바이오 오일은 주로 플래시 열분해와 수열 액화(HTL)의 두 가지 주요 공정을 통해 생산됩니다. 플래시 열분해는 산소가 없는 상태에서 유기 화합물을 빠르게 열분해하는 방식입니다. 이 과정을 통해 숯, 가스 제품 및 바이오 오일이 생산됩니다.
바이오 오일은 산소가 함유된 유기 화합물의 고밀도 복합 혼합물입니다. 일반적으로 석유 기반 연료의 50~70%에 해당하는 연료 가치를 가지고 있습니다. 보일러 연료로 사용하거나 재생 가능한 운송 연료로 업그레이드할 수 있습니다. 그러나 바이오 오일의 성분은 열적으로 불안정하여 증류나 추가 정제가 어렵습니다. 따라서 더 높은 품질의 바이오 오일을 생산하기 위해서는 추가적인 연구가 필요합니다.
이러한 어려움에도 불구하고 바이오 오일은 몇 가지 장점이 있습니다. 바이오 오일은 바이오매스 공급 원료보다 밀도가 높아 운송 비용이 더 효율적입니다. 이는 소규모 열분해기가 농장에서 바이오매스를 바이오오일로 전환하는 분산 처리 모델의 가능성을 열어줍니다. 그런 다음 바이오 오일은 정제를 위해 중앙 집중식 장소로 운송될 수 있습니다.
바이오 오일은 바이오매스 열분해를 통해 생산되는 짙은 갈색 액체입니다. 주로 산소화 화합물로 구성되어 있어 열 불안정성이 높고 발열량이 낮습니다. 바이오 오일은 바이오매스를 빠르게 열분해하는 동안 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 단편화 및 해중합을 통해 형성됩니다. 바이오매스를 빠르게 가열하고 증기를 담금질하면 바이오 오일이 생산됩니다. 고속 열분해에서 바이오 오일의 수율은 일반적으로 반응 조건에 따라 50~70%입니다.
바이오 오일에는 높은 함량의 물과 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 설탕, 알데히드, 알켄, 질소 및 산소 화합물과 같은 수백 가지의 유기 성분이 포함되어 있습니다. 또한 반응성 분자와 분자량이 5000보다 큰 올리고머 종을 포함하고 있어 실온에서도 불안정합니다. 바이오 오일은 올리고머가 에어로졸을 형성하는 다상 마이크로에멀젼으로 간주할 수 있습니다. 노화로 알려진 이러한 불안정성은 더 많은 수분과 높은 점도를 형성하고 상 분리를 유발합니다. 따라서 바이오 오일은 엔진 연료로 사용하기 전에 업그레이드가 필요합니다.
바이오 오일은 목질 소재보다 밀도가 높아 저장 및 운송 비용이 절감됩니다. 그러나 표준 내연기관에 직접 사용하기에는 적합하지 않습니다. 특수 엔진 연료로 업그레이드하거나 가스화 공정을 통해 합성가스로 전환한 다음 바이오디젤로 전환할 수 있습니다. 바이오 오일은 고체 연료보다 취급 및 연소가 용이하고 운송 및 저장 비용이 저렴하기 때문에 공동 연소에 특히 매력적입니다.
바이오 오일은 연료로 사용되는 것 외에도 유기 화합물 및 특수 화학 물질의 귀중한 공급원이기도 합니다. 바이오 오일은 특별한 시동 절차 없이도 기존 발전소에서 취급, 저장 및 연소가 용이하다는 점에서 고체 바이오매스 및 가스화에 비해 이점을 제공합니다.
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