原則として、適切に稼働している熱分解システムは、ほとんど真の「廃棄物」を生成しません。このプロセスは、原料のほぼ100%を3つの貴重な製品ストリーム（固体（バイオ炭）、液体（バイオオイル）、非凝縮性ガス（合成ガス））に変換するように設計されています。しばしば「廃棄物」と誤って呼ばれるものは、特定の操作の主要なターゲットではない、これらの副産物の1つに過ぎません。
理解すべき核心的な概念は、熱分解が焼却や処分方法ではなく、変換技術であるということです。その主な機能は、有機材料を貴重な固体、液体、ガスに変換することであり、それぞれの割合は高度に制御可能です。
3つの主要な製品ストリーム
熱分解は、酸素の非存在下で有機材料を熱分解します。この制御されたプロセスにより、材料は燃焼せず、新しい商業的に実行可能な物質に分解されます。
固体製品：バイオ炭またはコークス
熱分解後に残る固体の残留物は、安定した炭素が豊富な材料で、バイオ炭（バイオマス由来）またはコークス（プラスチックやタイヤなどの他の材料由来）として知られています。
これは廃棄物ではなく、大きな価値があります。土壌の健康を改善するための農業用途、ろ過や修復のための吸着剤、または木炭と同様の固体燃料としてよく使用されます。
液体製品：バイオオイル、タール、木酢液
プロセスガスが冷却されると、複雑な液体混合物が凝縮します。これは広義に熱分解油またはバイオオイルと呼ばれます。
この液体は、エンジンやタービン用の高度なバイオ燃料に精製したり、工業用ボイラー燃料として直接使用したりできます。また、貴重な化学製品の供給源としても機能し、石油ベースの製品に代わる持続可能な選択肢を提供します。
ガス状製品：合成ガス（Syngas）
液体が抽出された後に残る非凝縮性ガスは、合成ガス、またはSyngasと呼ばれる混合物を形成します。
このガスは、水素（H₂）、一酸化炭素（CO）、メタン（CH₄）などの成分が豊富です。重要なことに、この合成ガスは熱分解反応に必要な熱を供給するためにしばしば循環され、プロセス全体を非常にエネルギー効率が高く、潜在的に自己持続可能にします。
真の「廃棄物」と不純物の理解
コアプロセスは非常に効率的ですが、原料中の不純物やシステム内の非効率性により、正確に廃棄物と表現される出力が生じる可能性があります。
原料に内在する汚染
真の廃棄物の最も重要な発生源は、初期原料に存在する非有機的な汚染です。金属、ガラス、石、土などの材料は熱分解によって変換できません。
これらの材料は固体の炭製品中に残り、そこから分離する必要があります。この分離された無機材料は、処分が必要な真の廃棄物ストリームです。
灰分
有機原料には、自然に少量の無機鉱物が含まれています。熱分解中、これらの鉱物はバイオ炭中に灰として濃縮されます。
少量の灰は農業用途に有益ですが、灰分が多いとバイオ炭の品質と価値が低下し、その用途が制限される可能性があります。
不完全な変換または精製副産物
非効率的に稼働しているプロセスは、不完全な変換につながり、未反応の原料が残る可能性があります。さらに、バイオオイルがより高品質の燃料に精製される場合、その精製プロセス自体が管理する必要のある二次的な副産物や廃棄物ストリームを生成する可能性があります。
製品収量を制御する方法
プロセスパラメーターを調整することで、熱分解装置の出力を制御できます。「収量」は固定されていません。それはあなたの運用目標の関数です。
バイオ炭を最大化するための低速熱分解
低温（約400°C）と遅い加熱速度を使用すると、固体のバイオ炭の生産が最大化されます。これは、主な目標が土壌改良または炭素隔離である場合に好まれる方法です。
バイオオイルを最大化するための高速熱分解
中程度の温度（約500°C）と非常に速い加熱速度を使用すると、液体のバイオオイルの生産が促進されます。これは、液体燃料や化学原料を生産したいオペレーターの焦点です。
合成ガスを最大化するためのガス化
はるかに高い温度（700°C以上）では、プロセスはガス化に移行します。これにより、材料はさらに分解され、エネルギー生成や水素のような化学物質の合成のための合成ガスの収量が最大化されます。
あなたの目標に合った選択をする
熱分解からの「廃棄物」は、あなたの目的に完全に左右されます。あなたが主要な製品と考えるものを定義すれば、他の出力は利用されるべき副産物となります。
- 液体燃料の生産が主な焦点の場合：高速熱分解を使用し、生成されたバイオ炭と合成ガスを現場で利用するか、二次製品として販売することを計画します。
- 高品質の土壌改良材の作成が主な焦点の場合：低速熱分解を使用してバイオ炭の収量を最大化し、副産物として生成された油とガスを施設の電力源として使用します。
- エネルギーの自給自足が主な焦点の場合：施設や機器に電力を供給するために必要な合成ガスとバイオオイルの最適な混合物を生成するようにプロセスを調整します。
最終的に、熱分解は潜在的な廃棄物問題を一連の価値あるソリューションに変えます。
概要表：
| 製品ストリーム | 説明 | 一般的な用途 |
|---|---|---|
| バイオ炭（固体） | 安定した炭素が豊富な固体残留物 | 土壌改良、ろ過、固体燃料 |
| バイオオイル（液体） | プロセスガスから凝縮された液体 | バイオ燃料、工業用燃料、化学原料 |
| 合成ガス（ガス） | 非凝縮性ガス混合物（H₂、CO、CH₄） | プロセス熱、エネルギー生成、化学合成 |
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