열분해에는 다양한 유형의 반응기가 있습니다:
1. 유동층 반응기: 이 유형의 반응기에는 열분해 중인 기판의 원치 않는 반응을 방지하기 위해 흐르는 유체(일반적으로 순수한 질소)와 함께 바닥에 모래와 같은 층의 층이 포함되어 있습니다. 열 전달은 베드 재료에 의해 수행되며, 베드 재료는 기판에 열을 효율적으로 전달합니다.
2. 고정층 반응기: 고정층 반응기에서는 바이오매스 또는 기질을 고정층에 놓고 분해에 필요한 열을 외부에서 공급합니다. 분해가 진행됨에 따라 성분의 부피가 증가하고 여분의 가스와 바이오 오일은 시스템을 떠나는 반면 바이오 숯은 반응기 내에 유지됩니다. 이 유형의 반응기는 느린 열분해 공정에 적합합니다.
3. 사이클론 반응기: 사이클론 반응기는 원뿔형이며 빠른 열분해 공정에 적합합니다. 불활성 가스가 튜브를 따라 유입되고 바이오매스는 동시에 높은 힘으로 반응기에 공급됩니다. 반응이 진행되면서 숯, 바이오 오일, 가스 등 분해된 물질이 시스템 밖으로 배출됩니다. 이러한 유형의 반응기는 일반적으로 바이오매스 열분해에 사용됩니다.
4. 진공 반응기: 진공 열분해 반응기는 감압 조건에서 작동하므로 열분해 생성물의 끓는점을 낮추고 원치 않는 이차 반응을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 유형의 반응기는 고품질 바이오 오일 생산에 자주 사용됩니다.
5. 순환 유동층 반응기: 이 반응기는 유동층 반응기와 유사하게 작동하지만, 유동층 재료에 순환 루프가 있습니다. 베드 재료가 지속적으로 순환되어 열 전달을 개선하고 열분해 공정의 전환 효율을 향상시킵니다.
6. 절제 반응기: 절제 반응기에서는 바이오매스가 뜨거운 표면(일반적으로 회전하는 드럼 또는 원뿔)에 닿으면 빠르게 가열되고 기화됩니다. 이 유형의 반응기는 높은 가열 속도와 짧은 체류 시간으로 알려져 있어 빠른 열분해에 적합합니다.
7. 오거 반응기: 오거 반응기는 오거 또는 스크류 메커니즘을 사용하여 열분해가 진행되는 동안 바이오매스를 운반하고 혼합합니다. 이 유형의 반응기는 열분해 공정을 더 잘 제어할 수 있으며 다양한 공급 원료 물질을 처리할 수 있습니다.
8. 로터리 킬른 반응기: 로터리 킬른 반응기에서는 바이오매스가 원통형 챔버 내부에서 회전하면서 가열되고 열분해됩니다. 이 유형의 반응기는 일반적으로 대규모 열분해 작업에 사용됩니다.
9. 드럼 반응기: 드럼 반응기는 바이오매스가 가열되고 열분해되는 회전하는 드럼 또는 실린더로 구성됩니다. 회전은 열 전달을 촉진하고 균일한 열분해를 보장하는 데 도움이 됩니다.
10. 튜브형 반응기: 튜브형 반응기는 바이오매스가 가열된 튜브를 통과할 때 가열되고 열분해되는 긴 원통형 용기입니다. 이 유형의 반응기는 열분해 공정을 잘 제어할 수 있으며 연속 열분해 작업에 자주 사용됩니다.
11. 하인즈 레토르트 반응기: 하인즈 레토르트 반응기는 바이오매스를 위한 환형 공간으로 둘러싸인 중앙 가열 챔버가 있는 수직 용기입니다. 중앙 챔버에서 열이 공급되고 열분해 생성물이 환형 공간에 수집됩니다.
12. 보텍스 반응기: 와류 반응기는 바이오매스와 열 운반 가스의 소용돌이 운동을 생성하여 열분해 중에 혼합과 열 전달을 향상시킵니다.
13. 유입 흐름 반응기: 유입 흐름 반응기는 바이오매스 입자를 고속 가스 흐름에 매달아 빠른 가열과 열분해를 유도합니다. 이 유형의 반응기는 일반적으로 바이오매스 가스화에 사용되지만 열분해에도 적용될 수 있습니다.
14. 와이어 메쉬 반응기: 와이어 메쉬 반응기는 바이오매스가 통과하는 와이어 메쉬 또는 스크린으로 구성됩니다. 메쉬는 열 전달을 위한 넓은 표면적을 제공하고 빠른 열분해를 촉진합니다.
15. 배치 및 세미 배치 반응기: 이러한 반응기는 배치 또는 세미 배치 모드로 작동하며, 고정된 양의 바이오매스가 반응기에 투입되어 열분해된 후 다음 배치가 처리되기 전에 언로드됩니다. 이 유형의 반응기는 소규모 또는 연구 규모의 열분해 작업에 적합합니다.
반응기 유형 선택은 원하는 열분해 공정, 공급 원료 특성, 작동 규모, 제품 품질 및 수율에 대한 특정 요구 사항 등 다양한 요인에 따라 달라진다는 점에 유의해야 합니다.
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