プラスチック熱分解とは？廃棄物を価値ある資源に変える

プラスチック熱分解は、プラスチック廃棄物を熱分解油、カーボンブラック、合成ガスなどの有価物に変換する熱分解プロセスである。このプロセスでは、プラスチックの種類や熱分解方法によって、さまざまな割合の製品が得られる。主な生成物である熱分解油は、燃料として使用したり、さらに精製して化学薬品にすることができる。カーボンブラックは固形残渣で、製造業に応用できる。一方、合成ガスは水素やメタンなどの混合ガスで、エネルギー生成や化学物質製造の原料として利用できる。さらに、プラスチックに水分が含まれている場合、廃水が発生する可能性がある。この方法はプラスチック廃棄物を減らすだけでなく、経済的に価値のある資源を生み出す。

主なポイントを説明します：

プラスチック熱分解の一次生成物:
- 熱分解油:生産高の30～80％を占める主な製品は液体燃料で、直接使用することも、他の化学薬品に精製することもできる。その組成は、処理されるプラスチックの種類によって異なる。
- カーボンブラック:ゴム製造、インク製造、プラスチックの補強剤などの産業で使用される。
- 合成ガス:水素、メタン、その他の炭化水素を含むガス状混合物（出力の10～20％）で、エネルギー生成や化学原料として使用できる。
二次製品と副産物:
- 鋼線:タイヤの熱分解のような場合、スチールワイヤー（生産量の8-15%）が回収され、リサイクルされる。
- 廃水:プラスチック廃棄物に水分が含まれている場合に発生するため、環境汚染を避けるために適切な処理が必要。
製品収量のばらつき:
- 熱分解油、カーボンブラック、合成ガスの割合は、処理されるプラスチックや材料の種類によって異なる。例えば、タイヤの熱分解では通常、35～45％のオイル、30～35％のカーボンブラック、8～15％の合成ガスが得られるが、ゴムやオイルスラッジのような他の材料では、生産量が異なる場合がある。
コールドプラズマ熱分解:
- この先進的な方法では、メタン、水素、エチレン、炭化水素といった高価値の製品が生産される。プラスチックの重要な構成要素であるエチレンは、再生して新素材を作ることができるため、このプロセスは産業用途で特に価値が高い。
環境的・経済的メリット:
- プラスチックの熱分解は、埋立地や海洋のプラスチック廃棄物を減らし、環境汚染を緩和する。
- このプロセスは、廃棄物を貴重な資源に変え、経済的な機会を創出し、化石燃料への依存を低減します。
熱分解製品の用途:
- 熱分解油:工業用ボイラー、炉、発電所の燃料として使用され、ディーゼルやガソリンに精製される。
- カーボンブラック:タイヤ製造、プラスチック、顔料に利用。
- 合成ガス:発電、暖房、化学合成の原料として使用される。
課題と考察:
- プラスチック廃棄物に水分が含まれると廃水が発生し、処理システムが必要になる。
- プラスチック組成のばらつきは、熱分解製品の一貫性と品質に影響するため、慎重な原料選択とプロセスの最適化が必要となる。

プラスチック廃棄物を価値ある資源に変換することで、プラスチック熱分解は、経済的価値を生み出すと同時に、世界的なプラスチック汚染の危機に対する持続可能な解決策を提供する。このプロセスは汎用性が高く、エネルギー生産から工業製造まで幅広い応用が可能で、循環型経済への移行における重要な技術となっている。

総括表

製品	収量	用途
熱分解油	30-80%	ボイラーや炉の燃料、またはディーゼルやガソリンなどの化学製品に精製される。
カーボンブラック	20-30%	ゴム製造、プラスチック、顔料に使用。
合成ガス	10-20%	エネルギー生成、加熱、または化学原料
鋼線	8-15%	タイヤの熱分解でリサイクル。
廃水	可変	プラスチック廃棄物に水分が含まれる場合は処理が必要。