초록 ▼

□ 개발목표
- 계획 : 카본블랙 생산 공정 기술개발 : 열분해 잔유물의 C (카본) 성분 95% wt 이상
- 실적 : 시험성적서

- 계획 : 미분쇄화 기술개발 : 미분쇄화 5㎛ 이하 70% 이상
- 실적 : 시험 결과

- 계획 : 잔류물 활성탄소화 수율 : 90%이상
- 실적 : 실험 수행

- 계획 : 100kg/hr 급 다단열분해/가스화 설비를 이용한 폐타이어 고상잔류물 생산 기술개발
- 실적 : 시작품 및 설계자료

- 계획 : 50kg/hr 고순도

□ 개발목표
- 계획 : 카본블랙 생산 공정 기술개발 : 열분해 잔유물의 C (카본) 성분 95% wt 이상
- 실적 : 시험성적서

- 계획 : 미분쇄화 기술개발 : 미분쇄화 5㎛ 이하 70% 이상
- 실적 : 시험 결과

- 계획 : 잔류물 활성탄소화 수율 : 90%이상
- 실적 : 실험 수행

- 계획 : 100kg/hr 급 다단열분해/가스화 설비를 이용한 폐타이어 고상잔류물 생산 기술개발
- 실적 : 시작품 및 설계자료

- 계획 : 50kg/hr 고순도 카본블랙 및 활성탄 생산을 위한 탄화로 개발
- 실적 : 시작품 및 설계자료

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 카본블랙 순도
- 계획 : 95[wt.%]
- 실적 : 시험성적서
2. 미분쇄화
- 계획 : 5㎛ 이하
- 실적 : 실험수행
3. 활성탄소화 수율
- 계획 : 90
- 실적 : 실험수행
4. 활성탄 내부표면적
- 계획 : 700[m2/g]
- 실적 : 시험성적서
5. 잔류물 생산용량
- 계획 : 100[kg/hr]
- 실적 : 시작품 및 설계자료
6. 탄화로 용량
- 계획 : 50[kg/hr]
- 실적 : 시작품 및 설계자료

□ 기대효과
◦ 기술적 측면
- 카본 블랙을 25%가량 함유하고 있는 폐타이어를 원료로 하여 열분해 및 고순도 정제 기술을 통해 카본 블랙을 생산하여 폐타이어의 고부가가치 활용 기술 및 자원 순환 기술 확보.
- 폐기물 가스화/원료생산/발전 기술 확립으로 인한 에너지 생산 국산 기술 확보
- 발생된 합성 가스를 활용하여 기존 보일러에 적용하거나 발전용 엔진에 적용하는 합성가스 이용기술 개발
- Ash slagging 이 포함된 폐기물 및 석탄 가스화 복합 발전 기술 관련 노하우 확보(Spin-off 기술)

◦ 산업·경제적 측면
- 폐기물 처리비용 및 연료/에너지 비용 절감
- 기술 개발을 통한 독자적 공정의 해외 수출 및 수입 대체 - 세계 카본 블랙 시장(2008년 현재 11억불 규모 )의 10% 점유 시 약 1조 3000억 정도의 수출 가능
- 폐기물 합성가스를 보일러에 적용 시 약 1백만toe/년의 에너지 절감 (Spin-off 기술 적용 시)
- 기술 개발을 통한 독자적 공정의 해외 수출 및 수입 대체
- 현재 국내 카본 블랙 시장 규모는 2005년 기준 고무용 카본블랙 2695억원 특수용의 경우 457억에 달함.
- 처리 대상으로 여겨지는 폐기물을 에너지원 및 원료 물질로 활용

□ 적용분야
◦ 고순도 카본블랙
- 국내·국외 타이어 및 고무 제조업체 : 타이어 및 고무 생산시 내마모성, 내충격성의 강도를 놓이기 위한 첨가물
- 국내·국외 잉크, 페인트 및 프린터 토너 제조업체 : 잉크, 페인트 및 프린터의 토너 생산시 흑색 착색제 등으로 활용.
- 국내·국외 플라스틱 제조업체 : 고분자 컴파운드 및 Sheet 생산시 도전성 재료로 활용

◦ 활성탄
- 국내·국외 수처리 업체 : 정수, 폐수, 초순수 (냄새, 유기물(COD, BOD), 잔류염소, THM(Tri-halo methane), Oil 및 농약성분 제거)
- 국내·국외 염료 업체 : 순도향상, 탈색, 탈취, 안전성 향상
- 국내·국외 의약품 제조업체 : 중간체 정제, 부반응 금지, 콜로이드 제거
- 국내·국외 대기오염 방지 업체 : 다이옥신 흡착, 탄화수소 흡착 산성 및 염기성 가스 흡착
- 국내·국외 원유 및 석유 정제업체 : 원료가스 정제, 각종 용제회수, 정제

(출처 : 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 서 (초 록) ... 3
• 목차 ... 5
• 제 1 장. 개발기술의 개요 ... 7
• 제 1 절. 대상기술 (또는 제품)의 개요 및 개발 필요성 ... 7
• 1. 기술개발 ... 7
• 2. 개발 필요성 ... 8
• 제 2 절. 기술개발 후 예상되는 효과 및 활용방안 ... 10
• 1. 기술개발 효과 ... 10
• 2. 개발기술 활용방안 ... 11
• 제 3 절. 관련기술 현황 ... 12
• 1. 국내․외 관련기술의 현황 ... 12
• 2. 기술개발 개요 ... 19
• 3. 국내․외 시장 현황 ... 21
• 4. 국내·외 주요시장 경쟁사 ... 27
• 5. 국내․외 지식재산권 현황 ... 27
• 6. 기술개발 차별화 및 선행특허 회피 전략 ... 29
• 제 2 장. 개발목표 및 개발내용 ... 32
• 제 1 절. 실험실 규모 기초연구 ... 32
• 1. 기초실험을 통한 기술개발 목표 ... 32
• 2. 기초실험을 통한 기술개발 내용 ... 33
• 3. 기초연구 및 실험 결과 ... 37
• 4. 실험장치 및 Sample ... 58
• 5. 한국타티어 금산공장 제공 건식 실험장치 및 Sample ... 62
• 6. 습식 실험 결과 ... 64
• 7. 실험 장치 및 방법 ... 65
• 8. 2차 습식실험에 사용한 초자 실험기구 및 실험 방법 ... 66
• 제 2 절. 공정 모사 시뮬레이션 ... 77
• 1. Aspen Plus를 이용한 공정 모사 시뮬레이션 ... 77
• 2. StanJan을 이용한 폐타이어의 황 제거 화학평형 계산 ... 80
• 3. CFD 유동 및 온도분포 모델링 ... 89
• 4. 공정 모사 시뮬레이션 연구 결론 ... 96
• 제 3 절. 100kg/hr 기존 Pilot scale 설비 실험 ... 97
• 1. 기존 Pilot scale 다단 열분해 설비 실험 ... 97
• 제 4 절 로타리 킬른 타입 2단 열분해 탄화로 설계 및 구축 ... 111
• 1 열분해로 및 탄화로 (50kg/hr) 설계 ... 111
• 2. 폐타이어 열분해 및 카본블랙의 재생 (정제)를 위한 필요 열량 계산 ... 119
• 3. 열분해로 및 탄화로 (50kg/hr) 설비 구축 ... 123
• 4. 로타리 킬른 타입 열분해로 탄화로 (50kg/hr) 운전 ... 139
• 제 3 장. 성과 요약 및 기대효과 ... 152
• 제 1절. 연구 성과 요약 ... 152
• 1. 온도 및 체류시간에 따른 고, 액, 기상의 수율 변화 실험 수행 ... 152
• 2. 카본블랙의 구조 측정 ... 152
• 3. 소석회를 이용한 탈황 실험 수행 ... 152
• 4. 열분해 실험 결과 요약 ... 152
• 5. 습식 실험 결과 요약 ... 153
• 6. 공정모사 및 화학평형 계산 요약 ... 153
• 7. CFD 로타리 킬른 타입 열분해 탄화로 (50kg/hr) 모델링 요약 ... 154
• 8. 100kg/hr 기존 Pilot 설비 실험 ... 154
• 9. 열분해로 및 탄화로 설계 및 제작 ... 154
• 10. 로타리 킬른 타입 열분해 탄화로 (50kg/hr) 운전 ... 155
• 11. 미분쇄화 (5㎛ 이하) 생산을 위한 분쇄기 (볼밀) 운전 ... 155
• 12. 활성 탄소화 수율 및 활성탄 생산을 위한 스팀 열분해 실험 ... 155
• 제 2절. 기대효과 ... 156
• 1 기술적 측면 ... 156
• 2. 산업·경제적 측면 ... 156
• 3. 고순도 카본블랙 ... 157
• 4. 활성탄 ... 157
• 5. 기대효과 요약 ... 157
• 6. 활용방안 ... 158
• 사업화 제품 종류 (폐타이어 1차 열분해 생성물 : 불순물 : 20~10%, 단가 : 100~ 300원/kg) ... 158
• 8. 경제성 분석 (폐타이어 열분해 자원화) ... 159
• 끝페이지 ... 159