바이오 오일 생산에는 열분해와 열수 액화라는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 이러한 공정은 바이오매스를 사용 가능한 연료로 전환하지만 각 방법에는 고유한 특성과 어려움이 있습니다.
5가지 주요 단계 설명
1. 열분해: 산소가 없는 상태에서 빠른 가열
열분해는 조류나 목질 바이오매스와 같은 바이오매스를 산소 없이 빠르게 가열하는 공정입니다. 이 급격한 가열로 인해 바이오매스는 더 작은 성분으로 분해됩니다. 이 과정에서 생성된 증기는 빠르게 냉각되어 바이오 오일이 생산됩니다. 고속 열분해를 통한 바이오 오일의 수율은 반응 조건에 따라 중량 기준으로 50%에서 70%까지 다양합니다. 열분해를 통해 생산되는 바이오 오일은 산, 알코올, 케톤, 퓨란, 페놀, 에테르, 에스테르, 당, 알데히드, 알켄, 질소 및 산소 화합물과 같은 수백 가지 유기 성분과 높은 함량의 물을 함유한 암갈색의 유기 액체입니다. 그러나 열분해를 통해 얻은 바이오 오일은 특성이 좋지 않아 추가적인 업그레이드 없이는 엔진 연료로 사용할 수 없습니다.
2. 수열 액화: 고온 및 고압 조건
수열 액화는 물이 있는 상태에서 고온, 고압 조건을 통해 바이오매스를 바이오 오일로 전환하는 것입니다. 이 과정은 수백만 년에 걸쳐 바이오매스가 원유로 전환되는 자연적인 과정을 모방한 것입니다. 바이오매스는 일반적으로 200°C에서 700°C에 이르는 높은 온도와 압력에 노출됩니다. 이 반응은 가스화기에서 대기 중 공기, 증기 또는 산소와 함께 일어날 수 있습니다. 그 결과 매운 냄새가 나는 황색에서 갈색의 액체인 바이오 오일이 생성됩니다.
3. 원유 바이오 오일의 제한된 응용 분야
열분해와 수열 액화 방식 모두 바이오 오일을 생산하지만, 이 공정에서 직접 얻은 바이오 오일은 낮은 발열량, 높은 수분 함량, 산도 및 열 불안정성으로 인해 응용 분야에 제한이 있습니다. 따라서 재생 가능한 수송 연료나 보일러 연료 등 다양한 용도로 바이오 오일의 품질을 향상시키기 위한 추가적인 연구와 업그레이드가 필요합니다.
4. 바이오 오일 업그레이드: 실제 사용을 위한 필수 요소
업그레이드 과정에는 수분 제거, 발열량 증가, 바이오 오일의 산도 감소가 포함됩니다. 이 단계는 바이오 오일을 실제 사용하기에 적합하게 만드는 데 매우 중요합니다. 업그레이드하지 않으면 바이오 오일을 연료로 효과적으로 사용할 수 없습니다.
5. 요약: 개선된 바이오 오일로 가는 길
요약하면, 바이오 오일은 열분해와 열수 액화 공정을 통해 생산됩니다. 이러한 공정에는 각각 산소가 없거나 물이 있는 상태에서 바이오매스를 빠르게 가열하는 과정이 포함됩니다. 이렇게 생성된 바이오 오일은 산소화 유기 화합물의 복잡한 혼합물로, 원유 형태로는 용도가 제한적입니다. 특성을 개선하고 다양한 용도에 적합하게 만들기 위해서는 추가적인 연구와 업그레이드가 필요합니다.
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