熱分解装置は、バイオマス、プラスチック、タイヤなどの有機材料を酸素のない状態で熱分解する。このプロセスにはいくつかの段階がある：原料の準備（乾燥、破砕）、反応器への投入、高温（200～900℃）への加熱、原料の合成ガス、バイオオイル、バイオ炭への分解。合成ガスは反応器の燃料として再利用されることが多く、バイオオイルとバイオ炭はさらに使用するために回収される。この機械には、ガス精製、廃熱回収、排出制御のためのシステムが含まれ、効率的で環境に優しい運転を保証する。
キーポイントの説明
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素材の準備:
- 粉砕と乾燥:バイオマス、プラスチック、タイヤなどの原料はまず細断され、含水率（15％以下）とサイズ（30mm以下）を減らすために乾燥される。これにより、効率的な熱分解が可能になる。
- 前処理:プラスチック以外の不純物を除去し、均一な加熱のために必要なサイズに粉砕します。
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リアクターへの投入:
- 準備された原料は、燃焼を防ぐために酸素のない環境で運転される熱分解リアクターに供給される。
- 反応器は多くの場合、ロータリーキルンか、均等に加熱できるように設計されたチャンバーである。
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加熱と熱分解:
- 反応炉は、材料と希望する出力に応じて、200～900℃の温度に加熱される。
- 酸素がないため、材料は燃焼ではなく分解し、合成ガス、バイオオイル、バイオ炭が生成される。
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出力分離:
- バイオ炭:固体残渣はリアクターの底に沈殿し、土壌改良材や吸着剤として使用するために回収される。
- バイオオイル:蒸気を凝縮して液体油とし、これを精製して燃料や工業原料として使用する。
- 合成ガス:非凝縮性ガスは洗浄、脱硫され、原子炉の燃料やエネルギー源として再利用される。
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ガスと熱の管理:
- 熱分解中に発生する可燃性ガスは洗浄され、反応器の加熱に使用されるため、エネルギー効率が向上する。
- プロセスからの廃熱は、多くの場合、原料の予熱や乾燥に再利用され、全体的なエネルギー消費を削減する。
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排出規制:
- 排煙・排ガスは除塵・浄化システムで処理され、環境基準に適合してから排出される。
- 高度なシステムには、サイクロン、スクラバー、フィルターが含まれ、微粒子や有害ガスを除去します。
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安全性と自動化:
- 熱分解装置は、温度、圧力、ガス組成を監視する安全システムを備えており、安全な運転を保証します。
- オートメーション制御により、効率と一貫性のためにプロセスを最適化します。
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出力の用途:
- バイオオイル:再生可能な燃料として使用されたり、化学物質に精製される。
- バイオ炭:土壌の肥沃度を向上させたり、炭素吸着剤として機能する。
- 合成ガス:リアクターまたは外部使用にエネルギーを供給する。
これらのステップを踏むことで、熱分解装置は環境への影響を最小限に抑えながら、廃棄物を価値ある製品に効率的に変換する。
総括表
| ステージ | 主要プロセス | アウトプット |
|---|---|---|
| 材料の準備 | 原料の細断、乾燥（水分15%以下、サイズ30mm以下）、前処理 | 熱分解準備原料 |
| リアクターへの供給 | 無酸素リアクター（ロータリーキルンまたはチャンバー）に投入された原料 | 均一に加熱された原料は熱分解の準備完了 |
| 加熱と熱分解 | 無酸素状態で200～900℃に加熱 | 合成ガス、バイオオイル、バイオチャーを生成 |
| 出力分離 | バイオ炭は固形残渣として回収、バイオオイルは凝縮、合成ガスは洗浄して再利用 | バイオ炭、バイオオイル、合成ガスが使用可能に |
| ガスと熱の管理 | 可燃性ガスは再利用、廃熱は予熱・乾燥に再利用 | エネルギー効率の向上とエネルギー消費量の削減 |
| 排ガス制御 | サイクロン、スクラバー、フィルターで処理された排煙・排ガス | 環境に適合した排出 |
| 安全性と自動化 | 温度、圧力、ガス組成の監視、最適化のための自動化 | 安全、効率的、安定した運転 |
| 用途 | 燃料・化学品としてのバイオオイル、土壌・吸着用バイオ炭、エネルギー用合成ガス | 再生可能エネルギー、土壌改良、工業原料 |
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