바이오 원유 또는 바이오 오일이라고도 하는 열분해 오일은 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 가열하여 오일 및 기타 구성 성분으로 분해하는 열화학 공정을 통해 생산됩니다. 이 과정은 약 500°C(900°F)의 온도에서 진행되며 산소화된 탄화수소의 복잡한 혼합물을 생성합니다. 이 오일은 산소 함량이 높기 때문에 휘발성이 없고 부식성이 있으며 열적으로 불안정하여 석유 제품과는 차별화되는 특징이 있습니다.
생산 공정:
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바이오매스 가열: 이 공정은 산림 및 농업 잔재물, 폐목재, 마당 폐기물, 에너지 작물 등의 재료를 포함하는 바이오매스를 가열하는 것으로 시작됩니다. 바이오매스는 연소를 방지하기 위해 필요한 조건인 산소 없이 반응기에서 가열됩니다.
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분해: 바이오매스가 가열되면 열분해를 통해 분해됩니다. 이 분해는 고온에서 유기물을 분해하는 잘 정립된 기술입니다. 이 과정은 발열 방식으로 열을 방출하며, 약 270°C(518°F)에서 시작됩니다. 온도가 상승함에 따라 바이오매스는 더 많이 분해되고 부산물이 발생하기 시작합니다.
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열분해 오일의 형성: 약 450°C(842°F)의 온도에서 분해가 완료되고 열분해 오일을 포함한 부산물이 형성됩니다. 그런 다음 냉각 과정을 거쳐 오일을 회수합니다.
열분해 오일의 특성:
- 구성: 열분해 오일은 산소화된 탄화수소의 복잡한 혼합물이며 일반적으로 20~30%의 물을 함유하고 있습니다. 산소 함량이 높기 때문에 순수한 탄화수소가 아닙니다.
- 속성: 이 오일은 비휘발성이고 부식성이 있으며 화석 연료와 섞이지 않고 열적으로 불안정하며 공기에 노출되면 중합되는 경향이 있습니다. 이러한 특성 때문에 수송용 연료나 다른 용도로 사용하려면 오일을 업그레이드해야 합니다.
- 용도: 열분해 오일은 보일러와 용광로의 연료원, 플라스틱과 같은 제품의 첨가제로 사용하거나 직접 연소하여 열로 사용할 수 있습니다. 업그레이드 후에는 운송 연료로도 사용할 수 있습니다.
프로세스 고려 사항:
- 업그레이드: 열분해 오일의 특성을 개선하고 기존 인프라와의 호환성을 높이기 위해 산소나 질소를 제거하는 업그레이드 프로세스를 거치는 경우가 많습니다.
- 부산물: 열분해 오일과 함께 이 공정에서는 열 발생에 사용할 수 있는 가스와 토양 개량 및 탄소 재료로 사용되는 바이오 숯도 생산됩니다.
요약하자면 열분해 오일은 산소가 없는 상태에서 제어된 가열 공정을 통해 바이오매스에서 추출한 유망한 바이오 연료입니다. 열분해 오일의 복잡한 구성과 특성 때문에 기존 연료 시스템과의 호환성과 사용성을 높이기 위한 추가적인 처리가 필요합니다.
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