열분해는 산소가 없는 상태에서 유기 물질을 분해하여 고체(숯, 코크스 또는 바이오 숯), 액체(열분해 오일, 타르 또는 바이오 오일), 가스(수소, 메탄 및 일산화탄소와 같은 비응축성 가스) 등 다양한 제품을 생산하는 열분해 프로세스입니다.열분해 생성물의 온도는 공정 단계, 공급 원료의 유형, 특정 열분해 조건(예: 저속, 고속 또는 플래시 열분해)에 따라 달라집니다.일반적으로 열분해는 300°C~900°C 범위의 온도에서 이루어지며, 결과물은 열분해 온도에 가까운 온도에서 반응기를 빠져나옵니다.생성된 가스와 증기는 종종 냉각되어 액체 생성물이 응축되는 반면, 고체 잔류물과 응축되지 않는 가스는 높은 온도에 남아 있습니다.
핵심 사항을 설명합니다:
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열분해 공정 및 온도 범위:
- 열분해는 일반적으로 공급 원료와 원하는 제품에 따라 300°C에서 900°C 사이의 온도에서 이루어집니다.
- 낮은 온도(300°C-500°C)에서는 숯과 바이오 오일 생산에 유리한 반면, 높은 온도(600°C-900°C)에서는 가스 생산량이 증가합니다.
- 열분해 생성물(고체, 액체, 가스)의 온도는 처음에는 반응기 온도에 가깝지만 이후 냉각 및 분리 공정 중에 달라질 수 있습니다.
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고체 제품(숯, 코크스, 바이오차):
- 숯, 코크스 또는 바이오 숯과 같은 고체 잔류물은 열분해 중에 형성되며 일반적으로 탄소가 풍부합니다.
- 이러한 고형물은 열분해 온도(300°C-900°C)에 가까운 온도에서 반응기를 빠져나가며, 저장 또는 추가 처리를 위해 냉각되는 경우가 많습니다.
- 숯과 바이오 숯은 토양 개량, 에너지 생산, 흡착제 등의 용도로 사용됩니다.
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액체 제품(열분해 오일, 타르, 바이오 오일):
- 열분해 오일, 타르, 바이오 오일을 포함한 액체 제품은 열분해 과정에서 생성된 증기의 응축으로 형성됩니다.
- 이러한 증기는 100°C 이하의 온도로 냉각되어 액체로 응축된 다음 수집 및 보관할 수 있습니다.
- 열분해 오일은 대체 연료로 사용되거나 화학 물질 및 바이오디젤로 정제되는 귀중한 제품입니다.
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비응축성 가스(합성 가스, 수소, 메탄):
- 열분해 과정에서 수소(H2), 메탄(CH4), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2)와 같은 비응축성 가스가 생성됩니다.
- 이러한 가스는 고온(열분해 온도에 가까운 온도)에서 반응기를 빠져나와 열분해 공정 자체의 열 에너지를 생성하는 데 사용되는 경우가 많습니다.
- 어떤 경우에는 뜨거운 합성 가스를 냉각하지 않고 버너나 산화 챔버로 직접 공급하기도 합니다.
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공급 원료에 따른 온도 변화:
- 공급 원료의 유형(예: 타이어, 플라스틱, 바이오매스)은 열분해 제품의 온도와 구성에 영향을 미칩니다.
- 예를 들어 타이어 열분해는 35~45%의 오일, 30~35%의 카본 블랙, 8~15%의 합성 가스를 생산하며, 오일은 낮은 온도에서 응축됩니다.
- 반면 바이오매스 열분해는 바이오 숯, 바이오 오일 및 가스를 생산하며, 오일은 비슷한 온도에서 응축되지만 구성 성분이 다릅니다.
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제품 냉각 및 분리:
- 열분해 후 제품은 냉각 및 분리 과정을 거쳐 고체, 액체, 기체를 분리합니다.
- 기체와 증기는 냉각되어 액상이 응축되고, 고체는 분리되어 저장 또는 추후 사용을 위해 냉각됩니다.
- 냉각 프로세스를 통해 액체 제품은 효율적으로 회수하고 가스는 에너지 회수 또는 기타 용도로 사용할 수 있도록 준비합니다.
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애플리케이션 및 산업 관련성:
- 열분해 제품은 에너지 생산, 화학 합성, 토양 개량 등 다양한 용도로 사용됩니다.
- 폐기물을 가치 있는 제품으로 전환하는 능력으로 인해 열분해는 지속 가능성과 자원 회수에 중점을 둔 산업에서 점점 더 중요한 공정이 되고 있습니다.
열분해 제품의 온도 범위와 특성을 이해함으로써 장비 및 소모품 구매자는 열분해 시스템의 설계 및 운영에 대해 정보에 입각한 결정을 내리고 제품 수율과 품질을 최적화할 수 있습니다.
요약 표:
| 제품 유형 | 온도 범위 | 주요 특성 | 응용 분야 |
|---|---|---|---|
| 고체(숯, 코크스, 바이오차) | 300°C-900°C | 탄소가 풍부하고 열분해 온도에서 반응기를 빠져나와 저장을 위해 냉각되는 경우가 많습니다. | 토양 개량, 에너지 생산, 흡착제. |
| 액체(열분해 오일, 타르, 바이오 오일) | 100°C 미만(응축) | 수증기 응축으로 형성되어 수집 및 저장됩니다. | 대체 연료, 화학 합성, 바이오디젤. |
| 비응축성 가스(Syn-Gas, H2, CH4) | 열분해 온도에 근접 | 열 에너지로 사용되거나 버너에 공급되는 뜨거운 상태로 원자로를 빠져나갑니다. | 에너지 회수, 화학 공급 원료. |
| 공급 원료 변형 | 300°C-900°C | 공급 원료 유형(예: 타이어, 플라스틱, 바이오매스)에 따라 영향을 받습니다. | 제품 구성과 수율을 결정합니다. |
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