バイオマスのガス化は、固体燃料であるバイオマスを、より価値の高い気体燃料に変換する熱化学プロセスである。
この気体燃料は主に一酸化炭素と水素からなる。
このプロセスは、空気、酸素、水蒸気、二酸化炭素などのガス化剤の存在下、700℃を超える温度で行われる。
バイオマスガス化の主な目的は、高濃度の水素と最小限のタール分を含む、合成ガスとして知られるガスを生成することである。
バイオマスガス化プロセスとは？(5つのポイント）
1.熱化学変換
このプロセスは、ガス化剤の存在下、バイオマスを高温で加熱することから始まる。
このガス化剤は、バイオマスの化学構造をガス状生成物に変換するのを促進する。
バイオマスを構成ガスに効果的に分解するには、温度が700℃を超える必要がある。
2.主要反応
バイオマスのガス化では、いくつかの主要な反応が起こる：
- C + CO2 → 2CO： この反応は吸熱性で、二酸化炭素が炭素と反応して一酸化炭素を生成する際に熱を吸収する。
- C + H2O → CO + H2： 水が炭素と反応して一酸化炭素と水素を生成するもう一つの吸熱反応。
- C + 2H2 → CH4： この反応は発熱性で、500℃以上の温度で起こり、水素と炭素をメタンに変える。
3.合成ガスの組成
生成される合成ガスは、一酸化炭素と水素だけでなく、二酸化炭素、メタン、タール、軽質炭化水素、窒素、硫黄化合物、微量の塩化物などの他の成分も含んでいる。
これらの追加成分はガスの品質に影響を及ぼす可能性があるため、最小限に抑える必要がある。
4.環境および経済的利点
バイオマスのガス化は、ガス、バイオマス炭、木酢液、木タールなど複数の製品を同時に生産できるため、ポリジェネレーション技術と考えられている。
この技術は、地元で入手可能なバイオマス残渣を利用し、廃棄物を減らし、貴重なエネルギー資源を提供するため、環境保護と経済的メリットの両方にとって有利である。
5.熱分解との比較
熱分解とガス化はどちらもバイオマスの熱分解を伴うが、酸素の存在と温度範囲に違いがある。
熱分解は酸素のない環境で低温（500℃～700℃）で行われ、バイオ原油、ガス、チャーを生産する。
一方、ガス化は酸素を制御しながら高温（700℃以上）で行われ、合成ガスを生産する。
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