전기전자 폐기물 플라스틱의 고온열분해와 촉매열분해

전문가 제언

○ 열분해(pyrolysis)는 폐전기전자 기기(WEEE)가 함유한 플라스틱이나 합성유기물질을 리사이클링 시켜 연료나 에너지를 확보할 수 있는 기대되는 미래지향적 기술이다. 본 연구는 소형 WEEE에 함유되어져 있는 플라스틱과 그 유기혼합물을 고온열분해(thermal pyrolysis) 및 촉매열분해(catalytic pyrolysis)로서 열분해시켜 연료화하는 기술 연구라고 할 수 있다.

 

○ 촉매열분해의 촉매로서는 HUSY나 HZSM-5와 같은 2종의 제올라이트 촉매를 적용해 400℃에서 촉매분해 시키는 것이다. HUSY나 HZSM-5의 제올라이트 촉매는 실리카(silica)의 함량이 높다. 접촉성 열분해(thermal cracking)에서는 400℃와 600℃ 및 800℃의 세 가지 온도에서 열분해 시키었다.

 

○ 물질수지의 측면에서 보면, 열분해에 의해 생성되는 기름(oil)은 열분해 프로세스의 조건에 불문하고 주된 생성물이 되고 있다. 열분해에 의한 기름의 수율은 83∼93%에 이르고 있다. 400℃에서 HZSM-5 촉매를 적용하여 촉매열분해 시키면 수율은 더욱 높아진다. 촉매를 적용하지 아니하는 고온열분해에서는 열분해 온도 600℃와 800℃에서 생성물의 수율이 더욱 높아진다.

 

○ 촉매열분해의 HZSM-5 촉매는 스티렌을 17.5%나 많이 생성하고 있지만, HUSY 촉매는 에틸벤젠을 15% 정도 생성시키고 있다. 여기서 생성되는 기름의 연소에 의해 생성되는 에너지는 39 MJ/kg에 이르고 있으므로, 연료로서 개발할 수 있는 가능성이 크다고 할 수 있다. WEEE 플라스틱의 열분해에서 생성되는 탄화수소류의 복합혼합물로부터 방향족 모노머를 추출할 수 있는 개연성과 가능성이 크기 때문에 미래지향적인 연구개발의 대안으로 떠오르고 있다.

 

○ 우라나라로서는 가정용 폐전기전자 기기의 플라스틱을 열분해시키는 촉매를 새로이 개발해야 한다. 알루미노실리케이트 촉매에 티타늄과 같은 고성능의 성분을 추가하여 그 성능을 향상시키는 촉매를 개발하게 되면, WEEE 플라스틱 열분해 기술의 선두기업으로 부상할 수 있다.

저자

Chiara Santella, Lorenzo Cafiero, Doina De Angelis, Floriana La Marca, Riccardo Tuffi, Stefano Vecchio Ciprioti

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

환경·건설

연도

2016

권(호)

54()

잡지명

Waste Management

과학기술
표준분류

환경·건설

페이지

143~152

분석자

김*식

분석물

• 전기전자 폐기물 플라스틱의 고온열분해와 촉매열분해.pdf [491,868 byte]

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