열분해는 산소가 없는 상태에서 유기 물질을 고온으로 가열하는 과정입니다.
열분해의 온도 범위는 일반적으로 섭씨 400~800도(화씨 752~1472도) 사이입니다.
이 온도 범위는 느린 열분해와 빠른 열분해를 포함한 다양한 유형의 열분해에 적용할 수 있습니다.
각 열분해 유형은 온도와 체류 시간에 따라 특정 제품 수율에 최적화되어 있습니다.
1. 느린 열분해
저속 열분해에서는 일반적으로 400~800°C 범위의 온도가 사용됩니다.
이 방법은 고체와 기체 모두에 대한 체류 시간이 길다는 특징이 있습니다.
느린 열분해는 또한 더 느린 가열 속도를 수반합니다.
저속 열분해의 주요 생성물은 타르와 숯입니다.
이 공정은 숯 생산량을 최대화하도록 설계되었으며, 이는 건조 바이오매스 무게의 약 30%에 달할 수 있습니다.
숯 생산의 최적 온도는 숯의 용도에 따라 달라집니다.
온도가 낮을수록 더 많은 숯을 생산할 수 있지만 휘발성 함량이 높아지는 경향이 있습니다.
2. 빠른 열분해
고속 열분해는 비슷한 온도 범위 내에서 작동하지만 다른 결과에 최적화되어 있습니다.
이는 매우 높은 가열 및 열 전달 속도를 수반합니다.
열분해 공정 후 제품은 빠르게 냉각됩니다.
열분해 온도에서의 체류 시간은 일반적으로 1초 미만으로 매우 짧습니다.
더 낮은 온도(최대 약 650°C)에서 이 공정은 응축 가능한 증기의 수율을 극대화합니다.
바이오매스 무게의 약 70%가 액체로 얻어집니다.
더 높은 온도(700°C 이상)에서는 수율이 기체 쪽으로 이동합니다.
바이오매스의 최대 80%가 가연성 가스로 전환될 수 있습니다.
3. 열분해 공정 개요
열분해 공정 자체는 세 가지 주요 단계로 이루어집니다.
3.1 건조
공급 원료는 수분을 제거하기 위해 건조됩니다.
이를 통해 효율적인 열분해를 보장하고 원치 않는 반응을 방지합니다.
3.2 열분해
건조된 공급 원료는 산소가 없는 상태에서 고온에 노출됩니다.
이로 인해 유기 물질이 휘발성 가스, 액체 제품 및 고체 숯으로 분해됩니다.
3.3 응축 및 수집
그런 다음 제품을 빠르게 냉각하고 수거합니다.
수거는 열분해의 특정 유형과 원하는 최종 제품에 따라 달라집니다.
요약하면 열분해 온도는 400~800°C 범위 내에서 조정할 수 있는 중요한 파라미터입니다.
이 조정은 느린 열분해의 숯이든 빠른 열분해의 바이오 연료이든 특정 제품의 수율을 최적화합니다.
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