초록 ▼

□ 연구개요
바이오매스의 열분해로 얻어지는 바이오오일은 산소성분이 많고 반응성이 강하여 저급연료로만 사용할 수 있음. 이러한 바이오오일을 석유계에서 유래된 연료와 같이 혼합 처리하면 석유계 연료에 다량 함유되어 있는 수소성분으로 인해 최종 오일내의 산소성분은 감소하고, 전체적으로 오일 특성이 향상됨. 특히 적절한 촉매를 이들의 혼합처리에 적용하면 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 (BTEX)과 같은 물질의 생성을 크게 증가시킬수가 있음. 또한 촉매 내의 코크 함량도 감소하여 촉매공정의 안정성을 향상시킬수 있음.

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□ 연구개요
바이오매스의 열분해로 얻어지는 바이오오일은 산소성분이 많고 반응성이 강하여 저급연료로만 사용할 수 있음. 이러한 바이오오일을 석유계에서 유래된 연료와 같이 혼합 처리하면 석유계 연료에 다량 함유되어 있는 수소성분으로 인해 최종 오일내의 산소성분은 감소하고, 전체적으로 오일 특성이 향상됨. 특히 적절한 촉매를 이들의 혼합처리에 적용하면 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 (BTEX)과 같은 물질의 생성을 크게 증가시킬수가 있음. 또한 촉매 내의 코크 함량도 감소하여 촉매공정의 안정성을 향상시킬수 있음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 다양한 종류의 석유계 물질과 바이오매스 유래 폐기물을 혼합하여 촉매를 적용한 결과 각각의 성분을 촉매열분해 한 것 에 비해 혼합처리 시 목표물질인 BTEX 성분이 크게 증가하였음.
- 촉매의 기공 크기, 촉매의 구조, 촉매의 산특성이 BTEX 생성에 크게 영향을 끼쳤음. 미세기공 촉매보다는 메조기공촉매가, ZSM-5 계열의 촉매가 Y, Beta 계열보다, 강산점과 산점양이 많은 촉매가, 금속성분을 함유한 촉매가 더 많은 BTEX를 생성하였음
- 혼합처리한 결과, 단독 처리한 것에 비해 코크 생성량이 감소하였음.
- 정량적 목표 {(혼합처리공정 후 얻어지는 오일의 방향족 수율)/(석유계 연료 단독 처리 수율) ≥ 0.7}는 오일슬러지와 셀룰로오스 혼합처리시 방향족 수율비: 0.81, YPW와 PET 혼합처리시 방향족수율비: 0.75 로 목표치 달성함.
- 정량적 목표 {(혼합처리공정 적용 촉매의 코크양)/(바이오매스 단독 적용 공정 촉매 코크양) ≤ 0.6}는 YPW와 PET의 혼합열분해시 코크양은 4.3wt%에서 2.1wt%로 감소하여 목표치 달성함 (2.1/4.3 <0.6)
- 10% SCI급 논문 6개 게재는 9개를 게재하여 초과 달성함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구결과 바이오매스에서 유래되는 폐기물과 석유화학공정에서 유래되는 물질과의 동시혼합촉매처리는 유용물질을 시너지 있게 생산하는데 있어 매우 중요한 것임을 알 수 있음. 보통 생활쓰레기 같은 도시쓰레기들은 석유화학공정에서 유래되는 것과 바이오매스에서 유래되는폐기물들이 혼합되어 있는 경우가 많은데 이를 분리하지 않고 동시에 처리할 수 있게 됨.
- 폐식용유, 폐유 등의 물질들도 혼합하여 바로 처리가 가능함.
- 본 연구관련된 촉매를 펠렛으로 제조하는 방안을 추가 연구하여 촉매 대량생산법을 확립할 필요가 있음.
- 본 연구개발결과를 이용하여 본 기술에 관심있는 기업과 함께 폐기물 혼합처리용 촉매 열분해 실용화 과제를 추구하고자 함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 23
• 끝페이지 ... 37