바이오 오일은 열분해라는 공정을 통해 바이오매스에서 추출한 산소화 유기 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 바이오 오일의 주요 요소로는 기존 연료유에 비해 수분 함량이 높고, 산소 함량이 높으며, 산성이고, 발열량이 낮다는 점이 있습니다. 또한 밀도, 점도 및 잠재적인 불안정성이 특징입니다.
높은 수분 함량: 바이오 오일은 일반적으로 14~33wt%의 수분을 함유하고 있으며, 이는 증류와 같은 기존 방법으로는 제거하기 어렵습니다. 수분 함량이 일정 수준을 초과하면 바이오 오일에서 상 분리가 발생할 수 있습니다.
높은 산소 함량: 바이오 오일은 산소 함량이 35~50%에 달할 정도로 높습니다. 이러한 높은 산소 함량은 오일의 높은 산도(~2의 낮은 pH)의 원인이 되며 부식성의 원인이 됩니다.
산성 특성: 바이오 오일은 산소 함량이 높기 때문에 산성이며 금속을 부식시킵니다. 이러한 특성으로 인해 장비 손상을 방지하기 위해 특별한 취급 및 보관 주의가 필요합니다.
낮은 발열량: 바이오 오일의 발열량은 15-22 MJ/kg으로 기존 연료유(43-46 MJ/kg)에 비해 현저히 낮습니다. 이 낮은 발열량은 주로 오일의 에너지 밀도를 감소시키는 산소화 화합물이 존재하기 때문입니다.
밀도 및 점도: 바이오 오일의 밀도는 1.10~1.25g/mL로 물보다 무겁습니다. 점도는 40°C에서 20-1000 cp 범위로, 유체의 흐름과 취급 특성에 영향을 줄 수 있는 광범위한 유체 특성을 나타냅니다.
불안정성: 바이오 오일은 열 및 산화적으로 불안정하여 중합, 응집 또는 산화 반응을 일으켜 점도와 휘발성을 증가시킬 수 있습니다. 이러한 불안정성으로 인해 적절한 처리 없이 오일을 증류하거나 추가 정제하기가 어렵습니다.
오염 물질 및 고체 잔류물: 바이오 오일은 오염 물질을 포함할 수 있으며 최대 40%의 높은 고체 잔류물을 함유하고 있습니다. 이러한 고형물은 오일의 품질과 사용성에 영향을 미칠 수 있으므로 이를 제거하거나 줄이기 위한 추가 처리가 필요합니다.
잠재적인 업그레이드 및 용도: 이러한 어려움에도 불구하고 바이오 오일은 보일러 연료로 사용하거나 재생 가능한 운송 연료로 업그레이드할 수 있습니다. 업그레이드에는 일반적으로 높은 산 함량, 수분 함량, 불안정성 등의 문제를 해결하기 위한 물리적 및 화학적 처리가 포함됩니다. 처리의 예로는 여과, 유화, 에스테르화, 촉매 탈산소화, 열분해 등이 있습니다.
환경적 이점: 바이오 오일을 생산하면 토양의 질을 개선하고 탄소를 격리하는 토양 개량제로 사용할 수 있는 바이오 숯이 생성되어 환경 지속 가능성 및 기후 변화 완화에 기여할 수 있습니다.
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