유해성 지정폐기물인 폐유(waste oil)는 윤활유의 사용시간이 경과함에 따라 열화, 분해되거나, 오염물질의 혼입에 의하여 성능이 떨어져 발생된다. 주 배출원은 자동차, 선박, 1차금속 및 조립금속, 기계장비공업 등이며 발생량은 판매량의 70% 정도로 알려져 있다. 폐윤활유는 유통체계가 비교적 잘 정비되어 있어서 수거가 용이하고 재활용에 따른 부가가치가 높은 폐자원이다. 폐유는 오일의 성상측면에서 중질유분(b.p. : 320 - 590 oC)임과 동시에 첨가제의 열화 및 엔진의 마모에 따라 중금속, 회재,수분 및 황성분 등이 기본적으로 포함되어 있다. 그런데 폐유의 주성분인 윤활기유(base oil)는 주로 파라핀계 및 나프텐계로서 수소/탄소-비가 거의 2에 이른다. 이는 일반적인 고급연료유의 수소/탄소-비가 1.5~1.8 정도임을 감안할 때 고비점 성분의 분해도 촉진 및 효율적인 자체 수소 재분배에 의하여 간단히 경질 연료유로 전환될 수 있음을 시사한다. 폐윤활유가 갖고 있는 높은 열량을 이용하기 위해서는 먼저 폐윤활유를 품질기준에 맞도록 재생 연료유로 정제 처리하는 것이 필요한데, 폐윤활유를 연료유로 재생 이용하는 데 가장 큰문제가 되는 것은 중금속과 회분이므로 일차적으로 이를 효율적으로 제거할 수 있어야 하는 것이다. 우리나라에서는 산자부 대체에너지 개발연구사업으로 KIER에 의해 1996년부터'폐유·폐플라스틱의 고급연료유화 기술과제' 가 1998년까지 수행되었으며, 후속연구로 '상업화 가능성이 높은 폐유를 대상원료로 하는 폐유의 열분해 및 플래시 증류에 의한 경유대체연료유 생산 파일럿 공정 개발과제' 가(연500톤 규모) 수행되었다. 이를 통해 연속식 파일럿 공정 최적화 및 엔지니어링 노하우가 획득되었다. 이후 2003년에는 국내 최초로 순수 국내 엔지니어링 설계를 통한 상업화 공정(연 2만톤 규모) 실증개발 사업이 착수되었다. KIER를 연구기관으로 하여 기업과 연계하는 추진체계를 구축하고 2005년까지 기본 및 상세설계와 플랜트 건설이 이루어졌으며, 공정 최적화 운전이 수행되었다. 이 시기에 KIER는 분해 및 개질반응에 의한 분자량 감소와 더불어 불순물들을 효율적으로 제거할 수 있는 핵심 단위공정이 조합된 독자적인 연속식 파일럿(500톤/년 규모) 공정의 개발 연구를 수행했다. 본 개발 연구는 국산화 경유대체재생연료유 상업화 공정의 개발을 위한 전초단계로서 KIER는 파일럿 규모(500톤/년 폐유처리용량)의 연속식 개념공정의 설계·건설 및 운전 연구를 수행했다. 이를 통해 공정개선 및 안정가동성을 확보함과 함께 상업화 공정 설계에 필요한 운전자료 및 엔지니어링 데이터를 수집했다. 또한 상업화 공정(24,000톤/년 규모)의 성능 예측을 위해 열분해 반응 특성 분석자료를 토대로 플래쉬 증류와 감압증류탑의 물질 및 열수지를 모사했다. 상업화 공정의 구성은 크게 전처리공정(filtering/decanter/dewatering), 반응공정(tubularreactor), 분리공정(vacuum distillation)으로 구성되어 있으며 이에 대한 기본설계를 실시했다. 설계의 주요 내용은 process flow with heat & mass balance, PID, 장치설계자료, 기기설계자료, 공정라인계획, 공정배치 등이었으며, KIER는 공정흐름도를 토대로 ASPEN+에 의한 모사(simulation)를 시현함으로써 상업화 공정의 수율을 예측하고 이를 바탕으로 상세설계를 수행하여 독자적인 국산화 및 상업화 공정의 조기 건설, 가동의 기대치를 높이게 되었다. KIER의 연속식 자동화공정의 실증연구사업으로 국내폐유 재활용업체의 채산성과 안정적 운영기반을 확립하게 되었으며, 석유에너지 수입대체 효과 및 공정대체 효과를 거두었다. 또한 신공정 개발로 플랜트 엔지니어링 설계기술의 후발국으로의 수출 및 이에 따른 외화가득이 가능해졌다. 연구의 수행을 통해 KIER는 폐유와 폐플라스틱의 동시열분해에 의한 고급연료유 제조방법에 대한 특허등록(1999. 5. 17, 대한민국 특허 제0213986호)을 획득했으며, 폐윤활유를 이용한 고품질의 재생연료유 제조방법 및 장치(2002. 10. 2, 대한민국 특허 제0356895호)에 대한 특허를 출원하게 되었다. 한편 참여기업인 (주)대림으로의 기술 이전을 통해 연간 24,000톤 규모의 상업화 공정이 건설돼 현재 활기차게 가동 중에 있다. 본 메일은 발신전용메일로 메일수신을 동의하셨기에 기재해 주신 이메일 주소로 발송되었습니다. 한국에너지기술연구원에서 드리는 각종 정보의 메일 수신을 원치 않으시면 [수신거부]를 눌러 회원 개인정보를 변경해 주시기 바랍니다. If you do not want this type of information or email, please click here 기타 문의 사항은 한국에너지기술연구원 웹사이트의 [ 참여마당> 묻고 답하기 ] 메뉴를 이용하여 주시기 바랍니다.