Gassificazione del carbonio: video illustrazione del processo

Animazione gassificatore: fasi processo interno

In Polonia si continua a puntare sulla gassificazione del carbone...

Gassificazione del carbonio: abbecedario

A  come ammoniaca

B  come brevetto datato 1968

C  come coke petrolifero

D  come diciannovesimo secolo

E  come energia

F  come  Falconara (impianto italiano)

G  come gassificatore

H  come H2 (idrogeno)

I  come illuminazione nell' '800

L  come "L' industria, rivista tecnica ed economica illustrata"

M  come monossido di carbonio

N  come (gas) naturale

O  come ossigeno

P  come pirolisi

Q  come...

R  come rifiuti

S  come Schlinger Warren G.

T  come Texaco

U  come "up draft" (gassificatore a letto fisso contro-corrente )

V  come Ville lumière

Z  come ...

Gassificazione del carbonio: pubblicità

Gassificazione del carbonio: l'impresa

L'impresa-madre relativa alla produzione di gassificatori è la Texaco, azienda residente in California e in cui trascorse la totalità della sua carriera l'inventore della macchina, Warren G. Schlinger.
La Texaco (Texas Company) è, inoltre, una società petrolifera americana, fondata nel 1901 a Beaumont, in Texas, da Joseph S. Cullinan, Thomas J. Donoghue, Walter Benona Sharp e Arnold Schlae. Per molti anni ebbe il monopolio della vendita di benzina in tutti i 50 Stati membri americani.
L'azienda lavora principalmente nell'estrazione e produzione di petrolio e gas naturale e nella manifattura di prodotti petroliferi e lubrificanti.
La Texaco è stata una società indipendente fino alla fusione nel 2001 con la Chevron Corporation, ulteriore azienda petrolifera californiana.
Si allega un documento relativo al "gassificatore Texaco"

Gassificazione del carbonio: gli inventori

Gli inventori del processo di gassificazione del carbonio, brevettato il 22 aprile 1968, furono Warren G. Schlinger e William L. Slater:

• Warren G. Schlinger trascorre gli anni della sua formazione al California Institute of Technology dal 1949 al 1953, ricevendo il dottorato in ingegneria meccanica e chimica. In seguito passò la totalità della sua carriera (1953-2003) presso il laboratorio di ricerca Texaco di Montebello in California. Nel corso della sua carriera ricevette le seguenti onorificenze:

         Technical Achievement Award, 1976

          Chemical Engineering Practice, 1981

 KFA Achievement Award, 1985

              National Academy of Engineering, 1991

• William L. Slater (nessuna notizia biografica)

Gassificazione del carbonio: lo sviluppo

La gassificazione del carbonio si sviluppò nel tempo attorno a quattro tipi di gassificatori, disponibili per usi commerciali:

• il gassificatore a letto fisso contro-corrente ("up draft") è costituito da un letto fisso in cui il combustibile viene fatto passare attraverso un flusso di gassificante (vapore, ossigeno o aria) contro-corrente. La produttività di questo genere di gassificatori non è molto alta e il gas prodotto necessita di essere purificatoria dell'uso;
• il gassificatore a letto fisso equi-corrente ("down draft") è simile a quello precedentemente descritto, ma il flusso di gassificante viene immesso in equi-corrente verso il basso col  combustibile. L'efficienza di questo gassificatore è paragonabile al precedente, ma il gas prodotto risulta più pulito;
• il gassificatore a letto fluido consiste in un sistema dinamico simil-fluido, formato dal combustibile e il gassificante, sfruttando un letto di sabbia. La produttività è superiore rispetto ai corrispondenti a "letto fisso", ma inferiore rispetto a quelli a "letto trascinato". 
• il gassificatore a letto trascinato è composto utilizzando agenti nebulizzanti e ossigeno in regime di equi-corrente. Il processo avviene a temperature superiori ai 2000 °C e questo conferisce da una parte maggiore produttività, dall'altra minore efficienza termica. Inoltre, il gas deve essere fatto raffreddare prima di essere sottoposto a pulizia.
  

Gassificazione del carbonio: word cloud

Gassificazione del carbonio: la bibliografia

Si riporta l' articolo di "L'industria, rivista tecnica ed economica illustrata",  Milano, Marzo   1938-Anno XVI, Vol LII - N.3 (Milano: Tip. Bernandoni, 1887-).

"L' industria, rivista tecnica ed economica illustrata"

 (condivido, in aggiunta il link per visualizzare l' articolo in caso di difficoltà nella visualizzazione delle immagini)

Si tratta inoltre di gassificazione del carbonio in:

 "Processi di gassificazione del carbonio", G. Iaquaniello;

"Tra fabbrica e società: mondi operai nell' Italia del Novecento", Volume 33 a cura di Stefano Musso.

Gassificazione del carbonio: il glossario

• gassificazione/gasification
• gassificatore/gasifier
• pirolisi/pyrolisiys
• gas di sintesi/synthesisi gas or synthas
• carbone/coal
• monossido di carbonio/carbon monoxide
• idrogeno/hydrogen
• combustibile/fuel
• energia/energy 
• ossidazione parziale/partial oxidation
• gas di città/city gas
• illuminazione/lighting

Gassificazione del carbonio: il contesto storico

L' origine di questa macchina risale alla prima metà del diciannovesimo secolo e ricoprì un ruolo fondamentale nella rivoluzione urbanistica che avvenne durante la rivoluzione industriale, in quanto per mezzo dei gassificatori veniva prodotto il gas di città, usato per l'illuminazione pubblica e nelle cucine.
Questa posizione prioritaria fu poi declassata con l'avvento del gas naturale e dell'energia elettrica, anche se fino agli anni Venti del Novecento, in piena Seconda Guerra Mondiale, fu utilizzato per la produzione di prodotti chimici sintetici e combustibili.
In ambito culturale il gassificatore di carbonio e più propriamente il suo prodotto economico principale, il gas di città, rivoluzionò lo scenario cittadino (si veda per esempio Parigi, soprannominata la "Ville Lumière")
e nel particolare il pensiero di molti letterari e pittori sempre più attratti dal raffigurare il paesaggio notturno non più completamente buio.

Attualmente le applicazioni più usate riguardano il trattamento tecnico dei rifiuti, la produzione di elettricità da combustibili fossili e lo sfruttamento dei prodotti della gassificazione per la produzione di ammoniaca e combustibile liquido. In conclusione nuove tecnologie di gassificazione sono state sviluppate per convertire rifiuti plastici in metanolo, mentre in Italia il processo è impiegato per trasformare residui pesanti delle raffinazioni del petrolio in energia elettrica negli impianti di Falconara, Priolo Gargallo e Sarroch.

Gassificazione del carbonio: il brevetto e il processo

La gassificazione del carbonio, ovvero quel processo chimico volto a convertire materiali organici in carbonio e quindi in energia, fu brevettato il 22 Aprile del 1968 negli Stati Uniti D' America, anche se il primo esemplare disponibile in commercio risale al 1839.
Il processo avviene tramite la gassificazione di combustibile carbonioso solido per ossidazione parziale mediante un gas contenente ossigeno puro e porta alla produzione di monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2), detti gas di sintesi. La reazione che avviene è di tipo non catalitico: il combustibile solido viene fatto reagire con una soluzione acquosa e immesso in una zona di reazione con ossigeno puro, mantenuta ad una temperatura autogena compresa tra i 1800 e i 3000 F.
Solitamente il combustibile solido entra in contatto con ossigeno in fase vapore e la reazione avviene in modo istantaneo. Il processo avviene più efficacemente se le temperature sono portate sopra il punto di fusione delle ceneri di carbonio o coke petrolifero, due comuni esempi di combustibili carboniosi.
Inoltre la quantità di ossigeno immessa alla zona di reazione è limitata a produrre i valori massimi di monossido di carbonio e idrogeno.
Entrando più nel particolare, il gassificatore agisce mediante tre processi chimici: la pirolisi, messa in atto per la prima volta su scala industriale a Londra nel 1812 è la reazione in cui il materiale carbonioso viene riscaldato in presenza di ossigeno e porta alla produzione di calore e composti gassosi ossidati (metano e idrogeno); la combustione, dove i prodotti volatili e parte del carbone reagiscono con l'ossigeno formando anidride carbonica e monossido di carbonio con successiva liberazione di calore; la gassificazione, nella quale il carbone reagisce con l' anidride carbonica e acqua sotto forma di vapore con formazione di monossido di carbonio e idrogeno.
Una gassificazione di questo genere viene messa in atto, in particolare, da un gassificatore a flusso parziale.

C + CO2 -> 2CO
C + H2O -> CO + H2
CO + H20 = CO2 + H2      (reazione di spostamento del gas d'acqua)