率直に言って、フラッシュ熱分解油の主な欠点は、その望ましくない化学的特性に起因します。具体的には、高い水分含有量、経時的な本質的な不安定性、および製造中の有害な排出物の可能性が、取り扱いと効果的な利用を困難なものにしています。
フラッシュ熱分解はバイオマスを液体燃料に変換する魅力的な経路を提供しますが、得られたバイオオイルは従来の石油の「ドロップイン」代替品ではありません。その反応性および不安定な性質は、貯蔵、輸送、最終用途における根本的な課題を克服するために、大幅なアップグレードまたは特殊な設備を必要とすることを意味します。
化学的不安定性の課題
熱分解油の最も重要な運用上の欠点は、時間の経過とともに変化する傾向があることです。これは安定した最終製品ではなく、反応性化合物の混合物です。
貯蔵中の徐々に進行する劣化
熱分解油は長期貯蔵には適していません。数週間から数か月の間に、有機分子間の縮合反応により、粘度が徐々に上昇します。
この粘度の上昇は、フィルター、パイプ、インジェクターノズルを詰まらせる可能性があります。場合によっては、オイルは相分離を起こし、異なる層に分離して、一貫性のない使用不能な燃料源になることさえあります。
加熱時の不安定性
オイルの不安定性は熱によって加速されます。オイルを100°C以上に加熱すると、固体残留物（チャーまたはコークス）と揮発性有機化合物を生成する急速な反応が引き起こされる可能性があります。
これは、従来のボイラーや精製プロセスなど、予熱を必要とする用途での使用を著しく制限します。なぜなら、機器の汚染や閉塞を引き起こすからです。
高い水分と酸素含有量の問題
石油原油とは異なり、フラッシュ熱分解油には多量の水と酸素が含まれており、これが燃料としての品質を低下させます。
高い水分含有量
フラッシュ熱分解油は通常、重量で15%を超える高い水分含有量を示します。この水は熱分解反応中に生成され、オイル内に密接に混合されています。
水は燃焼しないため、その存在は化石燃料と比較してオイルのエネルギー密度（発熱量）を大幅に低下させます。これは、同じ量のエネルギーを生成するためにより多くの量が必要になることを意味します。
腐食性
高い水分含有量と（酢酸などの）酸素化有機化合物の組み合わせにより、未精製の熱分解油は、炭素鋼のような一般的な構造材料に対して酸性で腐食性を持ちます。
これにより、貯蔵タンク、ポンプ、配管には、より高価で耐食性のあるステンレス鋼を使用する必要があり、インフラコストが増加します。
運用的および環境的なハードルを理解する
オイルの化学的性質以外にも、生産プロセス自体が慎重に管理されなければならない課題を提示します。
大気質と排出物
熱分解プロセスは、適切に制御されていない場合、有害な排出物を生成する可能性があります。炉および関連機器は、微粒子や揮発性化合物の放出を最小限に抑えるように、適切に設計・維持される必要があります。
環境規制に準拠した運転を実現することは、あらゆる熱分解施設に技術的な複雑さとコストの層を追加します。
アップグレードの避けられない必要性
これらの欠点を総合すると、熱分解油が直接使用されることはめったにないことを意味します。実行可能で交換可能な製品になるためには、費用のかかる二次処理、すなわち「アップグレード」を受ける必要があります。
アップグレードプロセスは、水分の除去、酸素の削減、分子の安定化を目的としていますが、全体の生産チェーンにかなりの費用とエネルギーのペナルティを追加します。
これをプロジェクトに適用する方法
これらの制限を理解することは、あらゆる状況でフラッシュ熱分解油を使用することの実現可能性を評価するために不可欠です。
- 熱または電力のための直接燃焼が主な焦点である場合： 高粘度、腐食性、低エネルギー密度の燃料を処理するために設計された特殊なボイラーとバーナーを使用する必要があります。
- 長期貯蔵または輸送が主な焦点である場合： 不安定性が主な障壁となり、劣化を防ぐために制御された条件または即時の現場処理が必要になります。
- 輸送燃料や化学物質への精製が主な焦点である場合： 水分と酸素を除去し、精製所に適した安定した分子を作成するために、広範で費用のかかるアップグレードが不可欠です。
結局のところ、フラッシュ熱分解油をうまく統合するには、それを原油の直接的な代替品としてではなく、独自の化学中間体製品として扱う必要があります。
要約表：
| 欠点 | 主な影響 | 実際的な結果 |
|---|---|---|
| 化学的不安定性 | 時間の経過とともに粘度が増加する。相分離が発生する。 | フィルターやパイプの詰まり。貯蔵後の燃料が使用不能になる。 |
| 高い水分含有量（>15%） | エネルギー密度（発熱量）が低下する。 | 同じエネルギー出力を得るためにより多くの燃料量が必要になる。 |
| 腐食性 | 酸性度が炭素鋼などの一般的な金属を攻撃する。 | 貯蔵および取り扱いには高価なステンレス鋼が必要になる。 |
| アップグレードの必要性 | 使用可能にするために二次処理が必要。 | 生産チェーンにかなりのコストと複雑さを追加する。 |
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