熱分解は、有機物質を原料や運転条件に応じて様々な有用生成物に変換する熱分解プロセスである。熱分解の主な生成物には、固体残渣（チャー、コークス、カーボンブラックなど）、液体生成物（熱分解油やバイオオイルなど）、非凝縮性ガス（合成ガス、水素、メタン、一酸化炭素など）がある。これらの製品は、エネルギー生成、燃料生産、工業用途など、多様な用途がある。これらの製品の具体的な組成と収率は、原料の種類、温度、熱分解方法などの要因によって異なる。
主なポイントを説明する：
-
ソリッド製品
- チャー/コークス/カーボンブラック： これらは、熱分解の際に生成される炭素を多く含む固体残渣である。炭は土壌の質を改善するバイオ炭として農業によく使われ、コークスはブリケット、エネルギー、吸着剤として使われる。タイヤの熱分解の副産物であるカーボンブラックは、ゴム製造や顔料として使用される。
- スチールワイヤー： タイヤの熱分解では、スチールワイヤーが副産物として回収され、産業用にリサイクルできる。
-
液体製品
- 熱分解オイル/バイオオイル： 熱分解の主要な液体生成物で、バイオマス由来の場合はバイオオイルと呼ばれることが多い。有機化合物の複雑な混合物であり、代替燃料として使用したり、さらに精製してバイオディーゼルにすることができる。例えば、タイヤの熱分解では35～45％のオイルが得られるが、プラスチックやゴムのような他の原料では得られるオイルの量が異なる。
- タールと重質油： これらはより重い液体留分であり、工業用途に使用するためにさらなる処理が必要となる場合がある。
-
ガス状製品
- 合成ガス： 水素（H2）、メタン（CH4）、一酸化炭素（CO）、炭化水素（CnHm）などの可燃性ガスの混合物。合成ガスは、熱分解プラント内で熱や電気を発生させたり、化学合成の原料として使用することができる。
- 不燃性ガス： これには二酸化炭素（CO2）と窒素（N2）が含まれ、これらは通常合成ガスから分離され、適切な廃棄または利用が必要となる場合がある。
-
製品収率に影響を与える要因：
- 原料の種類： 原料の種類（バイオマス、タイヤ、プラスチックなど）により、生成される固体、液体、気体の割合は異なる。例えば、タイヤの熱分解では、多量のカーボンブラックとスチールワイヤーが生成されるが、バイオマスの熱分解では、バイオオイルとチャーが多く生成される。
- 温度とプロセス条件： 温度が高いほどガス生成に有利で、低いほど液体や固体の生成物に有利な傾向がある。熱分解方法（緩慢熱分解、高速熱分解、フラッシュ熱分解）の選択も、生成物の分布に影響する。
-
熱分解製品の用途
- エネルギー生成： 熱分解油と合成ガスは、暖房用燃料、発電用燃料、化学プロセスの原料として使用できる。
- 工業用途： カーボンブラックとスチールワイヤーは、製造業における貴重な副産物である。バイオ炭は土壌の肥沃度を高めるために農業で使用される。
- 環境への利点： 熱分解は、タイヤやプラスチックなどの廃棄物をリサイクルし、埋立地の使用と環境汚染を削減することができる。
-
経済的・環境的考察：
- 熱分解の収益性は、熱分解油、カーボンブラック、合成ガスな どの製品に対する市場の需要に左右される。
- 非凝縮性ガスや灰のような副産物の適切な管理は、環境への影響を最小限に抑え、規制を遵守するために不可欠である。
要約すると、熱分解プロセスは、固体残渣（チャー、コークス、カーボンブラック）、液体生成物（熱分解油、バイオオイル）、気体生成物（合成ガス、水素、メタン）など、さまざまな価値のある燃料や材料を生産する。具体的な生成物とその収率は、原料やプロセス条件によって異なるため、熱分解は有機廃棄物を有用な資源に変換するための、多用途で持続可能な方法である。
総括表
| 製品タイプ | 製品例 | アプリケーション |
|---|---|---|
| 固体残渣 | 炭、コークス、カーボンブラック、鋼線 | 農業（バイオ炭）、エネルギー、吸着剤、ゴム製造、産業リサイクル |
| 液体製品 | 熱分解油、バイオオイル、タール | 代替燃料、バイオディーゼル、工業用途 |
| ガス状製品 | 合成ガス、水素、メタン、CO | 熱/発電、化学合成 |
| 収率に影響する要因 | 原料の種類、温度、熱分解方法 | 製品の分布と収率を決定 |
熱分解がどのように廃棄物を価値ある資源に変えるか、ご覧ください。 今すぐ専門家にお問い合わせください !
