熱分解は、使用される熱分解のタイプによって大きく異なるプロセスである。
大きく分けて、低速熱分解と高速熱分解の2種類がある。
1.温度範囲
低速熱分解の場合、温度は通常300～700℃である。
一方、高速熱分解では、400～800℃と高温になる。
2.蒸気滞留時間
低速熱分解の蒸気滞留時間は10～100分である。
高速熱分解では、蒸気滞留時間ははるかに短く、通常0.5～5秒である。
3.加熱速度
低速熱分解の加熱速度は、通常毎秒0.1～1℃である。
高速熱分解の加熱速度は著しく速く、毎秒10～200℃である。
4.原料サイズ
低速熱分解の原料サイズは、通常5～50mmである。
高速熱分解の場合、原料サイズは一般的に小さく、3mm以下である。
5.雰囲気要件
どちらのタイプの熱分解においても、反応器内は酸素を含まない雰囲気が必要である。
6.フラッシュ熱分解
高速熱分解の一種であるフラッシュ熱分解は、475～550℃の温度範囲で行われる。
フラッシュ熱分解では、ガスがベッドを通過する際、固体材料は液体のように振舞う。
7.その他の影響要因
熱分解炉の効率と効果に影響するその他の要因には、炉内での原料の滞留時間と炉内圧力が含まれる。
最適な性能と所望の最終生成物を確保するためには、これらの要因を制御することが重要である。
熱分解プロセスの段階
熱分解プロセス自体には、乾燥、熱分解、凝縮・回収の3つの主要段階があります。
乾燥段階では、原料は水分を除去するために乾燥される。
熱分解段階では、乾燥された原料が酸素のない状態で高温にさらされ、有機物が揮発性ガス、液体生成物、固体チャーに分解される。
凝縮・回収段階では、揮発性ガスはバイオオイルに凝縮され、固形チャーは土壌改良材として、ガスはエネルギー源として利用できる。
設計と運転のバリエーション
熱分解炉の設計と運転は、具体的な用途と処理材料の種類によって異なる。
温度、滞留時間、原料の粒度や物理的構造はすべて、処理結果やさまざまな熱分解生成物の収率に影響を与える要因である。
結論
全体として、熱分解は有機材料を価値ある製品に変換するために使用できる汎用性の高いプロセスである。
望ましい結果を得るためには、運転条件を注意深く制御する必要がある。
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