高速熱分解は、バイオマスを急速に加熱してバイオオイルを製造するプロセスである。
このプロセスでの木炭収率は、通常約12wt.%である。
この収率は、乾燥バイオマス重量の30%に達することもある緩慢熱分解で得られる収率よりかなり低い。
高速熱分解の収率が低い主な理由は、木炭ではなくバイオオイルの生産に最適化されたプロセス条件にある。
高速熱分解の木炭収率とは？(12wt.%の説明)
1.プロセス条件
高速熱分解では、バイオマスは中温（約 500 ℃）まで急速に加熱され、熱分解蒸気の滞留時間は通常 1 秒未満と非常に短い。
この急速加熱と短い滞留時間は、生成物分布の約75wt％を占めるバイオオイルの生成を最大化するように設計されている。
このプロセスには、バイオオイルを効果的に凝縮させるために、熱分解蒸気の迅速なクエンチも含まれる。
2.チャー収率
高速熱分解中に生成するチャーは、炭素、酸素、水素、窒素からなる固体の副産物である。
チャー収率は10～20wt.%と幅があるが、高速熱分解の場合、通常12wt.%程度である。
このチャーは、家庭用燃料としての着火性を維持するために低温で製造され、揮発分を多く含む緩慢熱分解で製造される木炭とは異なる。
3.トレードオフ
高速熱分解における木炭の収率の低さは、バイオオイルの生産量の高さとトレードオフの関係にある。
高速熱分解で生成されるバイオオイルは、低pH、低発熱量、揮発性の低さ、高粘度、高酸素含有量などの特性を持つ。
これらの特性は、熱分解プロセスで触媒を使用することで改善できる。
4.まとめ
要約すると、高速熱分解における木炭収率は、プロセス条件がバイオオイル生産に最適化されているため、低速熱分解よりも著しく低い。
高速熱分解で生成される炭は副産物としてはわずかであり、バイオマスの大部分はバイオオイルとガスに変換される。
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