바이오매스로 바이오 숯을 만드는 것은 느린 열분해를 수반하는 흥미로운 과정입니다.
이것은 산소가 없는 상태에서 일어나는 열화학적 전환 과정입니다.
이 과정을 간단한 단계로 나눠보겠습니다:
1. 바이오매스 준비
먼저 소나무, 밀짚, 녹색 폐기물, 말린 해조류 등의 바이오매스를 준비해야 합니다.
여기에는 건조하고 작은 조각으로 분해하는 작업이 포함됩니다.
이 단계는 바이오매스가 균일하고 효율적으로 처리될 수 있도록 합니다.
2. 열분해 과정
가열
바이오 숯 반응기는 30-60분 동안 예열됩니다.
이 초기 가열 단계는 열분해를 위한 단계를 설정하는 데 매우 중요합니다.
공급
그런 다음 준비된 바이오매스를 반응기에 지속적으로 공급합니다.
공급 과정은 재료의 일정한 흐름을 유지하도록 제어됩니다.
열처리
바이오매스는 270°C~400°C 범위의 온도에서 열분해 분해됩니다.
이 과정은 일반적으로 몇 시간이 걸립니다.
이 단계에서 바이오매스는 바이오 숯, 바이오 가스 및 기타 부산물로 변환됩니다.
가스 및 부산물 수집
바이오매스가 분해되면서 바이오가스가 생성되고 수집됩니다.
이 가스는 사이클론 먼지 제거기와 스프레이 집진기를 통해 처리되어 불순물을 제거합니다.
이 가스는 콘덴서 시스템에서 추가로 냉각되어 타르와 목초액을 추출합니다.
남은 가연성 가스는 재활용되어 원자로를 가열하는 연료로 사용되어 에너지 효율을 높입니다.
3. 바이오 숯의 특성 분석
열분해 후 생산된 바이오 숯은 다양한 분석 기법을 사용하여 특성을 분석합니다:
근접 분석
이 분석은 바이오 숯의 품질과 특성을 나타내는 핵심 지표인 고정 탄소 함량을 결정합니다.
고정 탄소 함량은 열처리 강도에 따라 달라집니다.
원소 분석
여기에는 바이오 숯의 원소 구성을 결정하기 위한 CHN(탄소, 수소, 질소) 분석이 포함됩니다.
pH 측정
용액 내 바이오 숯의 pH를 측정하며, 이는 토양에서의 적용에 영향을 줄 수 있습니다.
폭탄 열량 측정
바이오 숯의 높은 발열량을 측정하여 에너지 함량을 나타내는 데 사용됩니다.
N2 흡착
이 기술은 바이오 숯의 흡착 능력에 중요한 BET 표면적을 측정하는 데 사용됩니다.
생물학적 분해 분석
이 테스트는 산소 요구량과 탄소 광물화율을 포함하여 바이오 숯이 토양에 미치는 영향을 평가합니다.
4. 응용 및 환경 영향
생산된 바이오 숯은 토양 개량제로 사용되어 토양의 비옥도와 구조를 개선할 수 있습니다.
또한 탄소를 격리하여 탄소 격리 노력에 기여할 수 있습니다.
토양에 바이오 숯을 처음 추가하면 토양 미생물 군집이 새로운 조건에 적응하면서 탄소 광물화율이 약간 감소할 수 있습니다.
그러나 더 가혹한 열처리로 생산된 고정 탄소 함량이 높은 바이오 숯은 휘발성 및 쉽게 생분해되는 화합물의 함량이 낮기 때문에 더 뚜렷한 효과를 나타냅니다.
요약하면, 바이오매스로부터 바이오숯을 만드는 과정에는 바이오매스를 다양한 환경 용도에 적합한 안정적이고 탄소가 풍부한 물질로 전환하는 제어된 열분해 공정이 포함됩니다.
이 공정은 바이오매스의 종류와 온도 및 체류 시간 등 열분해의 특정 조건에 따라 크게 달라집니다.
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