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제안 방법
- 반응이 진행되어진다. 300 °C 정도의 온도로 용융된 폐플라스틱 반응물을 열분해 시키는데 필요한 열량을 공급하는 역할을 담당하는 3차 반응기는 Fired heater 형식으로 설계되었으며, 생성 유와 비응축성 가스의 일부를 원료로 하여 시간당 600, 000 kcal의 열량을 공급할 수 있도록 제작되었다.
- 본 내용에서는 열분해 유화 Pilot Plant의 장치 구성과 주요한 운전 결과들을 살펴보고, 실증 플랜트에 대한 설계 기준, 공정 구성 및 특징, 공정흐름도 등을 간략히 소개하였다.
- 생활계의 혼합폐플라스틱으로부터 고급 대체 연료유를 생산하는 연속식의 열분해 유화 공정을개발하고 상용 플랜트의 설계기술을 확보하는 것을 최종 목표로 추진된 본 연구에서는 실험실 규모의 기초적인 열분해 실험과 10 kg/hr 규모의 Prototype Bench Scale Unit(BSU)에서 도출된 자료를 바탕으로 50 kg/hr의 Pilot Plant를 개발하여 운전하였고, 실용화 단계로서 3, 000 톤/년의 처리 용량을 가진 열분해 유화 실증 플랜트를 설계하여건설하였다.
- 실증 플랜트의 설계와 운전에 필요한 자료를 확보하기 위하여 Pilot Plant를 대상으로 관형 반응기 의성능 및 Coking 현상 방지, 고온용 펌프의 성능 테스트, 증류 설비의 성능 보완, 슬러지 반응기의 정상 작동, 열분해 제품의 특성 및 품질 분석, 장기 연속 운전 등의 가동실험을 실시하였다
- 실증플랜트의 전체적인 공정은 Fig. 1과 Fig. 2 에 나타낸 바와 같이 크게 원료의 정량공급 시스템, 용융 시스템, 반응 시스템, 슬러지 처리 시스템, 증류 시스템, 비응축성 가스의 처리 시스템, 생성유의 정제 및 저장 시스템, 기타 시스템 구성하는 것을 기본으로 하였으며, 반응공정에 사용되는 반응기로는 연속탱크교반형 반응기(CSTR)와 Fired Heater 방식의 튜브형 반응기 (Tubular Reactor)를 채택하였다.
- 열분해 유화 실증플랜트는 Table 3에 나타낸 바와 같이 원료 투입량으로 3, 000 톤/년을 기준으로 설계되었으며, 크게 용융 반응기, 분해 반응기, 튜브 반응기, 슬러지 반응기로 구성되는 반응 시스템의 온도는 310-430 °C 범위로 결정하였다. 원료 중의 열가소성 폐플라스틱 및 무기질 함량은 각각 88 %와 5 %를 기준으로 하였고, 생성유의 수율은 68 %로 예측하였다.
- 원료 중의 열가소성 폐플라스틱 및 무기질 함량은 각각 88 %와 5 %를 기준으로 하였고, 생성유의 수율은 68 %로 예측하였다. 생성유중에는 비점이 140 °C 이상인 성분이 70 % 정도 함유되어 있고, 열분해 부산물인 슬러지의 탄소 함량은 10 % 미만을 기준으로 하였다.
- 증류탑에서 얻은 상부 생성유(LGO)와 하부 생성유(HGO)의 물성 분석치를 국내의 우수재활용 품목에 적용되는 품질 인증제도인 GR 인증제에 제시된기 준과 함께 Table 1에 비 교하였다.
- 폐플라스틱 원료가 보유한 에너지에 대한 공급 에너 지 의 비 율은 Fig. 4에 소개 한 바와 같이 현 재 는 24 % 정도로 추산되었으며, 실제의 가동 단계에시는연구에서는 경유을 언료로 사용하는 관형 반응기 및슬러지 반응-기, 전기를 사용하는 열내체 오일 가열용 보일 러 및 Reboiler 가열 장치 등에 생 성유와 비응성 가스를 연료로 사용하여 자체 에너지 소비율을 15-20% 범위로 유지할 계획이다.
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