폐플라스틱 열분해유 및 고형연료 가스화 공정의 반응·수치모사 기반 성능 최적화 연구

Performance Optimization of Waste Plastic Pyrolysis Oil and Solid Fuel Gasification via Reaction-Driven Simulation Studies

연구 내용

폐플라스틱 열분해유와 SRF의 가스화 공정을 반응-수치모사와 예측모델로 분석하여 생성가스 조성 및 수율을 최적화하는 연구

폐플라스틱(SRF 포함)을 자원화하기 위해 열분해-가스화 반응을 모델링하고, 생성가스 조성 및 C2-C3 탄화수소 수율을 조절하는 연구를 수행합니다. 기포유동층 및 분류층(entrained flow) 조건에서 건조, 열분해, 기-고 반응과 균일 반응을 포함한 반응항을 구성하고, 다상 수치해석 기반으로 혼합·열전달·반응 지배 요소를 해석합니다. 또한 실험 기반 조성 데이터를 활용해 Transformer 기반 예측모델로 공정 변수를 반영하며, 생성가스 LHV와 타르/불순물 저감 방향을 함께 도출하는 차별성을 보유하고 있습니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

초기에는 SRF의 기포유동층 가스화에 대해 MP-PIC와 LES를 결합한 3차원 CFD 모델을 구축하고, 메쉬·입자 수에 따른 정확도와 반응기 설계 변수를 검증하는 단계로 연구를 진행했습니다. 이후에는 폐플라스틱 및 폐마스크 유래 탄소자원의 CO2 가스화 특성을 확장하고, 열분해유의 분류층 가스화에서 생성가스 특성과 불순물 제거 문제를 다루었습니다. 최근에는 고성능 예측을 위해 Transformer 기반 심층학습으로 가스 조성을 추정하는 접근을 적용하고, 바이오매스와의 혼소 조건까지 포함해 공정 최적화로 확장하는 흐름을 보입니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

플라스틱 열분해유 가스화 공정 설계 지표
생성가스 LHV 예측 및 운전조건 선정
C2-C3 탄화수소 회수 공정 최적화
타르 및 불순물 저감 운전전략
저평형비(낮은 ER) 운전 시뮬레이션 프레임
기포유동층 반응기 스케일업 가이드
혼소 기반 자원화 공정 시나리오 도출
공정 변동성 반영 조성 예측 모델
탄소중립 대응 폐기물 에너지화 평가
실험-모사 연계 통합 해석 워크플로