바이오매스의 고속 열분해를 통해 생산되는 바이오 오일은 주로 산소화 유기 화합물, 물 및 기타 다양한 유기 성분으로 구성되어 있습니다. 바이오 오일의 구성은 높은 산소 함량(최대 중량 기준 40%), 상당한 수분 함량(보통 20~30%), 수많은 반응성 분자와 올리고머의 존재가 특징입니다. 이러한 구성으로 인해 낮은 발열량, 산도, 불안정성, 고밀도 등 몇 가지 주요 특성이 나타납니다.
자세한 설명:
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산소화 유기 화합물: 바이오 오일에는 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 설탕, 알데히드, 알켄 및 질소 함유 화합물과 같은 산소화 화합물이 풍부하게 함유되어 있습니다. 이러한 화합물은 빠른 열분해 과정에서 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌이 단편화되고 해중합되어 생성됩니다. 높은 산소 함량(최대 중량 기준 40%)은 오일의 안정성이 떨어지고 발열량이 낮아지는 중요한 요인입니다.
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수분 함량: 바이오 오일은 일반적으로 20~30% 범위의 상당한 양의 수분을 함유하고 있습니다. 이러한 높은 수분 함량은 발열량에 영향을 미칠 뿐만 아니라 분리 및 업그레이드 프로세스를 복잡하게 만듭니다. 물이 존재하면 시간이 지남에 따라 상 분리가 일어나고 점도가 증가하여 바이오 오일을 연료로 사용하는 것이 더욱 복잡해질 수 있습니다.
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반응성 분자와 올리고머: 바이오 오일에는 분자량이 5000보다 큰 반응성 분자와 올리고머가 많이 포함되어 있습니다. 이러한 구성 요소는 상온에서도 바이오 오일의 불안정성에 기여합니다. 올리고머는 에어로졸을 형성하여 오일의 불안정성을 악화시키는 다상 미세 에멀젼을 형성할 수 있으며, 이러한 현상을 노화라고 합니다. 노화는 더 많은 수분 형성, 점도 증가, 상 분리를 초래할 수 있습니다.
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기타 속성: 바이오 오일의 구성은 몇 가지 다른 주목할 만한 특성으로 이어집니다. 산소와 수분 함량이 높기 때문에 석유 오일보다 발열량이 낮습니다. 산성이므로 보관 및 취급 시 부식 문제를 일으킬 수 있습니다. 또한 바이오 오일은 석유 오일과 혼합되지 않으며 물보다 밀도가 높습니다.
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업그레이드 및 분리: 이러한 문제로 인해 바이오 오일은 안정성을 개선하고 산소 함량을 줄이며 연료 특성을 향상시키기 위해 업그레이드되어야 합니다. 이는 기존 석유 정제 공정을 응용한 수소화 처리 및 수소첨가 분해와 같은 다양한 정제 기술을 통해 달성할 수 있습니다. 이러한 업그레이드의 목표는 운송 분야에서 원유를 대체할 수 있는 연료를 생산하는 것입니다.
요약하자면, 고속 열분해로 생산되는 바이오 오일의 구성은 높은 수준의 산소화 화합물, 물, 반응성 분자로 이루어져 복잡합니다. 이러한 구성 요소는 바이오 오일을 실행 가능한 연료 공급원으로 전환하기 위해 세심한 취급과 업그레이드가 필요합니다.
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