열분해 오일이라고도 하는 바이오 오일은 바이오매스의 열분해 공정에서 파생되는 액체 제품입니다.
이 공정은 저산소 환경에서 바이오매스와 같은 유기 물질을 빠르게 가열한 후 급냉하는 과정을 거칩니다.
생성된 바이오 오일은 산소화된 유기 화합물, 폴리머 및 물의 복잡한 에멀젼으로, 원료 바이오매스보다 취급 및 화학적 변형이 더 쉽습니다.
7가지 핵심 포인트 설명
1. 구성 및 특성
바이오 오일은 일반적으로 최대 40%에 달하는 높은 산소 함량이 특징입니다.
이러한 높은 산소 함량은 몇 가지 고유한 특성에 기여합니다.
1.1 석유 오일과의 비호환성
바이오 오일은 석유 오일과 혼화되지 않으므로 기존 연료와 구별됩니다.
1.2 수분 함량
바이오 오일은 보통 20~30%의 상당한 양의 물을 함유하고 있어 특정 조건에서 상 분리를 일으킬 수 있습니다.
1.3 에너지 함량
바이오 오일의 발열량은 15-22 MJ/kg으로 석유 오일(43-46 MJ/kg)보다 낮은데, 이는 주로 산소화 화합물 때문입니다.
1.4 산도
바이오 오일은 산성이므로 부식성을 유발할 수 있으므로 취급 및 보관 시 특별한 주의가 필요합니다.
1.5 불안정성
특히 열을 가하면 불안정하며 시간이 지남에 따라 점도와 상 분리가 변화할 수 있는데, 이를 노화라고 합니다.
1.6 밀도
바이오 오일은 물보다 밀도가 높으며, 고체 무기물과 탄소 숯을 포함하는 경우가 많습니다.
2. 생산 공정
고속 열분해로 알려진 바이오 오일 생산 공정은 액체 제품의 수율을 극대화하기 위해 높은 온도와 짧은 체류 시간을 필요로 합니다.
이 공정의 목표는 운송 연료에서 원유를 대체할 수 있는 탄화수소가 풍부한 바이오 오일을 생산하는 것입니다.
그러나 바이오 오일의 특성과 수율은 매우 가변적이며 공정 조건, 가열 속도, 체류 시간, 바이오매스 입자 크기, 온도, 사용되는 바이오매스 유형 등 여러 요인에 따라 달라집니다.
3. 도전 과제 및 개선 사항
초기 바이오 오일은 종종 매우 불안정하고 부식성이 강하며 유기 산소 함량이 높아 수성 상으로부터 분리하기가 어려웠습니다.
현재 개발 노력은 산소 함량을 25wt% 미만으로 낮춰 분리를 개선하고 오일의 품질을 향상시키는 데 초점을 맞추고 있습니다.
그러나 이러한 개선은 종종 유용한 탄소 수율이 낮아지는 대가를 치릅니다.
4. 응용 및 업그레이드
바이오 오일은 높은 산소 함량, 열 불안정성, 낮은 발열량으로 인해 엔진 연료로 직접 사용할 수 없습니다.
따라서 산소를 제거하고 제품을 안정화하기 위해 다양한 화학 공정을 통한 업그레이드가 필요합니다.
이러한 업그레이드 과정은 바이오 오일을 기존 연료의 대안으로 만드는 데 매우 중요합니다.
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