열분해 오일이라고도 하는 바이오 오일은 바이오매스의 열분해에서 추출한 복잡한 암갈색 액체입니다. 주로 알코올, 알데히드, 카르복실산, 에스테르, 퓨란, 피란, 케톤, 단당류, 무수당, 페놀 화합물을 포함한 산소화 유기 화합물로 구성되어 있습니다. 이러한 구성으로 인해 바이오 오일은 석유 기반 연료에 비해 발열량이 낮고 열 불안정성이 높아 추가 가공 없이 표준 내연기관에 직접 사용하기에 부적합합니다.
구성 및 생산:
바이오 오일은 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 빠르게 가열한 다음 생성된 증기를 빠르게 냉각하는 고속 열분해라는 공정을 통해 생산됩니다. 이 과정에서 바이오매스 내 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌이 동시에 단편화 및 해중합됩니다. 이 공정의 바이오 오일 수율은 일반적으로 바이오매스 유형과 가열 속도, 체류 시간, 바이오매스 입자 크기와 같은 반응 조건에 따라 50wt%에서 75wt%까지 다양합니다.특성 및 도전 과제:
바이오 오일에는 높은 함량의 수분(보통 20~30%)과 반응성 분자 및 분자량이 5000보다 큰 올리고머 종을 포함한 수백 가지의 유기 성분이 포함되어 있습니다. 이러한 특성은 특히 보관 및 가열 중에 불안정성을 유발하여 노화, 점도 증가, 상 분리와 같은 문제를 일으킵니다. 바이오 오일은 산소 함량(최대 중량 기준 40%)이 높기 때문에 석유 오일과 혼화되지 않으며 석유 오일보다 발열량이 낮습니다. 또한 산성이고 물보다 밀도가 높으며 고체 무기물과 탄소 숯을 함유하는 경우가 많습니다.
애플리케이션 및 업그레이드:
이러한 어려움에도 불구하고 바이오 오일은 보일러 연료로 사용하거나 재생 가능한 운송 연료로 업그레이드할 수 있습니다. 엔진에 사용하기 위해 안정성과 발열량을 개선하려면 업그레이드 프로세스가 필요합니다. 바이오 오일을 농장과 같이 분산된 규모로 생산한 다음 중앙 집중식 정유 공장으로 운송하여 업그레이드할 수 있는 잠재력은 원시 바이오매스 운송에 대한 비용 효율적인 대안을 제공합니다. 또한 바이오 오일 생산의 부산물인 바이오 숯은 토양 개량제로 사용되어 토양의 질을 개선하고 탄소 격리에 기여할 수 있습니다.
