기술팀 · Kintek Solution

플라스틱 열분해는 플라스틱 폐기물을 열분해 오일, 카본 블랙, 합성 가스와 같은 가치 있는 연료로 전환하는 열화학 공정입니다.이 공정은 고온(200~900°C)에서 산소가 없는 상태에서 플라스틱을 가열하여 고분자 사슬을 더 작은 탄화수소 분자로 분해하는 과정을 포함합니다.이 공정은 플라스틱 폐기물을 줄이고 사용 가능한 연료를 생산하기 때문에 친환경적입니다.하지만 유해한 배출물, 건강 위험, 다른 폐기물 연료화 공정에 미치는 경제적 영향과 같은 과제를 해결해야 합니다.루테늄 기반 촉매 사용과 같은 최근의 발전은 이 공정을 더욱 효율적이고 경제적으로 만들어 대규모로 채택할 수 있는 길을 열어주었습니다.

핵심 사항을 설명합니다:

1. 플라스틱 열분해란 무엇인가요?

   • 플라스틱 열분해는 플라스틱 폐기물을 산소가 없는 환경에서 가열하여 연료로 전환하는 열화학적 분해 공정입니다.
   • 이 공정은 플라스틱의 장쇄 폴리머를 더 작은 탄화수소 분자로 분해하여 연료유, 카본 블랙 및 합성 가스를 생산합니다.
   • 플라스틱 폐기물을 관리하고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이기 위한 친환경 솔루션입니다.

2. 열분해 공정은 어떻게 진행되나요?

   • 1단계: 전처리
     • 플라스틱 폐기물을 수거하여 파쇄하고 건조하여 수분과 불순물을 제거합니다.
     • 비플라스틱 물질은 분리하여 순수한 원료를 확보합니다.
   • 2단계: 가열
     • 파쇄된 플라스틱을 열분해 챔버에 넣고 200~900°C 사이의 온도로 가열합니다.
     • 산소가 없기 때문에 연소를 방지하여 플라스틱이 녹아 기화됩니다.
   • 3단계: 응축
     • 기화된 탄화수소는 액체 열분해 오일로 응축됩니다.
   • 4단계: 정제
     • 열분해 오일을 증류 및 정제하여 연료로 사용할 수 있도록 품질을 개선합니다.
   • 5단계: 저장 및 배송
     • 최종 제품(연료유, 카본 블랙, 합성 가스)을 저장하고 다양한 용도로 배송합니다.

3. 플라스틱 열분해의 이점

   • 폐기물 감소: 재활용할 수 없는 플라스틱 쓰레기를 귀중한 자원으로 전환합니다.
   • 연료 생산: 디젤이나 가솔린 대용으로 사용할 수 있는 열분해 오일을 생산합니다.
   • 에너지 회수: 난방이나 전기 생산에 사용할 수 있는 합성 가스를 생성합니다.
   • 카본 블랙: 타이어 제조 및 잉크 생산과 같은 산업에서 사용되는 부산물입니다.
   • 친환경: 기존 소각 방식에 비해 매립 폐기물 및 온실가스 배출을 줄입니다.

4. 도전 과제 및 우려 사항

   • 배출: 이 과정에서 아산화질소 및 이산화황과 같은 유해한 오염 물질이 제대로 제어되지 않을 경우 방출될 수 있습니다.
   • 건강 위험: 작업자는 작업 과정에서 유독 가스에 노출될 수 있습니다.
   • 경제적 영향: 고형 폐기물 연료화 등 경쟁 폐기물 연료화 공정은 경제적 어려움에 직면할 수 있습니다.
   • 수입 의존도: 일부 국가에서는 열분해를 위해 폐기물을 수입에 의존하고 있으며, 이는 물류 및 환경 문제를 야기할 수 있습니다.

5. 열분해 기술의 최근 발전 사항

   • 촉매 개발: 연구원들은 플라스틱에서 연료로 전환하는 효율을 개선하는 루테늄 기반 촉매를 개발했습니다.
     • 이 촉매를 사용하면 더 낮은 온도에서 공정이 작동하여 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.
     • 또한 연료유의 수율을 플라스틱 폐기물의 최대 90%까지 높일 수 있습니다.
   • 확장성: 새로운 방법은 더 빠르고 경제적이기 때문에 대규모 구현에 적합합니다.

6. 열분해 제품의 응용 분야

   • 열분해 오일: 정제 후 산업용 보일러, 발전기, 차량의 연료로 사용할 수 있습니다.
   • 카본 블랙: 고무 제품, 안료 및 코팅의 강화제로 사용됩니다.
   • 합성 가스: 수소와 일산화탄소의 혼합물로, 난방이나 화학 생산의 원료로 사용됩니다.

7. 향후 전망

   • 촉매 기술과 공정 최적화의 발전으로 플라스틱 열분해는 주류 폐기물 관리 솔루션이 될 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
   • 정부와 산업계는 플라스틱 오염 문제를 해결하고 지속 가능성 목표를 달성하기 위해 열분해 공장에 점점 더 많은 투자를 하고 있습니다.
   • 배출량을 줄이고, 안전성을 개선하며, 공정의 경제성을 향상시키기 위해서는 지속적인 연구가 필요합니다.

결론적으로 플라스틱 열분해는 플라스틱 폐기물을 연료로 전환하여 환경과 에너지 문제를 모두 해결할 수 있는 유망한 솔루션입니다.극복해야 할 장애물이 있지만, 기술 발전과 인식이 높아지면서 전 세계적으로 채택이 증가하고 있습니다.

요약 표:

측면	세부 정보
프로세스	산소가 없는 환경에서 플라스틱 폐기물을 열화학적으로 분해합니다.
온도 범위	200-900°C
제품	열분해 오일, 카본 블랙 및 합성 가스.
이점	폐기물 감소, 연료 생산, 에너지 회수, 친환경.
도전 과제	유해한 배출, 건강 위험, 경제적 영향.
발전	루테늄 기반 촉매는 효율성과 확장성을 개선합니다.
응용 분야	보일러용 연료, 고무용 카본 블랙, 난방용 합성 가스.

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