기술팀 · Kintek Solution

열분해 바이오 오일은 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 열분해하여 얻은 복잡한 액체 제품입니다.높은 수분 함량, 낮은 pH, 높은 점도, 상당한 양의 산소화 화합물을 함유하고 있어 불안정성과 부식성을 유발하는 것이 특징입니다.이러한 문제점에도 불구하고 바이오 오일은 재생 가능한 연료 공급원으로서 잠재력을 가지고 있으며 엔진에 사용하거나 화학 물질로 추가 가공하여 업그레이드할 수 있습니다.낮은 발열량과 산화 불안정성 등의 특성으로 인해 품질과 사용성을 개선하기 위해서는 신중한 취급과 업그레이드가 필요합니다.

핵심 포인트 설명:

1. 높은 수분 함량(20~30%)

   • 바이오 오일에는 열분해 과정의 부산물인 상당한 양의 수분이 포함되어 있습니다.
   • 이러한 높은 수분 함량은 바이오 오일의 발열량을 낮추고 불안정성의 원인이 됩니다.
   • 또한 물의 존재는 바이오 오일의 부식성을 높이고 장기간 보관하기 어렵게 만듭니다.

2. 물보다 무거운 밀도(1.10~1.25g/mL)

   • 바이오 오일은 물보다 밀도가 높기 때문에 취급 및 보관 요건에 영향을 미칩니다.
   • 이러한 특성은 바이오 오일의 고농도 유기 화합물 및 고체 잔류물의 영향을 받습니다.

3. 낮은 발열량(~5600-7700Btu/lb 또는 13-18MJ/kg)

   • 바이오 오일의 발열량은 산소와 수분 함량이 높기 때문에 기존 화석 연료에 비해 상대적으로 낮습니다.
   • 따라서 연료로 직접 사용하는 데 한계가 있으며 에너지 밀도를 개선하기 위해 공정을 업그레이드해야 합니다.

4. 높은 산소 함량(35~50%)

   • 바이오 오일의 높은 산소 함량은 열분해 과정에서 생성되는 산소화 유기 화합물의 결과입니다.
   • 이는 낮은 발열량, 높은 산도 및 산화 불안정성의 원인이 됩니다.
   • 바이오 오일을 정유 연료와 호환되도록 만들기 위해서는 탈산소 공정이 필요한 경우가 많습니다.

5. 높은 산도(~2의 낮은 pH)

   • 바이오 오일은 산성이 강하기 때문에 보관 및 취급 장비에 부식을 일으킬 수 있습니다.
   • 낮은 pH는 주로 열분해 과정에서 형성된 유기산이 존재하기 때문입니다.

6. 높은 점도(20-1000 cp @ 40°C)

   • 바이오 오일은 점성이 있어 흐름 특성과 취급에 영향을 줄 수 있습니다.
   • 산화 반응과 중합으로 인해 시간이 지남에 따라 점도가 증가하여 직접 사용하기에 적합하지 않습니다.

7. 높은 고체 잔류물(최대 40%)

   • 바이오 오일에는 엔진의 필터와 노즐을 막을 수 있는 상당한 양의 고체 잔류물이 포함되어 있습니다.
   • 이러한 잔류물은 불완전한 열분해의 부산물이며 여과 또는 촉매 업그레이드를 통해 줄일 수 있습니다.

8. 산화 불안정성

   • 바이오 오일은 중합, 응집, 산화 반응이 일어나기 쉬우므로 시간이 지남에 따라 점도와 휘발성이 증가합니다.
   • 이러한 불안정성으로 인해 열화를 방지하기 위해 세심한 보관과 취급이 필요합니다.

9. 잠재적 응용 분야 및 업그레이드

   • 바이오 오일은 그 어려움에도 불구하고 디젤 엔진과 가스 터빈의 액체 연료로 사용되어 전기를 생산할 수 있습니다.
   • 또한 합성 가스, 바이오 디젤 또는 특수 화학 물질을 생산하도록 업그레이드할 수도 있습니다.
   • 열분해 또는 후처리 과정에서 촉매를 업그레이드하면 품질과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

10. 공동 연소 및 취급의 이점

    • 바이오 오일은 고체 바이오매스에 비해 취급이 간편하고 운송 및 저장 비용이 저렴하기 때문에 발전소 열병합발전에 적합합니다.
    • 또한 액체 형태이기 때문에 기존 연료 인프라에서 사용하기에 더 편리합니다.

요약하자면 열분해 바이오 오일은 높은 수분 및 산소 함량, 낮은 발열량, 산화 불안정성 등 몇 가지 까다로운 특성을 가지고 있습니다.그러나 적절한 업그레이드와 취급을 통해 재생 가능한 연료 공급원 및 귀중한 화학물질의 전구체 역할을 할 수 있습니다.공동 연소 가능성과 기존 연료 시스템과의 호환성 덕분에 화석 연료의 유망한 대안이 될 수 있습니다.

요약 표:

속성	세부 정보
높은 수분 함량	20-30%, 발열량을 낮추고 불안정성과 부식성을 증가시킵니다.
밀도	1.10-1.25 g/mL, 물보다 밀도가 높습니다.
낮은 발열량	~5600-7700Btu/lb(13-18MJ/kg), 직접 연료 사용 제한.
높은 산소 함량	35-50%, 낮은 가열 값과 불안정성에 기여합니다.
높은 산도	2의 낮은 pH로 장비를 부식시킬 수 있습니다.
높은 점도	40°C에서 20-1000 cp, 시간이 지남에 따라 증가합니다.
높은 고체 잔류물	최대 40%까지 필터와 노즐을 막을 수 있습니다.
산화 불안정성	중합 및 응집되기 쉬우므로 보관 시 주의가 필요합니다.
응용 분야	엔진, 합성 가스, 바이오 디젤 및 특수 화학 물질용 연료.
공동 연소의 장점	고체 바이오매스에 비해 취급이 간편하고 운송 및 보관 비용이 저렴합니다.

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