연속식 열분해를 통해 폐플라스틱에서 윤활유 원료를 얻는 것이 가능해졌다.

한국생산기술연구원(생기원)은 저탄소배출제어연구부문 신명철 수석연구원 연구팀이 '연속식 열분해 시스템'을 개발했다고 5일 밝혔다.

(왼쪽부터) 김성주 선임연구원, 이진기 수석연구원, 신명철 수석연구원, 정수화 수석연구원, 김종수 선임연구원,황기섭 수석연구원. 한국생산기술연구원

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이 시스템은 폐플라스틱 투입과 생성물 회수를 동시에 연속적으로 진행할 수 있는 공정이다. 이를 통해 하루 1t 규모의 폐플라스틱 처리가 가능하다.

특히 공정을 통해 생성한 열분해유는 시험 결과 산업용 기어 윤활유의 원료로 사용(품질 기준 충족)할 수 있어 그간 버려지던 폐플라스틱을 재활용하는 것이 가능하다.

열분해는 탄소를 함유한 유기물을 무산소 상태에서 고온으로 분해함으로써 유용한 원료 성분을 생산하는 기술이다. 예컨대 폐플라스틱을 열분해하면 증기가 발생하고 이를 냉각·응축하는 과정에서 열분해유, 왁스, 비응축가스 등을 생산할 수 있다.

이러한 과정에서 생성된 열분해유는 플라스틱 등 다양한 석유화학 제품의 원료로 전환할 수 있어 폐플라스틱을 자원화하는 기술로 주목받는다.

열분해유(좌측), 블랜딩유(우측) 비교 사진. 한국생산기술연구원

다만 기존 열분해 설비로 생산되는 열분해유는 품질이 일정치 않은 문제가 있다.

기존 열분해 설비는 원료를 처리한 후 내부에 축적되는 고체 잔여물(Pyrolysis Char)을 제거해야 다음 공정을 진행할 수 있어 가동을 중단했다가 재가열하는 방식이다.

문제는 식었던 설비를 다시 가열하는 과정에서 끈적한 왁스 성분(고비점 오일)이 증가해 설비 내부에 눌어붙거나 막히는 현상을 유발할 수 있다는 점이다. 더욱이 기름에 섞이는 왁스 성분의 양도 매번 달라져 열분해유의 점도나 품질 변동성이 큰 것도 단점으로 꼽힌다.

이와 달리 연구팀은 원료 투입부터 반응, 생성물의 회수·정제까지 전체 공정을 멈추지 않고 이어가는 '연속식 열분해 시스템'을 구축해 기존의 문제를 해결했다.

열분해 공정 중 발생하는 부산물을 재활용할 수 있게 설계한 것도 눈여겨볼 지점이다. 연구팀은 기존에 매립 처리되던 열분해 부산물을 연속 회수한 후 추가 개질을 거쳐 활성탄이나 전도성 탄소 물질로 재활용하는 길을 열었다는 점에도 의미를 부여한다.

신 수석연구원은 "연속 공정으로 폐플라스틱을 멈추지 않고 처리할 수 있게 되면서 생산된 열분해유를 기어유용 베이스오일로 적용할 수 있음이 확인했다"며 "연구팀은 실증과 후속 연구를 거쳐 개발한 기술의 상용화를 추진할 계획"이라고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr
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