バイオオイルは、熱分解オイルとしても知られ、熱分解プロセスから得られる液体製品である。
このプロセスでは、低酸素雰囲気下でバイオマスを急速に加熱し、急速に急冷する。
得られる液体は、酸素を含む有機化合物、ポリマー、水の複雑なエマルジョンである。
バイオオイルの特徴は、酸素含有量が高く、発熱量が低く、酸性で不安定で、密度が高いことである。
石油オイルとは混和性がなく、固体の無機物や炭素チャーを含むことが多い。
熱分解から得られるバイオオイルとは？5つの重要な洞察
1.組成と特性
バイオオイルは、主に酸素化合物で構成されている。
これには、酸、アルコール、ケトン、フラン、フェノール、エーテル、エステル、糖、アルデヒド、アルケン、窒素、酸素化合物など、幅広い有機成分が含まれる。
これらの化合物は熱的に不安定で、石油油に比べて発熱量が低い。
多くの場合、40重量％にも達する高い酸素含有量は、バイオオイルの特性に大きく寄与し、従来の石油オイルとは異なる。
さらに、バイオオイルは、一般的に20～30%という多量の水分を含んでおり、これが発熱量をさらに低下させ、貯蔵や使用を複雑にしている。
2.生産と課題
高速熱分解によるバイオオイルの製造は、バイオマスを高温まで急速に加熱し、その後発生する蒸気を高速で急冷する。
このプロセスは、液体バイオオイルの収率を最大化するように設計されており、反応条件によって、乾燥バイオマス基準で50wt%から75wt%の範囲となる。
バイオオイルの特性は、加熱速度、滞留時間、バイオマスの粒径、温度、使用するバイオマスの種類など、いくつかの要因に影響される。
石油系燃料に代わる再生可能な燃料としての可能性にもかかわらず、バイオオイルはいくつかの課題に直面している。
酸素含有量と水分含有量が高いため、特に加熱すると腐食しやすく不安定になる。
この不安定性は、相分離や経時的な粘度上昇といった問題を引き起こし、これは経年劣化として知られる現象である。
こうした特性から、輸送用燃料として使用するためには、安定性と適合性を向上させるためのさらなる加工や改良が必要となる。
3.改良と精製
バイオオイルの利用性を高めるために、様々な改良技術が採用されている。
これには脱酸素プロセスが含まれ、触媒を使用して酸素含有量を減らし、バイオオイルの品質を向上させることができる。
水素化処理や水素化分解などの従来の石油精製技術も、バイオオイルをより機能的な製品、特に輸送用製品に精製するために利用できる。
4.まとめ
要約すると、バイオオイルはバイオマスの熱分解から得られる、有望だが複雑な液体製品である。
バイオオイルは酸素と水分を多く含み、再生可能な燃料源としての可能性を秘めている。
しかし、現在のところ、その不安定さによって利用が制限されており、従来の燃料の基準を満たすためにはさらなる加工が必要である。
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