熱分解は熱化学的プロセスであり、酸素がない状態、または酸素の供給が制限され完全燃焼ができない状態でバイオマスを熱分解する。このプロセスにより、バイオマスは、炭化水素に富んだ混合ガス、油のような液体（バイオオイル）、炭素に富んだ固体残渣（バイオ炭）など、より有用な形態の燃料に変換される。熱分解の主な目的は、固体バイオマスを、熱、電気、化学物質の生産に使用できる、貯蔵や輸送が容易な液体に変えることである。
詳しい説明
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プロセス条件 熱分解は通常、400～600℃の温度で、酸素のない状態で行われる。酸素がないことは、燃焼を防ぐ代わりにバイオマスの成分への分解を促進するため、非常に重要である。このプロセスは、温度、圧力、加熱速度を変化させることで、特定の最終生成物の生産に有利になるように調整することができる。例えば、低温で滞留時間の長い緩慢な熱分解や炭化は、木炭の製造に最適である。一方、高温で滞留時間の長い熱分解はガスの生成に有利であり、中温で滞留時間の短い熱分解はバイオオイルの生成に有利である。
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熱分解の生成物
- バイオ炭： 炭素が豊富な固体残渣で、肥沃度と構造を改善する土壌改良材として使用できる。
- バイオオイル： 燃料油の代替品として、または合成ガソリンやディーゼル燃料を製造するための原料として使用できる濃い色の液体。
- 合成ガス： メタン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の混合物で、熱や電気を発生させる燃料として使用できる。
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歴史的背景： 熱分解は、歴史的には木材蒸留として知られ、古代から利用されてきた。例えば、古代エジプト人は、防腐処理や船のコーキングに使うタールやピロリン酸を集めるためにこのプロセスを利用していた。1800年代には、木材熱分解は重要な産業となり、石炭に取って代わられるまで、産業革命期の燃料として木炭を供給していた。
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現代の応用： 近年、熱分解はバイオマスをバイオ燃料に変換する効果的な方法として注目されている。熱分解は、燃焼やガス化プロセスの前駆体であるだけでなく、これらのプロセスの初期段階としても機能する。熱分解の生成物であるバイオ炭、バイオ油、合成ガスは発熱量が高く、化学産業と発電産業の両方に応用されている。
まとめると、熱分解は固形バイオマスを価値ある燃料や化学物質に変換するための汎用的かつ効率的な方法であり、持続可能なエネルギー・ソリューションや産業プロセスにおいて重要な役割を果たしている。
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