バイオマスの熱分解は、酸素のない状態でバイオマスを熱分解する熱化学プロセスであり、バイオ炭、バイオオイル、メタン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素などのガスが生成される。このプロセスは、燃焼とガス化の両プロセスの前駆体として重要である。熱分解の効率と生成物は、温度、加熱速度、使用するバイオマスの種類によって異なります。
詳しい説明
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プロセスの概要
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バイオマスの熱分解は、バイオマスが酸素のない環境で加熱されることで起こる。プロセスは、乾燥、適切な熱分解、冷却の3つの主要段階に分類できる。乾燥段階では、バイオマスから水分が除去される。熱分解の段階では、乾燥したバイオマスを300～900℃の温度で加熱し、バイオマスをセルロース、ヘミセルロース、リグニンなどの構成成分に分解する。最終段階では、冷却して生成物をバイオオイル、バイオ炭、合成ガスに分離する。製品の形成
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バイオマス熱分解の生成物は、温度と加熱速度によって異なる。低温（450℃以下）で加熱速度が遅い場合、主な生成物はバイオ炭である。高温（800℃以上）で加熱速度が速い場合、主な生成物はガスである。中間の温度と高い加熱速度では、バイオオイルが主な生成物となる。
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熱分解のメカニズム
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熱分解プロセスには、一次的なメカニズムと二次的なメカニズムがある。一次的メカニズムには、炭化、解重合、断片化が含まれる。チャー形成では、ベンゼン環が生成され、それが結合してチャーとして知られる固体残渣となる。解重合と断片化には、バイオマス中のポリマー構造の分解が含まれる。クラッキングや再結合などの二次的なメカニズムは、一次的なメカニズムで放出された揮発性化合物がさらに反応を起こし、二次的なチャーやその他のガス状生成物が形成されることで発生する。バイオマスの特性と運転条件の影響：
熱分解生成物の品質と収率は、温度、滞留時間、バイオマスの物理的・化学的特性などの運転条件に影響される。バイオマス原料には、農作物、森林残渣、都市固形廃棄物などがある。バイオマス中の含水率、固定炭素、揮発性物質は、最終生成物の分布に影響する。
