温度制御熱分解は、酸素のない状態で起こる熱分解プロセスである。有機物を制御された温度で加熱し、化学構造を分解する。このプロセスは、バイオマスをチャー、バイオオイル、ガスなど、より有用な形態に変換するために極めて重要である。
温度制御熱分解に関する5つの重要な洞察
1.温度範囲と制御
熱分解は通常、400～550℃の温度範囲で行われる。しかし、さらに高温で行うこともできる。このプロセスは、目的の生成物が効率的に得られるよう、綿密に制御される。
例えば、熱分解の穏やかな形態である焙焼は、低温（200～300℃）で行われる。バイオマスの質量を減らしながらエネルギー含有量を維持するため、加熱速度を遅くする。
2.プロセスの力学
熱分解の際、バイオマスは制御された環境、多くの場合は炉内のチャンバー内で加熱される。炉内の加熱エレメントが温度を調節し、指定された範囲内に保たれるようにする。
バイオマスが加熱されると、熱分解が起こり、気体、液体、固体に分解される。通常、ガスと液体は回収され冷却されるが、固形物（チャー）は炉内に残されるか、さらなる処理のために取り出される。
3.熱分解反応の種類
低速熱分解
加熱速度が遅く、固体とガスの滞留時間が長い。温度は毎秒0.1～2℃と比較的低く、プロセスは数分から数日かかる。主な生成物はタールとチャーで、バイオマスの初期分解後に再重合反応によって生成される。
高速熱分解
低速熱分解とは対照的に、高速熱分解ではバイオオイルの収量を最大化するため、高温と短い滞留時間を使用する。この方法はより積極的であり、バイオマスの過分解を防ぐため、温度と加熱速度を正確に制御する必要がある。
4.化学的および物理的変化
熱分解の特徴は、バイオマスの化学的および物理的変化である。化学的変化には、炭素-炭素結合の切断や炭素-酸素結合などの新しい結合の形成が含まれる。物理的には、バイオマスは固体状態から気体、液体、固体残渣（チャー）などの様々な生成物に変化する。
5.用途と利点
温度制御熱分解の制御された性質により、バイオ燃料用のバイオオイルや土壌改良用のチャーなど、特定の製品のオーダーメイド生産が可能になる。このプロセスはまた、バイオマスの貯蔵特性を向上させ、疎水性にして長期貯蔵に適するようにする。
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