バイオマスのガス化は、バイオマスを可燃性ガス、バイオ炭、木酢液、木タール、灰などの様々な最終製品に変換する熱化学プロセスである。これらの製品は、直接的なエネルギー生成からより価値の高い商品生産まで、多様な用途がある。具体的な最終製品は、ガス化プロセスの種類（空気、酸素、水蒸気ガス化）と運転条件によって異なる。一酸化炭素、水素、メタンなどの可燃性ガスは、発電や熱発電に適した主な生成物である。バイオ炭、木酢液、タールは、農業、化学薬品、エネルギーに応用できる貴重な副産物である。灰やその他の炭化水素も生成され、これらはさらに加工したり、さまざまな産業用途に利用することができる。
キーポイントの説明
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可燃性ガス
- 組成:バイオマスのガス化で発生する主な可燃性ガスには、一酸化炭素（CO）、水素（H₂）、メタン（CH₂）がある。
- 用途:これらのガスは、ボイラー、ガスエンジン、タービンで直接、あるいは合成ガスとして、ディーゼル、ジメチルエーテル、ガソリンなどの燃料に加工して、発電や熱発電に使用される。
- 発熱量:ガスの発熱量はガス化方法によって異なる。空気ガス化では低位発熱量ガス（4～6 MJ/nm³）、酸素ガス化では中位発熱量ガス（10～12 MJ/m³）、水蒸気ガス化では高位発熱量ガス（15～20 MJ/m³）が得られる。
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バイオ炭
- 形成:バイオ炭はガス化の過程で生成される固形残渣である。
- 用途:土壌の肥沃度を向上させ、炭素固定を促進する土壌改良材として農業に広く利用されている。また、燃料として使用したり、さらに活性炭に加工してろ過や浄化用途に使用することもできる。
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木酢液
- 組成:木酢液は、水溶性の炭素種、有機酸、その他の化合物を含む液体副産物である。
- 用途:天然の殺虫剤、除草剤、土壌改良剤として農業に使用されている。また、化学工業では有機溶剤やその他の化学物質の製造にも使用されている。
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木材タール
- フォーメーション:木質タールはガス化の過程で生成される粘性のある液体である。
- 用途:接着剤、防腐剤、コーティング剤の製造に使用される。さらに精製して価値の高い化学物質にしたり、燃料として使用することもできる。
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灰
- フォーメーション:灰は、ガス化プロセスの後に残る無機残渣である。
- 用途:必須ミネラルを供給する土壌改良材として、またはセメントやレンガを製造する建設業界の原料として使用することができる。
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その他の炭化水素
- 形成:ガス化の際に発生する副産物。
- 用途:さらに加工したり、化学合成の原料として使用することができる。
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ガス化プロセスのバリエーション
- 空気ガス化:パイプライン輸送には適さないが、地域のエネルギー生成には適した低発熱量のガスを生成する。
- 酸素ガス化:中位発熱量のガスが得られ、限られたパイプライン輸送に使用されるか、液体燃料に変換される。
- 蒸気ガス化:効率的なエネルギー生産のために流動床反応器によく導入される。
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最終製品の市場性
- バイオマスガス化の最終製品であるバイオ炭、木酢液、タールなどは、その汎用性と農業、エネルギー、化学品への応用により、様々な市場で需要がある。
最終製品とその用途を理解することにより、バイオマス・ガス化装置の購入者は、特定のニーズと市場機会に基づき、導入すべきガス化プロセスのタイプについて十分な情報に基づいた決定を下すことができる。
要約表
| 最終製品 | 組成・形状 | 用途 |
|---|---|---|
| 可燃性ガス | CO, H₂, CH₄ 可燃性ガス | 発電/熱源、燃料用合成ガス |
| バイオ炭 | 固体残渣 | 土壌改良、燃料、活性炭 |
| 木酢液 | 水溶性炭素化合物 | 殺虫剤、除草剤、土壌改良剤、化学物質 |
| 木材タール | 粘性液体 | 接着剤、防腐剤、塗料、燃料 |
| 灰分 | 無機残渣 | 土壌改良材、建設資材 |
| その他炭化水素 | 副産物 | 化学合成原料 |
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