초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
목적
○ 50톤/일급 이상 폐플라스틱 처리용 고온 연소기술 개발
- 폐플라스틱 처리용 고효율 연소시스템 개발
- 시멘트 소성로를 이용한 복합오염물질 저감 기술 개발

내용
○ 고온 연소 반응기 내부 열유동 분석 및 제작 평가
○ 폐플라스틱 투입설비 개선, 분산투입 공정개발, 정량정속 공급기술 개발
○ 시멘트 소성로 연계 공정기술개발 및 공정최적화 및 시멘트 소성공정에 대한 평가
○ 배출가스 저감기술개발 및 분석, 측정, 평가(공정내&소성로)
○ 고온

□ 연구의 목적 및 내용
목적
○ 50톤/일급 이상 폐플라스틱 처리용 고온 연소기술 개발
- 폐플라스틱 처리용 고효율 연소시스템 개발
- 시멘트 소성로를 이용한 복합오염물질 저감 기술 개발

내용
○ 고온 연소 반응기 내부 열유동 분석 및 제작 평가
○ 폐플라스틱 투입설비 개선, 분산투입 공정개발, 정량정속 공급기술 개발
○ 시멘트 소성로 연계 공정기술개발 및 공정최적화 및 시멘트 소성공정에 대한 평가
○ 배출가스 저감기술개발 및 분석, 측정, 평가(공정내&소성로)
○ 고온 연소 반응기 운전 시스템 및 유틸리트 구축
○ 폐플라스틱 50톤/일급 이상 처리 및 공정최적화(2개월 이상 연속운전 실증)
○ 플라스틱 연료의 발열량, 염소 및 중금석 분석 등 물성 평가
○ 운전 조건별 발생 혼합가스 조성분석 및 분석을 통한 운전 최적화
○ 폐플라스틱 연소 전용 고온 플라즈마 발생기 개발(30kW급)
○ 플라즈마 발생기 성능평가, 구조최적화 및 내구성향상 효율 개선 연구
○ 플라즈마 발생기의 안정성 및 신뢰성 평가
○ 실증용 플라즈마 발생기 및 전원장치 구축
○ 고온 연소 시스템 폐플라스틱 가스화 실증 연구

□ 연구개발성과
○ 논문 : 1건
○ 특허 출원 : 2건(과제 기간 내)
○ 특허 등록 : 2건(과제 종료 후 2년 이내)
○ 매출 : 2건 이상 - 2,000,000,000원 이상 (과제 종료 후 2년 이내)

□ 연구개발성과의 활용계획 (기대효과)
○ 단계별 시장 확대 전략
1단계 : 주관기업의 시멘트 소성공정을 대상으로 우선 현장 적용 및 성과 창출
• 시멘트 소성공정에 적용하여 폐플라스틱 연소시스템 실증화 & 제품화
• 개발 기술의 현장 실증 및 인검증을 통한 성능평가 결과 확보/홍보
• 실증운전을 통해 개발된 기술의 설계, 운영, 관리 표준화
• 개발 기술의 대내외 홍보, 자체 인프라 활용, 관련 기관과의 연계 강화

2단계 : 국내 시멘트 업계 적용
• 자동화 시스템을 통한 폐플라스틱 대량 처리 시스템 구축
• 폐플라스틱 사용량 증대와 석탄 사용량 감소로 경제성 확보 및 탄소 절감

3단계 : 에너지 다소비 산업으로 확대 적용 (화력발전, 제지산업, 소각로 등)
• 폐플라스틱 사용량 증대와 석탄 사용량 감소로 경제성 확보 및 탄소절감

4단계 : 총괄 주관기관 자체 해외 법인과 연계 해외시장 진출
• 해외 법인 : 베트남, 말레이시아, 싱가포르, 미얀마, 인도네시아 등
• 주요 고객군 : 시멘트사, 소각로, 전력청 등

○ 기대효과
기술적 측면
• 세계 및 국내 최초로 시멘트 소성공정에 적용하는 고온 연소시스템은 폐플라스틱을 안정적이고 경제적으로 처리하는 기술로, 화석에너지(석탄) 사용량 감소와 온실가스 배출량 감소에 대한 기술 선점 가능
• 현재 선진국의 기술들이 개발되고 상용화 중에 있으며, 이 기술은 상당한 투자비가 요구되나 이를 대체함에 따라 기술 수입 대체효과가 매우 큼

경제적 측면
• 고온 연소시스템은 좁은 공간에 높은 열용량을 집중시켜 폐플라스틱을 사전수분제거, 연소 /가스화함으로써 석탄 대체율 20% 증대 및 온실가스 배출량 감소가 가능하다.
• 배출권 감소로 원가절감을 통한 국내 시멘트 시장 경쟁력 확보 가능
• 폐플라스틱 처리량 증대 & 화석에너지 사용량 감소 가능
< 시멘트사 적용시 : 50톤/일 * 2기 * 39기 소성로 >
• 폐플라스틱 약 3,900톤/일 이상 처리
• 화석에너지(석탄) 약 2,700톤/일 이상 사용량 감소
• 온실가스 배출량 약 6,400톤/일 이상 감소

사회적 측면 (기술 개발 및 실증화에 따른 일자리 창출 효과)
• 폐플라스틱 열적 재활용량 증가에 따른 폐기물 수집 및 처리 업체 증대
• EPC 사업자 증대 : 고온 연소시스템 설계/제작/설치 및 시공/운영
• 온실가스 감축 사업자(자체감축, CDM, 컨설팅) 증가
• 고온 연소시스템 사용 사업자 운영인원 증대
• 해외사업 진출(설계/제작/설치, 기술이전, 운영 등)로 인한 일자리 증대 등

환경적 측면
• 최근 환경에 대한 관심 증가와 급격한 도시화로 환경오염 기회비용이 증가되고 있는 현 상황에서 추가적인 투자비용 없이 안전하고 친환경적으로 처리할 수 있는 신개념 기술로 경제적이고 파급효과가 큰 기술임
• 공정 중 발생되는 오염물질 및 유해가스는 기존 사용 중인 대기방지 시설을 활용 가능하므로 추가적인 투자비용 없이 친환경적 처리 가능
• 급격한 도시화로 폐플라스틱 소각·매립에 의한 환경오염과 기회비용 증가,지역 NIMBY 현상으로 국가적 환경문제가 대두되고 있어, 보다 깨끗하고 안전한 환경 속에서 생활할 수 있는 순환자원 재활용 기술임
• 폐플라스틱 처리량 증대 & 화석에너지 사용량 감소로 시멘트업종 온실가스 감축목표 달성에 기여 가능
• 온실가스 배출량 약 6,400톤/일 이상 감소

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1-1. 연구개발 목적 ... 7
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 9
• 1-3. 연구개발 범위 ... 30
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 35
• 2-1. 연구개발의 추진전략∙방법 및 추진체계 ... 35
• 2-2. 연구 내용 ... 39
• 2-3. 연구 개발 성과 ... 99
• 2-4. 연구 결과 ... 100
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 102
• 3-1. 목표 ... 102
• 3-2. 목표 달성여부 ... 102
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 105
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 106
• 4-1. 활용 계획 ... 106
• 부록 ... 118
• 끝페이지 ... 130