열분해는 산소가 없는 상태에서 발생하는 바이오매스의 열분해 과정입니다. 이는 연소 및 가스화 공정의 전구체 역할을 하는 기본적인 화학 반응입니다. 바이오매스 열분해의 생성물에는 바이오 숯, 바이오 오일 및 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소와 같은 가스가 포함됩니다.
열분해 과정에서 방출되는 주요 가스는 H2, 탄화수소 가스(C1-C4), CO2, CO 및 H2S의 혼합물입니다. 이러한 열분해 가스는 불연성 가스(H2O 및 CO2), 가연성 가스(CO 및 CH4), N-함유 가스(NH3 및 HCN)의 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 가스의 수율은 열분해 온도의 영향을 받으며, 온도가 낮을수록 가스 수율이 낮아지고 온도가 높을수록 2차 반응이 일어나고 가스 생산량이 증가합니다. 열분해 시 제올라이트 촉매를 사용하면 열분해 가스의 수율을 높일 수도 있습니다.
CO2의 형성은 주로 바이오매스 열분해에서 카르보닐기와 카르복실기의 분해 반응에서 비롯되며, CO의 형성은 주로 C-O-C 및 C=O 결합이 끊어짐으로써 발생합니다. H2는 주로 C-H 그룹과 방향족이 분해되어 생성됩니다. 저온에서는 CO와 CO2가 주요 기체 생성물이며, 고온에서는 리그닌 탈분극 반응으로 인해 CH4가 주요 생성물이 됩니다.
열분해는 또한 고체 숯(유기물 및 재 포함), 액체(물 및 바이오 오일) 및 기체와 같은 다른 제품을 생성합니다. 바이오 숯은 주로 저온에서 생산되며, 가스는 주로 가열 속도가 빠른 고온에서 생산됩니다. 바이오 오일은 중간 온도와 상대적으로 높은 가열 속도에서 주요 생산품입니다. 바이오 오일은 공급 원료와 반응 조건에 따라 달라질 수 있는 산소화 화합물의 혼합물로 구성된 갈색의 극성 액체입니다.
전반적으로 열분해는 CO, CO2, CH4, H2, CXHY 가스와 같은 기체는 물론 고체 숯과 물, 바이오 오일과 같은 액체를 포함한 다양한 제품을 생산합니다. 이러한 제품의 특정 구성과 수율은 열분해 과정 중 온도, 가열 속도 및 촉매의 존재 여부에 따라 달라질 수 있습니다.
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