플래시 열분해는 바이오매스를 빠르게 열분해하는 과정입니다.
높은 가열 속도와 짧은 체류 시간이 특징입니다.
이 과정은 일반적으로 400~600°C의 온도에서 발생합니다.
증기 체류 시간은 2초 미만입니다.
이 공정은 액체 바이오 연료인 바이오 오일의 생산을 극대화하도록 설계되었습니다.
가스와 타르의 형성을 최소화합니다.
바이오매스의 급속 열분해란 무엇인가요? 이해해야 할 5가지 핵심 사항
1. 온도와 시간
플래시 열분해는 중온에서 고온, 특히 400~600°C에서 작동합니다.
주요 특징은 바이오매스 증기의 체류 시간이 2초 미만으로 매우 짧다는 점입니다.
이러한 빠른 처리 덕분에 바이오매스가 상당한 양의 숯이나 타르를 형성할 시간을 갖기 전에 빠르게 증기로 전환됩니다.
2. 바이오매스 분해
셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 주성분으로 하는 바이오매스는 다양한 온도 범위에서 분해됩니다.
헤미셀룰로오스는 약 200-300°C에서 분해됩니다.
셀룰로오스는 250~350°C에서 분해됩니다.
리그닌은 300-500°C에서 분해됩니다.
플래시 열분해에서 이러한 성분은 이러한 온도 범위 중 높은 온도에 노출되어 빠른 기화를 촉진합니다.
3. 제품 수율
플래시 열분해의 주요 목표는 바이오 오일을 생산하는 것입니다.
바이오 오일은 최적화된 조건에서 60-75 wt%에 달하는 수율을 달성할 수 있습니다.
바이오 오일은 디젤이나 가솔린과 같은 탄화수소로 업그레이드할 수 있는 고밀도 에너지 연료입니다.
또한 이 과정에서 약간의 가스와 소량의 숯이 생성됩니다.
4. 반응기 기술
높은 가열 속도와 짧은 체류 시간을 달성하기 위해 특수 반응기가 사용됩니다.
여기에는 유동층 반응기, 와류 반응기 등 빠른 가열과 효율적인 증기 포집을 처리할 수 있는 반응기가 포함됩니다.
예를 들어 유동층 반응기는 반응 효율을 높이기 위해 촉매(주로 모래)를 사용합니다.
5. 장점과 도전 과제
플래시 열분해는 높은 바이오 오일 수율과 대량의 바이오매스를 빠르게 처리할 수 있다는 점에서 유리합니다.
그러나 생산된 바이오 오일은 일반적으로 수분 함량이 높으며(>15 wt%), 안정성과 탄화수소와의 호환성을 개선하기 위해 업그레이드가 필요합니다.
또한 이 공정은 고온과 빠른 가열 속도를 처리하기 위한 장비 요구 사항 측면에서도 도전 과제에 직면해 있습니다.
요약하면, 플래시 열분해는 바이오매스를 바이오 연료, 특히 화석 연료의 지속 가능한 대안이 될 수 있는 바이오 오일로 전환하는 데 중요한 기술입니다.
빠른 속도와 높은 제품 생산량으로 인해 재생 에너지 분야에서 유망한 연구 개발 분야로 떠오르고 있습니다.
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