기술팀 · Kintek Solution

플라스틱 열분해의 수율은 플라스틱의 종류, 작동 조건, 사용되는 열분해 기술 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 일반적으로 플라스틱 열분해는 약 50~80%의 열분해 오일, 20~35%의 열분해 가스, 3~30%의 열분해 잔류물을 산출합니다. 이러한 수율은 온도, 체류 시간, 플라스틱 공급 원료의 품질과 같은 변수의 영향을 받습니다. 일반적으로 온도가 높을수록 가스 생산에 유리한 반면, 온도가 낮고 가열 속도가 느리면 숯이나 액체 수율이 높아질 수 있습니다. 플라스틱 폐기물의 청결도와 성분도 최종 제품 유통을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

핵심 사항 설명:

1. 플라스틱 열분해의 일반적인 수율:

   • 열분해 오일: 50-80% 수율.
   • 열분해 가스 수율: 20-35%.
   • 열분해 잔류물(숯): 3-30% 수익률.
   • 이러한 수율은 대략적인 수치이며 사용된 특정 조건과 공급 원료에 따라 달라질 수 있습니다.

2. 수익률에 영향을 미치는 요인:

   • 플라스틱 유형: 플라스틱(예: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌)에 따라 화학 구조가 다르기 때문에 분해 거동과 제품 분포에 영향을 미칩니다.
   • 온도: 열분해 온도가 높을수록(예: 700°C 이상) 열분해가 증가하여 기체 생산에 유리하고, 온도가 낮을수록(예: 400-500°C) 액체 및 숯 생산에 유리합니다.
   • 체류 시간: 반응기 내 체류 시간이 길어지면 액체가 기체로 더 많이 분해되어 수율 분포에 영향을 미칠 수 있습니다.
   • 공급 원료 품질: 깨끗하고 건조하며 균질한 플라스틱 폐기물은 일반적으로 바람직한 제품의 수율을 높입니다. 토양이나 재와 같은 오염 물질은 수율을 떨어뜨리고 제품 품질에 영향을 줄 수 있습니다.

3. 운영 조건과 그 영향:

   • 낮은 온도와 느린 가열 속도: 느린 열분해 공정에서 볼 수 있듯이 숯 생산에 유리하며, 최대 50%의 숯을 생산할 수 있습니다.
   • 적당한 온도와 높은 가열 속도: 플라스틱을 응축 가능한 증기로 빠르게 분해하여 액체(오일) 수율을 극대화하는 데 최적입니다.
   • 높은 온도와 긴 체류 시간: 무거운 분자를 합성 가스(수소, 일산화탄소, 메탄의 혼합물)와 같은 가벼운 가스로 분해하여 가스 생산을 향상시킵니다.

4. 바이오매스 열분해와 비교:

   • 플라스틱 열분해 수율은 제품 범주(오일, 가스, 숯) 측면에서 바이오매스 열분해와 비슷하지만, 그 비율은 크게 다를 수 있습니다. 예를 들어, 바이오매스 열분해는 일반적으로 바이오 오일 60%, 바이오 숯 20%, 합성가스 20% 정도를 생산하지만, 플라스틱 열분해는 오일 생산량(50~80%)이 높고 숯 생산량(3~30%)이 낮은 경우가 많습니다.

5. 원료 준비의 중요성:

   • 청결: 먼지, 금속, 비플라스틱 재료와 같은 오염 물질을 제거하면 수율과 제품 품질이 향상됩니다.
   • 수분 함량: 습기가 열분해 공정의 효율을 떨어뜨리고 에너지 소비를 증가시킬 수 있으므로 건조한 공급 원료가 바람직합니다.
   • 플라스틱 유형: 순수 또는 단일 유형의 플라스틱 공급 원료(예: 폴리에틸렌만)는 혼합 플라스틱에 비해 더 예측 가능하고 고품질의 제품을 생산하는 경향이 있습니다.

6. 기술 및 리액터 설계:

   • 열분해 반응기의 유형(예: 고정층, 유동층, 로터리 킬른)은 수율 분포에 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 유동층 반응기는 열 전달이 더 잘되고 온도 분포가 더 균일하여 수율을 최적화할 수 있는 경우가 많습니다.
   • 촉매 열분해와 같은 첨단 기술은 특정 화학 반응을 촉진하여 수율과 제품 품질을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

7. 환경 및 경제적 고려 사항:

   • 열분해 오일을 연료나 화학 원료로 사용할 수 있기 때문에 오일 수율을 극대화하는 것이 경제적으로 유리한 경우가 많습니다.
   • 가스 수율은 낮지만 열분해 플랜트 내에서 에너지 회수에 활용할 수 있어 외부 에너지 요구량을 줄일 수 있습니다.
   • 숯/잔여물 수율은 미미하지만 때로는 탄소가 풍부한 재료로 사용하거나 책임감 있게 폐기할 수 있습니다.

요약하면, 플라스틱 열분해의 수율은 매우 가변적이며 공급 원료 특성, 운영 조건 및 기술의 조합에 따라 달라집니다. 이러한 요소를 최적화하면 열분해 오일, 가스 및 잔류물의 바람직한 분포를 달성하여 경제적으로 실행 가능하고 환경적으로 지속 가능한 공정을 만들 수 있습니다.

요약 표:

요인	수익률에 미치는 영향
플라스틱 유형	플라스틱에 따라 오일, 가스, 잔류물 비율이 달라집니다.
온도	온도가 높을수록 가스가 유리하고 온도가 낮을수록 기름과 숯이 유리합니다.
체류 시간	시간이 길어지면 액체를 분해하여 가스 수율이 증가합니다.
공급 원료 품질	깨끗하고 건조하며 균일한 플라스틱은 수율과 제품 품질을 향상시킵니다.
리액터 기술	고급 반응기(예: 유동층)는 열 전달과 수율을 최적화합니다.

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