플라스틱 열분해에 있어서는 최고의 촉매를 찾는 것이 중요합니다.
다양한 연구에 따르면 가장 좋은 촉매는 변형된 천연 제올라이트(NZ) 촉매인 것으로 나타났습니다.
특히 열 활성화(TA-NZ) 또는 산성 활성화(AA-NZ)를 거친 촉매는 성능이 향상되었습니다.
이러한 촉매는 플라스틱 폐기물을 액체 오일 및 기타 가치 있는 제품으로 전환하는 데 특히 효과적입니다.
플라스틱 열분해에 가장 적합한 촉매는 무엇인가요? 고려해야 할 4가지 주요 요소
1. 촉매 변형 및 성능
열 및 산성 활성화를 통해 천연 제올라이트 촉매를 변형하면 촉매 특성이 크게 향상됩니다.
이러한 개선은 열분해 과정에서 플라스틱 폐기물을 유용한 제품으로 효율적으로 전환하는 데 매우 중요합니다.
TA-NZ 및 AA-NZ 촉매는 특히 폴리스티렌(PS), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE)의 열분해에 효과적이었습니다.
PS의 액체 오일 함량이 가장 높았으며, TA-NZ를 사용한 경우 70%, AA-NZ를 사용한 경우 60%였습니다.
2. 제품 품질 및 구성
이러한 촉매를 사용하여 플라스틱 폐기물을 열분해하여 생산된 액체 오일은 방향족 화합물이 풍부했습니다.
이는 GC-MS 및 FT-IR 분석을 통해 입증되었습니다.
방향족 함량이 높다는 것은 기존 디젤의 특성과 일치하기 때문에 유익합니다.
이는 정제 후 에너지 및 운송 분야에서 사용할 수 있는 잠재력을 나타냅니다.
액체 오일의 발열량도 41.7~44.2 MJ/kg으로 디젤과 비슷했습니다.
3. 환경 및 경제적 이점
이러한 촉매를 사용하면 플라스틱 폐기물을 가치 있는 제품으로 효과적으로 전환하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 환경 지속 가능성에도 도움이 됩니다.
이는 플라스틱 폐기물이 환경에 미치는 영향을 줄임으로써 이루어집니다.
이 과정에서 생산된 합성 가스는 열분해 반응기 또는 기타 산업 공정에서 에너지로 활용될 수 있습니다.
이를 통해 공정의 효율성과 경제성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
4. 확장 및 상용화 가능성
이 연구는 이러한 촉매가 플라스틱 폐기물에 대한 확장 가능한 상업적 열분해 공정을 향한 중요한 단계가 될 수 있음을 시사합니다.
루테늄 금속과 탄소를 촉매로 사용하여 플라스틱 폐기물을 저온(220°C)에서 연료 및 기타 제품으로 효율적으로 전환하는 것은 대규모로 구현할 수 있는 잠재력을 뒷받침합니다.
이는 전 세계적인 플라스틱 폐기물 문제를 해결하는 데 매우 중요합니다.
결론적으로, 변형된 천연 제올라이트 촉매, 특히 열 또는 산성으로 활성화된 촉매는 유망한 솔루션을 제공합니다.
이를 사용하면 폐기물을 줄이고 에너지가 풍부한 고품질의 제품을 생산함으로써 환경적 지속 가능성과 경제적 이익 모두에 크게 기여할 수 있습니다.
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