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記事Updated on18/02/20By Susha Cheriyadath

熱分解は、酸素の非存在下で高温で有機材料を化学的に分解するプロセ このプロセスは、通常、430°C(800°F)以上の温度および加圧下で行われます。 それは同時に、物理相および化学組成の変化を含み、不可逆的なプロセスである。 熱分解という言葉は、火を意味するギリシャ語の”pyro”と分離を意味する”lysis”から造語されています。熱分解は、有機材料を灰と炭素、少量の液体とガスを含む固体残渣に変換するために一般的に使用されます。

熱分解は、有機材料を灰と炭素を含む固体残渣に変換するために使用されます。 一方、極端な熱分解は、残留物として炭素を生成し、プロセスは炭化と呼ばれます。 加水分解および燃焼のような他の高温プロセスとは異なり、熱分解は水、酸素または他の試薬との反応を伴わない。 しかしながら、無酸素環境を達成することは事実上不可能であるので、少量の酸化は、いかなる熱分解システムにおいても常に起こる。

熱分解反応の種類

バイオマスの処理時間と温度によって区別される熱分解反応には三つのタイプがあります。

遅い熱分解

遅い熱分解は長い固体およびガスの滞留時間、低温および遅い生物量の暖房率によって特徴付けられます。

遅い熱分解 このモードでは、加熱温度は毎秒0.1〜2°C（32.18〜35.6°F）の範囲であり、一般的な温度はほぼ500°C（932°F）です。 ガスの滞留時間は五秒以上であり、バイオマスの滞留時間は数分から数日の範囲であり得る。

遅い熱分解の間に、タールおよび木炭は生物量がゆっくり脱揮発すると同時に主要なプロダクトとして解放されます。 再重合/再結合反応は、一次反応が起こった後に起こる。

フラッシュ熱分解

フラッシュ熱分解は、急速な加熱速度と400-600°C（752-1112°F）の間の適度な温度で発生します。 しかし、このプロセスの蒸気滞留時間は2秒未満であり、フラッシュ熱分解は、ゆっくりとした熱分解と比較して、ガスおよびタールの量が少ない。

高速熱分解

このプロセスは、主にバイオ石油とガスを生産するために使用されます。 プロセスの間に、生物量は生物オイルまたはガスプロダクトの望ましい量によって650から1000°C（1202から1832°F）の温度に急速に熱されます。 Charは大量に蓄積され、頻繁に削除する必要があります。

マイクロ波熱分解

高速熱分解は、マイクロ波加熱の使用から利益を得ることが示されています。 バイオマスは通常、マイクロ波放射を非常によく吸収し、材料の加熱を非常に効率的にします-食品のマイクロ波加熱と同様に、熱分解反応を開始するのにかかる時間を短縮し、プロセスに必要なエネルギーを大幅に削減することができます。 マイクロ波加熱は全体の温度がはるかに低い（時には200-300℃）で熱分解を開始することができるため、生産されたバイオオイルには、より熱的に不安定で高価の化学物質がより高い濃度で含まれていることが判明しており、マイクロ波バイオオイルは、いくつかの化学プロセスの原料として原油の代替品として使用できることが示唆されている。

業界で使用される熱分解反応器の種類

熱分解プロセスで使用される反応器のいくつかは、以下を含みます:

バブリング流動層Pyrolyzers

流動層は、他の反応器タイプと比較して、一般的に構築し、設計するのが簡単です。 バブリング流動層熱分解装置は、大きな蓄熱容量、より良い温度制御、優れた熱伝達特性、およびより良いガス-固体接触を有する。 この熱分解器では、蒸気および固体の滞留時間は流動性になるガスの流動度によって制御される。 熱分解反応の間、チャーは分解蒸気中の触媒として作用する。 チャーは最終的に巻き込みプロセスによって収集されます。

循環流動層および輸送層

循環流動層熱分解装置は、蒸気およびチャーの滞留時間がより高いガス速度のためにより速いことを除いて、バブリング層熱分解装置と同様の特性を有する。 これらの熱分解装置は、より良好な気体-固体接触、高い処理能力および気泡流動層中で流動化するのに十分困難である凝集固体に対処する可能性を有

Ablative Pyrolyzer

ablative pyrolyzerは、一方で、熱いリアクター壁から伝達される熱が圧力の下で原料を柔らかくするように設計されていました。 反応速度がバイオマス粒子を介した熱伝達の影響を受けないため、この熱分解装置では大きな原料粒子を熱分解することができる。 これらの熱分解装置は、反応器壁と粒子との間の高い相対運動および高温反応器壁上の粒子の高圧を保証する。 それは不活性ガスの必要性を避け、それ故にプロセス用機器は小さく、反作用システムはより強いです。

熱分解の利点は何ですか？

熱分解の主な利点は次のとおりです。

• これは、多種多様な原料を処理するためのシンプルで安価な技術です。

  熱分解の主な利点は、次のとおりです。

  • 埋立地に行く廃棄物や温室効果ガスの排出量を削減します。
  • これは、水質汚染のリスクを低減します。
  • これは、国内資源からエネルギーを生成することにより、輸入されたエネルギー資源への国の依存を減らす可能性があります。
  • 現代の熱分解技術の助けを借りて廃棄物管理は、埋立地への処分よりも安価です。
  • 熱分解発電所の建設は比較的迅速なプロセスです。
  • これは、順番に廃棄物のクリーンアップを通じて公衆衛生上の利益を提供し、地域で発生した廃棄物の量に基づいて、低所得の人々のためのいくつかの

  熱分解のアプリケーション

  熱分解の主要なアプリケーションのいくつかは、次のとおりです。

  • これは、広く木材からメタノール、活性炭、炭や他の物質を製造するために化学工業で使用されています。
  • 熱分解を使用して廃棄物の変換から生成された合成ガスは、電気を生産するためのガスまたは蒸気タービンに使用することができます。
  • 熱分解性廃棄物から得られた石、土壌、セラミックス、ガラスの混合物は、建築材料-建設スラグとして、または埋立カバーライナーを充填するために使用す
  • これは、炭素14年代測定および質量分析において主要な役割を果たしています。
  • また、カラメル化、グリル、フライ、ベーキングのようないくつかの調理手順にも使用されます。