마찰하전형(摩擦荷電型) 정전선별(靜電選別)에 의한 고비중(高比重) 플라스틱 혼합물(混合物)의 재질분리(材質分離)에 관한 연구(硏究)

전호석,백상호,박철현,김병곤,Jeon, Ho-Seok,Baek, Sang-Ho,Park, Chul-Hyun,Kim, Byoung-Gon 한국자원리싸이클링학회 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.2

본 연구에서는 마찰하전형정전선별법을 적용하여 폐플라스틱 종말품으로부터 회수된 고비중 산물에 대한 재질분리 실험을 수행하였다. 하전장치의 재질선정을 위한 하전특성 연구결과, PP가 고비중 폐플라스틱의 재질분리에 가장 효과적인 하전재질로 확인되어, PP재질을 이용한 cyclone 하전장치를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 cyclone 하전장치를 이용한 재질분리 실험결과, 최적 실험조건에서 PET의 품위와 회수율이 각각 98.5%와 86.2%인 결과를 얻어, 종말품 heavy group 폐플라스틱의 재활용을 위한 재질분리 기술을 확립하였다. In this study, we carried out the research on triboelectrostatic separation for heavy group plastics (PET, PVC) recovered from wet gravity separation. From the research on charging characteristic for the choice of charging materials, it was found that PP was optimum charging material to make high charging amount with opposite polarity for PET and PVC of heavy group. Therefore, we manufactured a charger of cyclone type using PP material for separation of PET and PVC. At optimum test conditions that used PP cyclone charger developed in this study, we developed a triboelectrostatic separation technique that can separate PET plastic up to grade of 98.5% and recovery of 86.2%. We established new separation technology that could recycle the PET and PVC heavy group plastics recovered from wet gravity separation.

ABS와 PS 혼합(混合) 폐플라스틱 재질분리(材質分利)를 위한 마찰하전형정전선별(摩擦荷電型靜電選別) 기술개발(技術開發)

이은선,백상호,김수강,최우진,진호일,전호석,Lee, Eun-Seon,Baek, Sang-Ho,Kim, Su-Kang,Choi, Woo-Zin,Chin, Ho-Ill,Jeon, Ho-Seok 한국자원리싸이클링학회 2013 資源 리싸이클링 Vol.22 No.6

다양한 분야에 사용되고 있는 플라스틱은 최근 환경문제가 대두되면서 재활용 이슈가 부각되고 있다. 본 연구에서는 마찰하전형정전선별을 적용하여 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)와 PS(Polystyrene)의 혼합된 폐플라스틱으로부터 ABS를 회수하기 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 하전물질의 재질선정을 위한 하전특성연구결과, ABS재질이 대상시료인 ABS와 PS의 혼합 폐플라스틱의 재질분리에 효과적인 하전재질로 확인되었다. 선정된 하전물질을 적용하여 마찰하전형정전선별을 수행한 결과, 공급전압세기 20 kV, 분리대위치 양극방향 2 cm 그리고 상대습도 30%에서 ABS의 품위와 회수율이 각각 99.5%와 92.5%인 결과를 얻어, ABS와 PS의 혼합 플라스틱의 재활용을 위한 재질분리 기술을 확립하였다. Due to the environmental problem caused by plastics largely used in various fields, the importance of recycling is being emphasized. A research on material separation of ABS and PS mixed plastic waste, using a triboelectrostatic separator, was carried out for recovery the ABS. As a results of research on charging characteristic for choosing charging material, it was confirmed that ABS was optimum charging material for a tribo-charger in the material separation of ABS and PS. In the material separation using ABS charger, ABS grade of 99.5% and recovery of 92.5% were achieved at 20 kV, splitter position +2 cm from the center and 30% relative humidity. Therefore, material separation technique for recycling ABS and PS mixed plastic waste was established.

PVC, CoPP, PMMA 혼합플라스틱의 재질 분리를 위한 마찰하전 정전선별 연구

전호석(Ho-Seok Jeon),김성민(Seung-Min Kim),정도현(Do-Hyun Jeong),백상호(Sang-Ho Baek) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.2

경제적이며 우수한 물질특성을 갖춘 풀라스틱온 대체재 개발이 어려워 사용량이 꾸준히 증가하고 있으며, 이 에 따른 폐풀라스틱의 발생량도 중가하고 있다. 국내의 폐플라스틱 발생 량은 해 마다 중가하는 추세 로 2018년 817만 톤으로 690만 톤의 2015년 대비 18.4% 중가하였다. 이 중 65.6%는 재활용되고 있지만, 나머지 34.4%는 소각이나 대립되고 있어 사회적, 환경적 문제를 일으키고 있다. 소각하여 부피를 감소시키는 것이 가능한 고체 폐기물은 소각이 나 매립이 일반적 이 다. 그러 나 폐풀라스틱의 소각이나 매립은 매립지의 부족, 환경오염 동의 문제를 일으키고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 폐플라스틱의 경우, 여러 가지 재질 이 혼재해 있으면 재생이 어렵고 재생이 되더라도 제품 또는 원료로서의 가치가 현저하게 낮아진다. 특히, PVC 재질의 경우 Cl, DEHP, 왁스 동이 함유되어 있어 소각이나 매립 시 염화수소, 다이옥신, 중금속 그리고 독성첨가물 둥이 유출되어 환경 유해성이 심각한 것으로 알려져 있으며, 소각 설비의 수명 단축 및 부식을 유발하고 있다. 따라서 플라스틱의 값싼 특성을 고려한 효율적인 재질분리 기술의 개발이 요구된다. 본 연구에서는 마찰하전 정전선 별올 적용하여 PVC (polyvinyl chloride)와 CoPP (copolymer polypropylene) 그리 고 PMMA (polymethyl methacrylate)가 혼합된 폴라스틱의 재질분리 연구를 수행하였으며, 전극의 세기, 공기의 세기, 분리 대의 위치 그리고 습도를 변화하며 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하였다.

마찰하전형(摩擦荷電型) 정전선별(靜電選別)에 의한 폐플라스틱 맥주병 재질분리(材質分離)에 관한 연구(硏究)

전호석,백상호,박철현,최우진,Jeon, Ho-Seok,Delgermaa, Delgermaa,Baek, Sang-Ho,Park, Chul-Hyun,Choi, Woo-Zin 한국자원리싸이클링학회 2008 資源 리싸이클링 Vol.17 No.1

본 연구에서는 마찰하전형정전선별법을 적용하여 폐플라스틱 맥주병(PET, Nylon)의 재활용을 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 하전재질 선정을 위한 하전특성 연구결과, PMMA가 폐플라스틱 맥주병(PET, Nylon)의 재질분리에 가장 효과적인 하전재질로 확인되어, PMMA를 사용한 pipe line와 cyclone 하전장치를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 pipe line과cyclone 하전장치를 이용한 재질분리 실험결과, 최적 실험조건에서 PET의 품위와 회수율이 각각 99.6%와 88.2%인 결과를 얻어, 폐플라스틱 맥주병(PET, Nylon) 재활용을 위한 재질분리 기술을 확립하였다. In this study, we carried out the research on triboelectrostatic separation for materials separation of PET & Nylon recovered to waste plastic beer bottle. From the research on charging characteristic for choice of charging materials, it was found that PMMA was optimum charging material to make high charging amount with opposite polarity for PET & Nylon in waste plastic beer bottle. Therefore, we manufactured a charger of pipe line and cyclone type using PMMA material for separation of PET and Nylon. At optimum test conditions that used PMMA pipe line and cyclone charger developed in this study, we developed a triboelectrostatic separation technique that can separate PET plastic up to grade of 99.6% and recovery of 88.2%. We established new separation technology that can recycle the PET and Nylon recovered from waste plastic beer bottle.

Triboelectrostatic Separation of Mixed Three Kinds of Plastics by a Two-stage Separation Process

박철현,전호석,백상호,박재구,Park, Chul-Hyun,Jeon, Ho-Seok,Baek, Sang-Ho,Park, Jai-Koo The Korean Institute of Resources Recycling 2007 資源 리싸이클링 Vol.16 No.5

유사비중의 범위에 있는 PVC, PET and PMMA 3종 혼합플라스틱의 마찰하전 정전선별이 2단계 분리공정을 통하여 수행되었다. PVC, PET and PMMA의 재질분리에 있어 효과적인 하전장치의 재질은 Polypropylene(PP) 과 high-impact polystyrene(HIPS) 임을 확인하였다. PP 싸이클론 하전장치를 이용한 1단계 분리공정에서, PVC의 품위와 회수율은 공기속도 10 m/s, 전기장의 세기 200 kV/m 이상, 분리대 위치 +2cm, 상대습도 30% 이하의 조건에서 각각 99.6%와 97.5%로 구하였으며, HIPS 싸이크론 하전장치를 이용한 2단계 분리공정으로부터, 공기속도 10 m/s, 전기장의 세기 250 kV/m, 분리대 위치 0cm, 상대습도 40% 이하의 조건에서 PMMA의 품위와 회수율을 각각 97.8%와 95.12%로 구하였다. Triboelectrostatic separation of mixed three kinds of plastics, PVC, PET and PMMA, in the range of similar gravity has been performed through a two-stage separation process. Polypropylene (PP) and high-impact polystyrene (HIPS) were found to be the most effective materials for a tribo-charger in the separation of PVC, PET and PMMA. In the 1st stage using the PP cyclone charger, PVC grade and recovery depended considerably on the air velocity (10 m/s), the relative humidity (<30%), the electric field (>200 kV/m) and the splitter position (+2 cm from the center) in the triboelelctrostatic separator unit. At an optimum condition a PVC grade of 99.6% and a recovery of 97.5% was achieved. In the 2nd stage using the HIPS cyclone charger, a PMMA grade of 98.3% and a recovery of 97.0% was obtained under the conditions of 10m/s air velocity, over 250 kV/m electric field, central splitter position and less than 40% relative humidity.

폐자동차(廢自動車) 라디에이터로부터 Nylon 회수(回收)를 위한 마찰하전정전선별(摩擦荷電靜電選別) 기술개발(技術開發)

백상호,전호석,김수강,이광훈,Baek, Sang-Ho,Jeon, Ho-Seok,Kim, Su-Gang,Lee, Kwang-Hoon 한국자원리싸이클링학회 2013 資源 리싸이클링 Vol.22 No.1

본 연구에서는 마찰하전정전선별을 적용하여 폐자동차 라디에이터의 Nylon을 회수하기 위한 재질분리 연구를 수행하였다. 시료(Nylon, PP glass)의 효율적인 재질분리를 위하여, 각각의 시료를 대상으로 다양한 하전재질에 따른 하전극성과 하전량을 faraday cage로 조사하였다. 그리고 시료를 분극할 수 있는 재질을 대상으로 기초 분리실험을 수행하여 하전재질을 선정하였다. 선정된 하전재질을 사용하여 연속처리가 가능한 마찰하전정전선별 장치를 개발하였으며, 다양한 조건별로 분리실험을 수행하여 시료의 회수 가능성을 확인하였다. The study on the recovery of Nylon from a radiator of End-of-Life Vehicle was conducted by using triboelectrostatic separation technique. For the effective separation of the sample(Nylon, PP glass), charge polarity and amount of each sample with various charging materials have been investigated by faraday cage. And then, charging material was selected as carrying out basic separation experiments with materials that can be possible to polarize samples. Finally, the continuos type triboelectrostatic separator was developed with selected charging material and the recovery possibility of the sample was confirmed as carrying out various separation experiments.

폐어망 플라스틱 재활용을 위한 재질분리 기술개발

전호석 ( Ho-seok Jeon ),김성민 ( Seong-min Kim ),( Davaadorj Tsogchuluun ),백상호 ( Sang-ho Baek ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2021 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2021 No.-

플라스틱은 여러 가지 기능적 우수성과 저가라는 경제상의 특징으로 사용량이 해마다 증가하고 있다. 국내 플라스틱 원료 생산은 2011년 약 1,200만 톤에서 2015년 약 1,1415만 톤으로 증가하였으며, 국내 수요 또한 약 495만 톤에서 약 583만 톤으로 증가하였다. Eromap에 따르면, 2015년 기준 한국은 연간 약 132.7 ㎏/capita의 플라스틱을 소비하고 있으며, 이는 조사 대상인 63개국 중 두 번째로 많은 양이다. 국내 플라스틱 제조 산업의 성장은 플라스틱 폐기물의 증가로 나타나고 있으며, 2011년 506만 톤에서 2017년 791만 톤으로 56% 증가하였다. 이러한 플라스틱 폐기물의 2017년 재활용 처리량은 2011년 대비 약 85% 증가하여, 489만 톤이 재활용되었으며, 나머지 242만 톤은 소각, 37만 톤은 매립되었다. 매년 플라스틱 제품 소비량이 증가하면서 처리량도 늘어나는 추세이다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각이나 매립이 일반적이지만, 폐플라스틱의 소각이나 매립은 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구의 대상 시료인 폐어망은 대부분 재활용되지 못하고 버려지거나 방치되고 있다. 실수로, 또는 고의로 버려지는 폐어망은 바다를 떠도는 대형 플라스틱(크기 20cm 이상)의 70%를 차지할 정도로 많으며, 태평양의 거대한 플라스틱 쓰레기 섬인 GPGP에서도 대형플라스틱 중 86%가 폐어망인 것으로 보고되고 있다. 따라서 자원의 효율적인 이용 및 환경문제 등을 이유로 폐어망의 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폐어망의 재활용을 위한 재질분리 공정 개발 연구를 수행하였으며, 본 공정을 통한 재질분리 효율을 확인하였다.

폐어망의 PP와 NYLON 재질분리를 위한 마찰하전 정전선별 연구

전호석 ( Ho-seok Jeon ),김성민 ( Seong-min Kim ),( Davaadorj Tsogchuluun ),백상호 ( Sang-ho Baek ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

우리나라는 석유화학공업의 발달로 미국, 일본, 독일에 이어 세계 4위의 플라스틱 생산국이며, 국민 1인당 사용량도 세계 8위 수준으로 많은 양의 플라스틱을 소모하고 있다. 그리고 여러 가지 기능적 우수성과 저가라는 경제상의 특징으로 인하여 사용량이 증가하고 있으며, 이에 따른 폐플라스틱의 발생양도 증가하고 있다. 2017년도 우리나라의 플라스틱 폐기물 발생량은 dir 790만 톤으로, 2013년부터 2017년까지 5년간 연평균 6.4%의 증가율을 보였다. 이러한 플라스틱 폐기물 재활용률은 2013년부터 2017년도까지 5년간 연평균 2.7% 증가하였으며, 2017년도 플라스틱 폐기물은 490만 톤이 재활용되었다. 나머지 260만 톤은 소각, 40만 톤은 매립의 방법으로 처리되었다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각이나 매립이 일반적이지만, 폐플라스틱의 소각이나 매립은 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구의 대상 시료인 폐어망은 대부분 재활용되지 못하고 버려지거나 방치되고 있다. 실수로, 또는 고의로 버려지는 폐어망은 바다를 떠도는 대형 플라스틱 (크기 20㎝ 이상)의 70%를 차지할 정도로 많으며, 태평양의 거대한 플라스틱 쓰레기 섬인 GPGP에서도 대형플라스틱 중 86%가 폐어망인 것으로 보고되고 있다. 따라서 자원의 효율적인 이용 및 환경문제 등을 이유로 폐어망의 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폐어망의과 PP (polypropylene)와 NYLON 혼합 폐플라스틱으로부터 NYLON 회수를 위한 마찰하전 정전선별 연구를 수행하였다. 전압의 세기, 공기의 속도, 분리대의 위치 등 다양한 조건을 변화하며, 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하였다.

전자제품 폐플라스틱으로부터 PS 회수를 위한 마찰하전 정전선별 기술개발

전호석 ( Ho-seok Jeon ),백상호 ( Sang-ho Baek ),김성민 ( Seong-min Kim ),한요셉 ( Yosep Han ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

지구 부존자원의 채굴량 한계, 산업규모의 증가 등으로 인해 수요에 비해 공급량 부족 현상이 발생할 것으로 예상됨에 따라 이미 사용수명이 다한 폐기물로부터 유효한 자원을 다시 회수하는 재활용 이슈가 부각되고 있다. 특히, 근대화된 도시로부터 발생하는 폐기물은 기하급수적으로 증가하고 있으며, 이 중 자동차와 더불어 전자제품은 주요 ‘도시광산’으로써 중요성이 점점 증가하고 있다. 우리나라는 지난해(2016년) 약 25만 톤의 폐전자제품(냉장고, 세탁기, TV, 에어컨, 휴대폰 등)을 회수하였으며, 정책 및 제도의 개선으로 해마다 회수율은 증가하고 있는 실정이다. 이들 폐전자제품에서 모터, 고철, 비철금속 등은 재사용 및 재활용되고 있지만, 대부분의 합성수지는 압축 처리되어 매립 및 소각되고 있다. 여러 가지 기능적 우수성과 저가라는 이유로 우리나라의 플라스틱 사용량은 증가하고 있으며, 이에 따른 폐플라스틱의 발생량도 증가하고 있다. 2015년도 우리나라의 플라스틱 폐기물 발생량은 690만 톤으로, 2010년부터 2015년까지 5년간 연평균 6.4%의 증가율을 보였다. 플라스틱 폐기물의 구성 비율은 사업장배출시설계폐기물이 57.5%로 가장 큰 비중을 차지하였으며, 다음으로 생활계폐기물이 33.8%, 건설폐기물 8.7%인 것으로 조사되었다. 이러한 플라스틱 폐기물 재활용률은 2011년부터 2015년도까지 5년간 연평균 2.7% 증가하였으며, 2015년도 플라스틱 폐기물은 2014년 대비 7.4% 증가한 411만 톤이 재활용되었다. 나머지 244만 톤은 소각, 34만 톤은 매립의 방법으로 처리되었다. 소각하여 감용화 하는 것이 가능한 고체 산업폐기물은 소각이나 매립이 일반적이지만, 폐플라스틱의 소각이나 매립은 매립지의 부족, 환경오염 문제 등을 야기하고 있어 재활용을 위한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 전자제품에서 발생하는 폐플라스틱을 대상으로 재질분리 연구를 수행하였다. 전압의 세기, 공기의 속도, 분리대의 위치, 상대 습도 등 다양한 조건을 변화하며, 최적 분리조건 및 분리효율을 규명하여 대상시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하였다.

전선에 사용되는 PVC와 PE의 재질분리를 위한 마찰하전정전선별 연구

전호석(Ho-Seok Jeon),백상호(Sang-Ho Baek),김성민(Seung-Min Kim) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계

국내에서 노후선로 교체, 송전용량 증대를 위한 전력선 교체 작업으로 매년 수백 톤의 폐 전력선이 발생되고 있다. 일반적으로 전력선은 PVC (polyvinyl chloride) 또는 PE (Polyethylene) 난연 보호 층, XLPE (cross-linked polyethylene) 절연층 그리고 전도성 구리 코어로 구성된다. 전력선의 재활용은 구리의 회수에 초점이 맞춰져 있으며, 플라스틱 외부 층은 재활용 가치가 낮아 무시되고 있다. 따라서 이러한 전력선의 플라스틱은 금속 회수 후에 대부분 소각 및 매립된다. 이러한 폐플라스틱의 소각과 매립은 심각한 환경 문제를 야기한다. 또한 폐기물 양이 증가하고 매립 용량이 감소함에 따라 점점 비싸지고 있다. 따라서 재활용과 같은 환경 친화적인 방식으로 플라스틱 폐기물을 처리하는 것에 대한 인식이 높아지고 있다. 지난 수십 년 동안, 부유, 광학, 비중, 정전선별 등과 같은 선별방법이 플라스틱의 분리를 위해 연구되어왔다. 이중 마찰하전 정전선별은 고효율, 저비용이며, 물 처리 또는 2차 오염의 우려가 없는 환경 친화성 등 다양한 이유로 많은 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 마찰하전 정전선별을 적용하여 전력선 제조업체에서 입수한 PVC와 PE의 재질분리 연구를 수행하였다. 다양한 조건을 변화하며 최적 분리 조건 및 분리효율을 규명하여 대상 시료의 본 선별법을 통한 분리 가능성을 확인하였다.