화학 공학 온라인 슬롯원들이 폴리스티렌 재활용 기술을 분석

부서:

슬롯 사이트 공학 | 우스터 폴리 테크닉 연구소

팀 WPI의 화학공학과와 영국 배스 대학교의 온라인 슬롯원들은 현재 사용 가능한 폴리스티렌의 재활용률이 5% 미만인 데 비해 현재 사용되는 폴리스티렌의 최대 60%까지 재활용할 수 있는 간단하고 확장 가능한 기술을 분석했습니다. 재활용되지 않은 폴리스티렌은 결국 매립지로 보내지거나 바다, 강, 해변에서 수십 년 동안 미세 플라스틱을 배출하게 됩니다. 

폴리스티렌은 교체가 거의 불가능한 특성을 가지고 있습니다. 폴리스티렌은 깨지기 쉬운 부품 배송 및 식품 포장에 적합한 저렴한 충격 방지 절연체입니다. 이러한 특성은 폴리스티렌의 구조에서 발생합니다. 불행하게도 폴리스티렌의 구조는 재활용을 어렵게 만듭니다. 전통적인 기계적 재활용으로 인해 폴리스티렌의 가치를 높이는 분자량 손실과 특성 저하가 발생하기 때문입니다. 이제 온라인 슬롯진은 이러한 문제를 잠재적으로 해결할 수 있는 시스템을 분석했습니다. 팀은 다음과 같은 제목의 논문에서 온라인 슬롯 결과를 간략하게 설명합니다.폐 폴리스티렌에서 모노머 등급 스티렌을 회수하기 위한 배포 및 확장 가능한 프로세스의 열역학적 및 경제적 분석최근 화학 공학 저널에 게재되었습니다.

팀이 분석한 핵심 기술은 열분해입니다. 이는 분자의 결합이 부서질 때까지 공기가 없는 상태에서 가열하는 방법입니다. 폴리스티렌은 주로 모체 폴리머를 구성하는 가장 간단한 단위인 모노머라고 불리는 화학 물질로 분해됩니다. 이는 수십 년 동안 알려져 왔으며 열분해를 사용하여 모노머를 회수한 후 재중합을 통해 "새것처럼 좋은" 폴리스티렌을 생산할 수 있는 기회를 열어줍니다. 그러나 열분해 후 단량체 순도는 재중합에 충분하지 않습니다. 그리고 Bath-WPI 팀이 폴리스티렌을 모노머로 전환한 다음 증류를 사용하여 모노머를 정제하는 다단계 공정을 분석하기 전까지는 그랬습니다. 

이 다단계 프로세스는 현재 화학 처리에 사용되는 가장 신뢰할 수 있는 기술 중 하나인 확장 가능한 기술로만 구성됩니다. 이는 전체 프로세스가 쉽게 배포 가능해야 하는 반면, 검증되지 않은 새로운 기술이 필요한 프로세스는 대규모 배포가 가능하다면 수년이 걸릴 수 있음을 의미합니다. 

과제는 팀이 초점을 맞춘 에너지 사용과 경제성입니다. 그 노력. 흥미롭게도 전체 공정에 필요한 에너지는 폴리스티렌의 화학 결합에 포함된 값보다 훨씬 적습니다. 이는 공정이 에너지 효율적이라는 것을 의미합니다. 더욱이, 지난 몇 년 동안 세계 역사적 평균과 경쟁력 있는 비용으로 스티렌을 생산할 수 있는 다양한 경로가 존재합니다. 이는 "새것처럼 좋은" 사용 후 폴리스티렌이 단지 실험실의 아이디어가 아니라는 것을 의미합니다. 분석을 완료하기 위해 팀은 온실가스 배출을 고려했습니다. 열분해 및 증류와 같은 기술은 온실가스 배출과의 연관성으로 인해 최근 몇 년간 비판에 직면해 있습니다. 그러나 온라인 슬롯팀은 새로운 공정이 에너지 효율적인 전구 설치와 같이 일반적으로 "낮게 매달린 과일"로 간주되는 단계와 관련된 비용과 비교할 수 있는 약 $1.5/CO2의 투자 비용으로 폴리머 연소에 비해 온실가스 배출을 줄일 수 있음을 발견했습니다. 

온라인 슬롯원들은 새로운 프로세스가 확장 가능하고 입증된 기술로 구성될 뿐만 아니라 경제성, 에너지 사용 및 연소와 관련된 순 배출 감소 측면에서 현실적이라고 결론지었습니다. 이는 폴리스티렌을 물과 음식, 그리고 궁극적으로 우리 몸에 들어가지 않게 하는 모든 좋은 일입니다. 지속적인 작업은 더 많은 제품을 얻기 위한 추가 단계, 혼합 플라스틱 폐기물 흐름에 대한 시나리오 등을 포함하여 폴리스티렌 공정을 개선하는 데 중점을 두고 있습니다. 플라스틱 재활용을 위한 새롭고 더욱 효율적인 기술을 개발합니다. 이 온라인 슬롯에서 WPI의 역할은 국립과학재단(National Science Foundation)의 자금 지원을 받았습니다.

온라인 슬롯팀은 다음으로 구성됩니다:

바스 대학교

  • Bernardo Castro-Dominguez, 화학 공학 수석 강사 

WPI 화학공학과

이 온라인 슬롯에 대해 자세히 알아보기보도 자료바스 대학교 출신.