Conversione termochimica
La conversione termochimica dell’energia presente nelle
biomasse vegetali può essere ottenuta con diversi processi,
quali combustione, pirolisi e gassificazione.
Combustione
Da un punto di vista termodinamico è un processo di
conversione dell’energia chimica del combustibile (biomasse)
in calore.
Il calore si genera grazie alla reazione di ossidazione del
carbonio in presenza di ossigeno secondo la reazione:
C + O2 = CO2 + calore
L’energia ottenibile dalla combustione della biomassa è
espressa dal suo potere calorifico inferiore. E’
fondamentale il contenuto di umidità delle biomasse
utilizzabili come combustibile (arboree ed erbacee
poliennali) perché se elevato può renderne sconveniente
l’impiego.
Processo di combustione di
biomasse lignocellulosiche (da L’Informatore Agrario,
modificato)
Pirolisi
E’ un processo di conversione termochimica della materia
organica, chiamata anche distillazione a secco, che si basa
sulla trasformazione della biomassa a opera del calore in
forte carenza di ossigeno. La pirolisi si può applicare a
qualsiasi materiale organico purché a basso contenuto di
acqua (<15%). Il materiale viene portato a temperature
comprese tra 200 e 1000°C immettendo, talvolta, opportune
quantità di ossigeno che consentono l’innesco di una
parziale combustione che porta ad un aumento della
temperatura. Come risultato finale si ottengono prodotti
gassosi, liquidi e solidi in percentuale dipendente dai
parametri di reazione.
Si sono sviluppati tre tipi di pirolisi:
-
Pirolisi Lenta ottenuta con temperature inferiori a
600°C e un lungo periodo di permanenza a tali
temperature.
Il prodotto principale ottenuto è un
carbone da legna che rappresenta circa il 30% della
sostanza secca iniziale;
- Pirolisi Veloce ottenuta con temperature tra 500 e
600°C. Si hanno prodotti gassosi che raggiungono l’80%
del peso iniziale;
- Flash
Pirolisi con temperature sui 650°C e tempi di
permanenza molto ridotti, inferiori ad 1 secondo, per
ottenere un 60% di prodotti liquidi.
Gassificazione
E’ un processo fisico-chimico per mezzo del quale si
trasforma un combustibile solido (legno, biomasse vegetali
in genere) in un combustibile gassoso. Il processo consiste
in un’ossidazione incompleta dei composti carboniosi portati
ad elevata temperatura (circa 1000°C) in ambiente carente di
ossigeno. Il gas ottenuto, chiamato syngas, può essere
utilizzato direttamente per alimentare motori a combustione
interna utilizzabili per la produzione di energia elettrica.
Il syngas è una miscela di azoto, metano, idrogeno,
monossido di carbonio ed altri gas.
Dalla gassificazione delle biomasse legnose si può ottenere,
a costi relativamente bassi, l’idrogeno da utilizzare, per
esempio, nelle celle a combustibile.
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