• 공업화학전망
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• 제24권2호
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• pp.1-9
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• 2021

플라스틱은 가볍고 물성이 뛰어나며 가공이 용이하면서도 낮은 가격 때문에 우리의 실생활에서 매일 사용되고 있다. 동시에 썩지 않는 특성 탓에 폐플라스틱에 의한 환경오염의 문제가 심해짐에 따라 전 세계적으로 일회용 포장재 및 용기에 사용되는 플라스틱의 사용을 금지하는 규제 및 폐플라스틱을 재활용하려는 시도가 늘어나고 있다. 하지만 인류가 지난 수십 년간 생산한 플라스틱은 약 83억 톤이지만 이중 약 10%정도만 재활용 되었을 정도로 폐플라스틱의 재활용 비율은 미비하다. 특히, 최근 코로나 팬데믹으로 인해 택배 및 배달음식 주문량이 늘어남에 따라 플라스틱의 사용량이 급증하여 폐플라스틱의 재활용 필요성은 더욱더 커지고 있다. 본 기고문에서는 불균일 촉매를 이용한 수소첨가 폐플라스틱의 분해에 관한 최신 연구동향을 다루고자 한다. 안정적이고 반응성 및 선택성이 뛰어난 촉매 개발은 폐플라스틱의 효과적인 분해를 위해서 매우 중요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.253-259
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• 2021

플라스틱은 소비량 증가에 따라 생활계폐기물 중 폐플라스틱의 발생량도 급격히 증가하고 있으나, 분리, 선별 공정 비용 증가 등으로 재활용은 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활계폐기물 발생 복합재질 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 고로슬래그 미분말을 충진한 복합재질 폐플라스틱 잔골재 및 굵은골재의 투입 비율 및 투입량이 콘크리트의 슬럼프 및 압축강도에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 복합재질 폐플라스틱 굵은골재는 부순 굵은골재 대비 조립률은 유사하나, 입자 크기가 작은 단입도 분포인 반면에, 복합재질 폐플라스틱 잔골재는 부순 잔골재 대비 조립률 및 입자 크기가 큰 단입도 분포인 것으로 나타났으며, 고로슬래그 미분말에 의한 밀도 및 공극 충진에 의한 흡수율 향상 효과는 복합재질 굵은골재 대비 복합재질 잔골재가 큰 것으로 나타났다. 복합재질 폐플라스틱 골재의 투입량이 증가할수록 콘크리트의 슬럼프와 압축강도는 감소하였다. 특히, 동일한 양의 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 수준에서 복합재질 폐플라스틱 잔골재의 투입량이 많을수록 슬럼프와 압축강도는 작아지는 것으로 나타났으며, 이는 복합재질 폐플라스틱 잔골재 중 ROD 형상의 골재 하부에 공기가 갇히면서 형성된 공극에 의한 것으로 판단된다. 한편, 혼화제 투입 및 단위 시멘트량 증대는 복합재질 폐플라스틱 골재 투입 콘크리트의 압축강도 향상에는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.317-324
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• 2020

플라스틱은 우수한 물성과 가공성 및 경제성으로 소비가 급증하고 있는 반면에, 분리, 선별이 제대로 이루어지고 있지 않아 재활용률이 저조한 실정이다. 특히, 생활폐기물 발생 폐플라스틱은 이물질과 혼합배출로 분리, 선별 공정 비용이 증가하여 재활용이 상대적으로 저조한 실정이다. 이에 본 연구는 생활폐기물 발생 복합 폐플라스틱을 콘크리트용 골재로 재활용하기 위한 기초 연구로 폐플라스틱 종류(복합재질 1종류 및 단일 재질 2종류) 및 치환율(잔골재 용적 대비 25%, 50% 및 75%)에 따른 콘크리트 특성 변화를 실험적으로 평가하였다. 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재는 양호한 입도 분포로 부순 굵은 골재 대비 밀도는 낮고 흡수율은 높은 것으로 나타났다. 반면에, 단일재질의 폐플라스틱 잔골재는 균일한 크기의 입자로 구성되었으며 부순 잔골재 대비 밀도와 흡수율 모두 낮은 것으로 나타났다. 복합재질 굵은 골재 치환 콘크리트는 가장 많은 폐플라스틱 치환량에도 양호한 입도 분포로 재료 분리 현상이 발생하지 않았으며, 공기랑도 증가량도 적은 것으로 나타났다. 한편, 폐플라스틱 골재의 낮은 강도, 소수성으로 인한 시멘트 수화반응 억제, 폐플라스틱 골재와 시멘트 페이스트 사이의 낮은 부착력 등으로 폐플라스틱 골재 치환량이 증가함에 따라 콘크리트의 압축강도 및 휨강도는 감소하였으며, 입도 분포가 양호한 복합재질의 폐플라스틱 굵은 골재를 치환한 콘크리트의 압축강도 및 휨강도의 저하 정도가 상대적으로 작은 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제11권1호
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• pp.77-83
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• 2003

본 연구는 폐플라스틱 재활용의 합리적인 방안을 제시하기 위한 기초자료로서 재활용방법(물질재활용, 에너지 회수, 화학적재활용)에 대한 주요 환경인자를 규명하며, 이를 토대로 전과정평가 도구(tool)인 시마프로 5.0을 이용하여 폐플라스틱의 재활용 방법별 환경성을 비교하였다. 폐플라스틱의 재생원료화 전 공정에 투입되는 투입산출물로 인한 환경부하(Original Impact)와 재생원료의 신재 대체를 고려한 환경부하 삭감효과(Avoided Impact)를 합한 최종 영향 평가를 토대로 재활용방법별 환경성을 비교하여 환경영향범주에 대하여 비교 평가하였다. 그 결과 폐플라스틱 재활용방법에 대한 각 영향범주별 주요 영향 요인은 지구온난화로 나타났다. 또한, 지구온난화에 대한 영향은 물질재활용, RDF공정 및 용기형 폐플라스틱 고로원료화공정이 음(-)의 값으로 환경삭감효과가 크게 나타났으며, 오존층 파괴에 대한 영향은 유화 공정이 환경부하가 가장 크게 나타났다. 산성화, 부영양화 및 광화학산화물 생성에 대한 영향은 용기형 고로원료화와 RDF공정이 환경부하삭감효과가 큰 것으로 나타났다.

• 공업화학전망
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• 제24권2호
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• pp.22-30
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• 2021

현재 인류는 플라스틱(plastic) 세상에 살고 있다. 의류, 식품, 주거 생활 곳곳에 플라스틱이 존재하며, 플라스틱이 없는 세상은 상상조차 할 수 없다. 하지만, 플라스틱 사용량 증가에 따른 폐플라스틱의 배출량의 증가는 심각한 환경문제들을 야기하여 생태계뿐만 아니라 인간에게도 위협이 되고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 단순히 폐플라스틱의 처리에 그치지 않고, 이를 활용하여 새로운 고부가가치의 생성물을 제조하는 플라스틱 업사이클링(plastic upcycling) 시스템이 최근 주목을 받고 있으며, 현재 다양한 형태로 연구개발이 진행되고 있다. 그 중의 한가지로 본 기고문에서는 알칸 교차 복분해(cross alkane metathesis) 반응을 소개한다. 알칸 교차 복분해 반응은 수소화/탈수소화(hydrogenation/dehydrogenation) 반응과 올레핀 복분해(olefin metathesis) 반응으로 이루어져, 탈수소화 반응 후 생성된 이중결합 탄소를 갖는 두 개의 알켄 화합물이 자리바꿈을 통해 새로운 이중 결합을 형성하는 반응이다. 이 촉매반응 과정이 반복되면 저분자화된 새로운 알칸 화합물을 생성되는데, 이는 기존의 플라스틱 처리방식인 열분해 및 촉매 분해 공정보다 낮은 반응온도를 요구한다. 또한 이를 통해 상대적으로 높은 순도의 가솔린 및 디젤을 생성할 수 있기 때문에 폐플라스틱 처리 공정의 새로운 대안기술이 될 수 있다. 본 기고문에서 폐플라스틱 중 가장 큰 비중을 차지하는 폴리에틸렌을 처리하는 대안기술로써 알칸 교차 복분해 반응의 메커니즘과 및 촉매의 역할, 그리고 반응성에 영향을 주는 인자에 대해 기술한다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권4호
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• pp.3-15
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• 2018

플라스틱은 용기, 포장재, 필름 등 다양한 분야에서 사용이 증가하고 있으며, 플라스틱 사용의 증가에 따라 폐플라스틱의 발생도 증가하고 있는 추세이다. 국내의 폐플라스틱은 폐기물 부담금, 생산자책임재활용제도와 자발적 협약 등의 제도에 의하여 관리되고 있다. 최근 폐플라스틱 수거업체에서의 수거 거부에 의한 문제에 대응하기 위하여 환경부에서는 제조 생산 - 분리 배출 - 수거 선별 - 재활용의 순환주기에 따른 재활용 폐기물 관리 종합대책을 발표하였다. 이러한 폐플라스틱 관리에 대하여 국내 폐플라스틱 관리현황과 환경부의 대책을 검토하여 폐플라스틱의 순환주기에 따른 개선방안을 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.436-443
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• 2020

다양한 복합재질 생활계 폐플라스틱의 물질재활용 확대를 위해서는 물질재활용 제품의 용도개발 및 이들의 품질 안정성 확보 노력이 필요하다. 본 논문에서는 생활계 폐플라스틱 물질재활용 제품의 품질에 대한 안정성을 확보하기 위한 기초 연구로서 발생지역에 따른 생활계 폐플라스틱의 혼입율 특성 및 이를 활용한 물질재활용 제품의 생산시기에 따른 품질특성을 비교 검토하였다. 그 결과 발생 도시에 따른 생활계 폐플라스틱 중 재활용 가능한 폐플라스틱의 구성비율은 64.5~90.4%로서 도시별 큰 차이를 보이고 있다. 또한 4개월간 생산시기별 물질재활용 제품의 평균 인장강도는 12.33MPa, 평균 연신율은 5.94%, 평균 밀도는 1.35g/㎤, 평균 회분은 3.66%인 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.391-399
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• 2023

최근 증가하는 폐플라스틱의 재활용 방법으로 저온 열분해 기술이 연구되고 있다. 폐플라스틱 저온 열분해 기술은 에너지 자원으로 활용할 수 있는 열분해유를 생산하지만, 고체의 잔류물이 발생한다. 폐플라스틱 열분해 잔류물은 활용 범위가 낮아 대부분 매립 처리하고 있다. 본 연구에서는 혼합 폐플라스틱 열분해 잔류물를 활성탄으로 재활용하기 위한 연구를 수행하였다. 혼합 폐플라스틱 열분해 잔류물의 화학적 활성화를 통해 활성탄을 제조하고, 그 특성에 대해 조사하였다. 공업분석을 통해 잔류물의 고정탄소량이 33.69 %인 것으로 확인하였다. 활성탄 제조에는 화학적 활성화를 활용하였으며. 활성화제로 KOH를 사용하였다. KOH와 잔류물의 혼합비율의 영향을 조사하기 위해 0.5, 1.0, 2.0의 비율로 시료를 혼합하였다. 혼합한 시료는 활성화 온도는 800 ℃에서 1시간 동안 화학적 활성화를 진행하였다. BET를 통한 활성탄 특성 분석 결과 KOH의 혼합비율이 증가할수록 비표면적이 증가하는 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권6호
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• pp.23-30
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• 2000

현재 용도 폐기된 플라스틱의 대부분은 소각 또는 매립 처리되고 있기 때문에 사회적 문제가 되고 있다. 폐플라스틱을 효과적으로 재활용하기 위한 방법론의 하나로서, 고로공정에서의 연료화 기술이 개발되어 유럽 및 일본의 선진 제철소에서는 실용화 단계에 이르고 있다. 본 연구에서는 포항제철 주물선고로 풍구 4본을 대상으로 2종류의 폐플라스틱 130 ton을 연속적으로 시험취입조업을 하였다. 취입비 13.8kg/thm까지의 코크스 치환율은 0.98kg-coke/kg-plastic으로 평가되었으며, 폐플라스틱의 종류에 따른 영향은 나타나지 않았다. 폐플라스틱의 취입량이 증가할 수록 송풍압은 증가하였으며, 고로내 통기성도 악화되어 노체 하부의 열부하가 증대하는 경향을 나타냈다. 또한 폐플라스틱 취입량이 증대될수록 노정가스 이용율과 shaft효율이 감소하는 것으로 해석할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권2호
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• pp.63-72
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• 2010

폐플라스틱 관련 재활용 기술 동향을 조사하기 위하여 특허 검색을 실시하였다. 특허 검색 테이터베이스는 국내 WIPS사의 특허 검색 사이트를 이용하였으며, 특허검색범위는 2009년 9월까지 미국, 유럽연합, 일본과 한국에서 출원 및 공개된 특허로 제한하였다. 본 연구에서는 검색된 특허의 요약문을 분석하여 최종 4,795건의 특허를 대상으로 분석하였으며, 폐플라스틱 재활용 기술동향을 연도별, 국가별, 출원인별로 분석하여 조사하였다. 일본의 특허 출원점유율은 65%으로 전체 특허의 과반수 이상을 차지하고 있었으며, 화학적 재활용 기술에 높은 출원 집중률을 보였다. 한국의 경우, 폐플라스틱 재활용 관련 특허는 물질 재활용에 집중되어 있었다.