熱分解とは、高分子物質や有機物質を、酸化環境のない状態で温度の作用により熱分解させる方法である。このプロセスは、プラスチック、タイヤ、バイオマスなどの固形廃棄物を、ガス、液体、固体（合成ガス、バイオオイル、バイオ炭）などの有用な生成物に変換するために、廃棄物処理に利用されている。これらの製品は、輸送用燃料、土壌改良、活性炭製造、発電など、さまざまな目的に利用することができる。
熱分解プロセスでは、酸素のない状態で廃棄物を高温（通常450～550℃）に加熱する。この熱分解の結果、3つの主な生成物、すなわち液体生成物、コークス残渣、ガスが生成される。これらの生成物の収率は、プロセス条件と処理原料の特性に依存する。高温の場合、主な生成物は熱分解ガスで、これは高分子有機化合物が低分子有機化合物に完全に熱分解して生成される。これとは対照的に、低強度で圧力が高い場合、主な生成物はコークス残渣やチャーで、中間生成物からの合成や縮合といった二次的・三次的プロセスから形成される。
熱分解は、廃棄物を減らし、価値ある製品に変換するための有望な方法と考えられている。しかし、エネルギー集約的であり、効率的であるためには特定のプロセス条件が必要である。固形廃棄物管理における熱分解の利用は、埋立地に送られる廃棄物の量を減らし、廃棄物処理による環境への影響を減らすのに役立つ。さらに、熱分解は、プラスチックやゴムなどの廃棄物の流れから貴重な材料を回収することができ、バージン原料の必要性を減らし、経済的利益をもたらす。
都市固形廃棄物（MSW）管理の文脈では、熱分解は、ロータリーキルン、回転炉床炉、流動床炉などの熱分解炉で残りの廃棄物を処理する前に、ガラス、金属、不活性物質を機械的に準備・分離することから始まる。この処理には、分解に必要な高温を維持するための外部熱源が必要である。熱分解は比較的小規模で実施できるため、輸送や取り扱いのコストを削減できる可能性がある。このプロセスは吸熱性であり、プロセス熱要件を満たすのに十分な伝熱面が必要であるため、伝熱はこのプロセスの重要な側面である。
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