プラスチックの熱分解に必要な熱量は？キーファクターとエネルギーインサイト

プラスチックの熱分解に必要な熱量は、プラスチックの種類、含水率、使用する熱分解プロセスなど、いくつかの要因によって異なる。一般的に、熱分解は280℃～600℃の温度で行われ、ほとんどのプロセスは400～600℃の温度で行われる。熱エネルギーは、長鎖ポリマーをより小さな分子に分解し、燃料油、カーボンブラック、合成ガスを生成するために使用される。必要なエネルギーには、プラスチックを熱分解温度まで加熱すること、エネルギー損失を補うこと、吸熱反応をサポートすることなどが含まれる。このプロセスには、破砕、乾燥、非プラスチックの分離などの前処理工程も含まれ、これらが全体のエネルギー需要に寄与している。

キーポイントの説明

熱分解の温度範囲:
- プラスチックの熱分解は通常、280℃から600℃の温度で起こる。 280℃から600 の範囲で運転される。 400-600°C .
- この温度範囲は、長鎖ポリマーを低分子に分解し、燃料油、カーボンブラック、合成ガスを製造するのに必要である。
必要な熱エネルギー:
- 熱分解に必要な熱エネルギーは以下の通り：
  - プラスチックの加熱 熱分解温度（400～600℃）まで加熱する。
  - 熱分解反応器からの熱損失など 熱分解反応器からの熱損失など、環境へのエネルギー損失を補う。
  - 吸熱反応のサポート 熱を吸収してプラスチック中の化学結合を切断する。
前処理ステップとそのエネルギー寄与率:
- シュレッダー:プラスチック廃材を細かく破砕して表面積を増やし、熱伝導と反応効率を高める。
- 乾燥:100℃での水分蒸発にはさらに熱エネルギーが必要なため、プラスチック中の水分を除去する必要がある。
- 前処理:熱分解製品の品質を確保するため、プラスチック以外の原料を分離する。このステップでは、選別と洗浄のためのエネルギーが追加される場合がある。
加熱と反応のためのエネルギー:
- プラスチックを室温から熱分解温度まで加熱するのに必要なエネルギーは大きい。例えば、バイオマスと水を500℃に加熱するにはかなりのエネルギーを必要とする。
- 熱分解反応自体は吸熱性であり、ポリマー鎖をより小さな炭化水素に分解するために熱を吸収する。
エネルギー損失:
- 熱分解反応器と周辺環境における熱伝達の非効率性により、エネルギー損失が発生する。必要な温度を維持するためには、これらの損失を補う必要がある。
プラスチックの種類と残留物:
- プラスチックの種類によって、熱分解に必要な条件は異なります。例えば
  - PE、PP、PS:これらのプラスチックは、熱分解時に固形残渣をほとんど生成しない。
  - PETとPVC:これらのプラスチックは、少量の固形残留物（10％未満）を残すため、取り扱いと廃棄にさらなるエネルギーを必要とする場合がある。
全体的なエネルギーに関する考察:
- プラスチックの熱分解に必要な総熱量には以下が含まれる：
  - 前処理エネルギー（破砕、乾燥、分離）。
  - 加熱エネルギー(熱分解温度への到達と維持)
  - 反応エネルギー(吸熱熱分解反応)
  - エネルギー損失（環境への熱損失）。

要約すると、プラスチックの熱分解に必要な熱量は、プラスチックの種類、含水率、前処理工程、熱分解反応器の効率に影響される。このプロセスは通常400～600℃の温度を必要とし、加熱、反応、損失補償のために大きなエネルギー投入を伴う。

総括表

ファクター	詳細
温度範囲	280°C～600°C、ほとんどのプロセスでは通常400～600°C。
熱エネルギーの投入	- プラスチックを熱分解温度まで加熱する。
	- エネルギー損失（反応器の非効率など）を補う。
	- 吸熱反応（ポリマー鎖の切断）をサポートする。
前処理ステップ	- 細断：熱伝導を良くするために表面積を増やす。
	- 乾燥：水分を除去する。
	- 非プラスチックを分離する：製品の品質を保証します。
プラスチックの種類	- PE、PP、PS: 残留物はほとんどない。
	- PET、PVC: 残渣が少なく（10%未満）、廃棄に余分なエネルギーが必要。
エネルギー損失	効率的な熱分解のためには、環境への熱損失を補う必要があります。