合成ガス生産の経路
合成ガスは、バイオマスの熱化学変換を通じて主に以下の経路で生成されます:
合成ガス(シンガス)は、主に水素(H₂)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO₂)からなる混合ガスであり、通常メタン(CH₄)も含まれます。
合成ガスの核心的価値は、H₂とCOの成分にあり、これらは不可欠な化学原料およびエネルギー担体です。H₂/CO比は合成ガス品質を評価する重要な指標であり、異なる下流用途では異なる比が必要です。例えば、メタノール合成では通常、H₂/CO比は約2:1が必要であり、フィッシャー・トロプシュ合成では約2.1:1が必要ですが、カルボニル化プロセスではより低いH₂/CO比が必要です。
合成ガスは、バイオマスの熱化学変換を通じて主に以下の経路で生成されます:
純粋な熱分解条件下(完全に酸素のない環境)では、バイオマスは熱分解して直接揮発性ガスを生成します。これらのガスには、一次熱分解生成物と二次分解生成物が含まれます。
低温では、ガス生成物は主にバイオマス成分の初期分解に由来し、水素含有量が比較的低く、メタンや軽質炭化水素の割合が比較的高くなります。温度が上昇すると、タールが二次分解を受け、水素と一酸化炭素の濃度が大幅に増加します。
ガス化は、制限された酸素または水蒸気の存在下でバイオマスを可燃性ガスに変換する制御された酸化プロセスです。
最初に、バイオマスは熱分解ゾーンで熱分解を受け、タール、ガス、バイオチャーを生成します。これらの生成物はその後、酸化および還元ゾーンでガス化剤(空気、酸素、水蒸気、またはそれらの組み合わせなど)と反応し、主に水素(H₂)と一酸化炭素(CO)からなる合成ガスにさらに変換されます。