가정용 전기전자 폐기물 플라스틱의 열분해

• 발행기관: 개인저작물
• 저자명: 김오식
• 간행물 정보: 『개인저작물 - 공학』16권 8호, 51~67쪽, 전체 17쪽
• 주제분류: 공학 > 개인저작물
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.null.null

국문 초록

열분해(pyrolysis)는 폐전기전자 기기(WEEE)가 함유한 플라스틱이나 합성유기물질을 리사이클링 시켜 연료나 에너지를 확보할 수 있는 기대되는 미래지향적 기술이다. 본 연구는 소형 WEEE에 함유되어져 있는 플라스틱과 그 유기혼합물을 고온열분해(thermal pyrolysis) 및 촉매열분해(catalytic pyrolysis)로서 열분해시켜 연료화하는 기술 연구라고 할 수 있다. 촉매열분해의 촉매로서는 HUSY나 HZSM-5와 같은 2종의 제올라이트 촉매를 적용해 400℃에서 촉매분해 시키는 것이다. HUSY나 HZSM-5의 제올라이트 촉매는 실리카(silica)의 함량이 높다. 접촉성 열분해(thermal cracking)의 크래킹(cracking)에서는 400℃와 600℃ 및 800℃의 세 가지 온도에서 열분해 시키었다. 물질수지의 측면에서 보면, 열분해에 의해 생성되는 기름(oil)은 열분해 프로세스의 조건에 불문하고 주된 생성물이 되고 있다. 열분해에 의한 기름의 수율은 83~93%에 이르고 있다. 400℃에서 HZSM-5 촉매를 적용하여 촉매열분해 시키면 수율은 더욱 높아진다. 촉매를 적용하지 아니하는 고온열분해에서는 열분해 온도 600℃와 800℃에서 생성물의 수율이 더욱 높아진다. HUSY 촉매를 적용하는 촉매 열분해에서는 고형상 잔류물이 13%에 이를 정도로 상당히 많은 양으로 생성되고 있다. 열분해에 의한 유성 액체(oily liquid)의 생성물은 GC-MS와 GC-FID 및 원소분석에 의해 에너지 함량을 분석했다. 동일한 온도에서 고온열분해에 의해 생성되는 유성 액체에 비하여, 촉매 열분해에 의한 유성 액체의 생성물은 보다 가벼운 저분자량의 기름이었고, 점도도 훨씬 낮았지만, 촉매조건에서는 모노-방향족(mono-aromatics) 성분의 농도가 훨씬 높았다. 촉매열분해의 HZSM-5 촉매는 스티렌을 17.5%나 많이 생성하고 있지만, HUSY 촉매는 에틸벤젠을 15% 정도 생성시키고 있다. 여기서 생성되는 기름의 연소에 의해 생성되는 에너지는 39 MJ/kg에 이르고 있으므로, 연료로서 개발할 수 있는 가능성이 크다고 할 수 있다.

목차

초록

1. 서론

2. WEEE 플라스틱의 고온열분해와 촉매열분해 시험

3. WEEE 플라스틱의 고온열분해와 촉매열분해 시험의 결과 및 고찰

4. 결론

5. 출처

키워드

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