폐플라스틱 처리를 녹색 재활용으로 전환
I. 사람들은 폐플라스틱 처리에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있습니다.
플라스틱은 사람들의 생산과 생활을 크게 편리하게 해주는 20세기 최고의 발명품 중 하나로 꼽힙니다. 그러나 많은 양의 폐플라스틱이 매립지에 쌓이거나 환경에 버려져 자연생태계에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 전통적인 처리 방식으로는 자원 낭비와 환경 오염 현상을 바꿀 수 없습니다. 따라서 플라스틱 폐기물을 재활용하는 친환경적이고 경제적인 방법을 모색하고 플라스틱 소비를 일회용 경제에서 순환 탄소 경제로 전환하는 것이 플라스틱 재활용 분야에서 핫스팟이자 문제가 되고 있습니다.
선진국은 폐플라스틱 재활용 기술을 일찍부터 발전시켰으며 상대적으로 성숙한 적용 시스템을 갖추고 있다. 관련 경험은 요약하고 배울 가치가 있습니다. 일본은 플라스틱 회사에 대한 특별 생산 요건을 발표했습니다. 예를 들어 페트병의 경우 손잡이 사용 금지, 착색 금지, 물리적으로 제거 가능한 라벨과 플라스틱 병뚜껑 사용을 규정하고 있다. 기업은 자원의 폐쇄 루프를 형성하기 위해 폐플라스틱을 생산에 투입해야 합니다. 미국에는 1,700개 이상의 폐플라스틱 재활용 회사가 있습니다. 미국 플라스틱 산업 협회는 폐플라스틱 재활용을 위해 플라스틱 종류를 라벨링하고 분류하는 방법을 제안했습니다. NASA는 위성 원격 감지를 사용하여 바다의 플라스틱 폐기물을 식별하는 연구를 수행했습니다. 해안 지역에 위치한 에너지 회사는 대륙붕 외부에서 일하는 직원에게 플라스틱 제품 교육을 제공해야 하며, 자원봉사자는 해안 지역에서 폐플라스틱을 제거하도록 권장됩니다. 일부 EU 국가에서는 가정용 폐플라스틱 포장에 대해 상대적으로 포괄적인 재활용 방법을 확립했으며, 포장 제조업체가 재활용 업체에게 특정 수수료를 지불하도록 요구하거나 포장 제조업체가 재활용 및 처리를 담당하도록 하는 정책을 발표했습니다.
소재 및 제조 산업의 급속한 발전 덕분에 폐플라스틱의 처리 및 활용은 더 이상 매립 및 소각과 같은 전통적인 처리 방식에 국한되지 않습니다. 지속적인 폐플라스틱 종류의 농축과 가공기술의 향상에 따라 해당 폐기·이용 기술체계를 종합적으로 정리하고, 국내 실정에 맞춰 개발경로를 명확히 함으로써 해당 분야의 발전 초점을 파악하는데 도움이 된다. 기술적 검토 후, 본 논문은 기계적 처리, 에너지 및 자원 전환, 재활용 및 재사용, 신기술이라는 네 가지 측면에서 폐플라스틱 처리 및 활용 기술을 분류합니다. 다양한 기술의 특성, 활용상황, 현황 개발현황을 비교하고, 폐플라스틱 처리 및 활용에 관한 산업현황과 개발과제를 파악하며, 폐플라스틱의 깨끗하고 효율적인 재활용, 처리 및 활용에 관한 연구에 직접적인 참고자료를 제공합니다. .
II. 폐플라스틱 처리 및 활용기술 분류
1. 기계적 처리 기술
폐플라스틱의 기계적 처리 기술은 주로 편리한 감량화를 목표로 하고 있으나 일반적으로 그에 따른 생태적, 환경적 영향의 문제가 있다. 예를 들어, 매립과 해양 투기는 미세플라스틱의 영향 범위를 넓힐 것입니다. 지속적인 생태학적 영향을 고려할 때 매립 및 해양 투기는 이상적인 폐플라스틱 처리 기술이 아니며 녹색 지속 가능한 개발 원칙에도 부합하지 않습니다. 생태환경영향평가를 사전에 실시하고, 폐플라스틱 매립처리 실시계획을 개선할 필요가 있다. 건축자재 충진제 방법은 연구개발 단계에 있지만 폐플라스틱의 재활용 및 활용 분야에서는 확실한 발전 전망을 가지고 있습니다.
2. 폐플라스틱의 에너지 및 자원화
1960년대부터 20세기 말까지 에너지 및 자원 부족 문제는 광범위한 관심을 끌었습니다. 지속가능한 발전, 순환경제 등의 개념이 도입되면서 플라스틱 산업은 급속도로 발전했고, 폐플라스틱의 생산량도 늘어났다. 연구자들은 폐플라스틱의 에너지 및 자원 활용에 관심을 돌렸습니다. 폐플라스틱의 재활용 및 폐기는 주로 무해성, 감소, 에너지 또는 자원 활용을 달성하는 것을 목표로 합니다. 환경보호를 목적으로 하는 화학물질 재활용 기술은 고분자 폐플라스틱 폴리머를 저분자 화합물로 분해하여 2차 재활용하는 대표적인 에너지 및 자원 재활용 기술이다. 에너지 및 자원 전환에는 주로 열화학 기술, 가수분해, 알코올 분해 및 생분해가 포함됩니다.
3. 폐플라스틱 재활용
플라스틱은 물리적 특성에 따라 열가소성 플라스틱과 열경화성 플라스틱으로 나눌 수 있습니다. 전자는 고온에서 액체로 녹인 다음 요구 사항에 따라 다양한 모양의 물체로 만들 수 있으며 재활용하고 반복적으로 성형할 수 있습니다. 후자는 녹거나 모양을 바꿀 수 없으며 단단한 플라스틱 물체로 가공하여 한 번만 사용할 수 있으며 가열하면 경도가 높아집니다. 열가소성 플라스틱은 주로 자원 및 에너지 재활용에 사용되는 반면, 열경화성 플라스틱은 낭비를 피하기 위해 에너지 재활용에만 사용됩니다.
(1) 간단한 재활용 방법
단순 재활용이란 재활용된 폐플라스틱을 변형 없이 분류, 세척, 파쇄, 용융, 재생하여 플라스틱 성형 가공에 직접 활용하는 기술을 말합니다. 비용과 투자가 저렴하지만 처리할 수 있는 플라스틱 유형에 대한 요구 사항이 있습니다. 단순 재활용 방식은 거의 모든 열가소성 폐플라스틱과 열경화성 플라스틱이 혼합된 소량의 폐플라스틱에 적용 가능하다. 처리방법은 크게 3가지로 구분됩니다. ① 플라스틱 가공공장, 수지생산공장 등의 생산과정에서 발생하는 스크랩은 대체로 깨끗하고 단일성분을 갖고 있습니다. 분류하지 않고 직접 분쇄하고 가소화할 수 있습니다. ② 각종 포장재, 필름 등 재활용 플라스틱에서 나온 폐플라스틱 재료를 분류하고, 청소하고, 분쇄하고, 가소화해야 합니다. ③ 케이블 외피 등 특수용도 플라스틱에서 나온 폐플라스틱은 재사용하기 전에 특별한 전처리가 필요하며, 용해, 침전, 건조 후 재사용하거나 다른 폴리머와 혼합할 수 있다. 테레프탈산(TPA), EG 등 화학물질로 폴리에스터를 만드는 과정에서 폐플라스틱이 첨가돼 반응한다. 폴리에스터를 만드는 과정에서 폐플라스틱이 첨가될 수 있습니다.
(2) 수정 및 재생 방법
단순한 재활용 방법에 비해 개조 및 재활용 방법은 더 복잡합니다. 폐플라스틱을 화학적 또는 기계적 공정을 통해 개질한 후, 다양한 재료를 혼합하거나 첨가제를 첨가하여 특정 요구에 맞는 새로운 플라스틱을 생산합니다. 재활용 재료의 기본 기계적 특성을 향상시키고 고품질 특수 제품의 생산 요구를 충족시킬 수 있습니다. 폐플라스틱 개질에는 혼합개질, 강화개질, 충진개질, 강인화개질, 접목개질 등이 있으며, 물리적 개질과 화학적 개질로 크게 나눌 수 있다. 개조 및 재활용 방법은 주로 중소기업에서 채택하며 주로 산업 및 광업 기업과 농업에서 발생하는 폐플라스틱(플라스틱 부품, 포장 제품, 농약병, 식품 봉지, 일용품 등)을 소비합니다. 이러한 종류의 폐플라스틱에는 충전재와 가소제가 소량 함유되어 있으며, 약간의 가공을 거쳐 분자량을 높여 재사용이 용이하도록 할 수 있습니다. 예를 들어, 사슬 연장제는 ABS의 카르복실기와 폴리부타디엔의 말단 수산기 사이의 결합을 현장에서 확장하여 폴리머 변형 및 활용을 달성하는 데 사용됩니다. PS는 물리적 특성을 개선하고 폐플라스틱 재활용 기술을 업그레이드하기 위해 변형된 혼합 공정을 사용하여 브롬화 제거 후 과립화됩니다. 산업적으로 생산된 폴리카보네이트의 비스페놀 A는 혼합을 통해 제거되어 폴리머 필름 표면 개질을 달성하고 제품의 일반적인 사용 요구 사항을 충족합니다.
사회에서 플라스틱 제품에 대한 수요는 해마다 증가하고 있으며, 이는 많은 에너지를 소비할 뿐만 아니라 환경 오염을 일으키고 생물학적 건강에 해를 끼치고 있습니다. 이런 맥락에서 변형된 재생 방식을 통한 폐플라스틱의 재활용 역시 저탄소 경제에 적응하는 개발 방식이다. 가공업체의 환경안전을 목표적으로 관리하고, 환경오염 문제를 줄이기 위해 노력하며, 포괄적이고 조화로운 지속가능한 발전을 추구해야 합니다. 수정된 재생 기술은 다양한 폐플라스틱의 성능 변화를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어 PE, PP, PVC, PS, ABS, PA는 모두 재생 과정에서 색상 변화, 점도, 신율 감소를 겪는 반면, 고밀도 PE의 점도는 증가합니다. 따라서 폐플라스틱 재생기술은 재활용 플라스틱의 성능변화에 대해 장점과 단점을 동시에 갖고 있다. 제품 품질을 보장하기 위해 첨가제를 추가하거나 기술적 조정을 할 수 있습니다.
4. 폐플라스틱 처리 및 활용을 위한 신기술
(1) 초임계 유체 처리 및 활용 기술
폐플라스틱은 초임계 유체에서 반응하는데, 반응시간이 짧고 촉매가 필요 없으며 회수율이 높은 장점이 있다. 폐플라스틱은 에테르결합, 아실결합, 에스테르결합 등 쉽게 분해되는 화학결합을 갖고 있는데, 이는 초임계 유체 속에서 단량체로 분해된 후 재구성되어 새로운 플라스틱 제품을 생산할 수 있다. PET는 초임계 유체에서 단량체로 분해될 수 있으며, PU 역시 초임계 유체 분해 기술을 이용해 재활용이 가능합니다. 초임계 유체 분해 기술은 발전 전망이 좋지만 사용 시 고압 밀봉 요구 사항에 문제가 있습니다.
(2) 고로 주입 에너지 회수 기술
고로 주입을 이용한 에너지 회수는 일반적으로 폐플라스틱을 재활용하는 효과적인 방법으로 간주됩니다. 에너지 활용 측면에서 볼 때, 고로 주입 기술은 폐플라스틱에 포함된 에너지의 활용률이 높으며(약 80%), 주로 철광석을 화학에너지 형태로 환원시킵니다. 환경 보호의 관점에서 볼 때 고로 주입 기술로 생성되는 독성 가스 함량이 낮아 대규모 적용에 편리합니다. 고로 주입 기술은 강력한 처리 능력을 갖고 있으며 저탄소 순환 경제 발전에 도움이 됩니다. 그러나 재활용 폐플라스틱은 일반적으로 완전히 분류되지 않고 반응성 물질에 대한 고로 주입 요구 사항을 충족하지 못하기 때문에 현재 고로 주입 기술이 널리 사용되지 않는 실정입니다.
(3) 사진 처리 기술
광처리 기술은 빛 에너지를 에너지원으로 활용하여 폐플라스틱을 처리하는 기술입니다. 오염이 적고 경제적 이점이 있어 최근 몇 년 동안 많은 주목을 받고 있습니다. 열화학 기술과 비교하여 광반응 조건이 온화하고 에너지 소비가 낮습니다. 특정 화학 결합을 정확하게 끊어 대상 제품의 높은 선택성을 달성할 수 있습니다. 광처리 기술은 크게 광분해와 광촉매의 두 가지 범주로 나뉜다.
광공정 기술의 응용 전망은 좋지만, 반응 경로를 정확하게 파악하고 제어하는 방법 탐색, 저비용, 고성능 광촉매 개발, 경제적이고 친환경적인 전처리 방법 개발 등 여전히 해결해야 할 과제가 남아있다. 다양한 종류의 폐플라스틱.
(4) 전기촉매 기술
전기촉매를 통해 폐플라스틱을 가치 있는 제품으로 전환하는 응용 연구는 아직 거의 없습니다. 전기촉매 기술은 제어 가능한 에너지 포텐셜, 재활용 가능한 전해질, 선택적 전환 등의 장점을 갖고 있지만, 많은 응용 과제에 직면해 있습니다. 실험용 생산 장비를 산업적 응용으로 전환하기 어렵고, 전해질에서 유기산과 산화환원 물질을 분리하는 과정이 에너지입니다. -집약적이며 보다 효율적이고 환경 친화적이며 경제적인 촉매가 필요합니다.
III. 폐플라스틱 처리 및 활용 기술 개발에 대한 제안
첫째, 원천에서 나오는 양을 줄이고 재활용 플라스틱 사용을 장려하세요. 정책 중심 접근 방식을 통해 상품 포장이 생분해성 플라스틱과 같은 대체품을 선택하도록 장려하고, 일회용 비분해성 플라스틱 소비를 줄이며, 발생원에서 발생하는 폐플라스틱 생산량을 줄이기 위해 노력합니다. 재활용 플라스틱 표준 제도를 제정하고, 폐플라스틱 재활용 및 재사용을 표준화하며, 재활용 플라스틱에 대한 대중 인식과 폐플라스틱 재활용률을 제고한다.
둘째, 폐플라스틱의 분류 및 재활용을 강화한다. 우리나라의 폐플라스틱 처리 및 활용은 비교적 늦게 발전하여 관련 재활용 및 관리 메커니즘이 아직 건전하지 않습니다. 대중의 환경인식은 아직 행동습관으로 전환되지 않았으며, 쓰레기 분류의 중요성에 대한 이해도가 상대적으로 약합니다. 관련 쓰레기 분류 및 재활용 정책의 시행 및 홍보를 강화하고, 폐플라스틱 분류 및 재활용 산업화를 효과적으로 추진할 필요가 있습니다.
세 번째는 기술 혁신과 성과의 변화를 촉진하는 것입니다. 폐플라스틱 처리를 위한 신기술은 아직 성숙하지 않았으며 성숙한 기술에 비해 눈에 띄는 단점을 가지고 있습니다. 핵심 기술 문제의 돌파구를 촉진하기 위해 폐플라스틱 처리 및 활용에 대한 연구 레이아웃에 필요한 지원이 제공되어야 합니다. 공공 자금은 기업이 기술 연구에 참여하도록 장려하고 응용 요구에 따른 기초 연구에 중점을 두며 폐플라스틱 처리 및 활용 분야에서 혁신적인 기술 성과의 원활한 전환을 촉진하는 데 사용되어야 합니다.