バイオマスの熱分解は、酸素がない状態でバイオマスを熱分解させる、熱によって駆動されるプロセスである。
このプロセスには、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の生成につながる一次的メカニズムと二次的メカニズムの両方が含まれる。
5つの主要メカニズムの説明
1.炭の生成
熱分解の初期にバイオマスが加熱され、ベンゼン環が形成される。
これらの環が結合して、芳香族多環構造であるチャーと呼ばれる固体残渣を形成する。
このプロセスでは、水や不凝縮性ガスも放出される。
2.解重合
解重合は、バイオマスが加熱されることにより、バイオマスのポリマー内の化学結合が切断されることである。
この段階は、揮発性化合物の放出にとって極めて重要である。
3.断片化
フラグメンテーションは、バイオマスをさらに小さな粒子に分解する。
これにより、揮発性物質の放出と炭化物の形成が促進される。
4.クラッキング
不安定な揮発性化合物がさらに反応を受け、より小さな分子に分解される。
5.再結合
より小さな分子の一部が再結合し、より複雑な化合物を形成する。
揮発性化合物の二次反応から、さらにチャーが形成されることもある。
生成物（バイオ炭、バイオオイル、ガス）の種類と収率は、運転条件、特に温度と滞留時間に依存する。
低温（450℃以下）では、主な生成物はバイオ炭である。
高温（800℃以上）では、主な生成物はガスである。
中間の温度ではバイオオイルが主な生成物となる。
この熱プロセスは、燃焼とガス化の両プロセスの基本であり、バイオマスを加熱して最初の2秒以内に自然に発生する。
熱分解中は酸素がないため燃焼せず、バイオ炭やバイオガスのようなエネルギーが豊富な生成物ができる。
このプロセスに必要なエネルギーは、多くの場合、ガス状反応生成物の燃焼によって供給されるため、制御された条件下では自立したプロセスとなる。
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