열분해는 산소가 없는 상태에서 바이오매스를 열분해하는 과정입니다.
이 과정에서 바이오 숯, 바이오 오일, 비응축성 가스가 생성됩니다.
이 공정은 바이오매스를 가치 있는 재생 가능한 제품으로 전환하는 데 매우 중요합니다.
이 과정은 에너지 문제와 환경 문제도 해결합니다.
바이오 숯을 만들기 위한 열분해 공정의 5가지 주요 단계
1. 바이오매스 사료 준비
열분해의 첫 번째 단계는 바이오매스 사료를 준비하는 것입니다.
마른 바이오매스를 사용하는 것이 중요합니다.
젖은 바이오매스는 공정의 효율을 떨어뜨릴 수 있습니다.
목재 입자를 펠릿화하는 등의 전처리를 하면 접촉 면적이 증가합니다.
이는 열분해 과정에서 더 나은 분해를 촉진합니다.
2. 열분해 반응기 소개
전처리된 바이오매스는 매우 낮은 수준의 산소가 있는 열분해 반응기에 투입됩니다.
공정에 필요한 열은 연소실에서 공급됩니다.
이 환경은 연소를 방지하기 위해 필요합니다.
또한 리그닌, 셀룰로오스, 지방, 전분과 같은 바이오매스의 고분자 성분이 열에 의해 분해되는 것을 촉진합니다.
3. 열 분해
바이오매스가 가열되면 열분해가 진행됩니다.
제품은 온도와 가열 속도에 따라 달라집니다.
가열 속도가 느린 저온(450°C 미만)에서는 주요 생성물이 바이오 숯입니다.
가열 속도가 빠른 고온(800°C 이상)에서는 주요 생성물이 가스입니다.
중간 온도와 높은 가열 속도에서는 바이오 오일이 생산됩니다.
4. 제품 분리 및 수거
분해된 물질은 원자로를 빠져나와 사이클로트론으로 들어갑니다.
가스의 회전으로 인해 바이오 숯이 바닥에 가라앉습니다.
남은 가스 스트림은 일부 액체와 함께 상단에서 담금질기로 빠져나갑니다.
여기서 물이 가스 흐름에 추가되어 바이오 오일이 형성됩니다.
불용성 합성 가스는 연소실로 다시 재활용됩니다.
5. 후처리 및 활용
생산된 바이오 숯은 토양 비옥도를 높이기 위한 토양 개량제로 사용할 수 있습니다.
바이오 오일은 고정식 열 및 전력 애플리케이션에 직접 사용할 수 있습니다.
또한 바이오 연료로 업그레이드할 수도 있습니다.
생산된 가스는 재활용하거나 연료로 사용할 수 있습니다.
이 프로세스는 에너지 생산량뿐만 아니라 환경적 이점에서도 중요합니다.
여기에는 토양에 바이오 숯을 적용하여 탄소 격리가 포함됩니다.
또한 온실가스 배출량도 감소합니다.
열분해 공정과 공급 원료의 가변성은 다양한 바이오 숯의 특성으로 이어집니다.
이는 토양 개량제 및 탄소 저장제로서의 효과에 영향을 미칩니다.
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