Plug Flow Reactor 모델을 이용한 폐플라스틱 의 열분해 특성 연구

A Study on the Pyrolysis Characteristics of Waste Plastics using Plug Flow Reactor Model

최근 플라스틱 사용량 증가에 따라 플라스틱 폐기물 발생량 역시 지속적으로 종가하고 있다 폐 플라스틱을 재활용하는 방법은 크게 물리적 재활용(material recycling), 화학적 재활용(chemical recycling), 열적 재활용(thermal recycling)의 세 가지로 구분할 수 있다. 특히 화학적 재활용은 고체상의 폐플라스틱올 열화학적 방법을 통하여 액체상의 오일로 전환하고 이를 기존의 석유화학 원료를 대체할 수 있는 물질로 재활용하는 방법으로, 여러 가지 재질의 플라스틱 이 혼합된 경우에 도 적용 가능한 장점이 있어 최근 많은 관심을 받고 있다. 폐플라스틱으로부터 오일을 생산하는 방법은 고체상의 폐플라스틱을 무산소 분위기에서 열분해하여 기체상의 열분해가스를 생성하고, 이 열분해가스를 응축하여 오일로 전환하는 것으로 생산된 열분해오일은 추가적인 분리 또는 크래킹 공정올 통하여 고부가 화학원료로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 플라스틱의 열분해 과정을 시 간에 따라 모사하기 위하여 plug flow reactor(PFR) 모델을 이용하였고, 선행 연구에서 제시된 집중 반응속도 모델(l umped kinetic model)을 적용하여 다양한 폐 풀라스틱의 열분해 과정에 관한 해석을 수행하였다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE ),저밀도 폴리에틸렌(LDPE )및 폴리프로필렌(PP) 에 대하여 플라스틱 종류, 반응온도, 체류시간 등 다양한 조건에 따른 열분해 특성 및 생성물을 비교하였다.