熱分解油は、酸素含有炭化水素と水の複雑な混合物から構成されているため、含水率は通常20～30重量％である。この高い含水率は、高い酸素含有量（最大40重量％）と相まって、低発熱性、揮発性の低さ、高粘度といった熱分解油特有の性質を生み出している。また、熱分解油は熱的に不安定で、腐食性があり、重合しやすいため、精製や改良を行わずに燃料として直接使用することは制限されている。含水率やその他の特性は、原料や熱分解条件によって変化するが、含水率が熱分解油の特徴であることに変わりはない。
キーポイントの説明
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熱分解油の含水率:
- 熱分解油にはかなりの割合の水が含まれており、一般的には 20-30重量 .この高い含水率は、バイオマスを酸素を含む炭化水素と水の混合物に分解する熱分解プロセスの結果である。
- 水分の存在は、エネルギー密度、粘度、安定性など、オイルの特性に影響を与える。
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水分が熱分解油の特性に与える影響:
- 低位発熱量:高い含水率は、熱分解油のエネルギー密度を低下させ、その結果、従来の化石燃料に比べて発熱量が低くなる。
- 高粘度:水はオイルの高粘度化に寄与し、オイルの流動性を低下させ、取り扱いを難しくする。
- 熱的不安定性:酸素を含む化合物とともに水が存在すると、熱分解油は熱的に不安定になり、重合と経時的な粘度上昇を引き起こす。
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組成と特徴:
- 熱分解油は、酸素を含む有機化合物、ポリマー、水の複雑な混合物である。最大で 40重量％の酸素を含む そのため反応性が高く、腐食性がある。
- オイルには、低分子化合物（ホルムアルデヒド、酢酸など）から高分子化合物（フェノール、アンヒドロ糖、オリゴ糖など）まで、幅広い化学物質が含まれている。
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応用と限界:
- 熱分解油は主にボイラーや炉の燃料として使用されるが、含水率が高く不安定なため、エンジンやタービンへの直接使用は制限されている。
- 水分を減らし、安定性を向上させる蒸留や触媒を使ったアップグレードプロセスにより、ディーゼルやその他の燃料に精製することができる。
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規格と品質管理:
- 熱分解油の生産量は限られており、ばらつきがあるため、熱分解油に関する確立された規格はほとんどない。しかし、ASTMは熱分解油の特性評価と使用に関するいくつかのガイドラインを提供している。
- 熱分解油の品質は、熱分解プロセスで触媒を使用することにより向上させることができ、含水率を下げ、安定性を高めることができる。
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化石燃料との比較:
- 熱分解油はディーゼル燃料に近い粘度と発熱量を持つが、硫黄含有量が高く、引火点が低い。
- 水分と酸素を多く含むため化石燃料と混ざりにくく、既存の燃料システムでの直接混合や代替が制限される。
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取り扱いと貯蔵に関する注意事項:
- 熱分解オイルは腐食性があり、水分を多く含むため、劣化や安全上の危険を防ぐために、特別な保管・取り扱い設備が必要である。
- 熱分解オイルは、時間の経過とともに不安定になるため、粘度の上昇や重合などの問題を避けるために慎重な管理が必要である。
熱分解油の含水率とその影響を理解することで、購入者は、その使用、保管、特定の用途への改良の可能性について、十分な情報を得た上で決定することができる。
要約表
| アスペクト | 詳細 |
|---|---|
| 含水率 | 20-30重量 |
| 酸素含有量 | 最大40重量 |
| 主な特性 | 低発熱性、高粘度、熱不安定性、腐食性 |
| 用途 | 主にボイラーや炉で使用され、エンジン用には精製が必要 |
| 保管条件 | 劣化と安全上の危険を防止するための特別な装置 |
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