기술팀 · Kintek Solution

저속 열분해는 산소가 없는 상태에서 비교적 낮은 온도(400~800°C)와 느린 가열 속도(초당 0.1~2°C)에서 발생하는 열분해 과정입니다.고체와 기체 모두 몇 분에서 며칠에 이르는 긴 체류 시간이 특징입니다.저속 열분해의 주요 생성물은 숯(또는 목탄)과 타르이며, 이 공정은 일반적으로 건조 바이오매스 무게의 약 30%에 해당하는 숯 수율을 최대화합니다.저속 열분해는 흔히 기존 열분해라고도 하며, 가열 속도가 느리고 처리 시간이 길어 액체 바이오 오일이나 가스보다 고체 숯 생산에 유리하다는 점에서 고속 및 플래시 열분해와 구별됩니다.

주요 요점 설명:

1. 저속 열분해의 정의와 목적:

   • 저속 열분해는 상대적으로 낮은 온도(400~800°C)와 느린 가열 속도(초당 0.1~2°C)에서 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 분해하는 열분해 공정입니다.
   • 저속 열분해의 주요 목표는 연료, 토양 개량 및 탄소 격리와 같은 용도에 유용한 고체 숯(숯)의 생산을 극대화하는 것입니다.

2. 공정 특성:

   • 온도 범위:저속 열분해는 400°C~800°C의 온도에서 작동하며, 일반적인 온도는 약 500°C입니다.
   • 가열 속도:가열 속도가 일반적으로 초당 0.1 ~ 2°C로 느리기 때문에 바이오매스의 분해를 보다 제어할 수 있습니다.
   • 체류 시간:가스의 체류 시간은 5초 이상일 수 있으며, 바이오매스의 체류 시간은 특정 공정과 원하는 제품 수율에 따라 몇 분에서 며칠까지 다양할 수 있습니다.

3. 저속 열분해의 제품:

   • 숯 (숯):느린 열분해의 주요 생성물인 숯은 고정 탄소가 많이 포함된 고체 잔류물입니다.숯은 종종 연료로 사용되거나 토양 비옥도와 탄소 함량을 개선하기 위한 토양 개량제로 사용됩니다.
   • 타르:2차 생성물인 타르는 점성이 있는 액체로, 다양한 산업 분야에서 추가 가공하거나 사용할 수 있습니다.
   • 가스:저속 열분해는 주로 숯 생산에 중점을 두지만 일부 가스(예: 메탄, 일산화탄소 및 수소)도 소량 생산됩니다.

4. 다른 열분해 유형과의 비교:

   • 빠른 열분해:저속 열분해와 달리 고속 열분해는 더 높은 가열 속도(초당 10-200°C)와 짧은 체류 시간(2초 미만)으로 작동하여 숯이 아닌 액체 바이오 오일의 생산을 극대화합니다.
   • 플래시 열분해:플래시 열분해는 초당 1000°C를 초과하는 가열 속도와 밀리초 범위의 체류 시간으로 훨씬 더 빠르며, 주로 가스와 바이오 오일을 생산합니다.

5. 제품 수율 및 구성에 영향을 미치는 요인:

   • 온도:낮은 열분해 온도(약 400°C)에서는 숯의 수율이 높아지는 경향이 있지만, 숯에는 휘발성 화합물이 더 많이 포함될 수 있습니다.더 높은 온도(최대 800°C)는 숯 수율은 감소하지만 고정 탄소 함량은 증가합니다.
   • 압력:열분해 중 압력이 높으면 숯의 수율이 높아질 수 있으므로 특정 용도에 맞게 공정을 최적화하기 위해 조정할 수 있는 변수입니다.
   • 바이오매스 유형:사용되는 바이오매스의 종류(예: 목재, 농업 잔재물 또는 유기 폐기물)에 따라 열분해 생성물의 수율과 구성에 영향을 미칠 수 있습니다.

6. 저속 열분해의 응용 분야:

   • 숯 생산:저속 열분해는 요리, 난방 및 산업 공정용 숯을 생산하는 데 널리 사용됩니다.
   • 토양 개량:느린 열분해로 생성되는 숯의 일종인 바이오차는 토양 건강을 개선하고 수분 보유력을 높이며 탄소를 격리하는 토양 개량제로 사용됩니다.
   • 탄소 격리:바이오 숯의 안정된 탄소는 수백에서 수천 년 동안 토양에 남아있을 수 있으므로 느린 열분해는 탄소를 격리하여 기후 변화를 완화하는 잠재적 도구가 될 수 있습니다.

7. 장점과 한계:

   • 장점:
     • 높은 수율의 숯으로 다양한 용도로 사용할 수 있는 귀중한 제품입니다.
     • 이 프로세스는 비교적 간단하고 소규모로 진행할 수 있어 지방 및 분산형 애플리케이션에 적합합니다.
   • 제한 사항:
     • 체류 시간이 길고 가열 속도가 느리기 때문에 액체 연료나 가스를 생산하는 데 있어 공정 효율이 떨어집니다.
     • 숯의 품질은 공급 원료와 공정 조건에 따라 달라질 수 있으므로 일관된 제품 품질을 보장하기 위해 세심한 관리가 필요합니다.

요약하자면, 저속 열분해는 바이오매스를 가치 있는 고체 숯으로 전환하는 다목적의 잘 정립된 공정으로, 에너지 생산부터 환경 관리에 이르기까지 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.느린 가열 속도와 긴 체류 시간으로 인해 다른 열분해 방법과 구별되며, 특히 숯 생산량을 극대화하는 데 적합합니다.

요약 표:

측면	세부 정보
온도 범위	400°C~800°C(일반적으로 약 500°C)
가열 속도	초당 0.1 ~ 2°C
체류 시간	바이오매스의 경우 몇 분에서 며칠, 가스의 경우 5초 이상
주요 제품	숯(목탄), 타르 및 부생 가스
애플리케이션	숯 생산, 토양 개량, 탄소 격리
장점	높은 숯 수율, 간단한 공정, 소규모 애플리케이션에 적합
제한 사항	액체 연료의 경우 효율성이 떨어지고, 숯 품질이 가변적임

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