바이오매스 열분해 가스는 열분해의 초기 단계에서 큰 분자의 분해와 분해를 통해 형성되는 복잡한 혼합물입니다.
바이오매스 열분해 가스의 4가지 주요 구성 요소
1. 이산화탄소(CO2) 및 일산화탄소(CO)
이산화탄소와 일산화탄소는 셀룰로스, 헤미셀룰로스, 리그닌과 같은 바이오매스 성분의 열분해를 통해 형성됩니다.
이러한 반응은 바이오매스 구조 내에서 화학 결합을 끊고 재결합하여 CO2와 CO를 형성합니다.
예를 들어, C + O2 = CO2(방정식 1) 및 C + ½O2 = CO(방정식 2) 반응은 바이오매스의 탄소에서 이러한 가스가 형성되는 과정을 설명합니다.
2. 수소(H2)
수소는 열분해 과정에서 탄소와 물의 상호 작용(C + H2O = CO + H2, 방정식 4) 및 탄화수소의 분해를 포함한 다양한 반응을 통해 생성됩니다.
열분해 가스에 수소가 존재하는 것은 가스의 발열량에 기여하고 다른 화학 물질 합성의 핵심 구성 요소이기 때문에 매우 중요합니다.
3. 저탄소 수 탄화수소
여기에는 메탄(CH4) 및 기타 경질 탄화수소가 포함됩니다.
메탄은 탄소와 수소의 반응을 통해 형성됩니다(C + 2H2 = CH4, 방정식 7).
이러한 탄화수소의 형성은 온도 및 체류 시간과 같은 열분해 조건의 영향을 받습니다.
4. 질소 산화물(NOx) 및 황 산화물(SOx)
이러한 화합물은 바이오매스 공급 원료에 존재하는 질소와 황에서 파생됩니다.
열분해 과정에서 이러한 원소가 방출되어 반응 조건에 따라 산화물을 형성할 수 있습니다.
열분해 가스에 이러한 산화물이 존재하면 환경 영향과 에너지 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.
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열분해 가스의 수율과 구성은 바이오매스의 종류, 전처리 조건, 열분해 온도, 가열 속도 및 반응기 유형에 따라 크게 달라질 수 있습니다.
일반적으로 가스 생성물 수율은 총 바이오매스 무게의 12wt%~15wt% 범위입니다.
이러한 매개변수를 이해하고 제어하면 에너지 생산 및 화학 합성을 비롯한 다양한 응용 분야에서 열분해 가스 생산을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
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