本質的に、熱分解と焼却はどちらも高温を使用してプラスチック廃棄物を処理しますが、根本的に異なる化学原理と全く異なる目的で機能します。焼却は燃焼のプロセスであり、酸素を使ってプラスチックを急速に燃焼させて熱を生成するのに対し、熱分解は熱分解のプロセスであり、酸素のない環境で熱を使ってプラスチックを新しい化学製品に分解します。
決定的な違いは、温度だけでなく、酸素の存在です。焼却はプラスチックを破壊して貯蔵されたエネルギーを放出するのに対し、熱分解はプラスチックを分解してその化学的価値を回収します。
根本的な違い：酸素の役割
酸素の有無が、全体の化学経路、ひいては各プロセスの結果を決定します。
焼却：過剰な酸素による燃焼
焼却は、簡単に言えば燃焼です。これは、大量の酸素の存在下で、プラスチック廃棄物を通常850°Cから1100°Cの非常に高温に加熱することを伴います。
このプロセスは急速な燃焼を引き起こし、有機物を完全に分解する発熱反応です。主な目的は、プラスチックの化学結合に蓄えられたエネルギーを最大限に放出することです。
熱分解：酸素なしでの熱分解
熱分解は熱分解の一種です。これは、酸素が全くないか、ほとんどない制御された環境で、通常350°Cから600°Cの間でプラスチック廃棄物を加熱することを伴います。
酸素がないため、プラスチックは燃焼しません。代わりに、プラスチックを構成する長いポリマー鎖が熱によって「分解」され、より小さく単純な分子に分解されます。これは破壊プロセスではなく、材料回収プロセスです。
2つの成果：エネルギー対資源
各プロセスの目標は、その主要な成果に直接反映されます。一方は即座のエネルギーと灰を生成し、もう一方は新しい化学製品のポートフォリオを生成します。
焼却の成果：灰とエネルギー
焼却の主な生成物は熱と灰です。現代の廃棄物発電プラントでは、強烈な熱が水を沸騰させ、タービンを回して発電する蒸気を生成するために使用されます。
その他の生成物は、排ガス（主に二酸化炭素と水蒸気ですが、汚染物質も含まれます）と底灰であり、埋め立てまたは再利用する必要がある不活性な固体残渣です。
熱分解の成果：油、ガス、炭
熱分解はプラスチックを3つの価値ある流れに分解します。
- 熱分解油（または「タール油」）：新しい燃料や、新しいプラスチックを作るための化学原料に精製できる液体合成原油。
- 合成ガス：熱分解施設自体を動かすために使用できる可燃性ガス（水素やメタンなど）の混合物。
- 固体炭（または「カーボンブラック」）：着色剤、工業用充填剤、または土壌改良剤として使用できる固体の炭素が豊富な残渣。
トレードオフの理解
どちらの技術も完璧な解決策ではありません。それぞれに、管理しなければならない重大な運用上および環境上の課題が伴います。
焼却のジレンマ：エネルギー対排出
廃棄物発電プラントは埋め立て量を減らし、電力を生成する効果的な方法ですが、混合廃棄物の燃焼は大きな懸念事項です。
プラスチック、特にPVCのような塩素を含むプラスチックを燃焼させると、非常に有毒なダイオキシンやフランが発生する可能性があります。また、重金属や酸性ガスも放出されます。現代の焼却炉は、これらの汚染物質が大気中に放出される前に捕捉するために、高価で複雑な排ガス処理システムを必要とします。
熱分解のパズル：原料の純度と経済性
熱分解はプラスチック原料の純度に非常に敏感です。食品廃棄物、紙、特定の種類のプラスチック（特にPVC）などの汚染物質は、熱分解油の品質を低下させ、精製を困難かつ高価にする可能性があります。
これは、プラスチック廃棄物の効果的な選別と前処理が熱分解の成功に不可欠であることを意味し、物流の複雑さとコストが増加します。規模での経済的実行可能性を達成することは、業界にとって依然として大きな課題です。
目標に応じた適切な選択
焼却と熱分解の選択は、明確な廃棄物管理目標に基づいた戦略的な決定です。
- 廃棄物量の最大削減と即時のエネルギー生成が主な焦点である場合：焼却は、混合廃棄物の生のエネルギー価値を電力に変換するための、より成熟した直接的な技術です。
- 資源回収と循環経済の推進が主な焦点である場合：熱分解は、プラスチック廃棄物を貴重な化学原料に戻し、新しい製品の製造を可能にする経路を提供します。
- 未選別の都市固形廃棄物の管理が主な焦点である場合：現代の廃棄物発電焼却プラントは、この複雑な流れを処理するために特別に設計されていますが、熱分解ははるかにクリーンで均質な原料を必要とします。
最終的に、適切な技術の選択は、廃棄物をエネルギーのために破壊するのか、それとも材料のために分解するのかという目標に完全に依存します。
要約表：
| 特徴 | 焼却 | 熱分解 |
|---|---|---|
| プロセスタイプ | 燃焼（酸素あり） | 熱分解（酸素なし） |
| 主な目標 | エネルギー生成と量削減 | 資源回収と化学原料生産 |
| 典型的な温度 | 850°C - 1100°C | 350°C - 600°C |
| 主な成果物 | 熱、電気、灰 | 熱分解油、合成ガス、固体炭 |
| 主な課題 | 大気汚染制御 | 原料の純度と経済的実行可能性 |
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