열분해 오일은 주로 산소화된 탄화수소와 물로 구성된 복잡한 혼합물입니다.
산소가 없는 상태에서 바이오매스가 열분해되어 생성됩니다.
이 액체에는 지방족 및 방향족 화합물, 페놀, 알데히드, 레보글루코산, 하이드 록시 아세트 알데히드, 탄화수소 사슬 및 물을 포함한 다양한 반응성 종들이 포함되어 있습니다.
수분 함량은 일반적으로 20~30%입니다.
오일에는 고체 숯이 포함될 수도 있습니다.
열분해 오일은 무엇으로 만들어지나요? 5가지 주요 인사이트
1. 구성 및 형성
열분해 오일은 고속 열분해라는 공정을 통해 형성됩니다.
이 과정에는 불활성 또는 산소가 부족한 대기에서 바이오매스를 고온(약 500°C 또는 900°F)으로 빠르게 가열한 다음 빠르게 냉각하는 과정이 포함됩니다.
이 과정에서 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌의 중간 분해 산물이 "동결"되어 많은 반응성 종을 포함하는 액체가 만들어집니다.
이러한 종은 높은 산소 함량으로 인해 비휘발성, 부식성, 열적으로 불안정하고 공기에 노출될 때 중합되기 쉬운 오일의 고유한 특성에 기여합니다.
2. 특성 및 도전 과제
오일은 짙은 갈색이며 바이오매스의 원소 구성과 매우 유사합니다.
이는 종종 마이크로 에멀젼으로 간주되며, 연속상은 수소 결합과 같은 메커니즘을 통해 열분해 리그닌 거대 분자의 불연속상을 안정화시키는 홀로셀룰로스 분해 생성물의 수용액입니다.
석유를 대체할 수 있는 잠재력에도 불구하고 열분해 오일은 몇 가지 문제에 직면해 있습니다.
일반적으로 시간이 지남에 따라 불안정하며, 반응성 성분의 응축 반응으로 인해 점도가 증가하여 상 분리가 발생할 수 있는 등의 변화를 겪습니다.
또한 열분해 액체를 회수한 후에는 완전히 재기화할 수 없으며, 100°C 이상으로 가열하면 빠른 반응과 고체 잔류물이 형성됩니다.
3. 산업 응용 및 업그레이드
산업 환경에서 일산화탄소 및 수소와 같은 열분해의 기체 생성물은 합성 가스로 알려져 있으며 가치가 있습니다.
바이오 오일과 타르 등의 액체 제품도 경제적으로 중요합니다.
타르보다 점성이 낮고 순도가 높은 바이오 오일은 분자량이 낮은 유기 화합물로 구성되어 있습니다.
원유 바이오 오일을 상업적으로 이용하려면 산소를 제거하여 특성을 개선하는 정제 또는 업그레이드가 필요합니다.
4. 공급 원료 및 표준
열분해는 산림 및 농업 잔재물, 폐목재, 마당 폐기물, 에너지 작물 등 다양한 공급 원료를 활용할 수 있습니다.
그러나 열분해 오일 생산을 위한 표준화된 공정과 제품이 부족하기 때문에 널리 채택하는 데 어려움이 있습니다.
ASTM에서 일부 표준을 개발했지만 열분해 오일 생산의 일관성과 품질을 보장하기 위해서는 추가 개발이 필요합니다.
5. 향후 전망
전반적으로 열분해 오일은 기존의 석유 기반 연료에 대한 유망한 대안입니다.
하지만 복잡한 구성과 안정성 문제로 인해 실용성을 높이기 위한 추가적인 연구와 개발이 필요합니다.
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