バイオ炭の製造には様々なリアクター構成があり、それぞれに利点と限界がある。どのリアクターを選択するかは、望まれる製品の品質や生産効率などいくつかの要因に依存する。
バイオ炭製造ではどのリアクター構成が好ましいか？(考慮すべき4つのキーファクター)
1.固定床熱分解リアクター
単純なバイオ炭製造には、固定床熱分解リアクターが一般的である。ピットキルン、マウンドキルン、レンガキルン、輸送可能なメタルキルン、ミズーリ型チャコールキルン、連続式マルチハースキルンなどである。
これらの反応炉は、空気供給なしで運転されるため、CO₂排出が減少し、原料からのエネルギー損失が減少する。その結果、バイオ炭やバイオガスのようなエネルギー豊富な製品が得られる。
これらの反応器の温度を維持するのに必要なエネルギーは、ガス状反応生成物を燃焼させることで賄うことができる。
これらの反応器からの収量の約25～35％はバイオ炭である。
2.高品質バイオカーのための緩慢熱分解
農業用に適した高品質のバイオ炭を製造するには、多くの場合、緩慢熱分解が最適である。このプロセスでは、酸素が制限された、あるいは酸素を含まない環境下で、大気圧でバイオマスを加熱する。
一般的な加熱速度は毎分1～30℃である。プロセス熱は通常、発生ガスの燃焼やバイオマス原料の部分燃焼のような外部供給源から供給される。
緩慢熱分解からのバイオ炭収率は、乾燥原料重量ベースで通常最大30％である。バイオ炭の収率と特性は、バイオマス原料、加熱速度、熱分解温度、蒸気滞留時間などの要因に依存する。
熱分解反応器の最高処理温度（HTT）が最終製品の特性に最も大きな影響を与える。
3.バイオマス原料のバッチ処理
熱分解に必要な熱は、バイオマスの一部を空気と共に燃焼させることで生成される。この方法は炭焼き窯で一般的に使用され、ゆっくりと熱分解を行う。
副産物としてタールも得られるが、主に木炭製造に有用である。
4.不活性燃焼ガスを使った工業生産
工業的規模の生産では、原料は酸素が全くない状態で不活性燃焼ガスによって加熱される。この方法によって、高い処理能力を持つ連続プロセスが可能になり、30重量％以上の効率を達成することができる。
熱分解は重油の燃焼によって開始されるが、バイオマスから可燃性ガスが放出されると、それが油の代わりに燃焼される。この連続プロセスにより、排出ガスを注意深く制御することができる。
5.不活性固体材料を使用する流動床燃焼器（FBC）
第三の方法は、流動床燃焼器（FBC）の砂のような不活性固体物質を、熱分解中のバイオマスを加熱するエネルギー担体として使用するものである。この方法は、バイオマスを高速で加熱するのに適しており、特にガスや液体生成物の収率を重視する場合に適しています。
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