熱分解は、酸素のない状態でバイオマスを熱分解するプロセスである。この過程で、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)、水素(H2)、メタン(CH4)などの揮発性有機化合物など、さまざまな燃料ガスが発生する。これらのガスは、熱分解の過程でさまざまな化学反応によって生成される。
バイオマスの熱分解から発生する4つの主なガスの説明
一酸化炭素(CO)と二酸化炭素(CO2)
一酸化炭素(CO)は不完全燃焼の副産物である。十分な酸素がない状態でバイオマスが加熱されると発生します。COは有毒ガスだが、用途によっては燃料として利用できる。
二酸化炭素(CO2)は、完全燃焼と不完全燃焼の両方から発生する温室効果ガスである。熱分解では、バイオマス原料が熱分解を受け脱揮する際にCO2が発生する。
水素(H2)
水素(H2)は非常に可燃性の高いガスで、クリーンな燃焼燃料です。熱分解の際、水素は主にバイオマス成分の脱水素によって生成されます。触媒としてドロマイトを加えることで、水素の収率を高めることができます。
水素は、燃料電池や、発電や内燃機関に使用できる合成ガスの成分としてなど、さまざまな用途で価値がある。
合成ガスとその他のガス
合成ガスは、主に水素と一酸化炭素の混合物である。バイオマス熱分解の重要な生成物である。合成ガスの組成と収率は、熱分解温度やドロマイトのような触媒の存在などの要因によって影響を受ける。
一般に温度が高いほど、タールの分解や揮発性物質の分解が促進され、合成ガスの生成に有利となる。合成ガスには、少量の窒素、水、二酸化炭素、炭化水素、その他の不純物も含まれる。
揮発性有機化合物(VOC)とその他の生成物
熱分解では、前述のガスに加えて、冷却時に凝縮して油、ワックス、タールなどの液体になる揮発性有機化合物も生成されます。これらの液体生成物は、燃料として使用したり、貴重な化学物質に加工することができる。
また、バイオ炭として知られる熱分解の固体残渣は、土壌改良や炭素隔離など、さまざまな用途に利用することができる。
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