플라스틱 열분해유가 디젤보다 나은가요? 폐기물 에너지 연료에 대한 실용 가이드

언뜻 보기에, 플라스틱 열분해유는 순전히 드롭인 엔진 연료로서의 성능만으로 판단할 때 기존 디젤보다 본질적으로 "더 낫다"고 할 수 없습니다. 원유 상태에서는 낮은 착화 품질과 높은 부식성 등 여러 열등한 특성을 가지고 있어 직접적인 대체품이 될 수 없습니다. 그러나 그 진정한 가치는 재활용 불가능한 플라스틱 폐기물을 귀중한 에너지 자원으로 전환하는 순환 경제 솔루션으로서의 잠재력에 있습니다.

문제는 열분해유가 즉시 더 나은 연료인지가 아닙니다. 그것은 아닙니다. 진정한 고려 사항은 플라스틱 폐기물 관리와 액체 연료 생산 사이의 중요한 다리 역할을 하는 더 넓은 에너지 및 폐기물 생태계에서의 역할입니다.

플라스틱 열분해유란 무엇인가요?

디젤과 비교하기 위해서는 먼저 그것이 무엇이며 어떻게 만들어지는지 이해해야 합니다. 이 맥락은 그것의 강점과 약점을 이해하는 데 핵심입니다.

열분해 과정 설명

열분해는 산소가 부족한 환경에서 고온에서 물질을 열분해하는 과정입니다.

기본적으로 혼합 플라스틱 폐기물은 공기 없이 400-600°C (750-1100°F)로 파쇄되고 가열됩니다. 이 과정은 플라스틱의 긴 폴리머 사슬을 더 작은 휘발성 탄화수소 분자로 분해하고, 이 분자들은 열분해유로 알려진 액체로 응축됩니다.

목표: 폐기물을 자원으로 전환

열분해의 주요 동기는 우수한 연료를 만드는 것이 아니라 폐기물의 가치를 높이는 것입니다.

이는 매립이나 소각될 운명에 처한 저급, 혼합 및 오염된 플라스틱에 대한 화학적 재활용 경로를 제공합니다. 이는 심각한 환경 문제를 잠재적인 국내 에너지원으로 전환합니다.

정면 비교: 열분해유 vs. 디젤

기존 디젤 연료 표준(ASTM D975 또는 EN 590 등)과 비교할 때, 원유 열분해유는 몇 가지 중요한 영역에서 미흡합니다.

세탄가 (착화 품질)

세탄가는 연료가 압축 하에서 얼마나 쉽게 점화되는지를 측정합니다. 디젤 엔진은 고압축 점화에 의존하므로 이는 매우 중요한 매개변수입니다.

• 디젤: 표준 디젤 연료의 세탄가는 40에서 55 사이입니다.
• 열분해유: 원유 열분해유는 종종 세탄가가 매우 낮으며, 때로는 30 미만입니다. 이는 점화 지연, 거친 엔진 작동 및 불완전 연소를 초래합니다.

점도 및 밀도

점도는 인젝터에 의해 분사될 때 연료가 얼마나 잘 분무되는지에 영향을 미칩니다.

열분해유는 일반적으로 디젤보다 밀도가 높고 점성이 강합니다. 이는 연료 펌프에 부담을 주고 분무 불량을 초래하여 효율적으로 연소되지 않는 더 큰 연료 방울을 생성할 수 있습니다.

발열량 (에너지 함량)

발열량 또는 가열량은 연소 중에 방출되는 에너지의 양입니다.

열분해유의 에너지 함량은 일반적으로 기존 디젤보다 5-10% 낮습니다. 이는 동일한 양의 동력을 생산하기 위해 더 많은 연료가 필요하다는 것을 의미합니다.

산성도 및 부식성

이것은 가장 중요한 기술적 장벽 중 하나입니다.

PET와 같은 플라스틱과 원료의 불순물은 오일에 산소를 유입시켜 카르복실산과 페놀을 생성할 수 있습니다. 이는 오일을 산성으로 만들고 표준 연료 라인, 펌프 및 엔진 부품에 매우 부식성을 띠게 합니다. 디젤 연료는 비부식성입니다.

황 및 염소 함량

플라스틱 폐기물의 오염 물질은 오일의 오염 물질로 직접 이어집니다.

원료에 PVC(폴리염화비닐)가 포함되어 있으면 결과 오일은 높은 염소 함량을 가집니다. 연소 중에 이는 염산을 형성하여 극도로 부식성이 강합니다. 마찬가지로 플라스틱 폐기물에 있는 황은 오일에 유입되어 황산화물(SOx) 배출에 기여합니다.

절충점 이해: 열분해유 사용의 현실

위의 비교는 원유 열분해유를 직접 사용하는 것이 실현 불가능하다는 것을 명확히 합니다. 실제 적용에는 상당한 어려움과 추가 처리가 수반됩니다.

업그레이드의 필수성

원유 열분해유는 합성 원유로 간주되어야 하며, 완성된 연료가 아닙니다. 현대 디젤 엔진에서 사용 가능하게 하려면 주로 수소화 처리라는 과정을 통해 광범위한 업그레이드를 거쳐야 합니다.

수소화 처리는 수소, 고압 및 촉매를 사용하여 연료를 안정화하고 오염 물질을 제거합니다. 이는 세탄가를 높이고 산성도를 줄이며 황, 염소 및 질소를 제거합니다. 이 과정은 상당한 비용과 복잡성을 추가합니다.

엔진 성능 및 내구성 위험

원유 또는 부적절하게 업그레이드된 열분해유를 사용하면 심각한 엔진 문제를 일으킬 수 있습니다. 여기에는 연료 인젝터 막힘, 피스톤 및 밸브의 탄소 축적, 부식성으로 인한 엔진 부품의 가속 마모 등이 포함됩니다.

환경 방정식

열분해유의 주요 장점은 환경적입니다: 플라스틱 폐기물을 매립지나 바다에서 전환합니다.

그러나 이 과정은 배출가스가 전혀 없는 것은 아닙니다. 열분해에는 에너지 투입이 필요하며, 최종 연료를 연소하면 여전히 CO2 및 NOx와 같은 다른 오염 물질이 생성됩니다. 전반적인 이점은 공장의 효율성과 처리되는 폐기물의 종류에 크게 좌우됩니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 선택

플라스틱 열분해유의 "최고" 사용법은 전적으로 최종 목표에 따라 달라집니다. 이는 만능 해결책이 아닙니다.

• 현대 차량용 드롭인 연료가 주요 초점이라면: 정제되지 않은 열분해유는 부적합합니다. 모든 표준 디젤 사양을 충족하는 고도로 업그레이드되고 정제된 버전을 사용해야 합니다.
• 정지형 동력 또는 산업용 난방이 주요 초점이라면: 덜 까다로운 엔진, 보일러 또는 용광로는 종종 낮은 품질의 연료를 허용하므로, 정제되지 않거나 최소한으로 처리된 열분해유가 열 및 전력 생산을 위한 더 실용적인 옵션이 됩니다.
• 대규모 지속 가능성이 주요 초점이라면: 가장 유망한 경로는 열분해유를 기존 정유 공장의 원료로 사용하는 것입니다. 여기서 기존 원유와 혼합하여 표준 휘발유, 디젤 및 기타 제품으로 공동 처리될 수 있으며, 대규모 기존 인프라를 활용할 수 있습니다.
• 단기적인 디젤 대체품이 주요 초점이라면: 업그레이드된 열분해유를 기존 디젤과 소량(5-20%) 혼합하는 것은 100% 대체 연료 사용의 위험을 완화하면서 화석 연료 소비를 줄이는 실용적인 접근 방식입니다.

궁극적으로 플라스틱 열분해유는 완성된 디젤 연료가 아닌 합성 원유를 생성하는 강력한 화학 재활용 도구입니다.

요약표:

특징	기존 디젤	원유 플라스틱 열분해유
세탄가 (착화)	40-55	< 30 (불량)
에너지 함량	높음 (표준)	5-10% 낮음
부식성	비부식성	고산성 및 부식성
주요 용도	직접 엔진 연료	업그레이드 또는 산업용 난방 원료
환경적 역할	화석 연료	플라스틱 폐기물 순환 경제 솔루션

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