簡単に言うと、ゴムの熱分解は、固形チャー、液状油、非凝縮性ガスの3つの異なる製品カテゴリに分解します。これらの生成物は廃棄物ではなく、産業用途において大きな潜在的価値を持つ回収された資源です。
熱分解は、廃棄物処理方法としてではなく、化学分解プロセスとして理解するのが最適です。これは、複雑なポリマー廃棄物（古いタイヤなど）を、エネルギーおよび製造のためのより単純で価値のある原材料に変換します。
熱分解生成物の詳細
熱分解は、ゴムを酸素のない環境で高温にさらします。この熱分解により、長いポリマー鎖が3つの主要なフラクションに分解され、それぞれが独自の特性と用途を持っています。
固体フラクション：カーボンチャール
熱分解後に残る固体残渣は、カーボンブラックの一種であり、しばしばチャールと呼ばれます。これは炭素を豊富に含む微細な黒い粉末です。
この材料は単なる灰ではありません。ゴムから元の炭素の大部分を保持しており、低品位の固体燃料として、または加工後に新しいゴム製品、インク、プラスチックの補強充填剤として使用できます。
液体フラクション：熱分解油（TPO）
熱分解ガスが冷却されると、複雑な炭化水素の液体混合物が凝縮します。これはタイヤ熱分解油（TPO）またはバイオ原油として知られています。
この油はディーゼルに匹敵するエネルギー値を持つ合成燃料です。ボイラーや炉で直接使用することも、さらに精製して輸送燃料や貴重な化学原料を生産することもできます。
気体フラクション：合成ガス
液体に凝縮しない成分は、合成ガス（シンガス）として知られる可燃性ガス混合物を形成します。
このガスは、水素（H₂）、メタン（CH₄）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO₂）、およびその他の様々な軽質炭化水素の混合物です。その可燃性のため、このガスはほぼ常に捕捉され、熱分解反応器を動かすために必要な熱を供給するために再利用され、プロセス全体のエネルギー効率を高め、自立型にします。
トレードオフと影響要因の理解
これら3つの製品の正確な比率と組成は固定されていません。それらは特定のプロセス条件に大きく依存しており、これは課題と機会の両方をもたらします。
温度と加熱速度の影響
最終製品の収率は意図的に操作できます。低温（遅い熱分解）は固体チャーの生産量を最大化する傾向があり、高温および急速な加熱速度（速い熱分解）は液状油とガスの生産を促進します。
汚染の課題
熱分解からの生生成物は完全に純粋ではありません。チャーには（タイヤからの）鋼線や無機灰が含まれる可能性があり、油にはゴムの加硫プロセスによる高硫黄含有量が含まれる可能性があります。どちらも、より高価値の用途で使用する前に、後処理と精製が必要です。
プロセスの実現可能性
熱分解プラントの経済的および環境的実現可能性は、これらの変数を効果的に管理することにかかっています。成功には、燃料油、カーボンブラック、またはエネルギー自給自足のいずれであっても、最も価値のある地域市場向けにプロセスを最適化し、結果として得られる製品を洗浄および精製するシステムを導入する必要があります。
目標に応じた適切な選択
ゴム熱分解への最適なアプローチは、最終目標に完全に依存します。
- 主な焦点がエネルギー生産の場合： 高収率の液状熱分解油と可燃性合成ガスを最適化する必要があります。これには通常、より高いプロセス温度が必要です。
- 主な焦点が材料回収の場合： 低温を使用し、ゴム原料が清潔で十分に準備されていることを確認することで、高品質の固体チャーを優先する必要があります。
- 主な焦点が廃棄物からエネルギーへの効率の場合： 主な目標は、生成された合成ガスがプロセスに必要なすべての熱を供給するクローズドループシステムを作成することです。
最終的に、ゴム熱分解は、問題のある廃棄物を貴重な資源のポートフォリオに変換するための強力な方法を提供します。
要約表：
| 製品フラクション | 主な特徴 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 固体チャー | 炭素を豊富に含む黒色粉末 | 固体燃料、ゴム/プラスチック用補強充填剤 |
| 液状油（TPO） | 炭化水素混合物、高エネルギー値 | 工業用燃料、ディーゼル精製用原料 |
| 合成ガス | 可燃性ガス混合物（H₂、CH₄、CO） | 熱分解反応器自体のプロセス熱 |
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