폐플라스틱 연료 전환 기술

대신기 기사 요약

 

배경

• 폐플라스틱의 처리 문제
• 플라스틱 폐기물 발생량의 증가
• 기존 폐플라스틱 재활용 기술의 문제점
  • 물질 회수 : 폐플라스틱 자체를 원료로 사용해서 재활용
  • 유화 환원 : 폐플라스틱을 화학적으로 분해해 다시 원료 or 유류로 환원
  • 연료화 : 폐플라스틱을 녹여서 연료화하는 것 ⇒ 유해물질 발생

 

출처: 한국과학기술연구원

LG화학, 롯데 케미칼 등 → 폐플라스틱을 분쇄, 세척, 선별, 혼합하여 재생 플라스틱을 만드는 기계적 재활용에 주력.

-비교적 적은 비용 요구 / 심하게 오염된 플라스틱을 재활용하는데 한계, 재활용 방법은 환경 문제에 대한 궁극적인 해결책 X ⇒ 재활용!@@@

 

폐플라스틱의 연료 전환 기술

 

폐플라스틱 열분해 기술

: 플라스틱은 석유로 만든 원료를 합성해 만든 것

: 열분해 공정을 통해 고분자 화합물인 플라스틱을 저분자 화학물로 다시 분해 하는 것

 

[과정]

무산소 조건에서 350-600℃의 열을 가하여 액상의 오일을 회수하며, 불순물을 제거하여 원료로 재활용 → C5~C20 방향족 및 지방족 탄화수소의 액체 연료, 즉 휘발유와 경유를 얻을 수 있음.

출처:  대한민국정부 대표 블로그 정책공감

 

 

-플라스틱 필름으로 사용되는 PE의 열분해 과정-

폐 PE에 열을 가하면 → 열은 플라스틱에 흡수 → 350~600 ℃에서 개시 반응 → PE의 무작위 chain 파괴에 의해 긴 사슬 자유 라디칼 생성 → 수소 전달을 통해 파라핀과 디올레핀으로 전화.

출처:  Conversion of plastic waste into fuels: A critical review

 

 

열분해는 말미에서 시작되며, 플라스틱의 분자량은 반응하는 동안 천천히 감소해 많은 양의 단량체 물질이 됨. ← 촉매 첨가 시 열량이 높고 성능이 우수한 오일을 얻을 수 있음.

 

 

폐플라스틱을 소각하게 되면 3,700 kg CO₂ eq./톤의 온실가스가 방출되지만, 열분해를 통해 원료를 얻는 과정은 2,100 kg CO₂ eq./톤으로 소각 대비 온실가스를 감축할 수 있음.

 

 

[산업적 한계 및 방향성]

폐플라스틱 열분해유 → 고온 및 고압 상태로 불완전 연소 시키는 가스화 공정을 통해 H2, CO가 주성분인 합성가스 생산 가능. → 효율적 운영을 통해 고순도 수소 생산하는 것 Good

한계 : WGS 반응이 필수적. → 상업용 WGS촉매 ) 낮은 처리용량과 제한된 온도 영역, 공정 조건의 변화에 민감해 촉매가 쉽게 변성되는 문제점 → 현재 Cu기반의 맞춤형 WGS 신촉매의 개발이 활발히 이루어지고 있음.

 

출처:  현대자동차그룹 뉴스룸

[출처]

https://renewableenergyfollowers.org/3833

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