バイオマスの熱分解は、酸素のない状態でバイオマスを加熱し、バイオオイル、バイオ炭、合成ガスなど様々な生成物に分解するプロセスである。
5つの主要段階の説明
1.乾燥
最初の段階では、バイオマスから水分を除去する。
水分の存在は、その後の熱分解反応の効率に影響するため、これは極めて重要である。
2.熱分解
第2段階では、乾燥したバイオマスを酸素のない状態で通常300～900℃の温度に加熱する。
この高温環境により、バイオマスは主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンなどの構成成分に分解される。
その後、これらの成分はさらに分解を受け、様々な生成物が形成される。
チャーとして知られる固体残渣は、炭素を豊富に含んでいる。
凝縮可能な蒸気は水と有機物の混合物で、冷却されるとバイオオイルになる。
非凝縮性気体相には、メタン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の混合物である合成ガスが含まれる。
3.冷却と分離
最終段階では、熱分解生成物を冷却し、それぞれの形態に分離する。
バイオオイルは、暖房や発電の燃料として使用できる。
固体残渣であるバイオ炭は、土壌改良材として、あるいは触媒担体や活性炭など様々な用途の炭素材料として利用できる。
気体生成物である合成ガスも、暖房用燃料や発電用燃料として利用できる。
4.原料適合性
バイオマス原料が熱分解に適しているかどうかは、その組成、入手可能性、コストに左右される。
5.プロセスの最適化
温度、滞留時間、触媒の有無などのパラメーターを調整することにより、プロセスを最適化し、所望の生成物の品質と収率を向上させることができる。
さらに、低速熱分解の木炭や高速熱分解のバイオオイルなど、特定の最終製品を生産するためにプロセスを変更することもできる。
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