기술팀 · Kintek Solution

고속 열분해는 바이오매스를 산소가 없는 상태에서 고온(400~700°C)에서 매우 짧은 체류 시간(2초 미만) 동안 가열하여 바이오 오일, 바이오 숯 및 가스로 전환하는 공정입니다.대부분의 열분해 기술은 빠른 열 전달을 위해 최대 2mm까지만 입자를 처리할 수 있기 때문에 공급 원료의 입자 크기가 매우 중요합니다.이 작은 입자 크기는 빠른 열분해에 필요한 높은 가열 및 열 전달 속도를 달성하는 데 필수적이며, 이를 통해 바이오 오일 수율(건조 공급 기준 최대 65~80%)을 극대화할 수 있습니다.이 공정은 매우 효율적이지만 제품 수율을 최적화하기 위해 온도와 체류 시간을 정밀하게 제어해야 합니다.

핵심 사항을 설명합니다:

1. 고속 열분해의 입자 크기:

   • 고속 열분해에서 공급 원료의 입자 크기는 일반적으로 다음과 같이 제한됩니다. 2mm 이하 .이는 입자를 통한 빠른 열 전달을 보장하며, 이는 공정에 필요한 높은 가열 속도(10-200°C/s)와 짧은 체류 시간(0.5-10초)을 달성하는 데 매우 중요합니다.
   • 입자가 크면 열 전달을 방해하여 불완전한 열분해로 이어져 바이오 오일 및 기타 제품의 수율이 떨어집니다.

2. 작은 입자 크기의 중요성:

   • 작은 입자로 균일한 가열 하여 전체 바이오매스가 효율적으로 열분해되도록 합니다.
   • 이를 통해 빠른 열 전달 빠른 열분해의 특징인 높은 가열 속도를 달성하는 데 필요합니다.
   • 또한 입자가 작으면 바이오 오일의 품질을 저하시킬 수 있는 2차 반응의 위험도 최소화할 수 있습니다.

3. 고속 열분해의 공정 조건:

   • 온도:고속 열분해는 중간 온도(400-700°C)에서 작동합니다.낮은 온도(최대 650°C)에서는 응축 가능한 증기(바이오 오일)의 수율을 극대화하고, 높은 온도(700°C 이상)에서는 가스 생산에 유리합니다.
   • 체류 시간:열분해 온도에서의 체류 시간은 일반적으로 2초 미만으로 매우 짧습니다.이러한 빠른 처리로 바이오 오일이 가스와 숯으로 분해되는 것을 방지할 수 있습니다.
   • 가열 속도:높은 가열 속도(10-200°C/s)는 바이오매스를 증기로 빠르게 분해하여 바이오 오일로 응축하기 때문에 빠른 열분해를 위해 필수적입니다.

4. 제품 수율:

   • 빠른 열분해는 다음에 최적화되어 있습니다. 높은 바이오 오일 수율 일반적으로 건조 바이오매스 기준으로 50~80%에 이릅니다.
   • 나머지 제품은 다음과 같습니다. 바이오차 (고체 잔류물) 및 비응축성 가스 (예: 메탄, 수소, 일산화탄소).

5. 다른 열분해 방법과의 비교:

   • 느린 열분해:낮은 온도(500°C 미만)와 느린 가열 속도(0.1-2°C/s)에서 작동하며 체류 시간(몇 시간에서 며칠)이 길어집니다.주로 숯과 타르를 생산하며 바이오 오일 생산량은 낮습니다.
   • 초고속 열분해:고속 열분해보다 더 높은 가열 속도와 더 짧은 체류 시간을 포함하므로 가스 생산에 유리합니다.가스화와 더 유사합니다.
   • 플래시 열분해:더 높은 가열 속도를 가진 고속 열분해의 변형으로, 최대 75-80 wt%의 바이오 오일 수율을 달성합니다.

6. 고속 열분해의 응용 분야:

   • 생산된 바이오 오일은 다음과 같이 사용할 수 있습니다. 연료 을 보일러, 엔진, 터빈에 사용합니다.
   • 또한 화학 원자재 공급원 운송 연료로 사용하기 위해서는 추가적인 정제 및 업그레이드가 필요한 경우가 많습니다.

7. 도전 과제 및 고려 사항:

   • 작은 입자 크기 요구 사항 (≤2mm)은 다음을 필요로합니다. 바이오매스 전처리 분쇄 또는 제분과 같은 전처리 과정을 거치므로 공정 비용과 에너지 투입이 증가합니다.
   • 생산된 바이오 오일에는 물, 산 및 기타 불순물이 포함되어 있는 경우가 많으므로 후처리 를 사용하여 안정성과 품질을 개선합니다.

요약하자면, 고속 열분해에서 입자 크기는 매우 중요한 요소이며, 대부분의 기술은 효율적인 열 전달과 높은 바이오 오일 수율을 보장하기 위해 2mm 이하의 입자를 필요로 합니다.이 공정은 중간 온도(400-700°C)에서 매우 짧은 체류 시간(2초 미만)과 높은 가열 속도(10-200°C/s)로 작동하므로 바이오 오일 생산에 매우 효율적입니다.그러나 작은 입자 크기에 대한 필요성과 바이오 오일 품질과 관련된 과제는 고속 열분해에서 전처리 및 후처리 단계를 모두 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다.

요약 표:

주요 측면	세부 정보
입자 크기	≤2mm 이하로 빠른 열 전달과 균일한 가열이 가능합니다.
온도 범위	400-700°C; 온도가 낮을수록 바이오 오일 생산에 유리하고, 온도가 높을수록 가스 생산에 유리합니다.
체류 시간	<바이오 오일 고장을 방지하기 위해 2초 미만.
가열 속도	빠른 바이오매스 분해를 위한 10-200°C/s.
바이오 오일 수율	건조 바이오매스 기준 50~80%.
기타 제품	바이오탄 및 비응축성 가스(예: 메탄, 수소, 일산화탄소).
애플리케이션	연료 또는 화학 원료로 사용되는 바이오 오일, 운송을 위해 정제가 필요합니다.
도전 과제	전처리(분쇄) 및 후처리(바이오 오일 안정화).

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