熱分解の原料は多様で、有機物と無機物の両方を含むことができる。主な原料には、メタン、エタン、石油ナフサ、軽ガス、燃料油、石炭、農業廃棄物、林業副産物、燃やされた木、混合プラスチック、動物性廃棄物などがある。
メタン、エタン、石油ナフサ、軽ガス、燃料油： これらは主に、エチレンのような大量の化学物質を生産するための工業用熱分解プロセスで使用される。これらのプロセスは通常、耐火合金製の細長い反応管内で、高温（700～1200℃）、高圧（1～30バール）で運転される。反応では共有結合が切断され、反応性のフリーラジカルが放出され、軽質ガスからタールやコークスまで幅広い種類の生成物が得られる。
石炭： 石炭の熱分解は、揮発性物質（ガスとタール）の放出と炭化物の形成を伴う。生成物の分布（ガス、タール、炭化水素）は、熱分解段階の温度、圧力、加熱速度に大きく影響される。
農業廃棄物、林業副産物、焼却木、混合プラスチック、動物性廃棄物： これらの原料は、合成ガス、液体バイオオイル、チャー、木質アルコールの製造のために、熱分解で使用されることが多くなっている。熱分解は、食糧生産と競合しないリグニン含有量の高い原料に特に適している。これらの原料から生産される製品は、主に発電用に使用されるが、農業用や化学品生産にも使用される。
技術と経済性： 熱分解技術は様々で、最も一般的なものは、高速熱分解、低速熱分解、ガス化である。どの技術を選択するかは、温度、滞留時間、飼料の前処理、使用する装置などの要因に影響される所望の製品分布に依存する。例えば、高速熱分解は、ガスとオイルの生産を最大化し、低速熱分解は、固体原料を改質し、オイルの生産を最小化する。
まとめると、熱分解の原料は、メタンや石炭のような化石燃料から、農業廃棄物や混合プラスチックのような再生可能資源まで、非常に多様である。原料や熱分解技術の選択は、目的とする最終製品や特定の産業・環境目的によって異なる。
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