고속 열분해는 바이오매스를 바이오 연료, 특히 바이오 오일로 전환하기 위해 고안된 공정입니다.
고속 열분해 공정의 7가지 필수 기능
1. 높은 가열 및 열전달 속도
고속 열분해에는 일반적으로 500-1000°C/s의 매우 높은 가열 속도가 필요합니다.
이러한 빠른 가열은 2차 반응이 일어나는 데 오랜 시간이 걸리지 않고 바이오매스의 온도를 열분해 범위까지 빠르게 올리는 데 매우 중요합니다.
높은 열 전달 속도는 열이 바이오매스에 효율적으로 전달되어 빠른 분해를 촉진합니다.
2. 열분해 온도 제어
이 공정은 450-550°C의 온도에서 작동합니다.
이 온도는 바이오 오일 생산에 필수적인 응축 가능한 증기의 수율을 최적화하기 위해 세심하게 제어됩니다.
이러한 응축 가능한 증기의 수율을 극대화하기 위해 낮은 온도(최대 약 650°C)가 선호되는 반면, 높은 온도(700°C 이상)는 가스 수율을 극대화하는 경향이 있습니다.
3. 제품의 신속한 냉각
바이오매스가 열분해된 후에는 생성된 증기-가스 혼합물을 빠르게 냉각하여 증기를 액체 형태로 응축시켜야 합니다.
이러한 빠른 냉각은 증기가 2차 반응을 일으켜 바람직하지 않은 제품이 형성되는 것을 방지하는 데 필수적입니다.
냉각 과정은 일반적으로 몇 초 내에 이루어질 정도로 매우 빠르기 때문에 바이오 오일의 품질을 보존할 수 있습니다.
4. 짧은 체류 시간
열분해 온도에서 바이오매스의 체류 시간은 일반적으로 1초 미만으로 매우 짧습니다.
이렇게 짧은 시간 동안 고온에 노출되는 것은 바이오매스가 과도하게 열분해되어 바이오 오일의 수율이 낮아지고 가스 및 숯의 수율이 높아지는 것을 방지하는 데 매우 중요합니다.
5. 원료 준비
고속 열분해 공정에는 몇 가지 주요 단계가 포함됩니다.
첫 번째 단계는 열분해에 적합한지 확인하기 위해 바이오매스를 분쇄, 분류 또는 세척하는 등 원료를 준비하는 단계입니다.
6. 건조
열분해 공정의 효율을 높이기 위해 바이오매스의 수분 함량을 15% 이하로 건조시킵니다.
젖은 바이오매스는 열분해 제품의 효율과 품질을 크게 떨어뜨릴 수 있습니다.
7. 열분해 및 응축
바이오매스는 산소가 없는 상태에서 열분해 온도까지 빠르게 가열되어 바이오매스가 증기-가스 혼합물로 분해됩니다.
증기-가스 혼합물은 빠르게 냉각되어 증기를 액체 제품(주로 바이오 오일)으로 응축합니다.
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