열분해를 통해 바이오탄을 만드는 과정에는 반응기 예열, 바이오매스 공급, 부산물 관리 및 에너지 회수 등 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다. 각 단계에 대한 자세한 설명은 다음과 같습니다:
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반응기 예열: 바이오 숯 반응기는 공정을 시작하기 전에 30~60분 동안 예열해야 합니다. 이렇게 하면 반응기가 열분해 과정을 시작하고 유지할 수 있는 최적의 온도를 유지할 수 있습니다.
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바이오매스 공급: 반응기가 예열되면 일정한 공급기를 사용하여 준비된 바이오매스를 반응기에 공급합니다. 바이오매스는 건조하고 이상적으로는 펠릿화하여 접촉 면적을 늘려 효율적인 분해를 촉진해야 합니다. 젖은 바이오매스는 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있습니다.
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열분해 공정: 저산소 환경에서 작동하는 반응기에 바이오매스를 공급하면 열분해 공정이 시작됩니다. 이 과정은 일반적으로 약 15~20분 정도 소요됩니다. 이 시간 동안 바이오매스는 분해되어 바이오 숯을 형성합니다. 이 과정은 외부에서 공급되거나 생성된 가스의 연소에 의해 공급될 수 있는 열에 의해 구동됩니다.
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부산물 관리: 바이오매스가 분해되면서 바이오가스가 생성됩니다. 이 바이오가스는 사이클론 먼지 제거기와 스프레이 집진기를 통과하여 불순물을 제거합니다. 그런 다음 응축기 시스템으로 들어가 타르와 목초액을 추출합니다. 남은 가연성 가스는 재활용되어 원자로를 가열하는 연료로 사용되어 공정의 에너지 효율을 높입니다.
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에너지 회수: 연소 후 발생하는 고온의 배기가스는 건조 시스템과 같은 다른 시스템의 열원으로 활용되어 작업의 전반적인 에너지 효율을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
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품질 관리: 생산된 바이오 숯의 품질과 특성은 사용되는 바이오매스의 종류, 열분해 온도, 가열 속도 및 증기 체류 시간에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 농업용으로는 일관된 특성을 가진 고품질의 바이오탄을 생산할 수 있는 저속 열분해가 선호되는 경우가 많습니다. 저속 열분해에서는 일반적으로 대기압에서 산소가 제한적이거나 산소가 없는 환경에서 바이오매스를 분당 1~30°C의 속도로 가열합니다.
이 공정은 바이오탄을 생산할 뿐만 아니라 부산물을 효과적으로 관리하고 활용할 수 있어 지속 가능한 바이오매스 전환 방법입니다. 바이오 숯 특성의 가변성은 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하기 위해 열분해 공정 파라미터를 신중하게 제어하고 최적화하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.
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