열분해 오일이라고도 하는 바이오 오일은 열분해 공정에서 파생되는 액체 제품입니다.
이 공정에는 저산소 분위기에서 바이오매스를 빠르게 가열하고 급냉하는 과정이 포함됩니다.
생성된 액체는 산소화 유기 화합물, 폴리머 및 물의 복잡한 에멀젼입니다.
바이오 오일은 높은 산소 함량, 낮은 발열량, 산도, 불안정성, 고밀도가 특징입니다.
석유 오일과 혼합되지 않으며 고체 무기물과 탄소 숯을 포함하는 경우가 많습니다.
열분해를 통한 바이오 오일 제품이란? 5가지 주요 인사이트
1. 구성 및 특성
바이오 오일은 주로 산소화 화합물로 구성되어 있습니다.
여기에는 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 설탕, 알데히드, 알켄, 질소 및 산소 화합물과 같은 다양한 유기 성분이 포함됩니다.
이러한 화합물은 열적으로 불안정하고 석유 오일에 비해 발열량이 낮은 제품을 만듭니다.
산소 함량이 최대 40%에 달하는 높은 산소 함량은 바이오 오일의 특성에 크게 기여하여 기존 석유 오일과 차별화됩니다.
또한 바이오 오일에는 일반적으로 20~30% 범위의 상당한 양의 수분이 포함되어 있어 발열량이 더욱 낮아지고 보관 및 사용이 복잡해집니다.
2. 생산 및 도전 과제
고속 열분해를 통한 바이오 오일 생산에는 바이오매스를 고온으로 빠르게 가열한 후 생성된 증기를 빠르게 냉각하는 과정이 포함됩니다.
이 공정은 반응 조건에 따라 건조 바이오매스 기준으로 50wt%에서 75wt%에 이르는 액체 바이오 오일의 수율을 최대화하도록 설계되었습니다.
바이오 오일의 특성은 가열 속도, 체류 시간, 바이오매스 입자 크기, 온도, 사용되는 바이오매스 유형 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받습니다.
바이오 오일은 석유 기반 연료를 대체할 수 있는 재생 가능한 연료로서의 잠재력에도 불구하고 몇 가지 도전 과제에 직면해 있습니다.
바이오 오일은 산소 함량과 수분 함량이 높아 특히 가열하면 부식성이 강하고 불안정해집니다.
이러한 불안정성으로 인해 시간이 지남에 따라 상 분리 및 점도 증가와 같은 문제가 발생하는데, 이를 노화 현상이라고 합니다.
이러한 특성으로 인해 운송 연료로 사용하기 위한 안정성과 호환성을 개선하기 위해 추가 처리 또는 업그레이드가 필요합니다.
3. 업그레이드 및 정제
바이오 오일의 유용성을 높이기 위해 다양한 업그레이드 기술이 사용됩니다.
여기에는 산소 함량을 줄이고 바이오 오일의 품질을 개선하기 위해 촉매를 사용하는 탈산소화 공정이 포함됩니다.
수소 처리 및 수소 첨가 분해와 같은 기존의 석유 정제 기술을 적용하여 바이오 오일을 더욱 기능적인 제품, 특히 운송에 사용하기 위한 제품으로 정제할 수도 있습니다.
4. 요약
요약하자면, 바이오 오일은 바이오매스 열분해에서 파생되는 유망하지만 복잡한 액체 제품입니다.
바이오 오일은 산소와 수분 함량이 높고 재생 가능한 연료 공급원으로서의 잠재력을 지니고 있는 것이 특징입니다.
그러나 현재 불안정성으로 인해 사용이 제한되어 있으며 기존 연료의 기준을 충족하기 위해서는 추가적인 공정이 필요합니다.
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