열분해 바이오 오일은 저산소 분위기에서 바이오매스를 빠르게 가열하고 급속 냉각하여 얻은 액체 제품입니다. 높은 산소 함량, 석유유보다 낮은 발열량, 산도, 불안정성, 물보다 높은 밀도가 특징입니다. 종종 물, 고체 무기물 및 탄소 숯을 포함합니다.
높은 산소 함량: 열분해 바이오 오일은 최대 40%의 산소를 중량 기준으로 함유하고 있습니다. 이러한 높은 산소 함량은 바이오매스를 빠르게 가열한 다음 빠르게 냉각하여 원래 바이오매스에 존재하는 많은 산소화 화합물을 보존하는 열분해 공정의 결과입니다. 이러한 산소 함량 덕분에 바이오 오일의 특성이 석유 오일과 크게 달라집니다.
낮은 발열량: 열분해 바이오 오일의 발열량은 일반적으로 석유 오일보다 낮으며, 기존 연료 오일의 경우 43-46 MJ/kg에 비해 15-22 MJ/kg입니다. 이는 주로 바이오 오일의 에너지 밀도를 감소시키는 산소화 화합물이 존재하기 때문입니다.
산도: 열분해 바이오 오일은 산성이므로 보관 및 취급 측면에서 문제가 될 수 있습니다. 산성은 열분해 과정에서 다양한 유기산이 형성되는 결과입니다. 이러한 특성으로 인해 보관 시 특수 소재가 필요하며 추가 사용 또는 처리 전에 중화가 필요할 수 있습니다.
불안정성: 바이오 오일은 특히 열을 가하면 불안정해집니다. 이러한 불안정성은 수많은 반응성 종의 존재와 높은 산소 함량 때문입니다. 열분해에 사용되는 빠른 가열 및 담금질 과정은 추가 반응을 일으키기 쉬운 화합물을 형성하여 시간이 지남에 따라 바이오 오일의 분해 또는 상 분리를 초래할 수 있습니다.
물보다 높은 밀도: 많은 액체와 달리 열분해 바이오 오일은 밀도가 약 1.2kg/리터로 물보다 밀도가 높습니다. 이러한 높은 밀도는 바이오 오일에 물, 유기 화합물 및 무기 물질을 포함한 화합물이 복잡하게 혼합되어 있기 때문입니다.
물과 고체 무기물을 포함합니다: 열분해 바이오 오일에는 보통 20~30% 범위의 상당한 양의 물이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 이 수분 함량이 특정 수준을 초과하면 상 분리가 발생할 수 있습니다. 또한 바이오 오일에는 바이오매스 공급 원료의 잔류물인 고체 무기물과 탄소 숯이 포함되어 있는 경우가 많습니다.
처리 및 특성: 열분해 바이오 오일의 생산에는 매우 높은 가열 및 열 전달 속도가 필요하므로 잘게 분쇄된 바이오매스 공급 원료가 필요합니다. 반응 온도는 약 500°C에서 세심하게 제어되며 열분해 증기의 반응기 내 체류 시간은 1초 미만입니다. 열분해 증기의 빠른 냉각, 즉 담금질은 바이오 오일 생성물의 형성에 매우 중요합니다. 바이오 오일은 산소화된 유기 화합물, 폴리머, 물의 복잡한 에멀젼으로, 열분해 과정에서 촉매를 사용하면 그 특성에 영향을 받을 수 있습니다.
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