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기술자료

제목 폐플라스틱 열분해 정의 & 요약
작성자 ECOCREATION
작성일자 2019-03-20
-열분해-

열분해 과정은 고분자와 같이 분자량이 높은 물질을 환원성 분위기에서 열을 가함으로써 분자량이 낮은 물질로 분해시켜 회수할 수 있는 공정 과정. 열분해를 통한 유화 기술은 반응 온도와 시간, 반응 용기, 기기 운전 방식, 촉매의 사용 여부 등의 조건에 따라 달라지는데, 반응 온도 350~450

℃의 액화 공정을 통해 재생유를 얻을 수 있다. 또한 플라스틱 뿐만 아니라 고무, 타이어, 합성수지와 같은 고분자 폐기물 또한 열분해 과정을 통해 연료유로 생산하는 것이 가능하다 - [네이버 지식백과] 플라스틱 열분해 연료유[Plastic pyrolysis oil]

플라스틱 열분해 온도는 약 200℃부터 일어난다.(종류에 따라 다름)

PE의 경우 열분해는 290

부근에서 분해시작 - 370℃까지 다량의  WAX 상의 물질이 생성되며 이 온도에서 가스는 생성되지 않는다. 그러나 400℃ 이상이 되면 분해가진행되며 다량의 가스와 함께 일정량의 액상의 물질을 생성하게 된다.

PP의 경우 420℃에서 분해가 시작되며 480℃에서 완전 분해.

PS는 중합형  Polymer로서 400℃ 부근에서 급격히 전량 분해가 일어나고 모노머(중합체 고분자)가 생성되므로 가스의 발생은 적다.

PVC 수지의 중합 원료는  VCM(비닐폴로라이드 모노머)이고,  VCM의 합성원료는 EDC(염화비닐)인데, EDC의 원료는 나프타(Naphtha)를 분해하여 얻어지는 에틸렌(Ethylene)과 소금물을 전기분해하여 얻는 염소(CI2)이다. 즉, 화석연료의 원유에 의존하는 부분이 전체의 43% 정도이고 나머지 57% 정도는 소금에 의존.

이러한  PVC 재질의 원료를 열분해하려면 탈염장치를 별도로 하여야 한다.

탈염시설없이 열분해를 하게 되면 분해되는 과정에서 발생하는 염화수소가스로 인하여 반응로를 손상시킬 뿐만 아니라 생성된 연료 속에 염소성분함유로 연료유를 효율적으로 생산 사용할 수 없게 된다.


폐기물 열분해 온도

폐기물 종류

발화점

분해 온도

발열량 Kcal/Kg

PAN

340

250-280

8,300

PET

390

285-305

5,500

HDPE

340

335-450

11,110

PP

375

328-420

11,064

PE

365

420-480

6,826

PS

350

285-440

9,620

열경화성 수지 AS

366

250-280

8,600

폴리카보네이트

( Polycarbonate)

467

420-620

7,290

폴리 아마드(나일론)

(Polyamide)

390

310-380

7,370

PVC

290

200-300

4,500

EPS

(스티로폼)

490

230-300

8,500

ABS

350

425-475

7,600


아래와 같이 폐플라스틱 열분해 공정은 투입된 플라스틱 원료에 분해가 가능한 충분한 시간과 공정이 주어져야 양질의 연료유를 안정적으로 생산할수가 있고 생성된 연료유 또한 사용이 가능하게 된다.


온도범위

열분해 과정

100~150

폐기물 건조/ 수분 분리/ 수분 증발

250

탈 가스화/ 탈 황/ 탈 폴리머

350

결합 파괴/ 지방족 형성

380

방향족화 시작 (증열/탈수화 과정)

400

탄소고리 결합 파괴 시작

400~600

분해 가스 생성


-지방족 : 분자 내의 탄소원자 사슬모양의 탄화 수소 유기 화합물

-알칸을 지방족이라 하며 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8)- 통틀어 알칸이라 함

-방향족 : 분자 내 탄소원자 고리모양의 탄화 수소 유기 화합물. 벤젠, 그리고 벤젠과 구조적으로 관계 있는 화합물









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