열분해 오일의 수분 함량은 일반적으로 20~30 wt-%이며, 생산 공정에 따라 차이가 있습니다. 이 수분 함량은 바이오매스의 원래 수분과 열분해 반응 중에 생성되는 수분 모두에서 발생합니다.
자세한 설명:
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열분해 오일 내 수분의 기원:
- 초기 수분 함량: 열분해 공정에 사용되는 바이오매스는 종종 고유한 수분을 함유하고 있습니다. 이 초기 수분 함량은 결과물인 열분해 오일의 전체 수분 비율에 영향을 미칩니다.
- 반응 생성물: 열분해 과정에서 화학 반응은 부산물로 물을 생성할 수 있습니다. 이는 바이오매스 분자 내의 수소와 산소 원자가 방출되어 결합하여 물을 형성할 때 발생합니다.
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열분해 오일 속 물의 특성:
- 미세 에멀젼 형성: 열분해 오일의 물은 별도의 상으로 존재하지 않고 마이크로 에멀젼의 일부입니다. 이 상태에서 물은 오일 내에 미세한 수준으로 분산되어 연속상이 홀로셀룰로스 분해 생성물의 수용액인 안정적인 시스템을 형성합니다. 이 수성상은 수소 결합과 같은 메커니즘을 통해 열분해 리그닌 거대 분자의 불연속상을 안정화합니다.
- 분리에 대한 시사점: 원심분리 등 물리적으로 물을 분리할 수 있는 석유 연료와 달리 열분해 오일의 물은 미세 에멀젼 상태이기 때문에 이러한 물리적 분리 방법에 적합하지 않습니다. 이로 인해 열분해 오일의 정제 및 업그레이드 공정이 복잡해집니다.
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수분 함량이 열분해 오일 특성에 미치는 영향:
- 안정성과 노화: 물의 존재는 시간이 지남에 따라 열분해 오일의 안정성에 영향을 미칩니다. 주로 반응성 성분의 응축 반응으로 인해 오일이 노화됨에 따라 점도가 증가하고 상 분리가 일어날 수 있습니다.
- 에너지 함량: 수분 함량이 높으면 기존 연료유에 비해 열분해 오일의 에너지 밀도가 낮아집니다. 예를 들어 열분해 오일의 밀도는 약 1.2g/ml이지만 에너지 함량은 연료유에 비해 중량 기준으로는 약 42%, 부피 기준으로는 약 61%입니다.
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측정 및 규제:
- 수분 함량 측정: 열분해 오일의 수분 함량은 ASTM 표준 E 203에 따라 칼 피셔 체적 적정과 같은 방법을 사용하여 정확하게 측정할 수 있습니다.
- 규제 고려 사항: 부식 및 유화와 같은 문제를 방지하기 위해 수분 함량이 규제되는 석유 연료와 달리 열분해 오일의 수분은 구성과 안정성에 필수적인 요소이므로 다른 취급 및 처리 전략이 필요합니다.
요약하면 열분해 오일의 수분 함량은 특성, 안정성 및 처리 요건에 영향을 미치는 중요한 파라미터입니다. 미세 에멀젼 형태로 존재하는 수분은 분리 및 정제 공정을 복잡하게 만들 뿐만 아니라 오일의 에너지 밀도와 장기 안정성에도 영향을 미칩니다.
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