과거부터 플라스틱과 폐비닐은 심각한 환경 오염을 유발하는 원인이 되었다. 특히, 코로나19 확산 및 장기화에 따른 온라인 소비 증가로 쓰레기가 급증하면서 환경 문제가 더욱 심각해졌다. 이러한 가운데, 한국에너지기술연구원이 폐비닐을 열분해해서 경제적이고 친환경적으로 청정 오일을 생산할 수 있는 기술을 개발했다.
폐비닐로 어떻게 기름을 만드는가?
기름에서 비닐을 뽑아내는 과정을 역이용한 것으로 원료투입-열분해-생성물 정제/잔사물 처리-최종제품 단계로 구성된다. 열분해 반응기에서 생산된 증기상 생성물의 고급화를 위해 염소 제거 공정을 거치고, 증류 공정을 통해 가솔린, 등유, 경유, 중질유의 최종제품을 얻는다.
즉, 폐비닐을 잘게 잘라 기계에 넣어주면 400~500℃로 가열된 반응기에서 열분해가 일어나고 기체로 변한 기름을 식히면 중질유와 경질유를 얻는 방식이다.
폐비닐 친환경 처리 기술의 장점은?
첫 번째는 폐비닐을 세척할 필요가 없어졌다. 기존에는 폐비닐의 오염된 부분을 세척했고, 그 과정에서 사용하는 에너지도 만만치 않아 70~80%는 매립이나 소각으로 처리했다. 하지만, 폐비닐 친환경 처리 기술은 전처리가 끝난 작은 비닐 조각(플러프)을 원료로 활용해 원료를 지속해서 투입할 수 있게 되었다.
두 번째는 공정 효율이 높아졌다. 기존에는 원료를 장시간 가열, 열분해, 냉각 과정을 거쳐야 해 하루에 한 번만 운전할 수 있었고 공정 효율도 30~40%로 낮았다. 그러나 친환경 기술은 400~500℃ 정도의 일정한 온도에서 낮은 에너지로 연속 반응하기 때문에 기존과 같이 따로 가열, 냉각 과정이 필요 없고 공정 효율도 62%로 높다.
마지막은 에너지 효용성이다. 기름을 추출하는 과정에서 나오는 가스를 반응기 온도를 올리는 에너지로 사용하기 때문에 생산 비용을 줄일 수 있다. 특히, 미반응 잔사물을 없앴기 때문에 흙과 같은 무기물과 고형 탄소 성분만 남게 되어 이 찌꺼기도 다른 시설이나 설비의 열에너지 원료로 쓰일 수 있어 효율적이다.
한국에너지기술연구원은 2021년까지 2t 규모의 공정 연구를 거쳐 2022년부터는 사업화가 가능한 10t 규모의 실증 실험을 진행할 계획이다. 빠르면 3년 안에 상용화가 가능할 것으로 보이며, 한국도 산유국이 될 수 있고 전 세계의 환경오염도 막을 좋은 기회가 될 것으로 보인다.
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