Si è preso in esame il brevetto datato 22 Aprile 1968, riguardante la gassificazione del carbonio, un processo chimico volto a convertire combustibile carbonioso in energia.
La gassificazione del carbonio avviene, in primo luogo, tramite la gassificazione del combustibile solido in questione, un potenziale esempio può essere il coke petrolifero, per ossidazione parziale e porta alla produzione di monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2), detti gas di sintesi.
La reazione avviene in una zona mantenuta ad una temperatura autogena compresa tra i 1800 e i 3000 F e, in particolare, si verifica più velocemente se le temperature sono portate sopra il punto di fusione delle ceneri del combustibile carbonioso scelto.
L’andamento della reazione avviene mediante tre sottoprocessi chimici: la pirolisi, in cui il materiale carbonioso viene riscaldato in presenza di ossigeno e porta alla produzione di calore e composti gassosi ossidati; la combustione, dove i prodotti volatili e parte del carbone reagiscono con l’ossigeno producendo anidride carbonica e monossido di carbonio; la gassificazione, reazione nella quale il carbone entra in contatto con l’anidride carbonica e vapore acqueo producendo monossido di carbonio e idrogeno.
La gassificazione del carbonio ruota intorno a quattro tipi di gassificatori, dispositivi principali del processo:
il gassificatore a letto fisso contro-corrente, detto “up draft”; il gassificatore a letto fisso equi-corrente, detto “down draft”; il gassificatore a letto fluido;il gassificatore a letto trascinato.
Il gassificatore "up draft", che non gode di una produttività elevata, è costituito da un letto fisso in cui il combustibile viene fatto scorrere mediante un flusso di gassificante (vapore, ossigeno, aria) contro-corrente.Il metodo di applicazione del gassificatore "down draft", la cui produzione è paragonabile a quello precedentemente descritto, è simile al sistema "up draft", se non fosse che il flusso di gassificante viene immesso in equi-corrente verso il basso col combustibile: il gas prodotto risulta più pulito.
Il gassificatore a letto fluido consiste, invece, in un sistema dinamico simil-fluido composto dal combustibile e il gassificante, sfruttando un letto di sabbia: la produttività di questo dispositivo è superiore rispetto ai corrispondenti "a letto fisso".
Il quarto tipo di gassificatore, a letto trascinato, è costituito utilizzando agenti nebulizzanti e ossigeno in regime di equi-corrente. Per far avvenire il processo sono necessarie temperature superiori ai 2000°C, che comportano da una parte maggiore produttività rispetto ai sopradescritti, dall'altra minore efficienza termica. Inoltre, il gas deve essere fatto raffreddare prima di essere sottoposto ad azioni pulenti.
L’origine di questo dispositivo risale alla prima metà del diciannovesimo secolo e contribuì particolarmente alla rivoluzione urbanistica, producendo il gas di città, che veniva usato sia nell’illuminazione pubblica, sia nelle cucine dei cittadini, precedentemente all’avvento del gas naturale e dell’energia elettrica. Rimase, inoltre, attivo durante la Seconda Guerra Mondiale nella produzione di prodotti chimici sintetici e combustibili.
Nonostante venisse usato già nell’‘800 il gassificatore di carbonio fu brevettato solo nella seconda metà del ‘900 da Warren G. Schlinger, laureato nel 1953 in ingegneria meccanica e chimica al California Institute of Technology.
Warren G. Schlinger, dopo aver ricevuto il dottorato, passò la totalità della sua carriera nei laboratori di ricerca della Texaco, in California, impresa-madre relativa alla produzione di gassificatori.
La Texaco (Texas Company) è, inoltre, la società petrolifera americana che ebbe il monopolio della vendita di benzina in tutti i 50 Stati membri per la prima metà del ‘900.
Il processo di gassificazione del carbonio rientra anche nel panorama letterario nel saggio “Processi di gassificazione del carbonio” di G. Iaquaniello e nel Volume 33 del “Tra fabbrica e società: mondi operai nell’Italia del Novecento” a cura di Stefano Musso.
In conclusione, la gassificazione del carbonio è il tema principale dell’articolo di "L'industria, rivista tecnica ed economica illustrata", Milano, Marzo 1938-Anno XVI, Vol LII - N.3 (Milano: Tip. Bernandoni, 1887-).
