특히 고속 열분해 공정에서 열분해 오일의 수율은 건조 바이오매스 공급 원료의 65%에서 80%까지 다양합니다.
이러한 수율은 높은 가열 속도, 세심하게 제어된 열분해 온도, 제품의 빠른 냉각 등 특정 조건에서 달성할 수 있습니다.
이 공정은 산소화된 탄화수소의 복잡한 혼합물이며 일반적으로 20-30 wt-%의 물을 포함하는 바이오 오일을 최대한 많이 생산하도록 최적화되어 있습니다.
열분해 오일의 수율은 어떻게 되나요? (5가지 주요 요인 설명)
1. 높은 수율을 위한 공정 조건
고속 열분해는 바이오 오일의 생산을 극대화하도록 설계되었습니다.
이는 높은 가열 속도와 열전달 속도를 유지하고 열분해 온도를 정밀하게 제어하며 제품의 빠른 냉각을 보장함으로써 달성됩니다.
열분해 온도에서의 체류 시간은 일반적으로 1초 미만으로 매우 짧게 유지하여 바이오 오일 분자가 기체로 과도하게 분해되는 것을 방지합니다.
2. 수율에 미치는 온도 영향
열분해가 일어나는 온도는 바이오 오일의 수율에 큰 영향을 미칩니다.
응축 가능한 증기의 수율을 극대화하기 위해서는 저온(최대 약 650°C)이 선호되며, 바이오매스 무게의 약 70%가 액체로 얻어질 수 있습니다.
반대로 고온(700°C 이상)에서는 바이오매스의 약 80%가 가연성 가스로 전환되는 기체 수율에 유리합니다.
3. 열분해 오일의 구성
열분해 오일은 주로 산소화된 탄화수소로 구성된 복잡한 혼합물입니다.
또한 바이오매스의 원래 수분과 반응 중에 생성된 물을 모두 포함하는 상당한 양의 물을 포함하고 있습니다.
일반적으로 20-30 wt-% 범위의 물이 존재하며 열분해 공정에 사용되는 특정 조건과 방법에 따라 달라질 수 있습니다.
4. 다른 연료와의 비교
열분해 과정에서 수집된 바이오 오일의 에너지 함량은 약 40MJ kg-1입니다.
이는 원유, 디젤, 휘발유 등 상업적으로 생산되는 다른 연료의 에너지 함량이 각각 45.5 MJ kg-1, 45.8 MJ kg-1, 46.6 MJ kg-1인 것과 비슷한 수준입니다.
이러한 에너지 함량의 유사성으로 인해 바이오 오일은 실용적인 대체 연료 공급원이 될 수 있습니다.
5. 부산물 및 활용
열분해는 바이오 오일 외에도 비응축성 기체와 탄소가 풍부한 잔류물인 숯을 생성합니다.
숯은 토양 개량제로 활용되어 토양에 영양분을 공급하고 작물 수확량을 향상시킬 수 있습니다.
이 부산물은 농업 부문에 판매하여 열분해 과정의 비용 회수에도 기여할 수 있습니다.
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