에너지, 엑서지, 엑서고경제성 분석을 두 가지 플라스틱-통합 가스화 복합 사이클(plastic-integrated gasification combined cycle, plastic-IGCC) 시스템에 대해 수행하여 플라스틱 폐기물-에너지 변환(plastic waste-to-energy) 사이클의 성능을 평가하였다. 플라스틱 폐기물-에너지는 플라스틱 폐기물과 환경 문제를 모두 해결할 수 있는 유망한 플라스틱 처리 방법이다. 따라서 폐기물을 처리하는 과정에서 플라스틱 폐기물-에너지 변환을 통해 에너지가 생성된다는 점에서, plastic-IGCC의 효율과 경제성을 향상시키는 것이 중요해졌다. 두 모델링된 사이클의 차이는 고온 합성가스(high-temperature syngas)로부터 열을 회수하는 위치에 있다. 사례 1과 2에서는 각각 가스 회수기(heat recovery steam generator)와 가스 히터(gas heater)로부터 합성가스의 열을 회수하여, 가스화기에 유입되는 공기의 온도를 증가시켰다. 엑서지 파괴(exergy destruction)는 변화시키지 않으면서, 사례 2의 최대 순효율은 사례 1과 달리 8.2% 증가하였다(35.41%에서 43.57%로). 경제적 가치와 시장 잠재력을 평가하기 위해, 최고 효율이 얻어지는 조건에서 단위 전력 비용을 검토하였다. 사례 1과 2의 단위 엑서고경제 비용(unit exergoeconomic costs)은 각각 0.141과 0.108 $/kWh로, 다른 에너지 회수 복합 사이클들의 범위 내에 있었으며, 더불어 열 회수에 공기 히터를 사용하는 것은 비용을 절감하였다. 열 회수 목적의 공기 히터 사용은 엑서지 파괴를 크게 변화시키지 않으면서 에너지 및 경제적 측면 모두에 이로웠다. 이러한 결과는 가스화기 에이전트 조건과 에너지 회수 방법이 plastic-IGCC의 최적 조건에 미치는 영향을 이해하는 데 중요한 의미를 갖는다. 본 연구는 에너지 및 경제적 측면을 모두 고려하여 plastic-IGCC 시스템의 최적 설계와 운전에 대한 통찰을 제공하는 것을 목표로 하였다. • 열 회수를 포함하는 통합 플라스틱 가스화 복합 사이클을 모델링하였다. • 폐기물-에너지 회수 사이클을 위한 적절한 운전 조건을 파악하였다. • 엑서고경제 분석을 통해 동력 사이클을 평가하였다. • 가스화기에서 열 회수 시 사이클 효율이 유의하게 증가하였다.

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