본질적으로, 폐타이어 열분해는 산소가 없는 환경에서 폐타이어를 분해하는 열화학 공정입니다. 회수되는 주요 산물은 열분해 오일이라고 불리는 합성 연료, 카본 블랙이라고 불리는 고체 잔류물, 회수된 강철 와이어, 그리고 응축되지 않는 합성 가스 또는 합성가스입니다. 이러한 산물들은 심각한 폐기물 문제를 가치 있는 산업 상품의 원천으로 변화시킵니다.
열분해는 폐기물 처리로 간주되어서는 안 되며, 자원 회수로 간주되어야 합니다. 이는 타이어를 화학적으로 그 기본 구성 요소인 오일, 탄소, 강철로 분해하여 산업 경제에 재통합할 수 있도록 합니다.
열분해 공정 이해하기
열분해는 소각과 근본적으로 다릅니다. 물질을 태우는 대신, 산소가 없는 상태에서 고온을 사용하여 타이어의 복잡한 탄화수소 폴리머를 더 작고 가치 있는 분자로 분해합니다.
1단계: 전처리
반응기에 투입되기 전에 타이어를 준비해야 합니다. 이는 일반적으로 특수 기계를 사용하여 타이어 림에서 두꺼운 강철 비드 와이어를 뽑아내는 과정을 포함합니다. 그런 다음 타이어는 효율적이고 균일한 가열을 보장하기 위해 더 작고 균일한 조각(일반적으로 1-2인치)으로 파쇄됩니다.
2단계: 열 분해
파쇄된 타이어 재료는 밀봉된 반응기에 공급됩니다. 반응기는 고온(일반적으로 400-750°C 또는 750-1380°F 사이)으로 가열되어 분해를 시작합니다. 산소가 없으면 연소가 방지되고 대신 고무가 가스 혼합물로 기화됩니다.
3단계: 분리 및 수집
뜨거운 가스 혼합물은 냉각 및 응축 시스템으로 전달됩니다. 더 긴 사슬의 탄화수소는 냉각되어 액화되어 열분해 오일이 되어 수집됩니다. 나머지 가벼운 비응축성 가스(합성가스)는 분리됩니다. 한편, 반응기에 남아 있는 고체 물질인 카본 블랙과 강철 와이어는 배출되어 별도로 수집됩니다.
4가지 핵심 산물 및 그 가치
열분해 공정에서 나오는 각 산물은 확립된 시장과 산업적 응용 분야를 가지고 있어 전체 시스템이 경제적으로 실행 가능하게 됩니다.
산물 1: 열분해 오일 (타이어 유래 오일)
이는 주요 액체 산물인 합성 원유입니다. 이는 용광로, 보일러 및 시멘트 가마에서 산업용 연료로 직접 사용될 수 있습니다. 추가 정제를 통해 디젤 연료와 같은 더 가치 있는 제품으로 가공될 수 있습니다.
산물 2: 카본 블랙 (차르)
이 고체 흑색 분말은 원소 탄소의 한 형태입니다. 석유로 만든 "버진" 카본 블랙만큼 고품질은 아니지만 가치 있는 상품입니다. 페인트 및 잉크의 안료, 고무 제품의 보강 충전재로 사용되거나 여과를 위해 활성탄으로 가공될 수 있습니다.
산물 3: 강철 와이어
타이어에서 회수된 강철은 고품질 고철입니다. 일반적으로 세척되어 제강소 및 주조소에 직접 판매되어 재활용되며, 일관되고 직접적인 수익 흐름을 제공합니다.
산물 4: 합성가스 (비응축성 가스)
이 합성 가스는 수소, 메탄, 일산화탄소 및 기타 경질 탄화수소의 혼합물입니다. 발열량이 천연가스보다 낮지만, 가장 일반적인 용도는 공정의 에너지 효율성을 높이고 자급자족할 수 있도록 열분해 반응기 가열을 위해 시스템으로 재활용되는 것입니다.
상충 관계 이해: 열분해 대 기타 방법
수십 년 동안 폐타이어를 처리하는 주요 방법은 매립 또는 소각이었으며, 둘 다 심각한 환경 문제를 야기합니다.
매립 및 소각의 문제점
타이어를 매립하면 방대한 공간을 차지하며, 타이어가 분해되는 데 수세기가 걸릴 수 있습니다. 또한 화재 위험을 초래하고 물을 가두어 모기 번식지를 만들 수 있습니다. 에너지를 얻기 위해 타이어를 태우는 소각은 상당한 오염 물질과 온실가스를 대기 중으로 방출합니다. 두 방법 모두 타이어 내부에 잠긴 귀중한 원자재를 낭비합니다.
자원 회수의 이점
열분해는 폐쇄 루프 재활용 공정이라는 점에서 두드러집니다. 이는 연소와 관련된 2차 오염을 방지하고 원자재가 매립지에서 낭비되는 것을 방지합니다. 타이어의 99% 이상을 사용 가능한 제품으로 전환함으로써 순환 경제 모델에 부합합니다.
주요 공정 고려 사항
산물, 특히 오일과 카본 블랙의 정확한 수율과 품질은 고정되어 있지 않습니다. 이는 열분해 온도, 가열 속도 및 사용된 반응기 유형과 같은 주요 공정 변수에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 예를 들어, 더 높은 온도는 더 많은 가스와 더 적은 오일을 생성할 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택하기
타이어 열분해 평가는 환경 관리, 경제적 수익 또는 에너지 생산 등 주요 목표에 전적으로 달려 있습니다.
- 주요 초점이 환경 영향인 경우: 열분해는 주요 폐기물 흐름을 전환하고 관련 오염 및 토지 사용을 방지함으로써 매립보다 우수한 해결책을 제공합니다.
- 주요 초점이 경제적 타당성인 경우: 이 공정은 오일, 카본 블랙 및 강철에서 다중 수익원을 창출하여 폐기 비용을 수익성 있는 기업으로 전환합니다.
- 주요 초점이 에너지 생산인 경우: 열분해는 귀중한 연료유와 자급자족 가능한 합성가스를 생산하여 폐기물에서 연료를 생성함으로써 에너지 독립에 기여합니다.
궁극적으로 폐타이어 열분해는 글로벌 폐기물 문제를 가치 있는 자원으로 전환하는 기술적으로 건전한 방법을 제공합니다.
요약표:
| 산물 | 설명 | 일반적인 용도 |
|---|---|---|
| 열분해 오일 | 합성 원유 | 산업용 연료, 디젤로 추가 정제 |
| 카본 블랙 | 고체 흑색 분말 | 고무 충전재, 안료, 활성탄 |
| 강철 와이어 | 고품질 고철 | 제강소 및 주조소에서 재활용 |
| 합성가스 | 비응축성 가스 혼합물 | 열분해 반응기 가열용 연료 |
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