탄화는 제어된 가열을 통해 바이오매스 재료를 숯으로 전환하는 과정입니다.
이 과정에는 건조, 초기 탄화, 종합 탄화의 세 가지 주요 단계가 포함됩니다.
각 단계는 바이오매스의 물리적, 화학적 특성을 변화시킬 뿐만 아니라 가연성 가스 및 타르와 같은 귀중한 부산물도 생성합니다.
탄화의 목적은 무엇인가요? 3가지 주요 단계 설명
1. 건조 단계(최대 160°C)
이 초기 단계에서는 바이오매스를 가열하여 수분을 증발시킵니다.
이 단계는 탄화 중 화학 반응을 방해할 수 있는 수분을 제거하여 다음 단계를 위해 바이오매스를 준비하기 때문에 매우 중요합니다.
이 단계에서는 화학적 변화는 없으며 순전히 수분을 제거하는 물리적 과정입니다.
2. 초기 탄화 단계(160°C~280°C)
온도가 상승함에 따라 바이오매스가 열분해되기 시작합니다.
헤미셀룰로오스와 같은 주요 성분이 분해되기 시작하여 CO2, CO, 아세트산과 같은 가스를 방출합니다.
이 단계는 바이오매스의 화학적 변형이 시작되는 단계로, 다음 단계의 추가 분해를 위한 발판을 마련합니다.
3. 종합 탄화 단계(300°C~650°C)
이 단계는 바이오매스가 급진적인 화학적 분해를 거치는 가장 중요한 단계입니다.
셀룰로오스와 리그닌이 분해되어 아세트산, 카르비놀, 목재 타르, 메탄과 에틸렌을 포함한 다양한 가연성 가스가 생성됩니다.
이러한 가스는 바이오매스를 숯으로 증류하는 데 필요한 높은 온도를 유지하는 데 기여합니다.
이 단계에서 생산된 숯은 품질이 우수하고 원래의 바이오매스에 비해 부피가 줄어듭니다.
추가 고려 사항
환경 및 효율성 측면: 탄화로는 효율성이 높고, 처리 시간이 짧으며, 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 기존의 흙 가마보다 선호됩니다.
연기가 적게 발생하고 제어가 용이하여 더 좋은 품질의 숯을 생산할 수 있습니다.
부산물과 그 용도: 탄화 과정에서 생성되는 가스와 타르는 에너지원이나 다른 산업 분야에 활용되어 공정의 전반적인 가치와 지속 가능성을 향상시킬 수 있습니다.
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