열분해는 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 열분해하는 과정입니다. 이 과정에서 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 수소(H2), 메탄(CH4)과 같은 기타 휘발성 유기 화합물을 포함한 다양한 연료 가스가 생성됩니다. 이러한 가스는 열분해 과정에서 다양한 화학 반응을 통해 형성됩니다.
바이오매스 열분해에서 발생하는 4가지 주요 가스 설명
일산화탄소(CO) 및 이산화탄소(CO2)
일산화탄소(CO)는 불완전 연소의 부산물입니다. 산소가 충분하지 않은 상태에서 바이오매스가 가열될 때 생성됩니다. CO는 독성 가스이지만 특정 애플리케이션에서는 연료로 사용할 수 있습니다.
이산화탄소(CO2)는 완전 연소 및 불완전 연소 과정에서 모두 발생하는 온실가스입니다. 열분해에서 CO2는 바이오매스 재료가 열분해 및 휘발 과정을 거치면서 생성됩니다.
수소(H2)
수소(H2)는 가연성이 높은 가스이자 청정 연소 연료입니다. 열분해 과정에서 수소는 주로 바이오매스 성분의 탈수소화를 통해 생산됩니다. 백운석을 촉매로 추가하면 수소 수율을 높일 수 있습니다.
수소는 연료 전지, 발전 및 내연기관에 사용할 수 있는 합성 가스의 구성 요소 등 다양한 용도로 활용됩니다.
합성 가스 및 기타 가스
합성 가스는 주로 수소와 일산화탄소의 혼합물입니다. 이는 바이오매스 열분해의 중요한 산물입니다. 합성 가스의 구성과 수율은 열분해 온도와 백운석과 같은 촉매의 존재와 같은 요인에 의해 영향을 받을 수 있습니다.
일반적으로 온도가 높을수록 타르의 분해와 휘발성 종의 분해를 촉진하여 합성가스 생산에 유리합니다. 합성 가스에는 소량의 질소, 물, 이산화탄소, 탄화수소 및 기타 불순물도 포함될 수 있습니다.
휘발성 유기 화합물(VOC) 및 기타 제품
열분해는 앞서 언급한 가스 외에도 냉각 시 오일, 왁스, 타르와 같은 액체로 응축될 수 있는 휘발성 유기 화합물도 생성합니다. 이러한 액체 제품은 연료로 사용하거나 귀중한 화학 물질로 추가 가공할 수 있습니다.
바이오숯으로 알려진 열분해의 고체 잔류물은 토양 개량 및 탄소 격리를 포함한 다양한 용도로도 활용할 수 있습니다.
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