탄화 공정은 산소가 거의 또는 전혀 없는 환경에서 열을 가하여 바이오매스나 석탄과 같은 유기 물질을 탄소가 풍부한 물질로 변환하는 방법입니다.
이 과정은 여러 단계로 나뉘며 처리되는 유기 물질의 유형에 따라 더 세분화할 수 있습니다.
탄화 공정이란 무엇인가요? 7가지 주요 단계 설명
1. 건조 단계
이 단계에서는 목재 톱밥 연탄이나 코코넛 껍질과 같은 바이오매스 내의 수분이 온도가 상승함에 따라 증발합니다.
이 단계에서는 어떠한 화학적 변화도 일어나지 않습니다.
2. 초기 탄화 단계
온도가 계속 상승함에 따라 바이오매스는 열분해되기 시작합니다.
셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 포함한 바이오매스의 성분이 분해되어 CO, CO2, CH4, "타르"와 같은 휘발성 물질을 방출합니다.
이러한 휘발성 물질에는 고탄수화물, 아세트산, 메탄올도 포함됩니다.
3. 종합적인 탄화 단계
300~650°C 범위의 온도에서 바이오매스는 화학적 분해를 거칩니다.
이 단계에서는 아세트산, 카비놀, 우드 타르, 메탄 및 에틸렌과 같은 가연성 가스가 생성됩니다.
이러한 가스는 고온을 발생시키는 데 기여하고 바이오매스 연탄은 증류되어 숯으로 만들어집니다.
4. 석탄 가열 단계
석탄의 경우 탄화에는 산소가 없는 상태에서 석탄을 고온으로 가열하는 과정이 포함됩니다.
이로 인해 휘발성 가스가 방출되고 거의 순수한 탄소인 코크스가 형성됩니다.
5. 휘발성 가스 방출
탄화 과정에서 휘발성 가스가 방출됩니다.
이러한 가스에는 메탄, 에틸렌 및 기타 가연성 물질이 포함됩니다.
6. 코크스 형성
석탄 탄화의 최종 생성물은 거의 전부가 탄소로 구성된 물질인 코크스입니다.
7. 부산물 활용
탄화 공정의 부산물인 가연성 가스, 타르, 숯 등은 다양한 용도로 활용될 수 있습니다.
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