緩慢熱分解は、比較的低温、通常は500℃以下で、毎秒0.1～2℃または毎分1～30℃の緩慢な加熱速度で行われる熱分解プロセスである。このプロセスは、ガスやその他の熱分解生成物の滞留時間が長いため、主に炭素が豊富な固体物質であるバイオ炭の製造に使用される。低温で加熱速度が遅いため、バイオマスの分解がより制御され、バイオオイルやガスなどの他の生成物よりもバイオ炭の形成が促進される。このプロセスは、酸素が制限された、または酸素を含まない環境、多くの場合大気圧で実施され、通常、生成ガスの燃焼やバイオマス原料の部分燃焼などの外部エネルギー源によって維持される。
主要ポイントの説明
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低速熱分解の温度範囲:
- ゆっくりした熱分解は低温で起こる。 500℃以下 .この範囲であれば、主要生成物としてのバイオ炭の形成は確実である。
- 文献は一貫して 450℃以下 がバイオ炭製造に最適であり、上限は約 500°C .
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暖房料金:
- 低速熱分解の加熱速度は以下の通りである。 遅い 通常 毎秒0.1～2°C または 1～30℃/分 .このように加熱速度を遅くすることで、より制御された熱分解プロセスが可能になる。
- 遅い加熱速度は、バイオマスが揮発性のガスや液体ではなく、固体の炭化物に分解するのに十分な時間を提供するため、バイオ炭の収率を最大化するために非常に重要です。
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一次製品バイオ炭:
- 緩慢熱分解の主生成物は バイオ炭 炭素を多く含む固体物質。これは、低温で加熱速度が遅い場合、ガスやその他の熱分解生成物の滞留時間が長いためである。
- この文献は、以下のことを強調している。 低温（450℃以下） および 遅い加熱速度 このプロセスでは主にバイオ炭が得られる。
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プロセス環境:
- 低速熱分解は、酸素が制限された、または酸素のない環境で行われる。 酸素制限または無酸素環境 .これにより燃焼を防ぎ、バイオマスが燃焼ではなく熱分解を受けるようにする。
- このプロセスは通常 大気圧 必要な熱は、生成ガスの燃焼やバイオマス原料の部分燃焼などの外部エネルギー源から供給されることが多い。
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他の熱分解タイプとの比較:
- 高速熱分解:高温（800℃以上）で加熱速度が速く、主にガスを発生する。
- 中間熱分解:中間の温度（約500～600℃）で比較的高い加熱速度で行われ、主にバイオオイルを生産する。
- 緩慢熱分解:バイオ炭の生成に重点を置き、低温でゆっくりとした加熱速度が特徴。
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滞留時間:
- ゆっくりとした熱分解 長い滞留時間 数日に及ぶ可能性もある。この長い滞留時間により、バイオマスはバイオ炭とタールに完全に熱分解される。
- 長い滞留時間は、バイオマスが制御された条件下で完全に分解されることを保証するため、バイオ炭の高収率の重要な要因である。
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バイオ炭の用途:
- 緩慢な熱分解から生成されるバイオ炭は、土壌改良、炭素隔離、再生可能エネルギー源など様々な用途がある。
- バイオ炭の品質と特性は、熱分解プロセス中の温度と加熱速度を調整することによって調整することができる。
要約すると、緩慢熱分解の特徴は、低い温度範囲（500℃以下）、緩慢な加熱速度（毎秒0.1～2℃または毎分1～30℃）、長い滞留時間であり、これらすべてがバイオ炭の高い収率に寄与している。このプロセスは、酸素が制限された環境、多くの場合大気圧で行われ、外部エネルギー源によって維持される。これらのパラメータを理解することは、バイオ炭の製造を最適化し、熱分解プロセスの効率を確保するために極めて重要である。
要約表
| パラメータ | 詳細 |
|---|---|
| 温度範囲 | 500℃以下（最適：450℃以下） |
| 加熱速度 | 0.1～2℃/秒または1～30℃/分 |
| 一次製品 | バイオ炭（炭素が豊富な固体物質） |
| プロセス環境 | 酸素制限または無酸素、大気圧 |
| 滞留時間 | 長い（数日間） |
| バイオ炭の用途 | 土壌改良、炭素隔離、再生可能エネルギー源 |
| エネルギー源 | 外部（発生ガスの燃焼やバイオマスの部分燃焼など） |
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