熱分解は主に、酸素のない状態で、通常400～550℃の高温を物質に加える。
この加熱は、固体燃料の熱化学的分解を開始するために必要である。
この過程で炭素-炭素結合が切断され、炭素-酸素結合が形成される。
熱分解に必要な熱は、様々な方法で供給することができる。
1.直接熱交換
直接熱交換では、固体熱キャリアまたは高温ガス流を使用する。
高温ガス流は、熱分解プロセスからの固体チャー残渣の燃焼によって加熱されることが多い。
高温ガス流は、反応器内の流動化にも一般的に使用される。
2.反応器内部での部分燃焼
リアクター内部での部分燃焼は、リアクター内でバイオマスを部分的に燃焼させるために、制御された空気の添加を伴う。
この方法は、従来の熱分解の定義からわずかに逸脱しているが、同様の生成物分布を達成することができる。
これは特に、直接熱化学的液化という点で当てはまる。
3.間接熱交換
間接熱交換は、反応器の壁や反応器に組み込まれたチューブ/プレートなどの熱交換器を利用する。
これらは、高温のガスや液体、あるいは電気など、さまざまな熱源によって加熱することができる。
フラッシュ熱分解における熱伝達メカニズム
フラッシュ熱分解の熱伝達メカニズムは、主に対流による気体-固体間の熱伝達と、伝導による固体-固体間の熱伝達である。
流動床は、対流が若干寄与するものの、主に伝導による効率的な熱伝達を促進する。
流動化プロセスはまた、バイオマスと高温の触媒との摩擦によってバイオマス表面が侵食される消耗も引き起こす。
これにより、新鮮な物質が反応に供され、周囲の炭素層が除去されて触媒活性が維持される。
熱分解における熱源の重要性
熱分解における熱源は、プロセスの効率と生成物に直接影響するため非常に重要です。
バイオマスをバイオオイル、ガス、チャーなどの価値ある製品に最適化するために、さまざまな加熱方法と反応器の設計が調整されます。
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