バイオマスの高速熱分解によって生成されるバイオオイルは、主に酸素含有有機化合物、水、およびその他の様々な有機成分で構成されている。
バイオオイルの組成は、高い酸素含有量(最大40重量%)、かなりの水分含有量(多くの場合20~30%)、多数の反応性分子やオリゴマーの存在が特徴である。
この組成は、低い発熱量、酸性度、不安定性、高密度など、いくつかの重要な特性をもたらす。
高速熱分解バイオオイルの組成は?(5つの主要成分の説明)
1.酸素含有有機化合物
バイオオイルには、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、含窒素化合物などの酸素化合物が豊富に含まれている。
これらの化合物は、高速熱分解の過程で、セルロース、ヘミセルロース、リグニンの断片化と解重合から生じる。
酸素含有量が高い(最大40重量%)ことが、油の安定性が悪く、発熱量が低い大きな要因となっている。
2.水分
バイオオイルは通常、かなりの量の水分を含んでおり、20~30%の範囲にあることが多い。
この高い含水率は発熱量に影響するだけでなく、分離やアップグレードプロセスを複雑にする。
水の存在は、時間の経過とともに相分離や粘度上昇を引き起こし、バイオオイルの燃料としての利用をさらに複雑にする。
3.反応性分子とオリゴマー
バイオオイルには、分子量5000以上の反応性分子やオリゴマーが多く含まれている。
これらの成分は、室温でもバイオオイルの不安定性の一因となっている。
オリゴマーはエアロゾルを形成し、オイルの不安定性を悪化させる多相マイクロエマルジョンとなる。
エージングは、より多くの水の生成、粘度の上昇、相分離をもたらす。
4.その他の特性
バイオオイルの組成は、他にもいくつかの特筆すべき特性をもたらす。
酸素と水分を多く含むため、石油油よりも発熱量が低い。
酸性であるため、貯蔵や取り扱いにおいて腐食の問題を引き起こす可能性がある。
さらに、バイオオイルは石油オイルと混和性がなく、水よりも密度が高い。
5.アップグレードと分離
このような課題から、バイオオイルは、その安定性を向上させ、酸素含有量を減らし、燃料特性を高めるために改良されなければならない。
これは、従来の石油精製プロセスを応用した水素化分解や水素化分解などの様々な精製技術によって達成できる。
これらの改良の目的は、輸送用途で原油に取って代わる燃料を製造することである。
要約すると、高速熱分解から得られるバイオオイルの組成は複雑で、酸素化合物、水、反応性分子を多く含んでいる。
バイオオイルを実行可能な燃料源に変えるには、これらの成分を注意深く取り扱い、改良する必要がある。
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