プラスチック熱分解は、酸素がない状態でプラスチック廃棄物を低分子に分解する熱分解プロセスである。このプロセスの副産物には、熱分解油、合成ガス、チャーやカーボンブラックのような炭素を多く含む固体残渣が含まれる。これらの副産物は、燃料生産、エネルギー生成、工業用途など、さまざまな用途がある。これらの副産物の組成と割合は、処理されるプラスチックの種類、熱分解条件、使用される特定の技術によって異なる。以下では、主な副生成物の詳細と潜在的な用途について説明する。
主なポイントの説明
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熱分解油（液体製品）
- 熱分解オイルは、プラスチック熱分解の主な副産物の一つである。これは炭化水素の液体混合物で、精製して代替燃料や化学製造の原料として使用することができる。
- 石油の生産量は、処理されるプラスチックの種類によって異なる。例えば、ポリエチレンやポリプロピレンは、他のプラスチックに比べ、一般的にオイル生産量が多い。
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用途
- 工業用ボイラーや炉の燃料として使用される。
- ディーゼルやその他の液体燃料に精製される。
- 化学品やポリマーの原料となる。
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合成ガス（非凝縮性ガス）
- 合成ガスは、水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素などの可燃性ガスの混合物である。
- 熱分解の過程で発生し、回収してエネルギー生成に利用することができる。
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用途
- 熱分解プラント自体に電力を供給するための燃料として使用され、外部からのエネルギー需要を削減する。
- 工業プロセス用の電気や熱に変換可能。
- メタノールやアンモニア製造などの化学合成に利用できる可能性がある。
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カーボンブラックまたはチャー（固体残渣）
- カーボンブラックは、プラスチックの熱分解時に生成される炭素を多く含む微細な粉末である。タイヤ製造やその他の工業用途で使用されるカーボンブラックに似ている。
- カーボンブラックの収率は、プラスチックの種類と熱分解条件によって異なる。例えば、タイヤの熱分解では通常30～35％のカーボンブラックが得られる。
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用途
- タイヤやコンベヤーベルトなどのゴム製品の補強剤として使用される。
- 顔料としての性質を利用して、塗料、インク、コーティング剤に配合される。
- 土壌構造や保水性を改善するため、農業の土壌改良材として使用される。
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スチールワイヤー（タイヤの熱分解から）
- タイヤを熱分解すると、副産物としてタイヤに埋め込まれたスチールワイヤーが回収される。
- スチールワイヤーは通常カーボンブラックから分離され、リサイクルすることができる。
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用途
- 鉄鋼生産または製造に使用するためにリサイクルされる。
- 建設またはその他の産業用途に使用される。
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その他の副生成物と注意事項
- 灰分と不揮発性成分： プラスチックの中には、その組成によって灰分や不揮発性の残留物を残すものがある。これらの残渣は、適切な処分や更なる処理が必要となる場合がある。
- 環境への影響： 熱分解プロセスは、ダイオキシンや揮発性有機化合物（VOC）などの有害ガスの排出を最小限に抑えるよう、注意深く制御されなければならない。
- 経済性： 副産物（油、合成ガス、カーボンブラック）の価値は、プラスチック熱分解の経済的実現可能性を決定する。高品質の副産物は、プロセスのコストを相殺することができる。
まとめると、プラスチック熱分解の副産物である熱分解油、合成ガス、カーボンブラック、鋼線は、さまざまな産業で再利用できる貴重な資源となる。このプロセスはプラスチック廃棄物の削減に役立つだけでなく、廃棄物を有用な製品に変換することで循環型経済にも貢献する。しかし、熱分解の効率と環境への影響は、使用する技術と原料の質に左右される。
総括表
| 副産物 | 用途 | 用途 |
|---|---|---|
| 熱分解油 | プラスチック廃棄物からの炭化水素の液体混合物 | ボイラー燃料、ディーゼル精製、化学原料 |
| 合成ガス | 可燃性混合ガス（水素、メタン、CO、CO2） | エネルギー生成、電気、熱、化学合成（メタノール、アンモニアなど） |
| カーボンブラック | 炭素を多く含む微粉末 | ゴムの補強剤、塗料・インクの顔料、土壌改良材 |
| スチールワイヤー | タイヤの熱分解から回収 | 鉄鋼、建築、工業用にリサイクルされる。 |
| その他の残留物 | 灰分および不揮発性成分 | 適切な廃棄またはさらなる処理が必要 |
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