• 제목/요약/키워드: Polyethylene Pyrolysis

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TGA와 Py-GC/FID를 이용한 Al-MCM-48상에서 HDPE의 촉매(觸媒) 열분해(熱分解) (Catalytic decomposition of HDPE over Al-MCM-48 using TGA and Py-GC/FID)

  • 김영민;김승도;박영권;김지만;전종기
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권5호
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    • pp.17-25
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    • 2006
  • 본 연구는 Al-MCM-48을 이용하여 HDPE를 촉매 분해하는 것으로, Al-MCM-48의 촉매 활성을 Al-MCM-41, Beta, ZSM-5와 비교하였다. Al-MCM-48를 사용한 열분해 활성은 무촉매 열분해의 활성보다 매우 높았다. 다른 촉매와 비교했을 때 Al-MCM-48의 활성화 에너지는 거의 차이가 없었다. 촉매의 점진적인 비활성화 경향도 조사하였다. ZSM-5와 Al-MCM-48은 Al-MCM-41과 Beta보다 비활성화 경향이 낮았다. Py-GC/FID(pyrolyzer)를 이용하여 열분해 생성물의 특성에 대하여 분석하였다. 그 결과 ZSM-5 촉매를 사용한 경우에는 $C_1-C_4$ 범위의 기상 생성물이 많이 생성되었다. Al-MCM-41과 Beta를 사용한 경우에는 주로 $C_5-C_{12}$ 범위의 화합물이 생성되었다. Al-MCM-48은 다른 촉매들에 비해 $C_5-C_{22}$ 범위의 오일 생성물에 대해서 높은 선택도를 나타내었다.

MCM-41 촉매 합성법이 선형 저밀도 폴리에틸렌의 촉매 열분해 동역학에 미치는 영향 (Effect of MCM-41 Preparation Methods on the Kinetics of Catalytic Pyrolysis of Linear Low Density Polyethylene)

  • 박영권;김주식;전종기;임정은;김지만;유경선
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.122-126
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    • 2005
  • Al-MCM-41의 제조방법이 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 촉매 분해 활성에 어떠한 영향을 주는지 조사하였다 이를 위해 Al-MCM41은 직접 합성법(Al-MCM41-D)과 후처리법(Al-MCM-41-P)의 두 가지 방법으로 제조되었으며, XRD, BET, $NH_3\;TPD,\;^{27}Al$ MAS NMR 등을 이용하여 이들 촉매 특성을 규명하였다. TGA 동역학 방법을 사용하여 Al-MCM-41-D와 Al-MCM-41-P의 LLDPE촉매 분해 활성화 에너지를 구한 결과 각각 197.54, 174.26 kJ/mol로 나타났다. 이처럼 시-MCM-41-P가 시-MCM-41-D보다 촉매 활성이 높은 이유는 접근 가능한 산점수가 훨씬 많고 상대적으로 기공 크기도 작은 것에 기인한 것으로 여겨진다.

선형 저밀도 폴리에틸렌과 폐목재 우드칩 혼합열분해의 열중량 특성 분석 (Analysis on Thermogravimetric Characteristics about Copyrolysis of Waste Wood Chip and Linear Low Density Polyethylene)

  • 이영만;배우근;박영권
    • 공업화학
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    • 제22권1호
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    • pp.87-90
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    • 2011
  • 열 중량 분석기를 이용하여, 상온에서부터 $600^{\circ}C$까지 10, 20, and $30^{\circ}C/min$의 승온 속도로 바이오매스/플라스틱 혼합물의 혼합열분해를 수행하였다. 바이오매스는 폐목재 우드칩(WWC)을 사용하였고, 플라스틱은 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 시료로 사용하였다. LLDPE 단독 분해시 $430{\sim}550^{\circ}C$, WWC 단독 분해시는 $230{\sim}600^{\circ}C$에서 분해되었으나, 두 가지 시료를 혼합하여 혼합열분해 한 결과, WWC에 해당하는 분해 온도는 일정한 반면 LLDPE 분해구간의 분해온도가 상승하였다. 이러한 실험결과는 높은 온도범위에서 LLDPE와 WWC이 혼합열분해 되는 동안에 상호작용이 일어났음을 의미한다.

수지첨가제와 실리카알루미나 계열 무기물이 LDPE 수지의 열분해에 미치는 영향 비교 연구 (A Comparision Study of LDPE Pyrolysis over Resin Additives and Inorganic Compounds of Silica Alumina Type)

  • 박영철;최주홍;김남경
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.596-602
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    • 2006
  • 저밀도폴리에틸렌에 첨가되는 무적제와 장수제가 수지의 열분해에 미치는 영향과 폐수지에 함께 포함되어 수집되는 황토 성분 및 촉매로서의 실리카-알루미나 계열의 무기물이 수지의 연료유 변환 반응에 미치는 영향을 열분석기(열중량분석기, 시차주사열량계)와 배치형 반응기에서 살펴보았다. TGA 실험에서 무적제, 장수제, 황토의 첨가는 LDPE 만의 열분해에 비하여 최대열분해속도 온도($T_{max}$)를 증가시켰다. 실리카알루미나 계열 무기물은 활성백토, 규조토, 벤토나이트, 퍼라이트, 고령토 순으로 반응속도를 증가시켰다. DSC 실험에서 무적제와 황토가 첨가되면 LDPE 수지만의 경우보다 융해열과 열분해열을 낮추는 효과를 보였다. 실리카-알루미나 계열에서는 벤토나이트 첨가 시가 융해열을 20% 정도, 열분해열은 25% 정도 감소시켰다. 회분식 반응기에서 황토를 첨가 할 경우 초기 연료유 생성 속도는 다소 낮으나 최종 오일 수율은 높아지는 효과를 보였다. 실리카-알루미나 계열의 촉매에서는 벤토나이트 첨가 시가 오일 수율 향상이 높게 나타났다. 탄소분석에서는 전체적으로 무촉매 열분해실험에서보다는 무적제나 장수제 첨가 시 생성 연료유의 탄소 수가 낮은 쪽으로 이동되었다. 황토 첨가 시는 $C_{12}$ 이하의 휘발유 성분이 감소되었다. $C_{23}$ 이하의 성분 함유량은 벤토나이트, 퍼라이트, 고령토, 활성백토 첨가 시 무촉매 열분해의 경우 보다 증가하였으나 규조토 첨가 시는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 실험에 사용된 실리카-알루미나 계열의 무기물 중 벤토나이트가 열분해열과 연료유 수율 및 연료유 특성을 고려하여 가장 유효하였다.

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.