고속 열분해 오일은 주로 산소화된 탄화수소와 물로 구성된 복잡한 혼합물입니다.
또한 고체 숯 및 다양한 가스와 같은 추가 성분도 포함되어 있습니다.
열분해 오일의 수분 함량은 일반적으로 생산 공정에 따라 20~30 중량 퍼센트(wt-%) 범위입니다.
이 오일은 홀로셀룰로오스 분해 생성물의 수용액이 연속상을 형성하는 마이크로 에멀젼으로 간주할 수 있습니다.
이 연속상은 수소 결합과 같은 메커니즘을 통해 열분해 리그닌 거대 분자의 불연속상을 안정화합니다.
고속 열분해 오일의 구성은 무엇인가요? (4가지 주요 성분 설명)
1. 산소화 탄화수소
열분해 오일의 주요 구성 성분은 산소화 탄화수소입니다.
이는 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌과 같은 바이오매스 성분의 분해에서 파생됩니다.
이러한 화합물에는 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 약 500°C까지 빠르게 가열하는 동안 형성되는 응축 가능한 증기인 다양한 유기 분자가 포함됩니다.
2. 물
열분해 오일의 수분 함량은 바이오매스의 원래 수분과 열분해 반응 중에 생성된 수분 모두에서 비롯됩니다.
이 물은 오일의 미세 에멀젼 구조를 형성하는 데 필수적인 요소로 오일 성분의 안정화를 돕습니다.
3. 고체 숯
열분해의 부산물인 숯에는 탄소, 산소, 수소, 질소가 포함되어 있습니다.
열분해 오일에 존재하는 숯의 양은 열분해 조건에 따라 다르며 10~20wt-%까지 다양합니다.
숯은 열분해 과정에서 바이오매스가 불완전하게 분해되어 형성됩니다.
4. 가스
고속 열분해는 메탄, 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 경질 탄화수소를 포함한 다양한 가스를 생성합니다.
이러한 가스는 일반적으로 열분해 생성물의 15~35%를 차지하며 열분해 공정을 유지하기 위한 연료로 사용될 수 있습니다.
열분해 오일의 특성
물리적 외관
원유 열분해 오일은 짙은 갈색이며 추출한 바이오매스의 원소 구성과 매우 유사합니다.
화학적 특성
이 오일은 낮은 pH, 낮은 발열량, 낮은 휘발성, 높은 점도 및 높은 산소 함량을 가지고 있습니다.
이러한 특성은 촉매 열분해를 통해 개선할 수 있습니다.
제품 유통
고속 열분해에서 일반적인 제품 분포는 바이오 오일 약 75 중량%, 숯 12 중량%, 가스 13 중량%입니다.
프로세스 고려 사항
가열 속도 및 담금질
고속 열분해에는 바이오매스 입자를 빠르게 가열하고 열분해 증기를 빠르게 냉각하여 바이오 오일을 효과적으로 응축하는 과정이 포함됩니다.
이 과정은 바이오 오일의 수율을 극대화하는 데 매우 중요합니다.
촉매 사용
열분해 시 촉매를 사용하면 바이오 오일의 특성을 개선하고 촉매를 비활성화할 수 있는 코크스와 같은 바람직하지 않은 부산물의 형성을 줄여 품질을 향상시킬 수 있습니다.
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