폐유 현황 분석 및 재활용 증진 방안

이희선 ( Hi Sun Lee ) 한국환경정책평가연구원 2015 환경정책연구 Vol.14 No.2

폐유의 발생량에 비해 폐유 정제업체수가 크게 증가하여 폐유의 물량이 부족하고, 수거경쟁으로 인해 과도한 비용이 투입되고 있으며, 질이 나쁜 폐유를 함께 수거해 정제하고 있어 환경오염의 가능성이 높다. 과도한 비용으로 인한정제유의 가격 상승은 소비자에게 부담을 주고 있다. 이러한 상황을 해결하기 위해 폐유 재활용 활성화 방안을 제시하였다. 재활용 활성화 방안 첫 번째로 부족한 폐유 물량 확보를 위한 폐유 수입은 선진국으로부터 가능하다. 수입국의 국제공인기관에서 품질검사를 실시한 후 국내에 반입 시 석유품질관리원에서 이중으로 검사를 실시하여야 하여 철저한 관리가 필요하다. 폐유 정제 비용 중 큰 비율을 차지하는 수분 및 침전물 품질기준의 완화를 고려하였으나, 이 경우 침전물의 함량이 높아져 환경적으로 문제가 될 수 있기 때문에, 영향이 적은 수분을 따로 측정하여 기준을 완화하고 침전물의 기준은 2%로 유지하였다. 마지막으로 폐유를 난방기 연료로 사용하는 경우가 있어 환경오염의 가능성이 있으며, 적절한 관리가 요구된다. 폐유난방기 사용은 품질이 우수한 자동차용 폐윤활유를 연료로 사용하고, 대기오염방지장치가 포함되어 있다면 사용가능하다. 폐기물 발생자 처리원칙에 부합되고, 품질이 우수한 폐유를 수거과정과 처리과정을 통해 투입되는 비용을 절감할 수 있다. The number of used oil refining companies has been increased and it causes shortage of the volume of used oil per recycling company. In addition, the number of used oil collecting companies has been increased and it caused excessive competition among companies with excessive costs. Companies use not only proper used oil but also low quality used oil because of shortage of supply. It is the reason of environmental pollution. Also excessive competition brings high cost of refined oil and it becomes a burden on the consumer. Therefore, the recycling improvement plans of used oil is needed because of these causes. First of all, importing used oil from the developed countries of OECD is the one of solution to secure a used oil supply. However, imported used oil should meet the international quality standards and it is examined twice by international authority institute such as K-petro in both exporting and importing countries. Second, the cost would be reduced with the relaxation on regulations of used oil refinement. However, regulation to sediment and water should be separated. Sediment should be kept within 2% and water should be kept within 5%. It is the way to relax the regulations of used oil refinement with preventing environmental pollutions. Finally, the standard of used oil for heater should be regulated strictly. To prevent pollutions, used oil for heater is limited to high quality waste lubricating oil. Also the air pollution prevention device has to be installed on heater.

분리막정제기술을 이용한 폐유 재활용 기술개발

정용식,조윤현,권순덕,김진아,김태극,김경호 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2016 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2016 No.-

폐유는 산업활동이 발달되면서 발생경로도 다양해지고 있다. 주로 발생경로는 자동차 생산업 및 정비업, 선박, 기계, 제유등 제조업체에서 주로 많이 발생을 하며 폐유의 발생형태에 따라 오일휠타 같은 고상폐유와 폐윤활유 같은 액상폐유가 있다. 본 연구에서는 정제유로 생산이 가능한 액체 상태인 폐유를 대상으로 선정 하였으며 폐유에는 모래, 금속, 계면활성제등 다양한 첨가물들과 불순물들이 함유되어 있으며 그 성상 또한 매우 다양하다. 현재 국내 폐유는 90% 이상이 이온정제법으로 정제되고 있으나, 회분 등을 효과적으로 제거하기가 어려워 적용할 수 있는 폐유의 한계가 있다. 이에 본 연구에서 분리막을 이용한 처리로 기존공정을 단순화하고 처리시간을 단축시킬 수 있으며, 처리에너지 절약, 정제유 품질수준 향상, 처리안정성 확보 등 친환경적이며 경제적인 기술을 제안하고자 한다. 본 연구에서는 분리막을 이용한 0.1ton/hr 급 pilot-scale을 제작하여 액체 상태인 폐유를 대상으로 정제 테스트를 진행 하였다. 설계한 pilot의 주요 공정은 막분리법의 주처리 단계인 분리막조로 유입되기 전 비교적 큰 입자상 물질을 필터프레스와 고속여과 후 분리막에 여과효율을 증대하기 위한 가열조를 설치하여 폐유의 높은 점도에 의한 여과속도 및 저항을 최소화 할 수 있도록 하였다. 주처리 공정인 분리막조에서는 폐유내에 포함하고 있는 회분, 잔류탄소 등을 정제연료유 기준 이하로 제거하는 역할이며 사용된 분리막은 3㎛ 공극크기의 정밀여과막을 사용하였다. 정제효과를 알아보기 위하여 공정 투입 전과 후를 공인분석기관에 의뢰하여 기술의 효율을 평가하였다. 상기의 pilot-scale 분리막정제시설을 활용하여 생산된 정제유를 분석한결과 모든 항목에서 정제유 품질기준을 만족함과 동시에 각 오염물질의 제거 효율이 상당히 높은 효과를 얻을 수 있었다. 또한 사용한 여과막에 대해서는 역세를 함으로써 재사용이 가능하며 부하되는 원료 품질 변동에도 공정상 큰 영향이 없어 전처리 비용을 최소화 할 수 있었다. 본 기술은 이온정제법의 단점 보완과 이온정제법으로 정제연료유로 재활용이 불가한 고농도 오염물질을 함유한 폐유의 다양한 성분의 미세입자 화학물질을 효과적으로 분리함으로써 폐유를 고품질의 정제연료유로 제품화 할 수 있는 기술이 될 수 있을 것으로 판단된다.

사업장폐기물의 분류기준 개선을 위한 폐유기용제 배출특성 연구

황동건,전태완,정미정,신선경,홍수연,정성경,박종은 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05

유기용제는 어떤 물질을 녹일 수 있는 액체상태의 유기화학물질을 총칭한 것으로 기름 및 지방 등을 잘 녹이고 휘발성이 강한 것이 특징이다. 사업장에서는 도료의 제조배합, 금속제품의 세척, 인쇄, 필요물질의 추출, 드라이 크리닝 등 널리 사용하고 있는데 사용목적에 따라서 단독으로 또는 서로 혼합해서 사용하고 있다. 산업안전보건법의 산업보건기준에 관한 규칙에는 사업장에서의 사용량과 독성 등을 고려하여 54종의 물질을 제1종, 제2종, 및 제3종으로 구분하여 관리하고 있다. 폐기물 관리법에서는 사업장에서 발생하는 폐유기용제의 독성, 인화성, 발화성 등으로 인하여 인체 및 생태계에 미치는 유해한 영향을 최소화하기 위해 사업장 지정폐기물로 관리하고 있다. 그 중에서도 소각처리시 폐유기용제에 함유된 염소, 불소 성분에 기인한 다이옥신의 비의도적 발생을 줄이고자 할로겐화 유기물질 17항목을 설정하고 5 %의 함유량 기준을 두고 있다. 그러나 그 밖의 폐유기용제에 대한 항목과 기준은 설정되어 있지 않고, 폐기물에 미량의 폐유기용제가 포함되어 있어도 지정폐기물로 처리해야 하는 등 폐유기용제의 종류와 기준이 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 폐유기용제의 합리적인 관리 및 처리방안을 마련하기 위해, 국내 사업장에서 배출하는 폐유기용제의 특성 및 관리실태 등을 파악하여 폐유기용제의 적정 분류기준에 대해 제시하고자 하였다. 폐유기용제의 98.6% 을 배출하고 있는 전자부품, 화학물질 및 화학제품 제조업 등 19개 업종, 80개 사업장에 대한 제품제조공정, 폐유기용제의 배출 및 처리방법 등을 현지에서 조사하고, 발생된 폐유기용제를 채취하여 알려진 유기용제의 함량을 분석하여 업종별 폐유기용제의 배출특성을 평가하였다.

사업장폐기물의 분류기준 개선을 위한 폐유기용제 배출특성 연구

황동건,전태완,정미정,신선경,홍수연,정성경,박종은 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

유기용제는 어떤 물질을 녹일 수 있는 액체상태의 유기화학물질을 총칭한 것으로 기름 및 지방 등을 잘 녹이고 휘발성이 강한 것이 특징이다. 사업장에서는 도료의 제조배합, 금속제품의 세척, 인쇄, 필요물질의 추출, 드라이 크리닝 등 널리 사용하고 있는데 사용목적에 따라서 단독으로 또는 서로 혼합해서 사용하고 있다. 산업안전보건법의 산업보건기준에 관한 규칙에는 사업장에서의 사용량과 독성 등을 고려하여 54종의 물질을 제1종, 제2종, 및 제3종으로 구분하여 관리하고 있다. 폐기물 관리법에서는 사업장에서 발생하는 폐유기용제의 독성, 인화성, 발화성 등으로 인하여 인체 및 생태계에 미치는 유해한 영향을 최소화하기 위해 사업장 지정폐기물로 관리하고 있다. 그 중에서도 소각처리시 폐유기용제에 함유된 염소, 불소 성분에 기인한 다이옥신의 비의도적 발생을 줄이고자 할로겐화 유기물질 17항목을 설정하고 5 %의 함유량 기준을 두고 있다. 그러나 그 밖의 폐유기용제에 대한 항목과 기준은 설정되어 있지 않고, 폐기물에 미량의 폐유기용제가 포함되어 있어도 지정폐기물로 처리해야 하는 등 폐유기용제의 종류와 기준이 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 폐유기용제의 합리적인 관리 및 처리방안을 마련하기 위해, 국내 사업장에서 배출하는 폐유기용제의 특성 및 관리실태 등을 파악하여 폐유기용제의 적정 분류기준에 대해 제시하고자 하였다. 폐유기용제의 98.6%을 배출하고 있는 전자부품, 화학물질 및 화학제품 제조업 등 19개 업종, 80개 사업장에 대한 제품제조공정, 폐유기용제의 배출 및 처리방법 등을 현지에서 조사하고, 발생된 폐유기용제를 채취하여 알려진 유기용제의 함량을 분석하여 업종별 폐유기용제의 배출특성을 평가하였다.

염색업종 텐터시설 후단 배기가스 내 폐유의 건식 전기집진시설을 이용한 회수 및 재활용 방안 연구

정용식,김영훈,조윤현,김경호,권순덕,김진아 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

염색업종의 텐터공정은 섬유원단의 염색공정 후 180℃ 가량의 고온에서 원단을 건조 및 열처리를 하는 동시에 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 유연제, 발수제, 대전방지제 등과 같은 화학약품처리를 병행하고 있다. 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유의 발생원인은 섬유의 염색 후 잔류하고 있는 각종 염료물질과 유연제, 발수제, 대전방지제 등의 기능성 첨가물질, 텐터시설 내부의 회전체의 기계적인 원활한 작동을 위한 텐터오일 등이 180℃가량의 고온에서 기화에 의한 것이며, 이러한 유기물질은 수분과 함께 유증기(Oil mist) 형태로 배출되고 있다. 텐터후단 시설에서 발생하는 폐유는 회수 후 정제연료유로써 가용의 가치가 있는 것으로 알려져 있으나, 대부분의 염색업종 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유를 회수가 되고 있지 않으며, 배기가스를 처리하기 위한 시설로 폐유의 처리효율이 낮은 습식세정시설과 활성탄 흡착시설이 병행설치 되어 있다. 기존의 처리시설은 그 처리효율이 낮을 뿐만 아니라 습식세정에 의한 다량의 고농도 난분해성 폐수를 발생시키는 등 다양한 환경문제 또한 내포하고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 코로나 방전방식의 전기집진시설을 이용한 입자상 폐유의 회수를 통한 환경문제해결과 동시에 정제연료유로써의 재활용에 관한 연구가 성행하고 되고 있으며, 회수된 폐유의 정제 전 수분함량을 낮추기 위하여 건식 전기집진 방식이 더욱 합리적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 텐터후단에서 발생하는 배기가스 중 폐유의 정제연료유로 재활용을 위한 건식 전기집진시설을 이용한 회수 방안을 검토하였다. 본 연구가 진행된 곳은 대구광역시 성서산업단지공단 내 위치한 “A” 사이며, 운영되고 있는 텐터시설은 10챔버의 배기가스 발생량은 300 A㎥/min, 배기가스 온도는 140℃ 가량이다. 본 업체의 주요생산품은 ITY(Interlacing Textured Yarn), 베네치아(Venezia) 섬유 등 야드당 중량이 높은 니트(knit)류 원단이다. 회수시설의 구성은 열교환기-건식 전기집지시설-송풍기를 연속적으로 설치하였으며, 텐터시설 후단의 기존 방지시설로 연결되는 배기덕트에 가지관을 연결하여 30 A㎥/min 처리용량의 파일롯규모 시제품을 설치하여 테스트를 진행하여, 배기가스 내 수분 및 폐유 함량을 확인하였다. 열교환기를 통하여 60℃ 부근으로 냉각된 배기가스 내 수분함량은 9.99%에서 5.77%까지 낮아졌으며, 2시간동안 연속 가동하여 건식 전기집진시설에 의해 회수된 액상물질의 총량은 1.85 kg이였으며, 회수된 물질 중 수분이 전체의 76.4%, 오일성분(폐유)는 23.6%로 확인되었다. 또한 회수된 오일성분의 총발열량은 45,590 J/g(등유 45,994 J/g)으로 나타났으며, 텐터시설 후단 배기가스 중 0.12 g/A㎥이상의 폐유가 함유되어 있으며, 1대의 텐터시설에서 발생되는 총 배기가스량 300 A㎥/min 기준으로 환산할 경우 시간당 2.16 kg의 폐유기용제를 회수할 수 있을 것으로 보아 향후 텐터시설 후단 배기가스로부터 폐유의 회수 후 정제연료유로 재활용이 충분한 경제성이 있을 것으로 사료된다.

염색업종 텐터시설 후단 배기가스 내 폐유의 건식 전기집진시설을 이용한 회수 및 재활용 방안 연구

정용식,김영훈,조윤현,김경호,권순덕,김진아 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.05

염색업종의 텐터공정은 섬유원단의 염색공정 후 180℃ 가량의 고온에서 원단을 건조 및 열처리를 하는 동시에 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 유연제, 발수제, 대전방지제 등과 같은 화학약품처리를 병행하고 있다. 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유의 발생원인은 섬유의 염색 후 잔류하고 있는 각종 염료물질과 유연제, 발수제, 대전방지제 등의 기능성 첨가물질, 텐터시설 내부의 회전체의 기계적인 원활한 작동을 위한 텐터오일 등이 180℃가량의 고온에서 기화에 의한 것이며, 이러한 유기물질은 수분과 함께 유증기(Oil mist) 형태로 배출되고 있다. 텐터후단 시설에서 발생하는 폐유는 회수 후 정제연료유로써 가용의 가치가 있는 것으로 알려져 있으나, 대부분의 염색업종 텐터시설 후단에서 발생하는 폐유를 회수가 되고 있지 않으며, 배기가스를 처리하기 위한 시설로 폐유의 처리효율이 낮은 습식세정시설과 활성탄 흡착시설이 병행설치 되어 있다. 기존의 처리시설은 그 처리효율이 낮을 뿐만 아니라 습식세정에 의한 다량의 고농도 난분해성 폐수를 발생시키는 등 다양한 환경문제 또한 내포하고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 코로나 방전방식의 전기집진시설을 이용한 입자상 폐유의 회수를 통한 환경문제해결과 동시에 정제연료유로써의 재활용에 관한 연구가 성행하고 되고 있으며, 회수된 폐유의 정제 전 수분함량을 낮추기 위하여 건식 전기집진 방식이 더욱 합리적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 텐터후단에서 발생하는 배기가스 중 폐유의 정제연료유로 재활용을 위한 건식 전기집진시설을 이용한 회수 방안을 검토하였다. 본 연구가 진행된 곳은 대구광역시 성서산업단지공단 내 위치한 “A” 사이며, 운영되고 있는 텐터시설은 10챔버의 배기가스 발생량은 300 A㎥/min, 배기가스 온도는 140℃ 가량이다. 본 업체의 주요생산품은 ITY(Interlacing Textured Yarn), 베네치아(Venezia) 섬유 등 야드당 중량이 높은 니트(knit)류 원단이다. 회수시설의 구성은 열교환기-건식 전기집지시설-송풍기를 연속적으로 설치하였으며, 텐터시설 후단의 기존 방지시설로 연결되는 배기덕트에 가지관을 연결하여 30 A㎥/min 처리용량의 파일롯규모 시제품을 설치하여 테스트를 진행하여, 배기가스 내 수분 및 폐유 함량을 확인하였다. 열교환기를 통하여 60℃ 부근으로 냉각된 배기가스 내 수분함량은 9.99%에서 5.77%까지 낮아졌으며, 2시간동안 연속 가동하여 건식 전기집진시설에 의해 회수된 액상물질의 총량은 1.85 kg이였으며, 회수된 물질 중 수분이 전체의 76.4%, 오일성분(폐유)는 23.6%로 확인되었다. 또한 회수된 오일성분의 총발열량은 45,590 J/g(등유 45,994 J/g)으로 나타났으며, 텐터시설 후단 배기가스 중 0.12 g/A㎥이상의 폐유가 함유되어 있으며, 1대의 텐터시설에서 발생되는 총배기가스량 300 A㎥/min 기준으로 환산할 경우 시간당 2.16 kg의 폐유기용제를 회수할 수 있을 것으로 보아 향후 텐터시설 후단 배기가스로부터 폐유의 회수 후 정제연료유로 재활용이 충분한 경제성이 있을 것으로 사료된다.

폐유리를 활용한 재활용제품 생산 기초 연구

이민석,이수영,서민혜,엄성현,조성수 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

국내 폐유리 발생량은 2013년 기준으로 약 65만톤에 이르며 폐유리 이용량은 약 49만톤으로 나타나 재활용률은 75.6%로 나타났다. 하지만 폐유리병의 재활용을 제외한 기타 폐유리의 재활용율은 16%로 나타나 매우 저조한 실정이다. 국외 폐유리 재활용은 폐유리를 종류별로 구분하여 각 원료에 따른 재활용 기술을 확보하여 상용화하는 단계에 이르렀다. 그러나 국내 폐유리 재활용 기술은 대부분 유리병 재활용에 의존하고 있으며, 다양한 종류의 폐유리에 대한 재활용 기술 확보가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존 폐유리 재활용 공정 중 소성 공정의 높은 에너지 소비로 인한 공정의 경제성 확보가 어려운 점을 보완하고자 하였으며, 폐유리 분말이 폐플라스틱이 녹는 온도에서 사출하여 고분자 수지에 폐유리 분말이 혼입되는 기술을 적용하였다. 또한 폐유리는 중량기준으로 최대 70%, 폐플라스틱은 30%까지 적용하여 가격 경쟁력을 확보하고자 하였다. 폐유리와 폐플라스틱을 활용한 시제품 생산에 대한 기초 연구로써 폐유리를 분쇄하여 미립화하는 실험과 폐유리 분말을 혼합한 플라스틱 사출 실험을 실시하였으며, 제조된 시제품에 대하여 열변형성, 인장강도, 신율 등의 물성을 분석하였다. 폐유리 분쇄는 V-볼링기를 이용하여 실시하였으며, 모니터 유리, 자동차 유리, 사이다병 유리, 맥주병 유리를 실험 재료로 이용하였다. 폐유리의 분쇄 정도를 파악하기 위하여 분쇄 시간에 따라 폐유리 분말 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 PSA 분석을 통하여 입도 분포를 검토하였다. 폐유리와 혼합한 폐플라스틱의 사출 실험은 다대식 방식의 사출기를 이용하여 진행하였으며 블록과 컵, 인장시편을 제조하기 위하여 사출 금형을 제작하였다. 사출기에 폐유리와 폐플라스틱의 혼합 재료를 주입하는 압력은 45bar이며, 사출온도는 180℃로 설정하였다. 사출을 통하여 제조된 시제품은 캐릭터 블록과 컵이며, 사출 원료를 각기 달리하여 총 6가지의 시제품을 제조하였다. 또한 인장시편은 인장강도와 신율의 분석을 위하여 제조하였으며, 사출 원료에 따라 총 4가지의 인장시편을 사출 제조하였다. 제조된 시제품은 저온 및 고온에서의 열변형성과 회분을 분석하였고 인장시편은 인장강도, 신율, 회분을 분석하였으며, 모든 분석은 공인인증기관에서 플라스틱 일반 시험방법 시험 KS M ISO 868에 의하여 진행되었다.

폐유리를 활용한 재활용제품 생산 기초 연구

이민석,이수영,서민혜,엄성현,조성수 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

국내 폐유리 발생량은 2013년 기준으로 약 65만톤에 이르며 폐유리 이용량은 약 49만톤으로 나타나 재활용률은 75.6%로 나타났다. 하지만 폐유리병의 재활용을 제외한 기타 폐유리의 재활용율은 16%로 나타나 매우 저조한 실정이다. 국외 폐유리 재활용은 폐유리를 종류별로 구분하여 각 원료에 따른 재활용 기술을 확보하여 상용화하는 단계에 이르렀다. 그러나 국내 폐유리 재활용 기술은 대부분 유리병 재활용에 의존하고 있으며, 다양한 종류의 폐유리에 대한 재활용 기술 확보가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존 폐유리 재활용 공정 중 소성 공정의 높은 에너지 소비로 인한 공정의 경제성 확보가 어려운 점을 보완하고자 하였으며, 폐유리 분말이 폐플라스틱이 녹는 온도에서 사출하여 고분자 수지에 폐유리 분말이 혼입되는 기술을 적용하였다. 또한 폐유리는 중량기준으로 최대 70%, 폐플라스틱은 30%까지 적용하여 가격 경쟁력을 확보하고자 하였다. 폐유리와 폐플라스틱을 활용한 시제품 생산에 대한 기초 연구로써 폐유리를 분쇄하여 미립화하는 실험과 폐유리 분말을 혼합한 플라스틱 사출 실험을 실시하였으며, 제조된 시제품에 대하여 열변형성, 인장강도, 신율 등의 물성을 분석하였다. 폐유리 분쇄는 V-볼링기를 이용하여 실시하였으며, 모니터 유리, 자동차 유리, 사이다병유리, 맥주병 유리를 실험 재료로 이용하였다. 폐유리의 분쇄 정도를 파악하기 위하여 분쇄 시간에 따라 폐유리 분말 시료를 채취하였으며, 채취한 시료는 PSA 분석을 통하여 입도 분포를 검토하였다. 폐유리와 혼합한 폐플라스틱의 사출 실험은 다대식 방식의 사출기를 이용하여 진행하였으며 블록과 컵, 인장시편을 제조하기 위하여 사출 금형을 제작하였다. 사출기에 폐유리와 폐플라스틱의 혼합 재료를 주입하는 압력은 45bar이며, 사출온도는 180℃로 설정하였다. 사출을 통하여 제조된 시제품은 캐릭터 블록과 컵이며, 사출 원료를 각기 달리하여 총 6가지의 시제품을 제조하였다. 또한 인장시편은 인장강도와 신율의 분석을 위하여 제조하였으며, 사출 원료에 따라 총 4가지의 인장시편을 사출 제조하였다. 제조된 시제품은 저온 및 고온에서의 열변형성과 회분을 분석하였고 인장시편은 인장강도, 신율, 회분을 분석하였으며, 모든 분석은 공인인증기관에서 플라스틱 일반 시험 방법 시험 KS M ISO 868에 의하여 진행되었다.

분리막을 이용한 고품질 정제연료유 생산 기술 개발

정용식,조윤현,권순덕,김진아,김태극,김경호 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

현재 국내 폐유는 90% 이상이 이온정제법으로 정제되고 있으나, 회분 등을 효과적으로 제거하기가 어려워 적용할 수 있는 폐유의 한계가 있다. 따라서 상당량 재활용이 되지 않고 소각 처리되는 등의 문제점이 있으며 기존 이온정제법의 경우 수산화염이나 인사염과 같은 약품사용으로 인한 폐슬러지가 다량 발생하여 2차 환경오염을 유발시킨다. 국내의 경우 대부분의 폐유회수처리업체들이 폐유정제에 시설투자비가 적고 운전비가 적게드는 이온처리공정을 사용하고 있어 보다 효율적이고 고품질의 재생연료유 생산기술의 개발이 시급하다. 이에 본 연구에서 분리막을 이용한 처리로 기존공정을 단순화하고 처리시간을 단축시킬 수 있으며, 처리에너지 절약, 정제유 품질수준 향상, 처리안정성 확보 등 친환경적이며 경제적인 기술을 제안하고자 한다. 막분리 주처리 공정은 막분리법의 주처리 단계인 분리막조로 유입되기 전 비교적 큰 입자상 물질을 필터프레스로 고속여과 후 분리막에 여과효율을 증대하기 위한 가열조를 설치하여 폐유의 높은 점도에 의한 여과속도 및 저항을 최적화될 필요성이 있다. 화학 물질의 투입이 불필요하고 상변화 없이 가동되는 특성으로 에너지 소비량이 적은 막분리 공정으로, 친환경 공정의 설계 및 제품생산이 가능하다. 침전물 및 수분을 제거하는 전처리 공정과 처리유의 회분, 잔류탄소 등의 농도를 연료유 기준 이하로 제거하는 주처리 공정에서는 3 ~ 5 ㎛ 공극크기의 정밀여과막(MF)를 사용할 수 있다. 폐유는 일반적으로 상온에서 점도가 100 cst이상으로 분리막에 바로 적용될 경우 높은 점도에 의해 여과를 위하여 높은 압력을 필요로하며, 이는 곧 생산단가 향상과 연결되는 인자이다. 따라서 폐유의 온도를 80℃까지 승온할 시 폐유의 점도는 상온에서 보다 30%이하로 낮아져 일반적인 수용액과 유사한 정도의 점도를 가지게 되며 이를 분리막에 적용할 경우 보다 효율적인 여과공정이 가능할 것이다. 이상의 결론으로 부터 막분리공법을 이용하여 정제공정을 개선할 경우 이온정제법으로 정제가 불가능한 고농도 오염물질을 함유한 폐유를 효과적으로 분리 및 정제가 가능하여 폐유를 고품질의 정제연료유로써 생산이 가능할 것으로 판단된다.

텐터시설 후단 폐유 및 폐열에너지 회수를 위한 열교환 스크라바와 건식전기집진기 효율에 대한 연구

정용식,조윤현,권순덕,김진아,김경호 한국폐기물자원순환학회 2016 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2016 No.11

염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3・hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3・hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.