폐타이어 열분해 조건이 방향족 화합물 회수에 미치는 영향
- 주제(키워드) GC/MS
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 오세용, 정수현
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000045121
- 본문언어 한국어
초록/요약
폐타이어 열분해가 이루어지는 부분은 주로 천연고무와 합성고무인데, 폐기물의 특성상 천연고무와 합성고무의 비율이 일정하지 않으며 이들의 조성에 따라 오일수율, 방향족 함량등 열분해 특성이 달라지게 된다. 이에 따라 폐타이어와 천연고무 그리고 합성고무의 열분해 특성 및 생성 오일의 특성을 알아내는 연구를 수행하였다. 실험을 수행한 결과 TGA(Magnetic Suspension Balance)와 DTG 통하여 폐타이어의 열분해 특성온도 330~450℃의 온도 구간을 알아낼 수 있었다. 천연고무와 합성고무의 열분해 특성온도는 천연고무의 함량이 많을수록 330℃ 온도 구간에서의 무게감량이 급격하게 일어났으며 합성고무의 함량이 많은 경우에는 430℃ 온도 구간에서 무게감량의 변화가 크게 나타났다. 열분해 반응을 통하여 폐타이어의 액상생성물의 수율, 가스 수율, char의 수율을 알아낼 수 있었다. 천연고무와 합성고무의 열분해 수행결과는 액상생성물의 수율은 90%정도 나타냈으며, 가스의 수율은 10%정도 나타내었다. 이는 폐타이어내에 함유된 천연고무와 합성고무가 열에 의하여 대부분 분해되는 것을 확인할 수 있었다. 열분해를 통하여 생성된 오일의 조성을 GC/MS를 통하여 시험한 결과 폐타이어와 천연고무의 경우는 온도가 증가할수록 방향족 화합물의 수율이 많아지는 것을 확인할 수 있었으며, 합성고무의 경우에는 온도가 증가할수록 방향족의 화합물은 낮아지는 경향을 보였다. SIMDIS(Simulated Distribution)를 이용한 생성된 오일의 비점분포를 비교하였을 때 온도가 증가할수록 비점분포가 높은 고비점의 화합물이 생성되는 것을 확인하였다.
more초록/요약
Pyrolysis of a waste tyre is mostly occurred on the parts of Natural Rubber and SBR(Styrene Butadiene Rubber). As the ratio of natural rubber and SBR of a waste tyre is not consistent by its nature, features of pyrolysis such as a ratio of oil products and an aromatic compounds content varies in its composition. This study is to understand features of pyrolysis of a waste tyre, Natural Rubber, SBR and oil products. As a result of an experiment, a temperature range of 330~450℃ in a temperature feature of pyrolysis of a waste tyre could be figured out through TGA(Magnetic Suspension Balance) and DTG. As for the feature of temperature of pyrolysis of natural rubber and SBR, the weight was drastically reduced in the temperature range of 330℃ as a natural rubber content was higher and a change of weight reduction in the temperature range of 430℃ was high as a SBR content was high. An yield rate of oil products, gas and char of a waste tyre could be figured out through pyrolysis reaction. As a result of pyrolysis of natural rubber and SBR, an yield rate of oil products was 90% and that of gas was 10%. This proved natural rubber and SBR contained in a waste tyre was mostly dissolved by heat. As a test result of forming oil created by pyrolysis through GC/MS, an yield rate of aromatic compounds got higher as temperature rose for a waste tyre and natural rubber and aromatic compounds showed a tendency to drop as temperature rose for SBR. When distribution of a boiling point of created oil was analyzed through SIMDIS(Simulated Distribution), compounds with a high boiling point that was distributed high was found as temperature rose.
more목차
1. 서론 = 1
2. 이론적 고찰 = 6
2.1 폐타이어 열분해 특성 = 6
2.2 천연고무 = 7
2.3 합성고무 = 7
2.4 폐타이어 열분해 메커니즘 = 8
3. 실험 재료 및 방법 = 9
3.1 실험 재료 = 9
3.1.1 시료 특성 = 9
3.2 열분해 특성 = 10
3.2.1 MSB(Magnetic Suspension Balance) = 10
3.2.2 회분식 열분해 = 10
3.2.3 SIMDIS 분석 = 11
3.2.4 GC/MS 분석 = 11
4. 결과 및 고찰 = 16
4.1 열에의한 무게 감량 = 16
4.2 폐타이어 열분해 = 25
4.3 액상 생성물 분석 = 31
4.3.1 GC/MS 분석 = 31
4.3.2 SIMDIS 분석 = 39
5. 결론 = 44
List of Figure
Figure 3.1. Schematic Drawing of Magnetic Suspension Balance(MSB) = 13
Figure 3.2 Schematic Drawing of the Laboratory Scale Apparatus for Pyrolysis of waste tyre = 14
Figure 3.3 Temperature Profile for the Pyrolysis of Waste Tyre = 14
Figure 4.1 Weight Loss Patterns by Thermal Degradation of Waste Tyre to Reaction Time = 18
Figure 4.2 Weight Loss Patterns by Thermal Degradation of NR and SBR to Reaction Time = 19
Figure 4.3 DTG Curves of Tyre, NR(100%), SBR(100%) = 22
Figure 4.4 DTG Curves of Tyre, NR(100%), SBR(100%), NR/SBR(20:80) = 23
Figure 4.5 DTG Curves of Tyre, NR(100%), SBR(100%), NR/SBR(50:50) = 24
Figure 4.6 Accumulative Amount of Liquid Product with Temperature in the Degradation fo Waste Tyre = 28
Figure 4.7 Accumulative Amount of Liquid Product with Temperature in the Degradation fo Waste Tyre, NR, SBR, NR:SBR(5:5) = 29
Figure 4.8 Total GC/MS Chromatogram of Waste Tyre Pyrolysis Oil below Test Temperature = 36
Figure 4.9 Total GC/MS Chromatogram of NR Pyrolysis Oil below Test Temperature = 37
Figure 4.10 Total GC/MS Chromatogram of SBR Pyrolysis Oil below Test Temperature = 38
Figure 4.11 Boling Point Distribution of Liquid Phase Products Obtained from Pyrolysis of Waste Tyre = 40
Figure 4.12 Boling Point Distribution of Liquid Phase Products Obtained from Pyrolysis of NR = 41
Figure 4.13 Boling Point Distribution of Liquid Phase Products Obtained from Pyrolysis of SBR = 42
