[표지] 1
제출문 2
요약문 3
SUMMARY 5
CONTENTS 7
목차 9
제1장 서론 14
제1절 기술의 개요 14
제2절 기술개발의 필요성 및 타당성 21
1. 기술적 측면 21
2. 경제·산업적 측면 24
3. 정책/공공·인프라 측면 26
제2장 연구 개발 목표 및 연구 내용 28
제1절 최종 목표 28
제2절 핵심 기술 목표[원문불량;p.16] 29
제3절 연차별 연구내용 및 목표 30
제4절 평가 방법 31
제5절 연구개발 추진 전략 및 체계 32
1. 추진방법 및 절차 32
2. Showstoppers 및 극복전략 39
3. 연구팀 편성도 40
4. 연구팀 역할 및 협력방안 41
제3장 핵심 기술별 연구 결과 42
제1절 연료 선정 및 분석 42
1. 대상 연료 선정 42
2. 대상 연료 분석 45
제2절 랩스케일 장치에서의 기초 가스화 특성 연구 46
1. 실험 설비 46
2. 운전 조건 및 실험 방법 47
3. 실험 결과 49
제3절 파일럿 설비 구축 58
1. 기본 설계 58
2. 상세 설계 59
제4절 파일럿 운전 결과 60
1. 1차 운전 60
2. 2차 운전 62
3. 3차 운전 64
4. 성과 목표 달성 현황 65
제5절 경쟁성 및 향후 계획 68
1. 국내 폐플라스틱 가스화기와의 비교 68
2. 보완 사항 및 향후 계획 70
제4장 결론 72
참고문헌 73
[뒷표지] 75
〈표 1-1〉 문헌에 보고된 타르 리포밍 촉매 요약표 20
〈표 1-2〉 원료별 합성가스 시장 (2015-2020) 24
〈표 1-3〉 각 열적전환 기술별 온실가스 감축 효과 비교 27
〈표 2-1〉 공정모사 조건 (좌) 및 경제성 분석 조건 (우) 37
〈표 2-2〉 경제성 분석 결과 37
〈표 3-1〉 대상 연료 성상 정리 44
〈표 3-2〉 대상 연료의 공업, 원소, 발열량, 회재 분석 결과 45
〈표 3-3〉 실험 변수 및 운전 조건 48
〈표 3-4〉 국내 타 폐플라스틱 가스화 설비와 본 설비의 장단점 및 합성가스 조성 비교 68
[그림 1-1] 1950-2015년간 누적 전 세계 플라스틱 생산량 및 처리현황 14
[그림 1-2] 국내 폐기물 발생 처리현황 (좌) 및 국내 폐기물 처리 흐름도 (우) 15
[그림 1-3] 가스화 및 열분해 공정 비교 16
[그림 1-4] 가스화기의 종류 및 장단점 17
[그림 1-5] 타르 제거를 위한 primary method (상) 및 secondary method (하) 18
[그림 1-6] 플라스틱 가스화시 발생 타르 종류 18
[그림 1-7] 금속모노리스 타르개질기 적용 (예), Skive CHP plant, 20MW 19
[그림 1-8] 문헌에 보고된 타르 리포밍 촉매상 활성물질과 지지체 사용 빈도 20
[그림 1-9] Polygen 프로젝트의 지역 순환경제 발전모델 25
[그림 2-1] SRF 시료 반입절차 33
[그림 2-2] 폐플라스틱 가스화 기술 관련 BMO 분석 결과 35
[그림 2-3] 비즈니스 모델 (전력생산) 35
[그림 2-4] 비지니스 모델 (수소생산) 36
[그림 2-5] 경제성 분석의 각 case 36
[그림 2-6] 민감도 분석 결과 38
[그림 2-7] 가스화+추출 수소 생산 개념도 40
[그림 3-1] 본 연구진이 파악한 국내 폐플라스틱 순환 구조 42
[그림 3-2] 폐플라스틱 중 시멘트 소성용 연료로 사용되는 샘플 (Target 1) 43
[그림 3-3] 폐플라스틱 중 SRF로 제조되는 샘플 (Target 2)[원문불량;p.30] 43
[그림 3-4] 1kg/h급 랩스케일 폐플라스틱 가스화 장치 47
[그림 3-5] 조업온도에 따른 (a) 합성가스 조성 및 H₂/CO 비, (b) 합성 가스 수율... 50
[그림 3-6] 조업 온도에 따른 (a) C2-C3 탄화수소 가스 조성 및 (b) 합성 가스 수율... 51
[그림 3-7] 조업 온도에 따른 탄소전환율, 합성가스의 저위발열량, 냉가스 효율 (ER = 0.25) 52
[그림 3-8] ER에 따른 (a) 합성가스 조성 및 H₂/CO 비, (b) 합성 가스 수율 (T = 800 ℃) 54
[그림 3-9] ER에 따른 (a) C2-C3 탄화수소 가스 조성 및 (b) 합성 가스 수율 (T = 800 ℃) 55
[그림 3-10] ER에 따른 탄소전환율, 합성가스의 저위발열량, 냉가스 효율 (T = 800 ℃) 56
[그림 3-11] 조업온도에 따른 타르 측정량 (ER = 0.25) 57
[그림 3-12] ER에 따른 타르 측정량 (T = 800 ℃) 57
[그림 3-13] 파일럿 설비 기본 설계 과정 58
[그림 3-14] 파일럿 설비 P&ID 및 레이아웃 58
[그림 3-15] 파일럿 설비 상세 설계 도면 59
[그림 3-16] 파일럿 설비 HMI 59
[그림 3-17] 1차 운전 결과 (온도 profile) 60
[그림 3-18] 1차 운전 결과 (합성 가스 profile) 61
[그림 3-19] 1차 운전 결과 (응집물 분석) 61
[그림 3-20] 2차 운전 결과 (온도 profile) 62
[그림 3-21] 2차 운전 결과 (합성가스 조성 및 분진/타르 농도 측정) 63
[그림 3-22] 연료 크기에 따른 반응성 비교 63
[그림 3-23] 3차 운전 결과 (온도 profile 및 합성가스 조성) 64
[그림 3-24] 가스화 운전 이후 응집물 및 타르 생성 64
[그림 3-25] Stage 2에서의 성과 목표 달성 및 시험 성적서 65
[그림 3-26] 50톤/일급 폐플라스틱 자원화 공정 PDP 작성본 66
[그림 3-27] 1톤/일급 폐플라스틱 가스화 시스템 운전 및 안전 매뉴얼 67
[그림 3-28] 폐자원 가스화 및 이산화탄소 포집 분야 MOU체결 69
[그림 3-29] 1톤/일급 폐플라스틱 파일럿 플랜트 설비 보완점 70
[그림 3-30] 다양한 기술을 적용한 폐플라스틱 에너지화 향후 계획 71