열분해는 산소가 없는 상태에서 유기 물질을 열분해하는 과정입니다. 이 과정의 속도는 수행되는 열분해의 유형에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 느린 열분해와 빠른 열분해의 두 가지 주요 범주가 있습니다.
열분해 속도를 설명하는 5가지 주요 요인
1. 빠른 열분해
고속 열분해는 바이오 오일의 생산을 극대화하도록 설계되었습니다. 일반적으로 100~10,000°C/s에 이르는 매우 높은 가열 속도를 수반합니다. 이 공정은 빠른 열 전달과 일반적으로 400~550°C 사이의 제어된 열분해 온도가 필요합니다. 체류 시간은 1초 미만입니다. 이 빠른 가열 및 냉각 사이클은 대부분의 바이오매스가 액체 바이오 오일로 전환되도록 합니다. 수율은 약 65%의 액체, 10%의 비응축성 가스, 10~15%의 숯입니다.
2. 초고속 또는 플래시 열분해
이 변형된 고속 열분해는 훨씬 더 극단적입니다. 가열 속도는 스펙트럼의 최상위(10,000°C/s)에 있으며 체류 시간은 매우 짧습니다. 플래시 열분해의 수율은 약 10~20%의 액체 응축물, 60~80%의 기체, 10~15%의 숯입니다. 이 방법은 열이 강하고 반응이 일어나는 시간이 짧기 때문에 바이오매스를 기체 제품으로 전환하는 데 특히 효율적입니다.
3. 느린 열분해
빠른 열분해와 달리 느린 열분해는 완료하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있는 훨씬 더 여유로운 공정입니다. 느린 열분해의 주요 생성물은 탄소가 풍부한 고체 물질인 바이오차르입니다. 이 공정은 빠른 가열 및 냉각에 대한 우려가 적기 때문에 수율이 크게 다르며, 바이오 숯이 주요 생산물이 됩니다.
4. 기술적 고려 사항
열분해의 효율과 결과는 공급 원료의 입자 크기에 의해서도 영향을 받습니다. 대부분의 열분해 기술은 빠른 열 전달을 위해 일반적으로 2mm 이하의 작은 입자를 필요로 합니다. 이러한 요건 때문에 열분해 전에 공급 원료의 크기를 줄여야 하며, 이는 전체 공정 효율과 비용에서 중요한 고려 사항이 될 수 있습니다.
5. 요약
열분해 속도는 빠른 열분해의 경우 몇 초에서 느린 열분해의 경우 몇 시간에 이르기까지 매우 다양합니다. 열분해 방법의 선택은 원하는 최종 제품에 따라 달라지며, 바이오 오일 생산에는 고속 열분해가 선호되고 바이오 숯에는 저속 열분해가 선호됩니다.
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