자외선 파동에너지를 이용한 폐플라스틱 저온 유화기술에 대한 연구 = A Study on Waste Plastics Low Temperature Emulsion Technology Useing UV-Wave Energy

국문 초록 (Abstract)

폭발적으로 발생량이 증가하고 있는 플라스틱류 폐기물은 전 지구적인 환경문제를 일으키고 있다. 전 세계적으로 발생 플라스틱의 약 9% 정도는 물질로 재활용되고 있으며 우리나라에서 통계상으로 62%가 재활용되고 있지만 실제 물질 재활용율은 약 17%로 대부분 에너지회수 형태로 재활용이 되고 있다. 플라스틱의 처리 방법 중 매립과 소각은 매립부지 한계 및 대기오염발생 등 환경문제, 고형연료로의 재활용은 대기오염과 미세먼지 발생으로 인해 최근 에너지회수시설에 대한 환경규제가 강화되고 신재생에너지 범주에서 제외됨에 따라 시설 운영에 대한 경제성이 악화로 처리되지 못한 폐플라스틱 폐기물이 전국 각지에서 방치되거나 불법으로 처리되고 있다. 또한, 열분해유화방식은 정제유 응고 및 코킹 등의 기술적 난제로 상용화에 어려움을 겪고 있다. 다양한 물질이 혼합된 세라믹 촉매가 전기에 의한 열과 가시광선 영역의 전자파를 받아 100~280nm 자외선-C 파장의 높은 에너지(570~980 kJ/몰)를 가진 광파장을 발생하는데 이는 플라스틱 중 PE, PP, PS의 분해에 필요한 파장에너지 301~325nm, 300~310(340)nm, 290~30(330,370)nm보다 높아 플라스틱을 분해한다. 밀폐된 상태에서 플라스틱류 폐기물을 180∼270℃의 낮은 온도와 무산소 상태에서 자외선-C 파동에너지를 이용하여 탄소와 탄소로 결합된 고분자의 폴리머의 고리를 끊어(분해과정) C90~C40의 1차 유증기인 혼합 중질유가 만들어지고 2차로 다단계의 세라믹 촉매에 의해 자외선-B 파장의 파동에너지를 이용하여 C9~C15의 경질유로 정제하는 과정을 거친다. 따라서, 저온(270℃이하)에서 세라믹볼의 파장을 이용한 밀폐식으로 혼합플라스틱 투입이 가능하고, 악취물질의 배출이 없으며, 발열량이 높은 플라스틱류 폐기물로부터 정제연료류(발열량 : 10,000kcal이상, 유동점 -40℃)를 얻을 수 있다.