폐플라스틱의 마이크로웨이브 열분해에 의한 경질 탄화수소유의 개발

전문가 제언

○ 제올라이트(ZSM-5) 촉매를 이용한 ‘마이크로웨이브 촉매열분해’ 시스템으로 폐플라스틱의 모델인 저밀도폴리에틸렌(LDPE)을 촉매열분해시켜 바이오연료(biofuel)에 상당하는 가솔린 정도(gasoline-range)의 탄화수소유를 제조하는 연구조사에서 최대 수율(32.58%)의 열분해 개질유를 얻을 수 있는 촉매온도는 450℃이고 반응물/촉매의 비는 2였다.

 

○ LDPE은 ZSM-5 촉매의 존재하에서 마이크로웨이브 촉매열분해하면 가치 있는 방향족 탄화수소로 전환되게 된다. 이 중의 모노-환 방향족 탄화수소의 수율은 촉매온도 450℃와 반응물/촉매비 4의 최적조건에서 74.73∼88.49%이다. 또한 열분해 생성가스는 경질의 올레핀, 파라핀, 수소, 메탄 등으로 구성되고 있다. 마이크로웨이브 촉매열분해 반응에서 촉매온도가 높아지고 반응물/촉매의 비가 증가할수록 모노-환 방향족 탄화수소의 생성량이 증가하지만, 촉매온도가 높아지고 반응물/촉매의 비가 낮아지는 경우 가치성이 덜한 다환 방향족 탄화수소류가 더 생성되게 된다.

 

○ ‘마이크로웨이브 촉매열분해’ 시스템을 이용한 폐플라스틱의 촉매열분해 연구는 촉매 개질과 신촉매 개발을 제외하고는 거의 완료된 상태라고 할 수 있다. 또한 마이크로웨이브 촉매열분해 개질유의 최대 수율을 얻기 위한 최적조건 등이 모두 연구 조사되어 있으므로 이에 대한 연구는 마이크로웨이브의 촉매열분해에 대한 기본 자료를 보완하기 위한 대학의 기초연구 내지 탁상물림의 ‘연구를 위한 연구’에 지나지 않는다고 할 수 있다.

 

○ 지금까지의 ‘마이크로웨이브 촉매열분해’ 시스템에 대한 연구에서 오직 연구의 실마리가 풀리지 않은 것은 마이크로웨이브와 공동으로 열분해 반응을 촉진시키는 촉매에 대한 연구가 거의 없기 때문이다. 우리나라의 관련 기업은 ‘마이크로웨이브 촉매열분해’ 시스템에서 핵심적 역할을 하는 제올라이트 촉매의 개질 연구를 해야 하고, 근래에 등장해 환경부문의 각종 분해반응에서 큰 효율성을 발휘하는 산화티타늄(TiO2)을 한국산의 제올라이트에 일정 비율로 추가해 새로운 촉매를 개발하는 일이 최선의 대안이라고 할 수 있다.

저자

Xuesong Zhang, Hanwu Lei, Gayatri Yadavalli, Lei Zhu, Yi Wei, Yupeng Liu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2015

권(호)

144()

잡지명

Fuel

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

33~42

분석자

김*식

분석물

• 폐플라스틱의 마이크로웨이브 촉매열분해에 의한 경질 탄화수소유의 개발.pdf [528,080 byte]

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