Pirolisi

Un paio di giorni fa un vecchio e particolare amico nel mondo del lavoro mi accenna al suo desiderio di "smettere".
Conoscendolo, so bene che il suo "smettere" non vuol dire che se ne starà in pantofole tutto il giorno ma che semplicemente cambierà attività.
Così mi ha parlato di un progetto che sta portando avanti per un reattore a combustibile organico.
Reattore a combustibile organico? Io sono ignorantissima!
Ed eccomi a fare ricerche per capire di cosa stia parlando...

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Reattore di pirolisi
Il reattore entropico consta di tre elementi chiave: un'unita' guida a motore o a turbina, un doppio reattore e un conduttore di acqua raffreddata per raffreddare il syncoal. RDF o altri materiali organici, vengono introdotti nell'estrusore. Poi vengono condotti da due trivelle interne rotanti. Quando i rifiuti solidi raggiungono la temperatura di ebollizione dell'acqua, l'umidità superficiale viene eliminata attraverso il primo scarico. La temperatura continua a salire fino al punto in cui la pirolisi ha inizio, eliminando i gas(CO, CO2, H2, H2O) e il vapore degli olii attraverso il secondo scarico. Una terza sezione di miscuglio alza la temperatura dei rifiuti solidi fino a 550° F circa, rilasciando i vapori addizionali attraverso il terzo scarico. Il prodotto risultante, il syncoal, viene rilasciato dal tratto finale dell'impianto. Il tempo totale del processo e' approssimativamente di 90 secondi.
www.syncoal.com/illustrazione_3.htm

Pirolizzatore CDS 5200HP ad alta pressione con mini reattore catalitico
La tecnologia di pirolisi ad alta pressione consente lo studio, su piccola scala, dei meccanismi di reazione che si instaurano tra i composti pirolizzati (materiali o biomasse), le superfi ci catalitiche e il gas di reazione al variare delle condizioni applicate di temperatura e pressione.
I campioni vengono pirolizzati ad alta pressione (500PSI max), passano attraverso un letto catalitico e vengono raccolti su di una specifica trappola. Il gas vettore può essere o il carrier del sistema GC o un gas di reazione, quale: idrogeno, aria oppure ossigeno.
A pirolisi ultimata, gli analiti vengono trasferiti dalla trappola al GC per la separazione e l'analisi.

Caratteristiche tecniche:
- Per la pirolisi viene utilizzato un elemento riscaldante a resistività, che impiega un fi lamento di platino avvolto a spirale. La temperatura del filamento è programmabile da temperatura ambiente a 1400°C con incrementi di
1°C e le rampe di riscaldamento sono impostabili con range di programmazione da gradi per millisecondi a
gradi per secondo fi no a gradi per minuto.
- La pressione di esercizio applicabile arriva fi no a 500 PSI
- Il catalizzatore presente nel reattore può essere sostituito in base alle specifi che esigenze
- Il sistema permette di effettuare pirolisi o termodesorbimenti multipli su ciascun campione: fino a otto profili diversi di temperatura con start del GC ad ogni singolo step.

Tecniche di pirolisi:
- Pirolisi diretta: pirolisi standard per una analisi Py-GC oppure Py-GC/MS
- Pirolisi con trappola: desobimenti termici a bassa temperatura e pirolisi a temperatura programmata
- Pirolisi con trappola e gas di reazione: pirolisi in atmosfera reattiva come aria o ossigeno
- Pirolisi ad alta pressione con trappola: valutazione delle condizioni di un processo ad elevata temperatura in presenza di un gas di reazione
- Pirolisi con reattore catalitico e con trappola: i prodotti di pirolisi passano attraverso un reattore catalitico
- Pirolisi ad alta pressione con reattore catalitico e con trappola: i prodotti di pirolisi passano attraverso un reattore catalitico ad elevate pressioni
www.srainstruments.com/P_134_Pirolisi.html


La gassificazione è un processo chimico che permette di convertire materiale ricco in carbonio, quale il carbone, il petrolio, o le biomasse, in monossido di carbonio, idrogeno e altri composti gassosi.

Il processo di degradazione termica avviene a temperature elevate (superiori a 700-800 °C), in presenza di una percentuale sotto-stechiometrica di un agente ossidante: tipicamente aria (ossigeno) o vapore. La miscela gassosa risultante costituisce quello che viene definito gas di sintesi (syngas) e rappresenta essa stessa un combustibile. La gassificazione è un metodo per ottenere energia da differenti tipi di materiali organici e trova anche applicazione nel trattamento termico dei rifiuti (a tal proposito vedi gassificatore). L'uso del processo di gassificazione per la produzione di calore presenta alcuni vantaggi rispetto alla combustione diretta, al contempo introduce però complicazioni impiantistiche. Il syngas può essere bruciato direttamente in motori a combustione interna, utilizzato per produrre metanolo o idrogeno, o convertito tramite il processo Fischer-Tropsch in combustibile sintetico. Ad oggi tuttavia impianti che producono combustibili sintetici da gassificazione sono assai poco numerosi ed utilizzano principalmente il carbone come materia prima. La gassificazione può anche utilizzare materie prime altrimenti poco utili quali combustibili, come i rifiuti organici. Inoltre, il processo di gassificazione permette di togliere con le ceneri elementi altrimenti problematici per la successiva fase di combustione, quali ad esempio cloro e potassio, consentendo la produzione di un gas molto pulito.

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La combustione dei combustibili fossili è attualmente ampiamente utilizzata su scala industriale per produrre energia elettrica. Però, considerato che quasi ogni tipo di materiale organico può essere utilizzato quale materia prima per la gassificazione, come il legno, la biomassa, o persino la plastica, questa può essere una tecnologia utile nell'ambito dell'incremento del contributo fornito dall'energia rinnovabile. Al processo di gassificazione della biomassa, come agli altri processi di combustione, potrebbero venire applicate tecnologie per il sequestro delle emissioni di anidride carbonica.

La gassificazione si fonda su processi chimici che avvengono a temperature superiori ai 700 °C, il che la differenzia dai processi biologici quali la digestione anaerobica che produce biogas a temperature di poco superiori a quella ambiente.

Il processo di gassificazione fu originariamente sviluppato negli anni 1800 per produrre gas di città per l'illuminazione e per cucinare. Il gas naturale e l'elettricità rimpiazzarono successivamente il gas di città per queste applicazioni, ma il processo di gassificazione è stato utilizzato per la produzione di prodotti chimici sintetici e di combustibili fin dagli anni 1920.

I generatori a gas di legna, ovvero i gassogeni, furono utilizzati per fornire energia ai veicoli a motore in Europa durante lo scarseggiare dei combustibili nel periodo della seconda guerra mondiale.


 

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Impianto di gassificazione a Güssing (Austria).


La gassificazione su scala industriale è attualmente principalmente utilizzata per produrre elettricità da combustibili fossili come il carbone, con il syngas prodotto che viene bruciato in una turbina a gas (opportunamente modificata) o in motori alternativi recuperati di grande taglia.

La gassificazione è industrialmente utilizzata anche per la produzione di elettricità utilizzando cicli combinati integrati di gassificazione (IGCC). L'IGCC è anche un metodo più efficiente per la cattura della CO2, in confronto alle tecnologie convenzionali. Impianti dimostrativi a cicli combinati integrati sono stati operativi sin dagli anni 1970 e alcuni degli impianti costruiti negli anni 1990 sono adesso divenuti commerciali. È anche possibile sfruttare i prodotti di gassificazione come materie prime per la produzione di ammoniaca e combustibili liquidi; vi è inoltre la possibilità di produrre metano e idrogeno per celle a combustibile.

Nell'arco degli ultimi anni, sono state sviluppate tecnologie di gassificazione che utilizzano rifiuti plastici. In Germania un impianto tedesco adotta una tale tecnologia su larga scala per convertire i rifiuti plastici in metanolo, previa produzione di syngas.

Gassificatori su piccola scala di biomasse agricole sono largamente diffusi in India, specialmente nello stato di Tamil Nadu. La maggior parte delle applicazioni riguarda sistemi a 9 kW di capacità utilizzati per pompare l'acqua potabile (con un risparmio di circa il 70% del costo rispetto alla classica rete elettrica) e per l'illuminazione stradale.

La gassificazione può utilizzare all'incirca qualsiasi materiale organico, incluse le biomasse e i rifiuti plastici. Il syngas prodotto brucia producendo vapor d'acqua e diossido di carbonio. Alternativamente, il syngas può essere convertito in metano tramite la reazione di Sabatier, o in combustibile sintetico simile al gasolio tramite il processo Fischer-Tropsch. I componenti inorganici presenti nella materia prima di alimentazione, come i metalli e i minerali, restano "intrappolati" in una forma di cenere inerte e sicura dal punto di vista ambientale che trova uso come fertilizzante.

Trascurando la tipologia di combustibile finale prodotto, la gassificazione stessa e i successivi processi correlati non emettono né sequestrano gas serra quali il diossido di carbonio, non influenzando in tal modo il bilancio del carbonio. Ovviamente i processi di combustione del syngas o dei combustibili prodotti portano alla formazione di anidride carbonica. Ad ogni modo, la gassificazione della biomassa può avere un ruolo significativo nell'ambito dell'energia rinnovabile, in quanto la produzione di biomassa rimuove l'emissione di CO2 in atmosfera. Anche altre tecnologie che producono biogas e biodiesel hanno un bilancio neutro del carbonio, ma la gassificazione può utilizzare una più ampia varietà di materie prime e produrre anche una più ampia varietà di combustibili, risultando un metodo estremamente efficiente per estrarre energia dalla biomassa. La gassificazione della biomassa è quindi una delle tecnologie più versatili ed economiche nell'ambito delle energie rinnovabili.

Attualmente la gassificazione delle biomasse su scala industriale è poco diffusa nel mondo. Il Renewable Energy Network Austria (RENET)si è fatto promotore di diversi impianti dimostrativi di gassificazione delle biomasse, incluso un impianto a doppio letto fluido che fornisce la città di Güssing di 2 MW di elettricità e 4 MW di energia termica, sfruttando pezzetti di legno, sin dal 2002.
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http://it.wikipedia.org/wiki/Gassificazione


...che fatica...
però "qualcosa" ho capito!
sono un pò meno ignorante di prima!


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