요약하자면, 열분해는 유기 물질을 고체, 액체, 기체라는 세 가지 뚜렷한 제품 범주로 변환합니다. 고체는 바이오 숯 또는 코크스라고 하는 탄소질 물질이며, 액체는 열분해 오일(또는 바이오 오일)로 알려져 있고, 응축되지 않는 기체는 합성 가스라고 합니다. 이러한 제품의 특정 수율과 구성은 고정되어 있지 않으며, 사용되는 원료와 공정 조건에 따라 의도적으로 제어됩니다.
핵심은 열분해가 폐기 방법이 아니라 변환 과정이라는 것입니다. 이는 종종 폐기물로 간주되는 물질에서 가치 있는 고체, 액체 및 기체 제품의 다목적 포트폴리오로 변환하여 가치를 회수하며, 각 제품은 고유한 응용 분야와 시장을 가집니다.
고체 제품: 바이오 숯 및 코크스
바이오 숯이란 무엇입니까?
바이오 숯(또는 원료에 따라 코크스)은 원료의 휘발성 성분이 기화된 후 남는 안정적인 탄소질 고체입니다. 이는 원래 유기물의 고체 골격입니다.
주요 용도 및 가치
이 고체 제품은 매우 가치가 높습니다. 바이오 숯으로서 토양 건강, 보수성 및 영양분 가용성을 개선하기 위해 농업에 사용됩니다. 탄소의 한 형태로 연료용 브리켓으로 압축하거나 여과 및 정화 응용 분야를 위한 고부가가치 흡착제를 만드는 데 사용할 수도 있습니다.
액체 제품: 열분해 오일(바이오 오일)
열분해 오일이란 무엇입니까?
뜨거운 열분해 가스가 냉각되면 그 일부가 어둡고 점성이 있는 액체로 응축됩니다. 이것이 열분해 오일이며 때로는 바이오 오일, 목초 식초 또는 타르라고도 불립니다. 이는 물, 오일 및 수백 가지의 다른 유기 화합물이 복잡하게 혼합된 것입니다.
주요 용도 및 가치
이 액체는 밀도가 높고 운송이 용이한 에너지 운반체입니다. 산업용 보일러, 엔진 및 터빈에서 열이나 전기를 생산하기 위한 대체 연료로 직접 사용할 수 있습니다. 추가 정제를 통해 열분해 오일은 바이오 디젤과 같은 고품질 연료로 업그레이드되거나 귀중한 특수 화학 물질 생산을 위한 원료로 사용될 수 있습니다.
기체 제품: 합성 가스
합성 가스란 무엇입니까?
합성 가스(합성 가스)는 냉각 시 액체로 변하지 않는 응축되지 않는 가스 흐름입니다. 이는 가연성 가스와 불연성 가스의 혼합물입니다.
주요 구성 요소
합성 가스의 주요 구성 요소에는 모두 가연성인 수소(H₂), 일산화탄소(CO) 및 메탄(CH₄)이 포함됩니다. 또한 이산화탄소(CO₂) 및 질소(N₂)와 같은 불활성 가스도 포함합니다.
주요 용도 및 가치
합성 가스의 가장 일반적인 용도는 열분해 플랜트 자체를 구동하는 것입니다. 가스를 연소시켜 반응기용 열을 생성함으로써 이 공정은 에너지 효율이 매우 높고 심지어 자체 지속 가능해질 수 있습니다. 초과 가스는 현장 전력 생산에 사용될 수 있습니다.
상충 관계 이해: 공정 조건이 중요합니다
생성되는 고체, 액체 및 기체의 비율은 우연이 아닙니다. 이는 공정 매개변수의 직접적인 결과이며 운영자가 특정 산출물을 목표로 할 수 있도록 합니다.
원료의 역할
목재 바이오매스, 농업 폐기물, 플라스틱 또는 폐타이어 등 원료의 유형은 최종 제품의 화학적 구성과 상대적 비율을 근본적으로 변화시킵니다. 각 원료에는 최적의 변환 경로가 있습니다.
공정 매개변수의 영향
가장 중요한 두 가지 변수는 온도와 가열 속도입니다. 일반적인 원칙으로, 낮은 온도에서 더 느린 열분해 공정은 고체 제품인 바이오 숯의 수율을 최대화하는 경향이 있습니다. 반대로, 더 높은 온도에서의 빠른 열분해는 액체 제품인 바이오 오일의 수율을 최대화하는 데 사용됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
열분해의 가치는 단일 원료를 기본 목표에 따라 다른 제품으로 변환할 수 있는 유연성에 있습니다.
- 주요 초점이 탄소 격리 및 토양 개선인 경우: 안정적인 바이오 숯 생산을 최대화하기 위해 느린 열분해 공정을 우선시해야 합니다.
- 주요 초점이 운반 가능한 액체 연료 생성인 경우: 열분해 오일 수율을 최대화하기 위해 빠른 열분해 공정을 우선시해야 합니다.
- 주요 초점이 에너지 자급자족 또는 현장 전력인 경우: 작업을 구동하기 위해 합성 가스를 효율적으로 포집하고 연소하도록 시스템을 설계해야 합니다.
궁극적으로 열분해는 폐기물을 종착점이 아닌 새로운 세대의 에너지 및 제품을 위한 귀중한 원료로 볼 수 있게 해주는 강력한 도구입니다.
요약표:
| 제품 유형 | 이름 | 주요 용도 |
|---|---|---|
| 고체 | 바이오 숯 / 코크스 | 토양 개량제, 연료 브리켓, 여과 흡착제 |
| 액체 | 열분해 오일 (바이오 오일) | 산업용 연료, 바이오 디젤 및 화학 물질용 원료 |
| 기체 | 합성 가스 | 공정 열, 현장 전력 생산 |
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