熱分解とは、酸素のない状態で起こるバイオマスの熱分解プロセスです。熱分解は、燃焼やガス化プロセスの前駆体となる基本的な化学反応です。バイオマス熱分解の生成物には、バイオ炭、バイオオイル、メタン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素などのガスが含まれる。
熱分解の際に排出される主なガスは、H2、炭化水素ガス（C1～C4）、CO2、CO、H2Sの混合ガスである。これらの熱分解ガスは、不燃性ガス（H2OとCO2）、可燃性ガス（COとCH4）、および窒素含有ガス（NH3とHCN）の3つに分類できる。ガスの収率は熱分解温度に影響され、温度が低いとガスの収率は低くなり、温度が高いと二次反応が進み、ガスの発生量が増加する。熱分解時にゼオライト触媒を使用することでも、熱分解ガスの収率を高めることができる。
CO2の生成は主にバイオマス熱分解におけるカルボニル基とカルボキシル基の分解反応に由来し、COの生成は主にC-O-C結合とC=O結合の切断に起因する。H2は主にC-H基と芳香族の分解から生成される。低温ではCOとCO2が支配的なガス状生成物であるが、高温ではリグニンの脱分極反応によりCH4が支配的になる。
熱分解の結果、有機物や灰分を含む固形チャー、水やバイオオイルなどの液体、ガスなどの生成物も生じる。バイオ炭は主に低温で生成され、ガスは主に高温で加熱速度が速い場合に生成される。バイオオイルは、中間の温度と比較的高い加熱速度で生成される。バイオオイルは褐色の極性液体で、酸素化合物の混合物からなり、原料や反応条件によって変化する。
全体として、熱分解は、CO、CO2、CH4、H2、CXHYガスなどのガスや、固体チャー、水やバイオオイルなどの液体を含む、幅広い種類の生成物を生成する。これらの生成物の具体的な組成と収率は、熱分解プロセスの温度、加熱速度、触媒の有無によって変化します。
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