酸素含有有機化合物、ポリマー、水の複雑な混合物である熱分解油は、熱分解プロセスの主要生成物の一つである。しかし、熱分解では、バイオ炭、合成ガス（または合成ガス）、灰分など、いくつかの副産物も発生する。これらの副産物は、原料や反応条件によって異なる。バイオ炭は、炭素を豊富に含む固形残渣で、土壌改良材や炭素隔離によく使われる。CO、CO2、CH4、H2などの可燃性ガスの混合物であるシンガスは、貴重なエネルギー源となる。鉱物を主成分とする灰は通常、処理後に含まれる。さらに、熱分解では副産物として非凝縮性ガスと水が発生する。これらの副産物を理解することは、熱分解プロセスを最適化し、その生産物の有用性を最大化するために極めて重要である。
キーポイントの説明
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熱分解油:
- 熱分解油は、熱分解の主要な液体生成物であり、高い酸素含有量（最大40重量％）と酸素含有炭化水素の複雑な混合物が特徴である。
- ホルムアルデヒドや酢酸のような低分子化合物や、フェノールやオリゴ糖のような高分子化合物を含む。
- オイルは不安定で腐食性があり、熱的にも不安定であるため、石油系燃料とは一線を画している。
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バイオ炭:
- バイオ炭は熱分解の副産物で、炭素含有量の高い有機物と灰分からなる固体である。
- 土壌の質を改善し、保水性を高め、炭素を隔離する土壌改良材として一般的に使用されている。
- バイオ炭はまた、触媒担体として、あるいは様々な産業用途の活性炭に加工することもできる。
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合成ガス:
- シンガスは、CO、CO2、CH4、H2、および様々な炭化水素（CnHm）を含む、熱分解中に発生する可燃性ガスの混合物である。
- これは貴重なエネルギー源であり、熱生成のためにバーナーや酸化室で直接使用することも、さらに燃料に加工することもできる。
- 合成ガスの組成は、熱分解温度と原料によって異なる。
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灰:
- 灰は、熱分解の副産物で、通常、原料の無機成分に由来する。
- 大きな商業的価値はないが、微量元素や汚染物質が含まれている可能性があるため、処理後に含有・管理されなければならない。
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非凝縮性ガス:
- これらのガスには、水素（H2）、メタン（CH4）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2）、窒素（N）が含まれる。
- これらのガスは熱分解のさまざまな段階で発生し、温度が高いほどH2や炭化水素の発生が促進される。
- これらのガスは、エネルギー回収やさらなる化学処理に利用することができる。
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水:
- 水は熱分解の副産物で、反応中と原料の初期乾燥段階の両方で生成される。
- 多くの場合、バイオオイルから分離され、プロセス内で処理または再利用される。
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その他の固体残渣:
- 供給原料によっては、熱分解によって、スチールワイヤー（タイヤ熱分解の場合）や特定の有機物からのチャーなど、他の固形残渣が生成されることがある。
- これらの残渣は、リサイクルしたり、産業用途に再利用したりすることができる。
これらの副産物を理解することにより、関係者は、資源回収を最大化し、廃棄物を最小化する熱分解システムをより適切に設計し、プロセスをより持続可能で経済的に実行可能なものにすることができる。
総括表
| 副産物 | 用途 | 用途 |
|---|---|---|
| 熱分解油 | 酸素を多く含み、不安定で腐食性の一次液体製品 | 代替燃料、化学原料 |
| バイオ炭 | 炭素を豊富に含む固体残渣 | 土壌改良、炭素隔離、触媒担体 |
| 合成ガス | 可燃性ガス（CO、CO2、CH4、H2）の混合ガス | エネルギー源、燃料生産 |
| 灰 | 無機成分の鉱物性残渣 | 商業的価値は限定的、封じ込めが必要 |
| 非凝縮性ガス | H2、CH4、CO、CO2、N2などのガス | エネルギー回収、化学処理 |
| 水 | 反応および乾燥段階からの副産物 | プロセスで処理または再利用 |
| その他の固形残留物 | スチールワイヤーや特定の原料からのチャーなどの残渣 | 産業用にリサイクルまたは再利用 |
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