마이크로파 열분해는 마이크로파 복사를 이용해 산소가 없는 상태에서 유기물을 효율적으로 가열하고 분해하는 공정입니다.
이 방법은 타이어, 하수 슬러지, 농업 폐기물, 플라스틱 폐기물 등 다양한 폐기물을 재활용하는 데 특히 효과적입니다.
이 공정은 마이크로파를 사용하여 반응기에서 공급 원료를 가열하여 재료의 고체와 휘발성 물질 사이의 결합을 끊는 과정을 포함합니다.
그런 다음 휘발성 분획은 응축을 통해 기체와 액체로 분리됩니다.
1. 메커니즘 및 효율성
마이크로파 열분해는 열분해 반응을 빠르게 시작하고 공정에 필요한 전체 에너지를 줄이는 데 있어 높은 효율성이 돋보입니다.
이는 마이크로파 복사로 재료를 직접 가열하여 재료를 투과하여 내부에서 가열함으로써 달성됩니다.
이 직접 가열 방식은 재료를 외부에서 내부로 가열하는 기존 가열 방식보다 더 효율적입니다.
2. 열분해의 종류
열분해에는 고속 열분해와 플래시 열분해 등 다양한 유형이 있으며, 주로 가열 속도와 결과물 수율에서 차이가 있습니다.
고속 열분해는 중간 온도(400~600°C)에서 빠른 속도(10~200°C/s)와 짧은 체류 시간(0.5~10초)으로 바이오매스를 가열하여 바이오 오일과 바이오가스를 생산하는 방식입니다.
반면에 플래시 열분해는 훨씬 더 높은 가열 속도로 진행되므로 바이오 오일 수율이 75~80wt%까지 매우 높습니다.
3. 응용 분야 및 재료
마이크로파 열분해는 바이오매스, 폐타이어, 도시 고형 폐기물 등 다양한 재료에 적용되고 있습니다.
마이크로파 에너지를 효과적으로 흡수하지 못하는 플라스틱과 같은 재료의 경우 탄화규소나 탄소와 같이 유전 손실률이 높은 흡수제를 플라스틱과 혼합하여 가열을 용이하게 합니다.
4. 환경 및 운영상의 이점
소각에 비해 마이크로파 열분해는 제어가 용이하고 연도 가스에서 제거해야 하는 유해하거나 독성이 있는 성분을 생성하지 않습니다.
산소가 없는 상태에서 공정이 진행되기 때문에 유해한 오염 물질인 산화물과 다이옥신의 형성을 방지합니다.
또한 이 공정은 완전히 밀폐되어 있어 모든 제품이 환경 배출 없이 수거 및 처리되므로 더 깨끗하고 지속 가능한 폐기물 처리 방법입니다.
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