熱分解の主な生産物とは？主な製品とその用途

ガス化プロセスの重要なステップである熱分解は、主に3つの主要な出力、すなわち固体残渣（チャー）、液体生成物（バイオオイルとタール）、および非凝縮性ガス（合成ガス）を生成する。これらの出力は、温度、加熱速度、原料の種類などの要因によって、その組成と割合が変化する。炭は、エネルギー生産、吸着剤、農業などの用途に使用される炭素を多く含む固体である。バイオオイルやタールなどの液体製品は、粘性のある暗褐色の液体で、発熱量が高く、代替燃料や化学精製に適している。合成ガスなどの非凝縮性ガスは、一酸化炭素、水素、メタンなどの可燃性ガスで構成され、熱分解プロセス自体の熱エネルギーを生成するために使用されることが多い。これらの出力を理解することは、ガス化プロセスを最適化し、資源利用を最大化するために不可欠である。

キーポイントの説明

固形残留物（炭）：
- 定義と構成： チャーは、熱分解中に形成される炭素を多く含む固体残渣である。灰分と炭素を含み、その組成は原料や熱分解条件によって異なる。
- アプリケーション シャルには複数の用途がある：
  - エネルギー生産： 燃やして熱や電気を発生させることができる。
  - 吸着剤： チャーは多孔質であるため、濾過や吸着プロセスに使用される。
  - 農業だ： 炭は土壌の質を改善し、炭素吸収源として機能する。
- 収量に影響を与える要因： 温度が低く、加熱速度が遅いほど、チャー収率が高くなる。
液体製品（バイオオイルとタール）：
- 定義と構成： 熱分解から得られる液体製品には、バイオオイルとタールがあり、これらは粘性のある暗褐色の液体である。これらは軽油と重油を含む有機化合物の混合物からなる。
- アプリケーション これらの液体は発熱量が高く、様々な用途に使われる：
  - 代替燃料 バイオオイルは燃料として直接使用することも、バイオディーゼルとして精製することもできる。
  - 化学産業： タールやバイオオイルは、化学薬品やその他の工業製品を製造するための原材料となる。
- 収量に影響を与える要因： より低い温度と高い加熱速度を組み合わせることで、液体製品の収率が最大になる。
非凝縮性ガス（合成ガス）：
- 定義と構成： 合成ガスは、一酸化炭素（CO）、水素（H₂）、メタン（CH₄）などの可燃性ガスと、不燃性ガス、揮発性有機化合物（VOC）の混合ガスである。
- アプリケーション 合成ガスは主に以下の用途に使用される：
  - 熱エネルギー生成： 多くの場合、プロセスに必要な熱を供給するために熱分解プラント内で消費される。
  - 発電： 合成ガスは、ガスタービンやエンジンで発電に利用できる。
- 収量に影響を与える要因： 温度が高く、加熱率が低いと、合成ガスの生産量が増える。
熱分解出力に影響する要因：
- 温度だ： 熱分解温度は生成物の分布に大きく影響する。温度が低いとチャーと液体の生成に有利で、温度が高いとガスの収率が高まる。
- 暖房率： 加熱速度が速いほど液体の生成が促進され、遅いほどチャーやガスの生成が促進される。
- 原料の種類 原料が異なれば（バイオマス、プラスチック、タイヤなど）、炭化物、液体、気体の比率も異なる。
副産物とその利用：
- アッシュだ： 熱分解の副産物である灰は、建設資材や土壌改良材として使用されることが多い。
- 鋼線： タイヤの熱分解では、スチールワイヤーが回収され、リサイクルされる。
- カーボンブラック タイヤの熱分解から生じる固形残渣であるカーボンブラックは、ゴム製造や顔料として使用される。
- シンガス組成： 合成ガスの正確な組成は原料によって異なり、CO、H₂、CH₄などの可燃性ガスが主成分である。
産業界との関連性：
- エネルギー回収： 熱分解の出力、特に合成ガスとバイオオイルは、化石燃料への依存を減らすエネルギー回収のために価値がある。
- 資源効率： このプロセスは、廃棄物を有用な製品に変換することで、資源の利用を最大化する。
- 環境への恩恵： 熱分解は、廃棄物や温室効果ガスの排出を削減し、持続可能な産業活動に貢献する。

これらの重要なポイントを理解することで、ガス化プロセスの関係者は、熱分解条件を最適化し、所望の製品収率と用途を達成し、経済的・環境的利益を確保することができる。

総括表：

出力	構成	アプリケーション	収量に影響を与える要因
固形残渣（チャー）	灰分を含む炭素の多い固体	エネルギー生産、吸着剤、農業	より低い温度、より遅い加熱速度
液体製品（バイオオイル、タール）	有機化合物を含む粘性のある暗褐色の液体	代替燃料、化学精製	低温、高加熱率
非凝縮性ガス（合成ガス）	可燃性ガス（CO、H₂、CH₄）およびVOCs	熱エネルギー生成、発電	より高い温度、より低い加熱率
アウトプットに影響する要因	温度、加熱速度、原料の種類	条件により異なる