에너지硏 "폐플라스틱 1㎏당 수소 0.13㎏ 생산 실증"
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국에너지기술연구원은 조종표 박사 연구팀이 열경화성 혼합 폐플라스틱에서 고품질의 합성가스를 생산하는 데 성공했다고 29일 밝혔다.
열경화성 플라스틱은 고온에 강하고 화학적 안정성이 높아 자동차, 전자제품에 쓰이는 플라스틱에 혼합된 형태로 활용되지만, 열가소성 플라스틱과 다르게 한번 굳어지면 분해하기 어려워 재활용하기 어렵다.
매립하거나 소각해 처리하는 수밖에 없어 환경오염의 주범으로 인식된다.
연구팀은 열경화성 혼합 폐플라스틱을 수소 생산의 원료인 합성가스로 전환하는 순 산소 연소 기반 가스화 공정을 개발했다.
공기에 포함된 질소 성분을 제거해 열 손실을 최소화하고, 내부에 공급된 열이 외부로 빠져나가지 않도록 하는 축열식 용융로 기술을 적용해 1천300도에 이르는 고열을 지속 공급하는 체계를 마련했다.
이를 통해 원료 투입에서 전처리, 가스화까지 이어지는 연속 공정을 구현했다.
공정 부산물인 타르의 양도 획기적으로 줄였다.
타르는 강한 점성으로 인해 공정 라인에 들러붙고 지속적인 운전을 방해한다.
이를 제대로 분해하려면 1천도 이상의 열이 필요하지만, 일반 폐플라스틱 분해 공정에서는 800도 이내의 열을 활용하기 때문에 타르가 다량 발생하는 문제가 있었다.
연구팀은 연속 공정을 통해 초고온 상태를 유지함으로써 별도의 정제 장치 없이도 타르 발생량을 0.66㎎/N㎥(노멀 입방미터 당 밀리그램) 수준으로 줄이는 데 성공했다. 이는 화학연료 합성 공정에 쓰이는 합성가스 타르 농도 요구치(10㎎/N㎥)의 10분의 1에도 못 미치는 수치다.
개발한 공정은 하루 1t의 열경화성 혼합 폐플라스틱을 처리할 수 있는 규모의 파일럿 플랜트(시범 실증시설)에서 실증했으며, 혼합 폐플라스틱 1㎏당 0.13㎏의 수소를 생산할 수 있다.
조종표 박사는 "공정 규모를 2t급으로 격상해 상용화를 위한 후속 연구를 진행할 계획"이라고 말했다.
jyoung@yna.co.kr
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