플라즈마활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단
플라즈마활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업단
사업내용
성상에 상관없이 폐기물 고부가가치 기초원료형태로 전환할 수 있는 기술개발
고상·액상 형태의 유기폐기물의 C2 단량체 전환 공정 플랫폼 확보
유기폐기물 전환 모델 처리 시스템 개념 개발 및 설계
C2 단량체의 고부가가치화 공정 개발
과제 주요내용
1내역'전처리/제염기술'의 기술적 이슈

· 밀도가 낮은 고상폐기물의 유동화

· 생활계폐기물의 염소와 불순물로서의 산소, 질소 제거

· 섬유계 유기폐기물의 자원화

2내역'전환공정'의 기술적 이슈

· 균일한 고온의 반응 공간 생성

· 상에 따른 반응시간/온도 최적 제어

· 높은 C2 선택도

3내역'분리/고부가화'의 기술적 이슈

· 고농도 C2 분리/생산

· 올레핀 조성의 C2-C3 전환 (고부가화)

1내역 전처리/제염 필요기술

· (유동화/불순물 제거) 폐기물 최적 공급/제염기술개발

· (섬유계 유기폐기물) 섬유계 유기폐기물 공급 최적화 기술

2내역 전환공정 필요기술

· (고온반응기) 대용량 플라즈마 공정 플랫폼 기술

· (전환시스템) C2전환시스템 및 공정해석, 기술경제성평가

3내역 분리/고부가화 필요기술

· (고농도 C2) C2 (올레핀)분리를 위한 기능성 소재개발

· (고부가화) 연속촉매 반응/재생 기술

단일 플라즈마 열분해 공정 개발을 통해 혼재 폐기물을 단일 공정으로 빠른 시간에 고가의 C2 단량체로 전환해 탄소 저감
내역 1 | 전처리/제염 기술개발
고상·액상의 폐기물 처리가 가능한 전환 기술 플랫폼 기반 자원화 설비 시스템 기술 개발 1-1. 폐기물 최적 공급·제염 기술개발

· 고상 feed 공급시 고온조건 형성을 위해 에너지 비용이 과도하게 높아지는 문제점 해소

· 고상 feed의 최적 유동화 기술 및 유동화 과정에서 염소·중금속 등의 불순물 제거

· 액상 혹은 액·고상 혼재물을 전환 반응기에 공급하기 위한 기술개발

1-2. 섬유계 유기 폐기물 공급 최적화 기술개발

· 생활계 폐기물 처리, 최종 생성물인 C2 단량체 기체의 선택도 저감방지, 탄소저감을 위한 기술개발 필요

· 대표적인 혼재물인 섬유계 feed의 유동화 공급 및 혼재물 공급 과정에서 산소·질소 등 불순물 제거

· 폐섬유내 다량으로 존재하는 산소에 의해 CO2 발생 억제 및 대량 원료화를 위한 기술개발

Technical Issues
전처리/유동화 기술
▶ Feed 전처리/공급 관련 기술적 ISSUE ·   고상 공급 시의 밀도 : 경제성 ISSUE
Solution   Feed에 따라 유동화를 통한 공급
요구 기술   최적 유동화/고.액 동시 공급 기술
·   혼재물 내 불순물 물질 제거
Solution   유동화 과정에서 제거
요구 기술   불순물 동시 제거가 가능한 유동화 기술
·   혼합재/함산소 특성의 섬유계 플라스틱의 자원화
Solution   액/고 혼합 섬유계 유동화 기술을 적용
요구 기술   최적 유동화 연계 산소 분리/제거 기술
내역 2 | 전환 공정 및 시스템화 기술개발
반응 온도·시간 제어가 가능한 플라즈마 공정 개발 및 폐플라스틱 전환 공정 개발 2-1. 폐플라스틱의 C2 전환 플라즈마 공정 플랫폼 개발

· 기존 열분해, 화학적 분해를 탈피하여 플라즈마 단일공정에 의한 다양한 화학종 형태의 반응물에 대해 C2 단량체로 전환할 수 있는 공정 기술, 대용량 플라즈마 소스 및 해석기술 개발 (플라즈마 전환 반응기 포함)

2-2. 폐유기용제 전환공정 시스템 개발 (‘23~’25)

· 혼합물 상태로 배출되는 액상 폐유기용제의 C2 단량체 전환 기술개발

2-3. C2 전환 시스템 공정해석 및 기술경제성 평가

· 공정해석 기반 최적 공정통합 방안 도출 및 기술경제성 평가

· 기술경제성평가 기반 최적 통합공정 도출 및 전과정 온실가스 감축량 산정

· 폐플라스틱 등을 다양한 원료 및 공급상 (Phase)으로부터 C2 제품 생산을 위한 전처리-플라즈마 활용 전환-분리 최적 통합공정 도출, 기술경제성 및 온실가스 감축량을 포함한 전 과정 환경영향평가

내역 3 | 분리·고부가화 기술
수소와 C2 단량체로 구성된 전환 공정 생성물에서 수소 분리, C2 단량체의 활용방안 발굴 3-1. 에너지 저감형 C2 올레핀 분리 기술개발

· 기존 냉동증류에 의한 분리공정을 통해 에틸렌 생산하는 방식에서 탈피한 에너지 저감형 분리공정 개발

· 고성능의 수소/C2 분리 소재 개발 (상온 분리가 가능한 흡착제 개발)

· 경질 나프타 대체가 가능한 올레핀 분리 기술 개발

※ 나프타 (기본) > 경질나프타 > 에틸렌 (PE·PVC), 프로필렌 (PP)

3-2. 고효율 C2-C3 interconversion 연속 촉매 반응/재생 기술 개발

· 플라즈마 전환 에틸렌 유래 프로필렌 생산 연속 촉매 반응/재생 기술 개발