緩慢加熱・低温熱分解は、緩慢熱分解または炭化とも呼ばれ、有機物を酸素のない環境で徐々に加熱するプロセスである。その結果、主な生成物として木炭が生成される。このプロセスは、低温、ゆっくりとした加熱速度、固体・気体ともに長い滞留時間が特徴です。
5つの主要ステップ
1.加熱と温度制御
緩慢熱分解では、バイオマスはゆっくりと加熱される。これにより、揮発物質の放出を制御することができる。気体や液体のような他の生成物よりも木炭の生成を優先するため、温度は500℃前後と比較的低く保たれる。このゆっくりとした加熱速度は、得られる木炭の炭素構造の完全性を維持するのに役立つ。
2.滞留時間
気体では5秒以上、固体では数分から数日にもなる滞留時間の延長が、このプロセスでは重要である。熱分解条件に長時間さらされることで、バイオマスの主成分(主に木炭)への完全分解が促進され、ガスや液体の発生が最小限に抑えられる。
3.製品の形成
緩慢な熱分解の間、バイオマスは脱揮を受け、主な生成物としてタールとチャーを放出する。一次反応の後、再重合または再結合反応が起こり、チャー構造の安定化と炭素含有量の向上に役立つ。
4.技術的実施
緩慢熱分解のプロセスは、低温(200~300℃)で実施される場合、焙焼とも呼ばれる。この方法では、バイオマスは数時間から数日かけてゆっくりと加熱され、炭素構造を堅固に保ちながら揮発分を放出する。このプロセスは、水分やその他の揮発性成分を除去するだけでなく、固体材料を疎水性にし、貯蔵特性を向上させる。
5.製品の回収とろ過
緩慢熱分解では液体生成物の生成量が少ないため、回収システムはバイオオイルを効率的に捕捉・回収するように設計されている。濾過システムは、バイオオイルに残存する固形物や不純物を除去し、その品質と有用性を確保するために採用されることが多い。
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