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기술 개요


고유가 및 기후변화 대응을 위해 지난 2009년 7월 환경부는 저탄소에너지 생산·보급을 위한「폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실행계획」을 수립했다.


이에 따라 지자체에 유기성폐자원 바이오가스화 시설 설치를 지원 중이다.


이렇게 생성된 바이오가스는 도시가스와 자동차 연료로 이용할 수 있도록 추진 중이다.


이를 통해 오는 2020년까지 국내의 가용 폐자원 전량(1천169만 톤/년)을 에너지화 하여 총 5조 3천억원의 폐기물 처리비 절감과 8조 4천억원의 원유 대체 효과를 창출할 수 있는 사업별 시계획을 수립하여 현재 추진 중에 있다.


환경부에 따르면 폐기물 관리, 설비 및 자원/에너지화 등과 관련 폐기물 산업의 세계 시장규모는 지난 2010년 기준 2천700억(달러/년)추산된다.


미국과 유럽, 일본에서는 다양한 형태의 폐기물 연료의 상용화를 진행 중이며, 국내의 경우 80/일 규모의 생활폐기물 RDF플랜트가 건설되었고, 열분해 유화 및 가스화분야에서는 상용화연구가 진행 중이다.


이러한 상황에 따라 서울시립대 환경공학부 김주식 교수는「짧은 시간에 열분해가 가능한 스크류 열분해 반응기」기술을 개발 해 폐플라스틱, 폐타이어 또는 폐목재 등을 열분해 하여 가스 및 오일, 고체 물질 성분으로 전환이 가능토록 했다.


본 기술은 기술명「스크류 열분해 반응기(Energy 70(2014) 128-134)」이며, 보유특허로는 2007.08.22- 10-0753250- 「스크류 열분해 반응기」와 2008.04.25- 10-0994244「열분해 공정에서 생산되는 왁스 제거용 충격분리 장치」가 있다.

1. 기술개발 설명


「짧은 시간에 열분해가 가능한 스크류 열분해 반응기」기술은 지난 2005년 4월 1일을 시작으로 지난 2007년 3월 31일까지 약 2년간 연구 끝에 개발 된 것이며, 「폐 PMMA 수지로부터 유동층 열분해에 의한 모노머 MMA의 회수(Recovery of monomer MMA from waste PMMA using Fluidized bed Pyrolysis)」의 이전 기술명을 썼다.
이 기술은 폐플라스틱 열분해(Waste plastic pyrolysis)분야에 응용 가능한 기술이다.

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관련 기술은 폐플라스틱, 폐타이어 또는 목재 등을 열분해 하여 가스 및 오일 그리고 고체 물질 성분으로 전환이 가능하도록 하는 열분해 장치 관련 기술이다<그림 1>


폐플라스틱은 발열량이 높고(8천~1만kcal/kg), 물성이 탁월하여 자원으로서의 가치가 높다.
이에 따라 폐플라스틱을 매립 또는 소각처리 하기 보다는 재활용에 가치를 두어 개발한 것이다.


이러한 폐플라스틱 재활용기술에는 물질 재활용, 에너지 재활용, 화학적 재활용 등이 있다.
이러한 재활용 기술 중 본 기술은 폐플라스틱의 화학적 재활용 방법 중 열처리 기술에 속하며, 특히 건축폐기물인 PMMA를 유동층 열분해를 통해 Monomer MMA를 높은 수율로 회수 가능한 기술이다.

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<표 1>에서와 같이 본 기술은 물질 회수, 소자, RDF등의 에너지 재활용, 열분해, 가수분해 등을 통한 화학적 재활용으로 사용 범위가 넓다.
폐 PMMA로부터 고수율 모노머 MMA회수 가능한 유동층 열분해 연속공정도는 <그림 2>와 같다.

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주요 원리는 유동층 열분해 장치를 통한 폐플라스틱의 유화하는 것이며,

그 구성은 ▲유동층 반응기▲시료주입장치 ▲Solid 분리장치 ▲응축장치 ▲가스순환장치

▲Pre-heater ▲분젠 버너 ▲열분해 오일 증류장치 등으로 구성 돼 있다.


본 장치의 구성요소는 <표 2>와 같다.

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개발기술의 범위는 <표 3>에서와 같이 개량된 열분해 공정을 통한 PMMA 실험을 통해 모노머 MMA 회수 및 오일 회수를 위한 최적 반응 조건을 도출 시켰다.

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2. 활용


이러한 기술로 폐타이어, 폐플라스틱 및 폐목재 등의 소재와의 접촉면적을 증가시킴으로 짧은 시간에 소재를 충분히 열분해 할 수 있으며, PMMA의 열분해 특성을 최전 반응 조건을 도출하여 오일 및 모노머 회수유 증가 효과를 기대 할 수 있다.


또한 폐타이어, 폐플라스틱 및 폐목재의 재활용에 있어서 가장 사회적 비용이 낮고 환경에 대한 부담을 줄일 수 있다.
특히 건축 폐기물인 인조대리석 등의 열처리를 통해 환경 문제 개선에 이바지 할 수 있다.

[이 게시물은 Riushop님에 의해 2014-12-16 17:07:08 정책&법규에서 이동 됨]
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