폐플라스틱 리사이클링

김오식 지음

한중일영 한자센터 2015년 10월 03일 출간

작품소개

책소개

플라스틱 산업·상업 폐기물 (C&IW: commercial & industrial waste)을 이용하는 폐기물회수연료 (SRF: solid recovered fuel)의 생산은 경제성이 없어 리사이클 할 수 없는 폐플라스틱의 지속가능한 미래지향적 대안이라고 할 수 있다. SRF는 쓰레기의 의미에서 RDF (refuse derived fuel: 쓰레기 전환 연료)라 하고, 폐기물의 의미에서 WDF(waste derived fuel: 폐기물 전환 연료)라고 한다. SRF의 연료 및 원료로서의 이용은 지구온실가스인 이산화탄소(CO2)의 방출량을 삭감시키는 대체에너지원으로서 유익하고, 화력발전소와 시멘트공장 및 온상농업의 연료로서 이용되어 대기환경의 질이 악화되는 것을 방지해 주는 편익성도 제공해 준다.
1900년대 초까지만 해도, RDF의 이용은 저질의 연료와 품질관리가 불가능한 연료로 인식되어 대기오염방지의 측면에서 오히려 경원시되고 있었다. 또한 RDF는 염소(Cl) 함량이 높고 카드뮴(Cd)과 수은(Hg)의 농도도 높아 수요마저 거의 발생되지 않았다. 또한 RDF 중의 염소함량이 높고 염화물 함량도 높아 산업 플랜트의 과열기(superheater)를 부식시키는 위험성도 안고 있었다.
포장(packaging) 공정과 작업이 많은 산업·상업 폐기물(C&IW)은 폐플라스틱류를 가장 많이 함유하고 있어, 에너지 회수용의 에너지 연료로서 이용할 수 있는 큰 가능성을 갖고 있다. C&IW는 폐플라스틱, 폐섬유, 폐고무 등의 가연성 물질을 많이 함유하고 있지만, PVC 플라스틱이나 염소(鹽素) 고함량의 고무 및 불활성 물질도 많이 함유하여, 불순물의 분류·분리가 중요한 과제가 되고 있다. 본서에서는 산업·상업 폐기물로부터 만들어지는 SRF 생산공정으로 유입되는 염소(Cl) 등의 오염물질과 카드뮴(Cd)·수은(Hg) 등의 독성물질(toxicant)의 질량유량, 무기물 성분과 농도, 근원을 규명해주고 있다.

목차

1. 플라스틱 산업폐기물에서 고형물회수연료의 계발
2. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 폐플라스틱의 혁신적 분류 분리기술 개발
3. 플라스틱 고형폐기물 연료화의 휘발성 유기화합물 발생 특성과 리스크 평가
4. 폐플라스틱 열분해 연료화와 열전달 효과
5. 폐플라스틱의 열분해에서 생성되는 염소화 연료유의 개질
6. 자동차 폐타이어 열분해 연료유의 수소화 정제 특성
7. 폐플라스틱의 마이크로웨이브 촉매 열분해에 의한 경질 탄화수소유의 개발
8. 고분자 유기성 폐기물 열분해 연료의 탈황개질
9. 고분자 도시고형폐기물의 열분해 연료화와 다환방향족 탄화수소의 생성
10. 고분자 건축폐기물의 연료화와 생성물 성분의 물질수지
11. 폐플라스틱과 폐고무의 융화제 및 내화재료 개발
12. 고효율폐기물 발전기술의 도입과 실제
13. 폐기물 전환 연료에 의한 고효율 발전

책 속으로

폐기물회수연료(SRF)의 상품화를 위해서는 그 원료에 함유된 염소, 카드뮴, 납, 수은 등의 유독물질을 제품 생산 이전의 원료유입 단계에서 제거해야 한다는 것이다. 우리나라의 SRF 개발기업에서도 이러한 제품개발 공정의 논리에 충실하여, 생활·도시·상업·산업에서 나오는 폐플라스틱 함유 유독물질을 제거하는 기술개발에 초점을 두어야 한다... 15p

폐플라스틱을 이용한 폐기물회수연료(SRF)의 제품개발이 지구적 추세라면, 지금부터라도 연질 플라스틱과 경질 플라스틱이 가장 많이 함유되어 있는 상업용·산업용 폐플라스틱부터 분리하는 분류 시스템과 그 기계장치를 개발해 나가야 한다... 35p

한국의 폐플라스틱 리사이클링 업계에서는 본 모델링 연구 결과를 기반으로, 폐플라스틱이 90∼95%를 차지하는 RDF와 SRF의 열분해 반응 모델을 개발해야 하고, 그 열분해 반응의 열전달을 방해하는 주요인의 염소(Cl)가 내재된 PVC가 10wt% 이상 함유된 폐플라스틱의 열분해 모델을 개발해야만 폐플라스틱 리사이클링의 지구적 선두주자로 부상할 수 있다.... 55p

한국으로서는 폐플라스틱 열분해유를 과다시설 문제를 안고 있는 정유산업의 연료가 아니라, 이와 연료질이 유사하고 소비량이 풍부한 비닐하우스의 온상농업용 연료로 개질하는 기술을 개발하고, 한국산의 적색 황토를 이용해 TiO2함량이 풍부한 새로운 Red-Mud 촉매를 개발해 나가야 한다... 68p

우리나라의 관련 기업은 ‘마이크로웨이브 촉매 열분해’ 시스템에서 핵심적 역할을 하는 제올라이트 촉매의 개질 연구를 해야 하고, 근래에 등장해 환경부문의 각종 분해반응에서 큰 효율성을 발휘하는 산화티타늄(TiO2)을 한국산의 제올라이트에 일정 비율로 추가해 새로운 촉매를 개발하는 일이 최선의 대안이라고 할 수 있다... 91p

도시폐기물 광산(鑛山)으로서 ‘거대한 산더미’처럼 골짜기마다 쌓아놓고서 처리플랜트를 건설해 운용할 수 있도록, 체계적인 폐플라스틱과 폐타이어 수집 시스템을 먼저 구축해야 하고, 그 열분해 연료유는 황 함량이 1,000mg/kg로 높으므로 국내에서 생산되는 열분해 연료유의 황 함량이 35∼49mg/kg로 낮은 바이오매스 열분해 디젤과 혼합해 난방용 및 온상용의 가온연료(加溫燃料)로 이용하는 대안을 모색해야 한다... 104p

출판사 서평

PEN-NAME 梧宇의 저자 김오식 박사는 환경과학과 환경공학 부문에서 가장 많은 책을 펴낸 최다·최대·최고의 저술가이다. 그는 일찍이 차후 100년을 내다보는 Environments Fiction(환경소설)을 개발해 자신의 과학기술적 논리를 내세우고 논리화하는 Metafiction·meta-novel (fiction+non-fiction)도 저술하고, 자신의 과학적 논리로서 qualitative & quantitative meta-analysis 하면서 쉬임없이 과학기술서적을 저술하며 살아간다. 그는 종이책(c-book)의 부분에서 100권 이상을 저술하고, IT 시대에 들어서는 전자책(e-book)으로 500권 이상을 목표로 하고 살고 있다. 그는 환경 저술로서 한국사회에 보다 더 기여하고자 기술적으로 학습(technological study)한다. 동시에 工夫(과학술계 지아비)로서 공부(工夫)하면서, 한국 과학기술인의 지구적·세계적 경쟁력의 원천인 ‘한중일영 한자’ 능력을 모든 과학기술인(scientist & technologist)에게 심어주고, 동양고전을 한·중·일·영어로 과학기술적·과학철학적으로 해석해 4개 국어 사용자의 완전한 지구인이 되게 하는 염원으로 “생각의 자유화(自由化)와 생각의 민주화(民主化)”를 제공하면서 “책이나 쓰며 사는 사람”으로 한중일영 과학선비 (Unique Visionist)로서 살아간다.

작가정보

저자(글) 김오식

PEN-NAME 梧宇의 저자 김오식 박사는 환경과학과 환경공학 부문에서 가장 많은 책을 펴낸 최다·최대·최고의 저술가이다. 그는 일찍이 차후 100년을 내다보는 Environments Fiction(환경소설)을 개발해 자신의 과학기술적 논리를 내세우고 논리화하는 Metafiction·meta-novel (fiction+non-fiction)도 저술하고, 자신의 과학적 논리로서 qualitative & quantitative meta-analysis 하면서 쉬임없이 과학기술서적을 저술하며 살아간다. 그는 종이책(c-book)의 부분에서 100권 이상을 저술하고, IT 시대에 들어서는 전자책(e-book)으로 500권 이상을 목표로 하고 살고 있다. 그는 환경 저술로서 한국사회에 보다 더 기여하고자 기술적으로 학습(technological study)한다. 동시에 工夫(과학술계 지아비)로서 공부(工夫)하면서, 한국 과학기술인의 지구적·세계적 경쟁력의 원천인 ‘한중일영 한자’ 능력을 모든 과학기술인(scientist & technologist)에게 심어주고, 동양고전을 한·중·일·영어로 과학기술적·과학철학적으로 해석해 4개 국어 사용자의 완전한 지구인이 되게 하는 염원으로 “생각의 자유화(自由化)와 생각의 민주화(民主化)”를 제공하면서 “책이나 쓰며 사는 사람”으로 한중일영 과학선비 (Unique Visionist)로서 살아간다.