바이오 오일 또는 바이오 원유라고도 하는 열분해 오일은 산소화 유기 화합물, 물 및 다양한 오염 물질의 복잡한 혼합물입니다.산소가 없는 상태에서 바이오매스의 열분해를 통해 생산됩니다.재생 연료로서의 잠재력은 있지만, 산소 함량이 높고 다양한 오염 물질이 존재하기 때문에 기존 석유 제품과는 구성과 특성이 크게 다릅니다.이러한 오염 물질에는 물, 산소화 화합물, 산, 고체 및 황이 포함되며, 이는 안정성, 부식성 및 사용성에 영향을 미칩니다.이러한 오염 물질을 이해하는 것은 열분해 오일의 품질과 용도를 개선하는 데 매우 중요합니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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높은 수분 함량(20~30%)
- 열분해 오일에는 일반적으로 무게 기준으로 20~30%에 달하는 상당한 양의 수분이 포함되어 있습니다.
- 이러한 높은 수분 함량은 오일의 발열량을 감소시켜 화석 연료에 비해 에너지 밀도가 낮습니다.
- 또한 물은 시간이 지남에 따라 상 분리를 촉진하고 점도를 높일 수 있기 때문에 오일의 불안정성에 기여합니다.
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산소화 유기 화합물
- 오일에는 아세트산, 포름알데히드, 페놀, 무수당, 올리고당과 같은 산소화 화합물이 풍부하게 함유되어 있습니다.
- 이러한 화합물은 오일의 높은 산도(pH ~2의 낮은 산도)를 유발하여 보관 및 취급 장비를 부식시키는 원인이 됩니다.
- 또한 산소 함량(중량 기준 35~50%)은 오일을 열적으로 불안정하게 만들고 중합되기 쉬워 시간이 지남에 따라 점도가 증가하고 사용성이 저하됩니다.
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방향족 및 지방족 탄화수소
- 열분해 오일에는 방향족 및 지방족 탄화수소가 혼합되어 있어 복잡한 화학 성분이 함유되어 있습니다.
- 방향족 함량이 높기 때문에 오일에 스모키하고 매운 냄새가 나며 짙은 갈색을 띠게 됩니다.
- 이러한 탄화수소는 응축 반응을 일으켜 오일을 더욱 불안정하게 만들고 점도를 높일 수 있습니다.
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고체 잔류물(최대 40%)
- 오일에는 종종 숯이나 재와 같은 고체 잔여물이 포함되어 있으며, 이는 구성 성분의 최대 40%를 차지할 수 있습니다.
- 이러한 고형물은 필터와 노즐을 막아 오일을 다루고 처리하기 어렵게 만들 수 있습니다.
- 고형물의 존재는 또한 오일의 전반적인 품질과 에너지 밀도를 낮춥니다.
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높은 황 함량
- 열분해 오일은 일반적으로 기존 디젤 연료에 비해 유황 함량이 높습니다.
- 유황 화합물은 오일의 부식성을 유발하고 연소 시 이산화황과 같은 유해한 배출물을 생성할 수 있습니다.
- 따라서 이 오일은 환경 친화적이지 않고 표준 엔진이나 터빈에 사용하기가 더 어렵습니다.
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산화 불안정성
- 오일은 공기에 노출되면 산화 반응이 일어나 중합과 응집이 일어나기 쉽습니다.
- 이러한 반응은 시간이 지남에 따라 오일의 점도와 휘발성을 증가시켜 보관과 운송을 어렵게 만듭니다.
- 또한 불안정성으로 인해 오일의 유통기한이 제한되고 변질을 방지하기 위해 세심한 취급이 필요합니다.
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건강 및 안전 문제
- 열분해 오일은 부식성이 있어 피부에 닿거나 연기를 흡입하면 자극이나 건강 문제를 일으킬 수 있습니다.
- 특유의 매운 냄새와 높은 산도로 인해 적절한 보호 장비 없이 취급하면 위험할 수 있습니다.
- 또한 오일의 열적 불안정성은 발열 반응을 일으키거나 특정 조건에서 발화할 수 있기 때문에 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.
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화석 연료와의 혼용성
- 열분해 오일은 높은 산소 함량과 복잡한 구성으로 인해 기존 화석 연료와 섞이지 않습니다.
- 이러한 비혼화성으로 인해 기존 연료 인프라에서 직접 사용하는 데 제한이 있으며 호환성을 높이기 위해 추가 처리 또는 혼합이 필요합니다.
요약하면 열분해 오일에는 물, 산소화 화합물, 고형물, 황 등 다양한 오염물질이 포함되어 있어 그 특성과 사용성에 큰 영향을 미칩니다.정제 및 안정화 프로세스를 통해 이러한 오염 물질을 제거하는 것은 재생 연료 대체재로서 열분해 오일의 품질과 생존 가능성을 개선하는 데 필수적입니다.
요약 표:
| 오염 물질 | Impact |
|---|---|
| 높은 수분 함량 | 에너지 밀도를 낮추고, 상 분리를 촉진하며, 점도를 높입니다. |
| 산소화 화합물 | 높은 산도, 부식성, 열적 불안정성, 중합. |
| 방향족 탄화수소 | 연기가 자욱한 냄새, 어두운 색, 응축 반응, 점도 증가. |
| 고체 잔류물 | 필터를 막고, 품질을 낮추고, 에너지 밀도를 감소시킵니다. |
| 높은 유황 함량 | 부식성, 유해한 배출, 환경 문제. |
| 산화 불안정성 | 중합, 점도 증가, 유통기한 제한. |
| 건강 및 안전 위험 | 부식성, 유해 가스, 열 불안정성. |
| 연료와의 비혼합성 | 화석 연료와의 호환성을 위해 추가 처리가 필요합니다. |
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