바이오차 생산에는 다양한 반응기 구성이 포함되며, 각 반응기에는 고유한 장점과 한계가 있습니다. 반응기의 선택은 원하는 제품 품질과 생산 효율성 등 여러 요인에 따라 달라집니다.
바이오 숯 생산에 어떤 반응기 구성이 선호되나요? (고려해야 할 4가지 주요 요소)
1. 고정층 열분해 반응기
간단한 바이오 숯 생산에는 고정층 열분해 반응기가 일반적으로 사용됩니다. 여기에는 피트 킬른, 마운드 킬른, 벽돌 킬른, 이동식 금속 킬른, 미주리형 숯 킬른, 연속식 다중 화로 킬른이 포함됩니다.
이러한 가마는 공기 공급 없이 작동하므로 공급 원료의 이산화탄소 배출과 에너지 손실이 줄어듭니다. 그 결과 바이오 숯과 바이오 가스 같은 에너지가 풍부한 제품을 생산할 수 있습니다.
이러한 반응기의 온도를 유지하는 데 필요한 에너지는 기체 반응 생성물을 연소하여 공급할 수 있습니다.
이러한 반응기에서 나오는 수율의 약 25~35%는 바이오 숯입니다.
2. 고품질 바이오 숯을 위한 저속 열분해
농업용으로 적합한 고품질 바이오 숯을 생산하려면 저속 열분해가 최선의 선택인 경우가 많습니다. 이 공정에는 대기압에서 산소가 제한적이거나 산소가 없는 환경에서 바이오매스를 가열하는 과정이 포함됩니다.
일반적인 가열 속도는 분당 1~30°C입니다. 공정 열은 일반적으로 생산된 가스의 연소 또는 바이오매스 공급 원료의 부분 연소와 같은 외부 소스에서 공급됩니다.
저속 열분해로 인한 바이오탄 수율은 일반적으로 건조 공급원료 중량 기준으로 최대 30%입니다. 바이오숯의 수율과 특성은 바이오매스 공급 원료, 가열 속도, 열분해 온도, 증기 체류 시간 등의 요인에 따라 달라집니다.
열분해 반응기의 최고 처리 온도(HTT)가 최종 제품 특성에 가장 큰 영향을 미칩니다.
3. 바이오매스 공급 원료의 배치별 처리
또 다른 방법은 바이오매스 공급 원료의 일괄 처리로, 바이오매스의 일부를 공기 유입과 함께 연소시켜 열분해에 필요한 열을 생성하는 방식입니다. 이 방법은 일반적으로 숯 가마에서 사용되며 열분해 속도가 느립니다.
주로 숯 생산에 유용하지만 부산물로 타르도 얻을 수 있습니다.
4. 불활성 연소 가스를 이용한 산업 생산
산업 규모의 생산을 위해 공급 원료는 산소가 완전히 없는 상태에서 불활성 연소 가스로 가열됩니다. 이 방법을 사용하면 고용량 연속 공정이 가능하여 중량 대비 30% 이상의 효율을 달성할 수 있습니다.
열분해는 연료유를 연소시켜 시작되지만, 바이오매스에서 가연성 가스가 방출되면 오일 대신 가스를 연소시킵니다. 이 연속적인 프로세스를 통해 배출량을 신중하게 제어할 수 있습니다.
5. 불활성 고체 물질을 사용하는 유동층 연소기(FBC)
세 번째 방법은 열분해 중에 바이오매스를 가열하는 에너지 운반체로 유동층 연소기(FBC)의 모래와 같은 불활성 고체 물질을 사용합니다. 이 방법은 특히 가스 또는 액체 제품의 수율이 주요 초점인 경우 바이오매스를 빠르게 가열하는 데 적합합니다.
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