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Steam Plasma를 이용한 폐PE수지(Polyethylene Resin)의 가스화 처리연구(Ⅱ)
박현서(Hyun-Seo Park),정재관(Jae-Kwan Jung),임경완(Kyung-Wan Lim),노성기(Seong-Ki No),한고운(Go-Un Han),이상인(Sang-In Lee) 한국열환경공학회 2012 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2012 No.-
플라스틱은 가공성, 경량성, 강인성, 내부식성 착색성 및 대량생산성 등으로 인해 현대에는 전기, 전자를 비롯한 기타 여러 분야에서 꼭 필요한 재료로서 많이 사용되고있다. 이러한 플라스틱의 장점에도 불구하고 사용 후 발생하는 폐플라스틱의 처리문제가 사회적인 문제가 되고 있다 기존의 폐플라스틱 처리 방식은 대부분 매립, 재활용, 소각에 의존하였으나, 매립에 의한 처리방법은 국토 면적이 작은 우리나라로서는 매립지의 확보의 문제와 환경오염 및 지역주민의 기피 등으로 더 이상 폐플라스틱의 처리수단이 어렵고, 특히 일반폐기물과 같이 매립하였을 경우 토양 내에서 플라스틱의 자연분해속도가 늦어지며 토양의 수분이동을 방해한다. 소각은 폐기물의 감량화와 폐열회수의 이중 효과를 얻을 수 있는 일반적으로 가장 손쉬운 방법이긴 하지만 폐고무나 폐합성수지와 같은 고분자 폐기물을 직접 소각할 때에는 다량의 유해가스, 분진과 매연이 발생하는 어려움이 따른다. 이에 따라 폐플라스틱을 환경적으로 무해하면서 안정적으로 처리하는 열적 처리기술 중에서 폐플라스틱을 자원의 관점에서 재활용을 극대화할 수 있는 Steam plasma torch를 이용한 가스화 기술은 전 세계적으로 다양한 방법으로 진행되고 있는 실정이다. 이 연구는 Steam plasma torch를 이용하여 PE(Polyethylene) 수지를 가스화 기술로 syn-gas(H2+CO)를 80%이상 제조 하여 고효율 에너지화를 목적으로 연구를 진행하였다.
박현서,Park, Hyun-Seo 한국자원리싸이클링학회 2005 資源 리싸이클링 Vol.14 No.1
본 연구에서는 고상폐기물(소각재) 처리를 위해 중간 전극 (IEI, Inter-Electrode Insert)이 있는 button 형태의 고형 체형 고출력 토치를 개발하였고 폐기물처리 플라즈마설비에 적용하여 운전특성을 얻었다. 본 연구의 토치 실험 결과 비이송형 모드에서는 가스량의 증가에 따라 전압이 증가하였고, 이송형 모드에서는 가스량 변화에는 영향이 없었으나 토치와 바닥면과의 거리, 슬래그의 성분 그리고 용융 슬래그의 체적에 따라 전압의 변화가 발생하였다. 특히 아크전압이 슬래그내의 total Fe 함량이 10% 내외에서 안정적으로 유지되었으며, 전기전도도 계산결과 0.05~0.25${\Omega}^{-1}cm^{-1}$ 범위로 나타났다. 본 연구의 토치 효율은 75~85%로 나타났으며, 마모율은 2${\times}10^{-6}~6{\times}10^{-6}$ kg/s의 범위로 나타났다. A solid-state high power torch with inter-electrode insert (IEI) was developed to treat solid waste (for example, incinerated ash), and it's operation characteristics were obtained in the plasma facility test for waste treatment. According to torch test from this study, at the non-transferred mode voltage is increased by gas volume proportionally, and at the transferred mode it is not affected to voltage change. Especially arc voltage is sustained stable at the range of 10% of total Fe in slag. In addition, Electrical conductivity is 0.05~0.25${\Omega}^{-1}cm^{-1}$, torch efficiency is 75~85% and Erosion rate is 2${\times}10^{-6}~6{\times}10^{-6}$ kg/s.