熱分解装置は、熱分解プロセスの種類と熱分解リアクターの設計に基づいて分類される。
熱分解プロセスは、低速熱分解と高速熱分解に大別される。
それぞれのタイプで得られる生成物は異なり、必要な期間も異なる。
熱分解リアクターは、その設計と運転特性において様々であり、熱分解プロセスの効率と生産高に影響を与える。
熱分解プロセスの種類
1.低速熱分解
このプロセスは完了までに数時間かかり、主にバイオ炭を生産する。
バイオマスの加熱速度が遅く、滞留時間が長いのが特徴である。
そのため、高品質の炭化物を製造することができる。
2.高速熱分解
最も広く使用されている熱分解システムで、数秒で完了する。
バイオオイルの生産量を最大化するように設計されており、収率は約60%である。
20%のバイオ炭と20%の合成ガスと共に、高速熱分解にはオープンコア固定床熱分解、アブレイティブ高速熱分解、サイクロン高速熱分解、回転コア高速熱分解などの様々なシステムが含まれる。
熱分解リアクターの種類
1.固定床反応器
シンプルで信頼性が高く、一般的に木炭の製造に使用される。
炭素保存率が高く、ガス流速が低く、固体滞留時間が長い。
しかし、タールが発生しやすく、これは熱および触媒変換技術によって軽減することができる。
2.気泡流動層熱分解器
これらの反応器は、大きな蓄熱容量、優れた温度制御、優れた伝熱特性で知られている。
流動化ガス流量により蒸気と固体の滞留時間を制御でき、蒸気を分解する触媒としてチャーを使用する。
3.循環流動床リアクター
バブリング流動床と似ているが、固形物を連続的に高速で循環させ、熱および物質移動を促進する。
4.ロータリーシリンダーリアクター
回転するドラムでバイオマスを連続的に混合し、均一な加熱と熱分解を行う。
5.サイクロン式リアクター
サイクロン運動を利用して熱伝達と反応効率を高めるもので、特に高速熱分解プロセスに適している。
6.ロータリーコーンリアクター
バイオマスの移動と加熱を容易にするために円錐形を利用したリアクターで、連続熱分解システムでよく使用される。
熱分解リアクターの設計
フラットヘッドデザイン
より単純な熱分解システムで一般的で、構造が簡単であるが、耐圧性に妥協する場合がある。
コニカルヘッドデザイン
圧力下での構造的完全性に優れ、高温高圧アプリケーションに適している。
楕円ヘッド設計
最も耐圧性に優れ、高効率熱分解リアクターによく使用される。
各タイプの熱分解ユニットと反応器設計は、所望の出力と運転上の制約によって、固有の用途と効率があります。
熱分解ユニットと反応器のタイプの選択は、特定の材料と最終製品に対して熱分解プロセスを最適化するために非常に重要です。
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