열분해는 일반적으로 산소가 없는 상태에서 250~350°C 범위의 온도에서 바이오매스 재료를 가열하는 열처리 공정입니다.
이 공정은 바이오매스의 특성을 개선하여 에너지 밀도를 높이고, 분쇄하기 쉬우며, 소수성을 높여 연료로서의 적합성을 향상시키는 데 사용됩니다.
토레페이션의 4가지 주요 이점
1. 연료 특성 향상
열분해는 바이오매스의 발열량을 증가시킴으로써 바이오매스를 변형시킵니다.
이는 바이오매스를 250~350°C 사이의 온도로 가열하여 수분과 일부 휘발성 화합물의 손실을 유발함으로써 이루어집니다.
그 결과 원래의 바이오매스보다 에너지 밀도가 높은 제품이 만들어집니다.
또한 이 과정을 통해 바이오매스의 부피가 약 30% 줄어들어 더 콤팩트하고 운반 및 보관이 용이해집니다.
2. 재료 특성 개선
토레페이션 공정은 바이오매스의 취성을 크게 향상시킵니다.
취성은 재료가 쉽게 부서지는 경향을 말하며, 이는 바이오매스를 미세한 분말로 분쇄하는 데 유리합니다.
이는 바이오매스를 석탄과 잘 섞이도록 미세하게 분쇄해야 하는 석탄 발전소의 열병합 발전과 같은 용도에 매우 중요합니다.
또한, 토레피드 바이오매스는 소수성이 되어 물을 튕겨냅니다.
이 특성은 바이오매스가 수분을 흡수하여 품질과 발열량을 떨어뜨리는 것을 방지하므로 저장에 유리합니다.
3. 에너지 효율 및 공정 한계
열분해는 이론적 효율이 80~90%에 달할 정도로 에너지 효율이 높은 것으로 알려져 있습니다.
이러한 높은 효율은 상대적으로 낮은 온도와 휘발성 물질의 부분적인 제거로 인해 후속 처리에 필요한 에너지가 감소하기 때문입니다.
그러나 열분해의 단점은 다른 열분해 공정에 비해 휘발성 물질의 수율이 낮다는 것입니다.
이는 공정에서 발생하는 열이 외부 가열 없이 필요한 온도를 유지하기에 충분하지 않은 공정의 자동 열 작동에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있습니다.
4. 응용 분야 및 산업 용도
토레페이션은 바이오매스뿐만 아니라 커피 원두 로스팅과 같은 다른 산업 분야에도 적용됩니다.
바이오매스 부문에서는 바이오매스를 단독 연료로 사용하거나 석탄과 같은 다른 연료와 혼합하여 에너지 생산에 사용할 수 있도록 준비하는 데 특히 유용합니다.
열화 바이오매스의 개선된 특성으로 인해 기존의 화석 연료에 대한 보다 실용적이고 지속 가능한 대안이 될 수 있습니다.
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