プラスチック熱分解の最終製品とは？持続可能な廃棄物資源化ソリューションの発見

プラスチック熱分解は、プラスチック廃棄物を価値ある最終製品に分解する熱分解プロセスである。主な生産物には、熱分解油、カーボンブラック、合成ガスがあり、収率はプラスチックの種類やプロセス条件によって異なる。液体燃料である熱分解油が最も重要な製品で、生産高の30～80%を占める。固形残渣であるカーボンブラックは20～30％、水素、メタン、一酸化炭素などの混合ガスである合成ガスは10～20％を占める。さらに、プラスチックに水分が含まれる場合は廃水が発生することもある。これらの製品は、エネルギー生成、工業プロセス、材料製造に応用できるため、プラスチックの熱分解は、廃棄物管理と資源回収のための持続可能なソリューションとなっている。

主要ポイントの説明

熱分解油（収率30～80）:
- 熱分解油は、プラスチックの熱分解から得られる主要な液体製品である。炭化水素の複雑な混合物であり、燃料として使用したり、さらに精製してディーゼル、ガソリン、その他の石油化学製品にすることができる。
- 熱分解油の収率は、処理す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のようなポリオレフィンは、他のプラスチックに比べ、一般的に多量の油を得ることができる。
- このオイルは化石燃料の貴重な代替品であり、工業用バーナーやボイラー、あるいは化学製品製造の原料として使用することができる。
カーボンブラック（収率20-30）:
- カーボンブラックは、熱分解の際に発生する微細な粉末状の固体残渣である。炭素粒子からなり、ゴム製品、顔料、インクの補強剤として広く使用されている。
- カーボンブラックの品質と収率は、原料と熱分解条件によって異なる。カーボンブラックは貴重な副産物であり、タイヤ、プラスチック、コーティングの製造に使用するために産業界に販売することができる。
- カーボンブラックの適切な処理と精製は、その市場価値と有用性を高めることができる。
合成ガス（収率10～20）:
- 合成ガスは、熱分解の際に発生する非凝縮性ガスの混合物である。通常、水素（H2）、メタン（CH4）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2）、および少量の他の炭化水素が含まれる。
- 合成ガスは、熱や電気を発生させるための燃料として使用できる。また、エネルギー回収のためにバーナーや酸化室に供給することもできる。
- 合成ガスの組成は、プラスチックの種類と熱分解温度に依存する。一般に、温度が高いほどガス収量は増加する。
廃水（可変収率）:
- プラスチック原料に水分が含まれている場合、熱分解の過程で廃水が発生することがある。この水は、廃棄または再利用の前に、汚染物質を除去するために処理されなければならない。
- 廃水管理は、環境コンプライアンスを確保し、汚染を最小限に抑えるために、熱分解プロセスの重要な側面である。
その他の副産物（鋼線など）:
- 原料にタイヤのような材料が含まれる場合、副産物としてスチールワイヤーが回収されることもある。この鋼材はリサイクルされ、様々な産業で再利用される。
- スチールワイヤーやその他の副産物の収率は、原料の組成に依存する。例えば、タイヤの熱分解では、通常8～15%のスチールワイヤーが得られる。
用途と付加価値:
- プラスチックの熱分解の最終生成物は、多様な用途がある。熱分解油は化石燃料の代替となり、カーボンブラックは製造業で使用され、合成ガスはエネルギーを供給する。
- このプロセスは、プラスチック廃棄物に大きな付加価値を与え、有用な資源に変え、バージン材料への依存を減らす。また、廃棄物の削減と環境の持続可能性にも貢献する。
製品の歩留まりに影響を与える要因:
- プラスチックの種類、熱分解温度、プロセス条件は、最終製品の収率と品質に大きく影響する。
- 例えば、温度が高いほどガス収率が高くなる傾向があり、温度が低いほど液体油の生産に有利である。原料の選択もまた、製品の分布を決定する上で重要な役割を果たす。

これらの重要なポイントを理解することにより、熱分解装置と消耗品の購入者は、プラスチック熱分解の経済的・環境的利益を最大化するために、原料の選択、プロセスの最適化、製品の利用について、十分な情報に基づいた決定を行うことができる。

まとめ表

最終製品	収量	用途
熱分解油	30-80%	工業用バーナー、ボイラー用燃料、化学製品製造用原料
カーボンブラック	20-30%	ゴム製品、顔料、インクの補強剤。
合成ガス	10-20%	熱または発電用の燃料
廃水	可変	廃棄または再利用のための処理が必要
鋼線	8-15%*	様々な産業で使用できるようリサイクル（※タイヤ熱分解用）。