熱分解燃焼は、酸素がない状態で有機物を分解する熱分解プロセスであり、さまざまな価値ある製品を生産する。これらの生成物には、チャーやコークスのような固体残留物、熱分解油のような液体生成物、合成ガスのような気体生成物が含まれる。これらの製品の具体的な組成と収率は、処理される材料の種類、熱分解条件、および使用される装置によって異なる。タイヤの熱分解からは、熱分解油、カーボンブラック、スチールワイヤー、合成ガスが一般的に得られる。熱分解の生成物は非常に汎用性が高く、エネルギー生産、化学工業、およびさらなる加工のための原料として用途を見出すことができる。
主なポイントを説明する：
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固体残渣（チャーまたはコークス）：
- 説明 固体残渣は、熱分解の主要な生成物の一つであり、しばしばチャーまたはコークスと呼ばれる。これらの残渣は炭素に富み、原料によっては灰分を含むこともある。
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用途
- 練炭： 炭を圧縮して練炭にし、固形燃料として使用することができる。
- エネルギー生産： 燃やして熱や電気を作ることができる。
- 吸着剤： シャルは、その高い吸着能力により、浄水や空気濾過システムに使用されている。
- 農業 土壌の健康と肥沃度を向上させる土壌改良剤として使用される。
- 例 タイヤの熱分解では、カーボンブラックが重要な固形残渣となり、生成物の30～35％を占める。
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液体製品（熱分解オイル）：
- 説明 熱分解油は、軽質油、重質油、タール、その他の凝縮性液体を含む有機化合物の複雑な混合物である。組成は原料や熱分解条件によって異なる。
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用途
- 代替燃料： 熱分解油は、工業用ボイラーや炉の燃料として直接使用することができる。
- バイオディーゼルへの精製 さらに加工してバイオディーゼルや他の液体燃料を生産することができる。
- 化学原料： 石油は化学薬品やプラスチックの原料として使用できる。
- 例 タイヤの熱分解では、タイヤの種類や熱分解条件にもよるが、35～45％のオイルが得られる。
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ガス状製品（Syn-gas）：
- 説明 シンガス（合成ガス）は、一酸化炭素、水素、メタンなどの可燃性ガスと不燃性ガス、揮発性有機化合物（VOC）の混合ガスです。
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用途
- エネルギー生成： 合成ガスは、熱または電気を生産するために燃焼させることができ、多くの場合、プロセスを維持するために熱分解プラント内で使用される。
- 化学合成： メタノールやアンモニアなどの化学物質を製造するための原料として使用される。
- 燃料 シンガスはガスエンジンやタービンの燃料として使用できる。
- 例 タイヤの熱分解では、合成ガスは生産量の8～15％を占め、主に熱分解プロセス自体の燃料として使用される。
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副産物と二次製品
- 説明 原料によっては、熱分解によりスチールワイヤー（タイヤから）、酸抽出物、バイオオイルなどの副産物を生産することができる。
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用途
- スチールワイヤー タイヤの熱分解で回収された鋼線はリサイクルされ、新しい鉄鋼製品の製造に使用できる。
- 酸抽出物： 化学工業で様々な用途に使用される。
- バイオオイル： 燃料として使用したり、さらに精製して化学品にすることができる。
- 例 タイヤの熱分解では、スチールワイヤーが生産量の8～15％を占め、リサイクルされることが多い。
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製品組成に影響を与える要因
- 原料の種類： 原料の種類（タイヤ、プラスチック、ゴム、オイルスラッジなど）により、固体、液体、気体の生成物の割合が異なる。
- 熱分解条件： 温度、加熱速度、滞留時間が生成物の分布に大きく影響する。
- 装置の設計： 熱分解リアクターの設計と効率は、製品の収量と品質に影響を与える。
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環境的・経済的メリット
- 廃棄物の削減： 熱分解は、廃棄物の効率的なリサイクルに役立ち、埋立地の使用と環境汚染を削減する。
- 資源回収： カーボンブラック、鉄、シンガスなどの貴重な材料が回収され、資源保護に貢献する。
- エネルギー回収： このプロセスは、廃棄物を使用可能なエネルギーに変換し、化石燃料への依存を減らす。
要約すると、熱分解燃焼は、チャーやコークスのような固体残渣、熱分解油のような液体製品、シンガスのような気体製品を含む、さまざまな価値ある製品を生産する。これらの生成物は、エネルギー生産、化学工業、およびさらなる処理のための原料として、さまざまな用途に利用されている。これらの製品の具体的な組成と収率は、原料、熱分解条件、使用する装置によって異なるため、熱分解は廃棄物管理と資源回収のための多用途で価値あるプロセスとなっている。
総括表
| 製品タイプ | 製品例 | アプリケーション | 収量例 |
|---|---|---|---|
| 固体残渣 | チャー、コークス、カーボンブラック | ブリケット、エネルギー生産、吸着剤、農業 | 30-35% (タイヤの熱分解) |
| 液体製品 | 熱分解油 | 代替燃料、バイオディーゼル精製、化学原料 | 35～45%（タイヤ熱分解） |
| ガス状製品 | シンガス (CO, H2, CH4) | エネルギー生成、化学合成、燃料 | 8～15%（タイヤ熱分解） |
| 副産物 | 鋼線、酸抽出物 | リサイクル、化学工業、燃料精製 | 8～15%（タイヤの熱分解） |
| 影響要因 | 原料、条件 | 温度、加熱速度、滞留時間、反応器設計 | 材料によって異なる |
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