炭化プロセスとは、酸素の非存在下または限定的な存在下で熱を加えることにより、バイオマスや石炭などの有機物を炭素リッチな物質に変換するプロセスを指します。このプロセスにはいくつかの段階があり、さらに段階に分けることができる。
木材おがくずブリケットやココナッツ殻のようなバイオマスの場合、炭化プロセスは乾燥、初期炭化、総合炭化の3段階に分けられる。
1.乾燥段階：この段階では、バイオマス中の水分が温度の上昇とともに蒸発する。この段階では化学変化は起こらない。
2.初期炭化段階：温度がさらに上昇すると、バイオマスは熱分解を始める。バイオマスの成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンなどが分解され、CO、CO2、CH4、「タール」などの揮発物質が放出される。これらの揮発性物質には、高級炭水化物、酢酸、メタノールなどが含まれる。
3.総合炭化段階：300～650℃の温度で、バイオマスは化学分解を受ける。この段階では、酢酸、カルビノール、木タール、メタンやエチレンなどの可燃性ガスが発生する。これらのガスは高温の生成に寄与し、バイオマスの練炭は蒸留されて木炭になる。
石炭の炭化は、4つの同時かつ部分的に競合するステップから成る。これらのステップでは、酸素がない状態で石炭を高温に加熱し、揮発性ガスを放出させ、ほぼ純粋な炭素であるコークスを形成する。
炭化プロセスは通常、炭化炉で行われる。炭化炉は、高い炭化率、エネルギー効率、無煙運転、運転のしやすさを達成するように設計されている。炉はバイオマスや石炭を内部に密閉し、制御された加熱にかけることで機能する。
炭化炉を使用する利点は、高い炭化率、エネルギー効率、無煙運転、簡単な操作などです。炭化炉は、練炭の分解と炭化を促進することで、炭の品質を保証します。プロセス中に発生する熱は炉内の温度維持に役立ち、ブリケットの分解に必要なエネルギーを供給します。炉はまた、可燃性ガス、タール、チャーを生成し、それをさらに利用することもできます。
炭化プロセスは、有機物を木炭のような炭素リッチな物質に変換する重要なステップであり、燃料、ろ過、工業プロセスなど様々な用途に貢献します。
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