Pilot급 폐플라스틱 연속식 열분해 시스템 개발

Development of pilot-scale waste plastic continuous pyrolysis system

최근 COVID-19 펜데믹 영향으로 인한 비대면 생활양식으로 전환 및 배달과 포장식 소비증가로 인해 폐폴라스틱 발생이 급중하였다. 폐플라스틱이 환경을 위협하는 요소로 부상함에 따라 국제사회가 요구하는 환경 사회로 대전환하기 위해서는 플라스틱 순환경제가 필요하다. 이를 해결하기 위하여 최근 폐플라스틱을 화학적 재활용 방법을 동해 새로운 폴리머를 만드는데 사용하거나 고부가가치 케미컬로 전환하는 연구들이 활발히 진행 중에 있다. 폐플라스틱의 열화학적 전환 기술은 열분해, 가스화 그리고 해중합 기술로 나눌 수 있다. 폴리에틸렌은 열분해 기술에 적합한 원료로서 주로 액상생성물(왁스, 오일)를 생산하는 연구가 주로 수행되어 왔다. 열분해를 통한 액상생성물온 코팅, 윤활제 그리고 화장품 산업에 사용되며, 추가적인 촉매나 열적크래킹을 통하여 고부가가치 케미컬 생산에도 적용이 가능하다. 본 연구는 폐플라스틱 (WPE:Waste Polyethylene)을 사용하여 lab-scale 열분해 실험 진행을 통해 최적 액상생성물 생산 조건 선정하고 스크류와 고정총이 결합된 Pilot급 연속식 시스템을 설계, 구축 및 운전하는 데 그 목적이 있다. 시스템은 크게 원료 투입부, 스크류 반기, 액상 생성물 개질기, Char 회수 시스템, 액상 생성물 회수 시스템으로 구성되었다. 생성된 액상 생성물의 성분은 GC-MSD, SIMDIS, 열분해 가스성 분은 GCs(-TCD,FID)로 분석 하였다.