저속 열분해는 바이오매스를 바이오 숯으로 전환하는 과정입니다.
바이오 숯의 수율은 일반적으로 건조 바이오매스 무게의 최대 30%에 이릅니다.
이 수율은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받습니다.
이러한 요인에는 바이오매스 공급 원료, 가열 속도, 열분해 온도, 증기 체류 시간 등이 포함됩니다.
최고 처리 온도(HTT)가 최종 제품 특성에 가장 큰 영향을 미칩니다.
자세한 설명
1. 프로세스 개요
저속 열분해는 산소가 제한적이거나 산소가 없는 환경에서 바이오매스를 천천히 가열하는 공정입니다.
이 공정은 일반적으로 분당 1~30°C의 가열 속도를 사용합니다.
일반적으로 대기압에서 진행됩니다.
생산된 가스의 연소 또는 바이오매스 공급 원료의 부분 연소와 같은 외부 열원이 사용됩니다.
2. 온도 및 체류 시간의 영향
400~800°C의 온도에서 긴 체류 시간으로 저속 열분해를 작동하면 숯 생산량이 극대화됩니다.
이렇게 하면 건조 바이오매스 무게의 약 30%가 숯으로 생산됩니다.
압력을 높이면 이 수율이 크게 증가할 수 있습니다.
열분해 온도는 숯의 수율과 성분 모두에 직접적인 영향을 미칩니다.
온도가 낮을수록 더 많은 숯을 얻을 수 있지만 휘발성 함량이 높은 제품이 생성됩니다.
3. 제품 특성
저속 열분해를 통해 생산된 바이오 숯은 대부분 탄소로 구성되어 있습니다.
일반적으로 바이오 숯의 약 80%는 탄소입니다.
고정 탄소 함량, 용액 내 pH, 높은 발열량, BET 표면적과 같은 바이오 숯의 특성은 열처리 강도에 영향을 받습니다.
열분해 공정에서 더 높은 온도와 더 긴 체류 시간은 일반적으로 고정 탄소 함량을 증가시키고 바이오 숯의 특성을 개선합니다.
4. 환경 영향
바이오 숯을 토양에 첨가하면 처음에는 탄소 광물화율이 감소할 수 있습니다.
이는 토양 미생물 군집이 새로운 조건에 적응하기 때문일 수 있습니다.
이 효과는 고정 탄소 함량이 높은 숯에서 더 두드러집니다.
이러한 탄소는 더 가혹한 열처리를 통해 생산됩니다.
요약하면, 저속 열분해는 건조 바이오매스 무게의 최대 30%까지 수율을 가진 바이오 숯을 생산합니다.
최종 제품의 특성은 열분해 조건에 따라 크게 달라집니다.
특히 온도와 체류 시간이 중요한 역할을 합니다.
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