바이오 오일 생산 및 제조에는 바이오매스를 사용 가능한 제품으로 전환하는 과정이 포함됩니다.
이 공정은 일반적으로 열분해 또는 열수 액화 방식을 사용합니다.
이러한 방법은 바이오매스를 바이오 오일, 바이오 숯, 가스로 분해합니다.
최종 제품은 여러 가지 요인에 따라 달라집니다.
이러한 요소에는 공급 원료의 유형, 전처리, 공정, 운영 조건 및 업그레이드가 포함됩니다.
바이오 오일이란 무엇인가요?
바이오 오일은 짙은 갈색의 유기 액체입니다.
바이오 오일은 열분해를 통해 바이오매스로부터 생산됩니다.
바이오 오일은 주로 산소화 화합물로 구성되어 있습니다.
이러한 화합물은 열 불안정성이 높고 발열량이 낮습니다.
따라서 원유 바이오 오일은 용도가 제한적입니다.
엔진이 아닌 보일러의 연료로만 사용할 수 있습니다.
목질 바이오매스에서 추출한 원유 바이오오일은 열악한 특성을 가지고 있습니다.
이러한 특성에는 낮은 발열량, 높은 수분 함량, 산성도가 포함됩니다.
바이오 오일은 어떻게 형성되나요?
바이오 오일은 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 동시 단편화 및 해중합을 통해 형성됩니다.
이는 바이오매스의 빠른 열분해 과정에서 발생합니다.
바이오매스를 빠르게 가열하고 증기를 빠르게 냉각하면 바이오 오일이 생성됩니다.
고속 열분해를 통한 바이오 오일의 수율은 일반적으로 건조 바이오매스 기준으로 약 50와트%-70와트%입니다.
바이오 오일은 높은 함량의 수분과 수백 가지의 유기 성분을 함유하고 있습니다.
이러한 성분에는 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 설탕, 알데히드, 알켄, 질소 및 산소 화합물이 포함됩니다.
또한 반응성 분자와 분자량이 5000보다 큰 올리고머 종도 있습니다.
따라서 상온에서도 불안정합니다.
바이오 오일을 업그레이드해야 하는 이유는 무엇인가요?
이러한 문제로 인해 바이오 오일은 엔진 연료로 사용하기 전에 업그레이드가 필요합니다.
업그레이드에는 물리적 및 화학적 처리가 포함됩니다.
이러한 처리를 통해 높은 산 함량, 높은 수분 함량, 높은 산화 및 열 불안정성 등의 문제를 제거합니다.
물리적 처리에는 여과를 통한 숯 제거와 안정성을 위한 탄화수소 유화 처리가 포함됩니다.
바이오 오일도 분별되지만 화학적 처리를 거친 후에 생산됩니다.
화학적 처리에는 에스테르화, 촉매 탈산소/수소화, 열분해, 물리적 추출, 합성가스 생산/가스화 등이 포함됩니다.
바이오 오일의 한계와 잠재력은 무엇인가요?
바이오 오일에는 한계가 있지만 보일러 연료로 사용하거나 재생 가능한 운송 연료로 업그레이드할 수 있습니다.
바이오 오일의 연료 가치는 일반적으로 석유 기반 연료의 50~70% 수준입니다.
하지만 열적으로 불안정하고 증류나 추가 정제가 어렵다는 단점이 있습니다.
따라서 더 높은 품질의 바이오 오일을 생산하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다.
그럼에도 불구하고 바이오 오일은 바이오매스 공급 원료에 비해 밀도가 높습니다(>1kg L-1).
따라서 운송 비용이 더 효율적입니다.
이는 분산 처리 모델의 가능성을 열어줍니다.
이 모델에서는 소규모 열분해기가 농장에서 바이오매스를 바이오 오일로 전환합니다.
그런 다음 정제를 위해 중앙 집중식 장소로 운송합니다.
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