緩慢熱分解とは？そのプロセスとバイオ炭や木酢液などの主な製品をご紹介します。

緩慢熱分解は、酸素がない状態で起こる熱分解プロセスで、固体、液体、気体の生成物を生じる。緩慢熱分解の主な生成物は バイオ炭 (チャーまたはバイオコールとも呼ばれる)は、炭素が豊富な固体物質である。さらに、緩慢な熱分解によって、次のような水性液体が得られる。 木酢液 ガスやタールと同様に。このプロセスの特徴は、加熱速度が遅く、滞留時間が長いことで、バイオオイルのような液体製品よりもバイオ炭の生産に有利である。使用するバイオマスの種類は製品分布に大きく影響し、アセトン、メタノール、酢酸などの貴重な化学物質も副産物として得られる。以下、プロセスの要点と主な製品について詳しく説明する。

ポイントを解説

主要製品バイオ炭（チャーまたはバイオコール）
- バイオ炭は、緩慢熱分解の主要生成物であり、生成物の大部分（最大80％）を占める。
- バイオ炭は、有機物の熱分解の後に残る炭素を多く含む固体物質である。
- バイオ炭は土壌改良、炭素隔離、再生可能な燃料源として応用されている。
- 緩慢な熱分解における遅い加熱速度と長い滞留時間は、他の製品よりもバイオ炭の形成を促進する。
二次製品木酢液（水性液体）
- 木酢液は緩慢な熱分解の過程で生成される水性液体で、水、酢酸、その他の有機化合物を含む。
- 天然の殺虫剤、除草剤、土壌改良剤として農業に利用されている。
- 高速熱分解に比べ、低速熱分解では液体画分が少なく、バイオオイルが多く生成される。
ガス状副産物
- 緩慢熱分解により、メタン、一酸化炭素、水素などのガスが発生します。
- これらのガスは、エネルギー源として利用したり、さらに加工して工業用途に利用することができる。
タールと貴重な化学物質
- タールは、複雑な有機化合物を含む粘性のある液体副産物である。
- 緩慢な熱分解により、アセトン、メタノール、酢酸のような貴重な化学物質も生成され、これらを抽出して様々な産業に利用することができる。
バイオマスの種類の影響
- 緩慢熱分解に使用されるバイオマスの種類（木材、農業残渣、藻類など）は、生成物の収量と組成に影響する。
- 例えば、木質バイオマスは、草や葉のバイオマスと比較して、一般的に高いチャー収率をもたらす。
高速熱分解との比較
- 低速熱分解はバイオ炭の生産に重点を置くのに対し、高速熱分解はバイオオイルの生産を最大化することに重点を置く。
- 高速熱分解は、高い加熱速度と短い滞留時間で運転されるため、液体収率は高くなるが、チャー収率は低くなる。
用途と環境上の利点
- 緩慢熱分解から得られるバイオ炭は、土壌の肥沃度や保水性を向上させるために農業に広く利用されている。
- このプロセスは、炭素を安定した形で固定することで炭素隔離に貢献し、温室効果ガスの排出を削減する。
- 木酢液やその他の副産物は、農業や工業における合成化学薬品に代わる持続可能な選択肢を提供する。

要約すると、緩慢熱分解は、主にバイオ炭を生産し、副産物として木酢液、ガス、タールを生産する汎用性の高いプロセスである。このプロセスは、使用するバイオマスの種類に影響され、環境面や産業面で大きなメリットをもたらす。固形チャー生成を重視する点で、液体バイオオイルを優先する高速熱分解とは異なる。

総括表

アスペクト	詳細
主要製品	バイオ炭（チャーまたはバイオコール） - 最大80％の収率、土壌改良と燃料に使用される。
二次製品	木酢液 - 天然の殺虫剤として農業で使用される水性液体。
ガス状副産物	メタン、一酸化炭素、水素 - エネルギーまたは工業用に使用される。
タールと化学物質	タールとアセトン、メタノール、酢酸などの貴重な化学物質。
バイオマスの影響	バイオマスの種類（木材、農業残渣）は製品の収量と品質に影響する。
高速熱分解との比較	低速熱分解はバイオ炭に有利、高速熱分解はバイオオイルに有利。
用途	土壌改良、炭素隔離、再生可能燃料、持続可能な化学物質。