バイオマスの熱分解は、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、気体、液体、固体の3種類の主な生成物を生成する。これらの生成物は、バイオガス（または合成ガス）、バイオオイル、バイオ炭である。これらの生成物はそれぞれ異なる特性と用途を持ち、様々な産業で利用されている。これらの生成物の割合は、バイオマス原料の種類、熱分解温度、プロセス・パラメーターなどの要因によって異なる。これらの生成物を理解することは、熱分解プロセスを最適化し、生成物を効果的に利用するために不可欠である。
キーポイントの説明
-
ガス状製品（バイオガス/シンガス）:
- 構成:バイオマス熱分解のガス状生成物は、主に一酸化炭素（CO）、水素（H₂）、メタン（CH₄）、短鎖炭化水素などの可燃性ガスからなる。二酸化炭素（CO₂）や揮発性有機化合物（VOC）のような不燃性ガスも存在する。
-
用途:
- 合成ガスは可燃性であるため、暖房や発電の燃料として利用できる。
- また、メタノールや合成燃料の製造など、化学合成の原料としても利用できる。
- 収量に影響する要因:合成ガスの収率と組成は熱分解温度に依存し、温度が高いほど液体や固体の製品よりもガスの生産に有利となる。
-
液体製品（バイオオイル）:
- 構成:バイオオイルは、脂肪族および芳香族炭化水素、フェノール、アルデヒド、レボグルコサンなどの有機化合物の複雑な混合物である。また、有機酸やその他の生化学物質を豊富に含むタールや木酢液も含まれている。
-
用途:
- バイオオイルは、暖房や発電用の再生可能燃料として使用できる。
- また、輸送用燃料を製造するために改良したり、化学製品の原料として使用することもできる。
- バイオオイルの成分である木酢液は、天然の殺虫剤や土壌改良剤として農業に利用されている。
- 収量に影響する要因:バイオオイルの収率は熱分解温度に影響され、一般的に中温（500℃前後）が液体生成量を最大にする。
-
固体製品（バイオ炭）:
- 構成:バイオ炭は、熱分解の後に残る固体の残渣で、主に炭素とバイオマスの不揮発性成分からなる。多孔質で炭素含有量が高い。
-
用途:
- バイオ炭は土壌改良材として土壌の肥沃度、保水性、炭素固定を改善するために広く使用されている。
- また、燃料として、あるいは冶金や浄水などの工業プロセスにも利用できる。
- 収率に影響する要因:バイオ炭の収率は、熱分解温度が低いほど高くなる。
-
その他の副産物:
- タール:タールは、バイオオイルから分離できる粘性のある液体副産物である。道路建設や工業プロセスのバインダーとしての用途がある。
- 木酢液:有機酸やその他の生化学物質を豊富に含む液体副産物で、農業や天然防腐剤として使用される。
- 非凝縮性ガス:CO₂やVOCなどのこれらのガスは、多くの場合、熱分解チャンバーの加熱に使用されるか、さらなる使用のために回収される。
-
製品分布に影響を与える要因:
- 原料組成:バイオマスの種類（木材、農業残渣、藻類など）によって、生成されるガス、液体、固体の割合は異なる。
- 熱分解温度:温度が高いほどガス生成に有利で、低いほどバイオ炭やバイオオイルに有利である。
- 加熱速度と滞留時間:高速熱分解は液体の生産を最大化し、低速熱分解は固体のバイオ炭を好む。
これらの重要なポイントを理解することで、バイオマス熱分解業界の関係者は、目的の製品を効率的かつ持続的に生産するためにプロセスを最適化することができる。バイオマス熱分解は、再生可能エネルギーと資源回収のための汎用性の高い価値ある技術である。
総括表
| 製品 | 製品構成 | 用途 | 収率に影響する要因 |
|---|---|---|---|
| ガス状（バイオガス／合成ガス） | CO, H₂, CH₄, 短鎖炭化水素, CO₂, VOCs | 暖房・電力用燃料、化学合成原料（メタノール、合成燃料など） | 熱分解温度が高いほどガス生産に有利 |
| 液体（バイオオイル） | 脂肪族/芳香族炭化水素、フェノール、アルデヒド、レボグルコサン、タール、木酢液 | 再生可能燃料、輸送用燃料の改良、化学物質の原料、農業用木酢液 | 適度な温度（～500℃）で液体を最大限に生産 |
| 固体（バイオ炭） | 炭素、不揮発性バイオマス成分 | 土壌改良（肥沃度、保水性）、燃料、工業利用（冶金、水ろ過） | 低い熱分解温度はバイオ炭の生産に有利 |
バイオマス熱分解プロセスを最適化し、最大限の効率を実現します。 今すぐ専門家にご相談ください !
