バイオオイルは、主に高速熱分解と呼ばれるプロセスで生産されるが、直接利用を困難にするいくつかの重大な問題に直面している。これらの問題は、主にその化学組成と物理的特性に関連している。
知っておくべき5つの主要課題
1.高い酸性度
バイオオイルは、有機酸素を多く含み、様々な有機酸を形成するため、もともと酸性である。この酸性のため、オイルは腐食しやすく、特に貯蔵・輸送システムの金属部品は腐食しやすい。これに対処するには、耐腐食性材料や酸を中和する化学処理が必要である。
2.高い含水率
バイオオイルは通常、約15～20%の水分を含んでいる。これは油のエネルギー含有量を低下させるだけでなく、取り扱いや処理を困難にする。水の存在は、バイオオイルと水の層が分離する相分離を引き起こし、オイルを均一に管理することを困難にする。この問題には、蒸留やその他の分離技術など、水分を除去・低減するための余分なステップが必要となる。
3.不安定性
バイオオイルは、空気に触れると不安定になり（酸化的不安定性）、加熱すると不安定になる（熱的不安定性）。酸化的不安定性は、オイルの分解を早め、固形物やゲルを形成し、燃料システムを詰まらせる可能性がある。熱不安定性は、オイルが高温で分解することを意味し、エンジン燃焼のような熱を必要とする用途では問題となる。これを解決するには、酸化防止剤やその他の化学添加剤を加えるなどの安定化処理が必要である。
4.化学的処理
これらの問題を解決するために、バイオオイルには物理的処理と化学的処理の両方が必要である。物理的処理には、チャー除去のためのろ過や安定性向上のための乳化が含まれる。化学的処理はより複雑で、エステル化、触媒による脱酸素・水素化、熱分解、合成ガス製造・ガス化などのプロセスが含まれる。これらの処理は、酸素含有量を減らし、油を安定させ、様々な用途のために全体的な品質を向上させることを目的としている。
5.収率への影響
分離と品質を向上させるために、酸素含有量を25wt%以下にするバイオオイルの改良には、コストがかかる。酸素含有量の低下は、有用炭素の収率の低下を意味する。この収率の低下は、バイオオイルの生産と利用の経済性を大きく左右する要因である。
探索を続け、専門家に相談する
要約すると、バイオオイルは腐食性があり、水分を多く含み、不安定であるため、現在のところその利用は制限されている。これらの問題は、バイオオイルを様々な用途、特に輸送用燃料として適したものにするために、大幅な処理と改良を必要とする。この分野で現在進行中の開発は、バイオオイルの品質と有用性を高めるために、熱分解プロセスと後処理方法を改良することに焦点を当てている。
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