 추가된다.
주의 : 폐용제는 ‘같은 이름의 용제’로 반입되더라도 실제 성상(수분, 저비점 혼합물, 산·알칼리, 반응성 불순물, 과산화물, 금속분, 염소계 성분)이 달라질 수 있으므로, 공정 안전성의 출발점은 원료 확인 체계이다.
2. 안전성 검토 범위를 먼저 고정해야 한다
검토 범위가 흔들리면 체크리스트가 무의미해진다. 최소한 아래 4가지를 문서로 확정해야 한다.
1) 취급 물질 범위
반입 가능한 폐용제 종류(예: 알코올류, 케톤류, 에스터류, 탄화수소계, 방향족, 혼합폐용제), 인화점 범위, 염소계 포함 여부, 독성 물질 혼입 가능성, 산화성·반응성 성분 가능성, 폐수·슬러지 동반 여부를 정의해야 한다.
2) 운전 조건 범위
최대 처리량, 최대 가열온도, 진공 운전 여부, 최대 운전압력, 냉각수 조건, 질소 퍼지/불활성화 적용 여부, 배출가스 처리 방식(응축/흡착/연소)을 확정해야 한다.
3) 설비 경계
저장탱크, 하역장, 이송펌프, 필터/스트레이너, 증류기(증발기), 응축기, 리시버, 제품탱크, 진공펌프/이젝터, 활성탄 흡착기, 벤트/덕트, 방유제, 배수·집수, 전기·계장, 소방설비까지 포함해야 한다.
4) 사람 작업 범위
탱크로리 하역, 드럼/IBC 취급, 샘플링, 필터 교체, 탱크 청소, 정비·보수(화기작업), 밀폐공간 작업, 시운전·비상정지 훈련까지 포함해야 한다.
3. 원료(폐용제) 성상 확인이 공정 안전의 70%를 결정한다
폐용제는 “성상 변동성”이 크므로, 반입 전/후 확인 항목을 표준화해야 한다. 최소 항목은 인화점, 끓는점 범위(또는 증류곡선의 개략), 수분, 밀도, pH(수상 존재 시), 염소계 존재 여부, 고형분, 과산화물 가능성(에테르계·일부 탄화수소 혼합물), 독성 성분 가능성(예: 벤젠, 메탄올 등)이다.
1) 반입 단계의 실무 기준(예시)
| 구분 | 필수 확인 | 권장 확인 | 판정 및 조치 |
|---|---|---|---|
| 서류 | 반입 물질명, 발생공정, 혼입 가능물질 | 최근 분석성적서, 변경 이력 | 성상 불명확 시 격리 보관 후 분석이 완료되어야 한다. |
| 인화성 | 인화점(또는 등급) | LEL, 증기밀도 추정 | 인화점이 낮을수록 방폭·환기·검지 요구수준이 강화되어야 한다. |
| 혼입물 | 수분/수상 존재, 고형분 | 산·알칼리, 염소계, 반응성 | 부적합 혼입물 확인 시 공정 투입 금지 및 별도 처리해야 한다. |
| 특이위험 | 악취·발열·가스 발생 여부 | 과산화물 가능성(에테르계 등) | 발열·가스 발생은 반응성 혼입 신호일 수 있으므로 즉시 격리해야 한다. |
주의 : “혼합폐용제”는 인화점이 더 낮아지거나 끓는점 범위가 넓어져 증류가 불안정해질 수 있다. 공정 조건을 ‘대표 용제’ 기준으로만 설정하면 과열·과압·미응축 증기 방출 위험이 커진다.
4. 공정 위험 시나리오를 먼저 뽑고, 그 시나리오를 막는 장치를 확인해야 한다
안전성 검토는 설비 스펙 나열이 아니라 “사고 시나리오 → 방호계층(예방/검지/차단/완화) → 잔여위험”의 구조로 진행되어야 한다. 폐용제 재활용 공정에서 빈도가 높고 피해가 큰 시나리오는 다음과 같다.
1) 화재·폭발 시나리오(핵심)
- 하역·이송 중 누출 + 정전기 점화로 인한 화재가 발생한다.
- 증류기(증발기) 과열 또는 냉각 상실로 미응축 증기 누출이 발생한다.
- 벤트/덕트/활성탄 계통에서 인화성 증기가 축적되어 점화된다.
- 진공계통(진공펌프 배출)에서 증기가 방출되어 폭발성 분위기가 형성된다.
- 탱크 과충전으로 넘침이 발생하고, 방유제 외부로 유출되어 착화된다.
2) 건강·독성 시나리오
- 샘플링, 필터 교체, 탱크 개방 시 증기 흡입으로 급성 증상이 발생한다.
- 염소계 또는 독성 성분 혼입을 인지하지 못하고 가열하여 유해가스가 발생한다.
3) 반응성 시나리오
- 산·알칼리 혼입, 산화성 물질 혼입, 과산화물 축적 등이 가열과 결합되어 급격한 발열·가스 발생으로 이어진다.
5. 설비·계장 안전요건 검토의 핵심 포인트
현장 실무에서는 “법적 최소요건”과 “사고 예방을 위한 필수 방호”를 구분해 검토해야 한다. 아래 항목은 폐용제 재활용 공정에서 특히 누락되기 쉬운 핵심 항목이다.
1) 저장탱크·제품탱크·원료탱크
저장탱크는 폭발성 분위기 형성, 넘침, 정전기, 통기 불량이 결합되는 대표 위험 설비이다.
| 항목 | 검토 포인트 | 현장 점검 방법 | 자주 발생하는 부적합 |
|---|---|---|---|
| 통기관 및 긴급통기 | 정상 통기와 비정상(화재·과압) 통기 경로가 확보되어야 한다. | 통기밸브/벤트 라인 존재, 막힘, 결빙·오염 여부를 확인한다. | 벤트가 실내로 방출되거나 배출처가 불명확하다. |
| 화염방지 | 외부 화염 역화를 방지하는 설비 적용이 필요하다. | 화염방지기 설치 여부, 유지관리(오염·막힘)를 확인한다. | 설치만 하고 세정·교체 기준이 없다. |
| 방유제 | 누출·넘침 시 외부 확산을 차단해야 한다. | 용량 적정성, 배수밸브 상시 개방 여부를 확인한다. | 배수밸브가 열려 있거나 방유제 내부가 폐기물로 막혀 있다. |
| 액위계·액위경보 | 과충전 방지(고고액위 차단)가 확보되어야 한다. | HH(고고) 알람 및 이송 차단 연동 여부를 확인한다. | 표시만 있고 차단 연동이 없다. |
| 정전기(접지·본딩) | 탱크·배관·하역설비의 접지와 본딩이 필요하다. | 접지선, 클램프, 저항 측정 기록을 확인한다. | 임시 접지 또는 훼손된 클램프를 사용한다. |
주의 : 저장탱크 상부 공간과 벤트 라인은 “보이지 않는 폭발성 분위기”가 형성될 수 있는 구역이다. 실내 방출, 주변 점화원, 방폭 미적용 전기기기와 결합되면 사고로 이어지기 쉽다.
2) 증류탑·증발기·재보일러(가열부)
가열부는 “온도 상승 → 증기량 증가 → 응축부 한계 초과 → 배출·누출”의 연쇄를 차단해야 한다. 따라서 계장(온도·압력·액위)과 차단 로직이 핵심이다.
| 항목 | 필수 안전기능 | 검토 포인트 | 점검/시험 |
|---|---|---|---|
| 과압방지 | 안전밸브(또는 동등 기능) | 설정압, 방출처리(플레어/회수/냉각드럼) 적정성이 확보되어야 한다. | 설정값·봉인, 성능시험 기록을 확인한다. |
| 차단밸브 관리 | 안전밸브 전후단 차단밸브 관리 | 차단밸브 설치 시 잠금·봉인 등 관리가 확보되어야 한다. | CSO(개방 고정) 관리 여부를 확인한다. |
| 온도·압력 계측 | 온도계/압력계 + 경보 | 고온/고압 경보가 운전자가 인지 가능하고, 필요 시 자동 차단과 연동되어야 한다. | 알람 시험, 인터록 시험을 수행한다. |
| 냉각 상실 대응 | 냉각수 상실 시 열공급 차단 | 냉각수 유량/압력 저하 또는 응축기 출구 고온 시 가열 차단이 필요하다. | 시운전 단계에서 실제 인터록 동작을 검증한다. |
| 긴급차단 | ESD 밸브 또는 긴급방출밸브 | 비상정지 시 공급·가열·이송이 동시에 정지되는지 확인해야 한다. | Cause & Effect 매트릭스로 검증한다. |
3) 보일러·히터·열매유 계통
가열원은 화원 자체가 될 수 있으므로, 화염검출, 과압방지, 고저수위, 연료 차단이 정상 기능을 유지해야 한다. 또한 증류기 가열 방식이 전기히터인 경우, 방폭 및 표면온도 관리가 중요하다.
4) 활성탄 흡착·VOC 처리 계통
활성탄 흡착은 배출가스 저감에 유효하지만, 흡착열·자기가열, 산소 유입, 점화원, 고온 가스 유입이 결합되면 위험해질 수 있다. 또한 덕트 누출로 실내 폭발성 분위기가 형성될 수 있다.
주의 : 활성탄 계통은 “공정 밖 배출가스 처리 설비”로 취급되어 점검 빈도가 낮아지는 경우가 많다. 덕트, 팬, 댐퍼, 점검구 주변 누출은 실내 위험을 크게 키운다.
6. 방폭·가스감지·환기 검토는 수치 기준이 아니라 ‘연동’이 핵심이다
폭발성 분위기 관리는 “환기 유지 → 농도 상승 감지 → 자동 차단 → 잔류 증기 제거”가 하나의 체계로 작동해야 한다. 실무에서 가장 중요한 운영 원칙은 인화성 증기 농도가 폭발 하한치(LEL)의 일정 비율을 넘지 않도록 관리하는 것이다.
1) 폭발위험장소 설정 및 전기기기 방폭
저장탱크 주변, 하역장, 증류기실, 벤트/응축 주변, 진공 배출부 등은 폭발위험장소 설정 대상이 될 수 있다. 폭발위험장소로 설정된 구역의 전기·계장·모터·조명·스위치·콘센트는 방폭 적합성이 확보되어야 한다.
2) 가스감지기 설치와 설정(현장 적용 기준)
가스감지기는 “어디에 설치하는가”와 “어떤 동작을 시키는가”가 동시에 설계되어야 한다. 인화성 증기는 공기보다 무거운 경우가 많아 바닥 저부에 체류할 수 있으며, 설비 누출부·플랜지·펌프 씰·샘플 포트 주변이 우선 후보가 된다.
| 구분 | 권장 기능 | 운영 기준(예시) | 현장 확인 |
|---|---|---|---|
| 경보(1단) | 작업자 경보 + 원인 확인 유도 | LEL 저비율에서 경보가 울려야 한다. | 경보음/경광등, 관제 연동, 기록 저장을 확인한다. |
| 차단(2단) | 가열·펌프·이송·환기 연동 | LEL 일정 비율에서 자동 정지 또는 공정 차단이 되어야 한다. | 인터록 시험으로 실제 차단 여부를 확인한다. |
| 비상전원 | 정전 시에도 최소 기능 유지 | 비상전원 또는 배터리 연동이 필요하다. | 정전 모의 시험, 유지보수 체계를 확인한다. |
주의 : 감지기 “설치”만으로는 안전이 확보되지 않는다. 경보 이후 운전자가 무엇을 해야 하는지, 자동으로 무엇이 멈추는지, 환기는 어떻게 유지되는지, 잔류 증기는 어떻게 제거되는지가 절차와 인터록으로 연결되어야 한다.
3) 환기와 배출 설계
환기는 폭발성 분위기 형성을 억제하는 1차 방호이다. 실내 설비의 경우 국소배기(누출원 근접 포집)와 일반환기(공간 희석)의 조합이 필요하며, 배출구는 재유입되지 않도록 위치가 선정되어야 한다. 환기 팬·덕트 내부도 인화성 증기가 통과할 수 있으므로 방폭 및 점검 체계가 필요하다.
7. 정전기·점화원 관리가 누락되면 대부분의 방호가 무력화된다
폐용제 취급에서 정전기는 “누출이 없어도” 점화를 일으킬 수 있으므로, 이송·하역·드럼 충전 등 액체 이동이 있는 모든 작업에 접지·본딩·충전 속도·정치시간 관리가 필요하다.
1) 실무 점검 항목
- 저장탱크, 증류기, 배관, 펌프, 탱크로리 하역 설비의 접지가 확보되어야 한다.
- 드럼·IBC 충전 시 본딩을 적용하고, 필요 시 침액(바닥 주입) 구조로 정전기 발생을 줄여야 한다.
- 제전복·제전화·제전장갑·도전성 바닥 등 인체 정전기 제거 조치가 유지되어야 한다.
- 수공구는 방폭형을 적용하고, 임시 전열기·비방폭 조명 사용을 금지해야 한다.
주의 : “접지선이 달려 있다”는 사실만으로는 부족하다. 접지 저항 측정, 클램프 접촉상태, 도장·부식으로 인한 절연, 임시 배관 교체 후 누락 여부까지 확인해야 한다.
8. 작업허가·정비·밀폐공간 관리가 사고 빈도를 결정한다
폐용제 설비는 누출·증기 체류 가능성이 크므로, 정비·청소 작업이 오히려 정상운전보다 위험해지는 경우가 많다. 따라서 작업허가서 기반 관리가 필수이다.
1) 작업관리 필수 요소
| 작업 유형 | 필수 절차 | 현장 확인 | 빈번한 실패 원인 |
|---|---|---|---|
| 화기작업 | 작업허가, 가스농도 측정, 방화포·소화기, 감시인 배치 | 측정 기록, 허가 범위, 주변 가연물 제거를 확인한다. | 측정 위치·시간이 부적정하거나 재측정이 누락된다. |
| 밀폐공간 | 프로그램 운영, 산소/가연성 측정, 환기, 구조장비 | 출입 통제, 송기마스크, 대피 기구 비치를 확인한다. | 환기 중단, 감시인 부재, 비상구조 미준비가 발생한다. |
| 라인 개방 | 배출·퍼지, 차단·맹판, 잔류압력 확인 | 맹판 리스트, LOTO, 잔류액 배출을 확인한다. | “밸브만 잠금”으로 잔류 누출이 발생한다. |
9. 폐용제 재활용 공정 안전성 검토 체크리스트(실무용)
아래 체크리스트는 폐용제 재활용 공정에서 자주 필요한 핵심 항목을 “문서 검토 + 현장 확인” 관점으로 묶은 것이다. 설비 규모와 취급 물질에 따라 추가 항목이 필요할 수 있다.
| 구분 | 점검 항목 | 확인 방법 | 판정 기준(실무 포인트) |
|---|---|---|---|
| 물질관리 | 물질안전보건자료 확보 및 교육 | MSDS 비치, 교육 기록 | 반입 물질 성상 변동을 반영한 교육이 수행되어야 한다. |
| 표지 | 경고표지(그림문자, 신호어, 문구) 부착 | 용기·탱크·배관 라벨 확인 | 현장 표지와 실제 내용물이 일치해야 한다. |
| 탱크 | 통기관 및 긴급통기설비 | 도면(P&ID), 실물 확인 | 막힘·실내방출·배출처 불명확이 없어야 한다. |
| 탱크 | 화염방지기 설치 및 유지관리 | 설치 위치, 점검 기록 | 오염·막힘·부식 관리 기준이 있어야 한다. |
| 탱크 | 공정지역과 안전거리 확보 | 배치도, 현장 거리 측정 | 중요 구역과의 이격 및 차단 개념이 적용되어야 한다. |
| 탱크 | 방유제 설치 및 배수밸브 관리 | 방유제 용량, 밸브 상태 | 배수밸브 상시 개방이 없어야 한다. |
| 탱크 | 액위계 및 액위경보장치 | 알람·차단 로직 확인 | 과충전 방지를 위한 HH 알람 및 차단이 필요하다. |
| 증류 | 과압방지(안전밸브 등) | 설정압, 방출처 확인 | 방출물질이 안전하게 처리되어야 한다. |
| 증류 | 안전밸브 전후단 차단밸브 관리 | 봉인/잠금, 절차 확인 | 차단밸브 오조작으로 안전기능 상실이 없어야 한다. |
| 증류 | 온도·압력 계측 및 경보 | 계기 교정, 알람 시험 | 고온·고압에서 경보 및 자동 차단이 연동되어야 한다. |
| 증류 | 긴급차단밸브/긴급방출밸브 | ESD 로직, 시험 기록 | 비상정지 시 가열·이송·공급이 일괄 정지되어야 한다. |
| 점화원 | 접지(탱크·탑·배관) | 저항 측정, 육안 확인 | 임시 설비 변경 후에도 접지가 유지되어야 한다. |
| 점화원 | 하역·이송 설비 본딩 | 클램프 상태, 작업 절차 | 드럼/탱크로리/IBC 이송에 본딩이 적용되어야 한다. |
| 점화원 | 침액 구조(바닥 주입) 적용 | 충전 노즐 구조 확인 | 정전기 발생 저감 구조가 필요하다. |
| 점화원 | 방폭형 수공구 사용 | 공구 목록, 반입 통제 | 일반 공구 혼입을 차단해야 한다. |
| 가스관리 | 가스감지기 설치 및 설정 | 설치 위치, 설정치, 시험 | 경보 및 차단이 환기·가열 차단과 연동되어야 한다. |
| 가스관리 | 비상전원(배터리) 연동 | 정전 시험, 유지관리 | 정전 시 감지·경보가 유지되어야 한다. |
| 전기 | 폭발위험장소 전기기기 방폭 | 형식인증, 설치 구역 확인 | 구역 등급에 맞는 방폭 등급이 적용되어야 한다. |
| 작업관리 | 화기·밀폐공간 작업허가 | 허가서, 측정 기록 | 작업 전 가연성·산소 농도 측정이 수행되어야 한다. |
| 비상대응 | 화재·폭발 시나리오 및 대응계획 | 시나리오 문서, 훈련 기록 | 비상정지, 대피, 초기소화가 구체화되어야 한다. |
10. 시운전(Commissioning)에서 반드시 확인해야 하는 것
폐용제 재활용 설비는 시운전 단계에서 인터록과 비상정지 기능을 검증하지 않으면, 실제 운전에서 “경보만 울리고 아무 것도 멈추지 않는 설비”가 되기 쉽다. 다음은 시운전에서 최소로 확인해야 하는 항목이다.
- 고온·고압·고고액위 알람 및 차단이 실제로 동작하는지 확인해야 한다.
- 냉각수 상실(또는 응축 불량) 조건에서 가열이 자동 차단되는지 확인해야 한다.
- 가스감지기 경보/차단이 환기, 가열, 펌프 정지와 연동되는지 확인해야 한다.
- 정전 시 비상전원으로 감지·경보가 유지되는지 확인해야 한다.
- 비상정지 버튼(현장/제어실) 작동 범위가 명확하고, 복귀 절차가 표준화되어야 한다.
주의 : 시운전 단계의 인터록 시험은 “테스트 모드”로만 확인하고 실제 출력(가열 차단, 밸브 닫힘, 펌프 정지)을 확인하지 않는 경우가 있다. 실제 출력까지 확인하지 않으면 사고 시 방호가 작동하지 않는다.
11. 운영 단계에서 안전 수준을 유지하는 관리 체계
1) 변경관리(MOC)와 원료 승인
원료(폐용제) 공급처가 바뀌거나, 혼합비가 바뀌거나, 가열조건·진공조건이 바뀌면 동일 설비라도 위험도가 달라진다. 따라서 원료 승인 절차와 변경관리는 필수이다.
2) 정기점검과 성능시험
가스감지기, 안전밸브, 인터록, 비상정지, 접지저항은 “설치 후 방치”하면 의미가 없다. 점검 주기, 성능시험 방법, 불합격 시 운전 제한 기준을 문서화해야 한다.
3) 표준운전절차(SOP)와 교육
운전자는 공정 위험과 경보 발생 시 행동을 숙지해야 한다. 특히 경보 후 “정지 여부 판단”을 운전자의 경험에만 의존하면 위험하다. 경보 단계별 행동(확인, 정지, 대피, 신고, 재가동 조건)을 SOP로 고정해야 한다.
FAQ
폐용제 성상이 불명확한데도 일정 때문에 투입해야 하는 상황이면 어떻게 해야 하나?
성상이 불명확한 폐용제는 투입하면 안 된다. 최소한 인화점, 수분, 반응성 혼입 가능성에 대한 확인이 완료되어야 한다. 불가피하게 반입을 받아야 한다면 격리 보관하고, 분석 완료 전에는 공정과 물리적으로 분리된 상태를 유지해야 한다.
수분이 섞인 폐용제를 증류하면 무엇이 위험해지나?
수분은 돌비(비등) 거동을 바꾸고, 일부 용제는 물과의 공비로 인해 예기치 않은 온도·압력 변화를 만들 수 있다. 또한 수분이 있는 상태에서 특정 혼입물(산·염화물 등)이 있으면 부식과 유해가스 발생 위험이 커질 수 있다. 수분분리, 전처리, 재질 적합성을 함께 검토해야 한다.
가스감지기 경보만 두고 자동 차단은 과하지 않나?
증류·가열 공정은 경보 후 짧은 시간 내에 농도가 상승할 수 있으므로, 경보만으로 충분하지 않은 경우가 많다. 자동 차단은 “가열 차단, 이송 정지, 환기 유지”처럼 사고 확대를 막는 핵심 방호가 된다. 다만 공정 특성과 운전 경험을 반영하여 경보·차단 단계와 연동 범위를 합리적으로 설계해야 한다.
정전기 관리는 접지선만 달면 끝나나?
접지선 설치는 시작일 뿐이다. 접촉상태, 클램프 유지, 도장·부식에 따른 절연, 임시 배관 교체 후 누락 여부, 접지 저항 측정 기록까지 관리되어야 한다. 또한 충전 속도, 침액 구조, 정치시간 같은 운전 조건도 함께 관리되어야 한다.
안전성 검토 결과물로 무엇을 남겨야 하나?
최소 결과물은 공정개요(PFD), 배관계장도(P&ID), 위험 시나리오 목록, 인터록(Cause & Effect) 매트릭스, 점검 체크리스트, 비상대응 절차, 시운전 시험 기록, 교육 기록이다. 이 문서들이 있어야 운영 단계에서 안전 수준을 재현할 수 있다.