• 제목/요약/키워드: Plastic waste

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재활용 PP와 박리 그래핀을 이용한 3D 프린터용 원사의 제조 및 3D 프린터를 이용한 성형 (Production of 3D Printer Filament Using Exfoliated Graphene and Recycled PP Composite and Their Application to 3D Printing)

  • 이재유;이제욱;이경진
    • 공업화학
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    • 제32권2호
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    • pp.157-162
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    • 2021
  • 본 연구에서는 1축 extruder를 원사 압출 장비로 사용하여 재활용 폴리프로필렌(rPP)으로 3D 프린터용 원사를 제조하였고, 전기화학적 박리 그래핀을 rPP 대비 10, 20 wt%로 첨가하여 그래핀 복합체 원사를 제조하였다. 전기화학적 박리그래핀은 그 분산도가 우수하여 균일한 rPP/그래핀 복합체 원사 제조를 가능하게 하였다. 그래핀의 함량이 증가할수록 열분해 속도 등 열적 성능이 향상되었다. 기계적 물성 또한 rPP 대비 그래핀 함량이 10 wt%일 때 증가하였는데, 20 wt%에서는 오히려 기계적 물성이 감소하는 것을 볼 수 있었다. 제조한 원사들을 사용하여 상용 3D 프린터를 통해 3D 성형체를 성공적으로 제조할 수 있었으며, 폐플라스틱을 재활용하여 제조하였기 때문에 환경적, 경제적으로 이점을 가질 것으로 기대된다.

벤치 규모 연속반응시스템에서 저급 열분해유 분해반응에 대한 반응온도 프로그램의 영향 (Effect of Reaction Temperature Program on Thermal Degradation of Low-quality Pyrolytic Oil for Bench-scale Continuous Reaction System)

  • 이경환;남기윤
    • 청정기술
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    • 제15권3호
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    • pp.186-193
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    • 2009
  • 본 연구에서는 상용운전 중에 있는 반연속식 로터리 킬른형 열분해반응기에 지자체에서 발생되는 필름형 혼합 폐플라스틱을 투입한 후 열분해하여 얻은 저급의 열분해유를 세 형태의 반응온도 프로그램에서 분해반응시키고, 여기에서 얻어지는 생성유의 특성을 논의하였다. 원료인 저급 열분해유의 특성은 원소분석 및 발열량 분석, SIMDIST 분석으로 확인하였고, 각 반응온도 프로그램에 따른 분해반응 결과는 각 성분의 수율분포, 액상 생성물의 누적수율과 생성비 등으로 논의하였다. 연구결과는 한 단계 반응온도 프로그램에 비해 다단계 반응온도 프로그램의 경우가 원하는 생성물인 오일수율이 높았고, 상대적으로 잔류물의 수율은 낮게 나타났다. 연속적인 열분해반응에서 반응온도 프로그램은 생성물의 수율분포 등 생성유 특성에 많은 영향을 주었다.

주요 건설폐기물의 재활용 저해요인 도출을 통한 현장 건설폐기물 처리 프로세스 개선 방안 (Disposal Process Improvement of Construction Waste through Identifying Factors Obstructing Reduction and Recycle of Construction Wastes)

  • 김재문;김지혜;차희성;신동우
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.77-86
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    • 2008
  • 최근 국내외적으로 친환경에 대한 국제적인 관심이 증가됨에 따라, 건설 산업 측면에서도 친환경적인 생산시스템 구축을 위한 노력이 요구되고 있다. 이에 부응하기 인해 건설폐기물 재활용과 관련하여 다양한 실무와 연구가 진행되고 있지만, 현장조사결과 '건설현장'과 '폐기물 처리업체'에서 수행하고 있는 폐기물 처리과정 및 처리방안이 상호 효과적으로 지원하고 있지 못하여 폐기물 재활용 저해요소로서 작용하고있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 건설폐기물의 재활용을 활성화시키는 방안으로써, '건설현장'과 '폐기물 처리업체'의 건설폐기물 처리과정에서 폐기물 재활용을 저해하는 요인을 도출하고, 이를 기반으로 개선방향을 제시하고자 한다. 이러한 연구목표를 달성하기 위해, 먼저 광범위한 문헌조사를 통해 대표적인 건설폐기물 종류(폐 콘크리트, 폐 아스팔트, 폐 토사, 폐 벽돌, 폐 합성수지, 폐 목재)를 선정하였고, '건설현장'과 '폐기물 처리 업체'를 대상으로 전문가 면담을 실시하여, 이들 개별 폐기물의 처리과정 조사를 통해서 폐기물 재활용 저해요인을 조사하였다. 또한, 전문가 면담 결과로 파악된 폐기물 재활용 저해요인을 설문조사를 통해 중요도 및 우선순위를 파악하였다. 이를 기반으로 현행 건설폐기물 처리 프로세스를 개선함으로써, 재활용 효율화 방안을 제시하였다.

혼합폐플라스틱의 열분해를 통한 회수오일의 이용가능성 평가 (Assessment of Practical Use of Recycling Oil from the Pyrolysis of Mixed Waste Plastics)

  • 배재근;김영신;조창호
    • 에너지공학
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    • 제14권2호
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    • pp.159-166
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    • 2005
  • 국내에서 폐플라스틱 발생량은 증가하고 있지만 이에 대한 처리방법 및 재활용은 부족한 실정이다. 하지만 최근에 플라스틱과 같은 고분자물질의 처리 방법으로 열분해기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 혼합폐플라스틱의 처리 및 생성되는 재생유의 이용가능성을 평가하기위해 폐플라스틱의 각 재질별 TGA와 DCS분석을 통한 열분해특성 파악과 재생유의 품질검사 및 성상분석을 통한 이용가능성을 평가하였다. 온도변화에 대한 재질별 플라스틱의 열분해는 PP, LDPE, HDPE, PET, PS,기타 순으로 이루어짐을 확인할 수 있었다. 이러한 각 재질별 플라스틱의 열분해 특성을 기초로 하여 혼합폐플라스틱의 열분해처리 조건을 설정하였고, Batch식 열분해 플랜트를 가동하며 혼합폐플라스틱을 처리하였다. 열분해 처리시 발생되는 가연성가스를 포집, 냉각 및 정제과정을 거쳐 오일을 생산하고, 시중에서 판매되고 있는 연료유와 재생유를 한국산업규격의 석유품질검사법에 준하여 분석하였다. 재생유의 품질은 낮은 인화점을 제외하고는 모두 품질기준에 적합한 것으로 분석되었고, 연료유와의 성상을 비교한 결과 등유와 경유 중간의 성상을 나타내었다. 따라서 혼합폐플라스틱을 열분해 처리해 생성된 오일은 연료유로 이용이 가능하므로 신재생에너지로 활용이 충분할 것으로 확인되었다.

가연성 폐기물 에너지화의 외부편익 : 조건부 가치측정법의 적용 (The external benefit of combustible waste-to-energy: A contingent valuation study)

  • 임슬예;김호영;유승훈
    • 에너지공학
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    • 제22권3호
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    • pp.270-282
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    • 2013
  • 기후변화 및 화석연료 고갈에 대한 국가적 대응 차원으로 가연성 폐기물 에너지화가 진행되고 있다. 가연성 폐기물 에너지화란 비닐, 종이와 같은 폐기물을 전용보일러나 발전소에서 전기나 열을 생산하는 데 연료로 사용 할 수 있도록 고형연료로 제조하여 에너지로 전환하는 것이다. 본 논문은 조건부 가치측정법(CVM, Contingent Valuation Method)을 적용하여 폐기물에너지가 전체 에너지 소비에서 차지하는 비중을 현재의 1.89%에서 2020년까지 5%로 확대하는 정책의 시행으로부터 발생하는 외부적 편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 지불의사액(WTP, willingness to pay)을 도출하고자 서울시 500가구를 대상으로 면대면 설문조사를 실시하여 CVM을 적용하였다. 지불의사 유도방법으로 1.5경계 양분선택모형과 영(0)의 WTP를 처리하기 위한 스파이크 모형을 결합한 분석모형을 적용한 결과 폐기물 에너지화에 대한 매월 가구당 평균 WTP는 2,724원으로 유의수준 5%에서 통계적으로 유의하게 추정되었다. 이를 서울시 전체로 확장하면 연간 137억원에 달한다.

폐 중형 (40인치와 42인치) LCD (Liquid Crystal Display) 제품 해체 후 분리된 유가자원에 대한 분석 (Analysis for Valuable Materials Disassembled from 40- and 42-inched Waste LCDs (Liquid Crystal Displays))

  • 박헌수;김용;홍현선
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권2호
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    • pp.42-48
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    • 2016
  • 국내 전자 디스플레이 산업의 고도화된 기술과 평판 디스플레이 제품의 글로벌 점유율은 세계 최고 수준이지만 사용 후 버려지는 폐 디스플레이 제품에 대한 재활용 기술 및 재활용 현황은 아직 글로벌 리더 수준에는 못 미치고 있다. 평판 디스플레이 제품의 짧은 순환주기를 고려할 때, 폐 디스플레이 제품의 재자원화는 전 세계적으로 경제와 환경측면에서 이슈가 되고 있다. 본 연구는 향후 폐 LCD (Liquid Crystal Display) 제품 재활용 플랜트에서 활용할 수 있는 재자원화 데이터베이스를 구축하기 위한 기초연구로 40인치와 42인치 크기의 폐 LCD 제품의 분리해체 방법과 해체 모듈과 부품에서 회수 가능한 유용자원의 종류와 구성비를 분석하였다. 폐 LCD 해체 분석결과를 보면 무게비로 플라스틱은 약 22%, PCB (Print Circuit Board)는 약 9%, 패널부는 약 34%, 이 외 금속류를 포함한 기타는 약 35%의 구성비를 가지고 있었다. 본 연구에서 얻어진 폐 LCD 데이터베이스는 폐 제품의 재활용률 향상은 물론 효율적 재자원화를 통한 경제적 해체 공정 시스템을 구축하는데 기여할 것으로 판단된다.

수도권 및 강원지역 도시고형폐기물의 조성과 물리·화학적 특성연구 (The study of the Composition and Physico-chemcal Characteristics of MSW in urban and gangwon area)

  • 이건주
    • 유기물자원화
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    • 제16권3호
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    • pp.65-74
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    • 2008
  • 본 연구에서는 서로다른 4지역의 도시 생활 쓰레기의 성상 및 물리 화학적 조성을 조사 하였다. 생활 쓰레기 연료화시설 설치 및 자료확보 차원 매립장 관리차원에서 매우 필요한 연구이다. 평균 밀도는 $79{\sim}199.8kg/m^3$ 범위내의 결과를 얻었다. 생활 쓰레기는 8.87%의 음식물류, 38.8%의 종이류, 34.12%의 플라스틱류 및 비닐류, 7.16%의 섬유류, 0.96%의 목재류 1.3%의 고무 및 가죽류 등으로 구성되어 있다. 생활쓰레기의 대부분은 음식물, 종이류, 플라스틱류 등으로 이루어져 있으며 94% 정도가 가연 성분이다. 삼성분 분석에서는 17.38%의 수분 및 69.03%의 가연분 그리고 6.24%의 회분으로 이루어져 있다. 원소분석결과는 탄소 산소 수소 순으로 이루어져 있다. 생활쓰레기의 저위 발열량은 2973.8kcal/kg 이며 고위 발열량은 5209.94 kcal/kg 결과를 얻었다.

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Impact of Media Type and Various Operating Parameters on Nitrification in Polishing Biological Aerated Filters

  • Ha, Jeong-Hyub;Ong, Say-Kee;Surampalli, R.
    • Environmental Engineering Research
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    • 제15권2호
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    • pp.79-84
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    • 2010
  • Three biological aerated filters (BAFs) composed of a PVC pipe with a diameter of 75 mm were constructed and operated at a waste-water temperature at $13^{\circ}C$. The media used for each BAF were: 5-mm gravel; 5-mm lava rock; 12.5-mm diameter by 15-mm long plastic rings, all with a media depth of 1.7 m. The feedwater, which simulated the effluent of aerated lagoons, had influent soluble chemical oxygen demand (sCOD) and ammonia concentrations of approximately 50 and 25 mg/L, respectively. For a hydraulic retention time (HRT) of two hours without recirculation, ammonia percent removals were 98.5, 98.9, and 97.8%, for the gravel, lava rock, and plastic rings, respectively. By increasing the effluent recirculation from 100 to 200% for an HRT of one hour, respective ammonia removals improved from 90.1 to 96, 76.5 to 90, and 65.3 to 79.5% for gravel, lava rock, and plastic rings. Based on the ammonia and sCOD loadings for different HRTs, the estimated maximum ammonia loading was approximately 0.6 kg $NH_3-N/m^3$-day for the three BAFs of different media types. The zero-order biotransformation rates for the BAF with gravel were found to be higher than the lava rock and plastic ring media. The results ultimately showed that BAF can be used as an add-on system to aerated lagoons or as a secondary treatment unit to meet ammonia discharge limits.

국내 포장 폐기물에 따른 재질별 재활용 공정 현황 및 재활용 문제점 (The Current Status of Recycling Process and Problems of Recycling according to the Packaging Waste of Korea)

  • 고의석;심원철;이학래;강욱건;신지현;권오철;김재능
    • 한국포장학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.65-71
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    • 2018
  • 생산자 책임 재활용제도(EPR)의 재활용의무대상 품목은 포장재군에 따라 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지포장재 구분되어질 수 있다. 폐종이팩의 경우 압축된 종이팩을 해리하여 폴리에틸렌 필름 및 기타 이물질을 분리하고 세척, 분쇄, 건조과정을 거쳐 화장지 원단으로 제작한 후 다양한 화장지로 가공 생산하고 있다. 그러나 알루미늄 호일이 첩합된 종이팩은 재활용 공정 중 잔유물이 발생하여 화장지의 품질을 저해하고 제품 편의성을 위해 부착된 마개, 스트로우와 같은 새로운 성형구조의 제품들은 재활용 공정에서 수작업의 과정을 추가하여 재활용 수율을 낮추는 문제점이 있다. 유리병은 재사용과 재활용으로 구분가능하며 재사용은 주류, 음료병들이 대상이고 재활용은 1회용 유리병이나 깨진 유리병을 대상으로 하고 있다. 유리병 재활용은 폐유리병 회수 과정, 이물질 제거, 색상별 분류, 파쇄, 원료화 과정을 거쳐 제병업체에 공급되며, 철금속성분 제거, 저비중 물질 제거 등을 제외하고 대부분 수작업에 의존한다. 유리병은 무색 계열, 갈색 계열, 녹색 계열의 색상이 주를 이루고 있으며 재활용 과정에서 주된 3색 이외의 색상의 경우 재생원료의 품질을 저해시키는 원인이 되고 있다. 합성수지 라벨의 다량 접착제와 병의 직접 인쇄는 잉크의 색상에 의하여 품질저하가 발생하며, 유리병에 사용되는 플라스틱 마개 또한 재활용 공정에서 이물질 제거과정을 어렵게 한다. 금속캔은 자동선별기를 통해서 철캔과 알루미늄캔을 분류한 후 압축하여 용광로를 통해 철, 알루미늄으로 재생산된다. 재활용 공정에서 가공육 알루미늄 캡의 플라스틱 뚜껑은 선별이 어렵기 때문에 플라스틱 뚜껑을 사용하지 않거나 분리 배출할 수 있는 방안이 필요하며 금속캔 또한 금속이 아닌 마개, 라벨이 재활용 공정에서 수작업 공정을 추가로 필요하게 하고 있다. 합성수지 포장재 중 복합재질의 경우 선별된 압축품을 파쇄한 뒤 용융성형을 통한 물질 재활용, 열분해를 통한 유화, 압축성형을 통한 고형연료 제조단계를 통해 재생제품을 생산하며, 단일 합성수지는 자력선별, 풍력선별, 비중선별 등 다양한 방법을 통해 선별공정을 거처 압축, 파쇄, 세척, 용융압출, Pellet 형태의 재생 원료를 만드는 물질 재활용 과정을 거친다. 종이, 금속 라벨, 복합재질 리드 등은 합성수지 재활용에 문제를 발생시키는 요인으로 비중 1미만의 비수분리성 접(참)착식 라벨의 경우가 이에 해당한다. 이 연구를 통해 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지의 재활용 공정 모두 재활용 대상과 다른 물질의 유입이 재활용공정을 방해하거나 재활용 비용, 시간을 증대시키고 있음을 확인하였다. 각 포장재별로 종이팩 포장재의 스트로우를 비롯한 합성수지 성형구조물과 금속과 유리병 포장재의 이물질을 포함한 라벨과 마개 및 잡자재 그리고 합성수지 포장재의 금속, 종이 복합재질이 이에 해당하였다. 따라서 재활용 산업의 활성화를 위해서는 제품이나 포장재의 설계 단계에서부터 재활용에 용이한 재질 구조가 요구되어지며, 정부차원의 지원과 관련 법 제도 개선이 필요하다.

이산화탄소 기반 플라스틱 열분해 수소 생산 공정: 지속가능한 폐어망 재활용 (Carbon Dioxide-based Plastic Pyrolysis for Hydrogen Production Process: Sustainable Recycling of Waste Fishing Nets)

  • 김유림;이슬기;정성엽;이재원;조형태
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권1호
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    • pp.36-43
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    • 2024
  • 폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO2 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H2를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO2 기반 하 Ni/SiO2 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H2로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N2 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N2 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H2를, CO2 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H2를 생산 가능했다. CO2 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H2 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO2 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO2를 포집 후 활용함으로써, N2 기반 열분해에 비해 CO2 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO2 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.