GASSIFICAZIONE DI BIOMASSE IN LETTO FISSO PER LA PRODUZIONE DI SYNGAS

In questa tesi ਠstata studiata la gassificazione autotermica, updraft a scala pilota, di differenti tipologie di materiali lignocellulosici considerando, in particolare, l'effetto dei rapporti di equivalenza ER(O2) ed ER(H2O) e del pretrattamento di torrefazione in termini di efficienza di conversione energetica e di qualità  del syngas. I test sono stati condotti utilizzando come agenti gassificanti aria, ossigeno e miscele di questi con e senza vapore. L'analisi dei dati evidenzia che all'aumentare dell'ER(H2O) la produzione di H2 aumenta, sia nel caso di gassificazione con aria che con ossigeno. Tuttavia, un eccesso di vapore puಠrisultare in un effetto negativo sulla produzione di H2 a causa del raffreddamento del letto. Il contenuto di tar risulta inversamente correlato al tempo di residenza del gas nel letto reattivo secondo una reazione di ordine zero per il cracking del tar in idrocarburi incondensabili e idrogeno e l'uso di vapore aumenta il flusso totale di syngas riducendone il tempo di permanenza. Il LHV del syngas ਠpi๠basso impiegando vapore, sia nel caso di gassificazione con aria che con ossigeno, sia per la diminuzione delle temperature medie nel letto sia per il minor tempo di residenza, parametri che favoriscono l'aumento di tar. La CGE ha una correlazione positiva con l'ER(H2O), tuttavia valori troppo alti di ER(H2O) incidono negativamente su di essa. L'uso del vapore come agente co-gassificante ha un costo energetico quantificabile nel 3-4% del LHV della biomassa in alimento. A fronte di questo consumo relativamente basso, vi sono vantaggi importanti per quanto riguarda la conduzione del processo e l'aumento della resa di idrogeno. L'aumento della temperatura media del reattore da 710°C, comporta un incremento della resa di gas sia nel caso di gassificazione con aria sia con ossigeno, dovuta alla maggiore efficienza di conversione del carbonio corrispondente alle favorevoli condizioni termiche. Il potere calorifico del gas prodotto aumenta con la temperatura media del letto, sia nel caso di gassificazione con aria che con ossigeno. La CGE evidenzia una correlazione positiva con l'ER(O2). Anche utilizzando ossigeno si ha un guadagno in termini di CGE rispetto alla gassificazione con aria effettuata allo stesso ER(O2). L'utilizzo dell'ossigeno ha un costo che in termini energetici ਠstimato in 0.79 MJ/kgO2 con le tecnologie correnti di separazione dall'aria; la differenza tra CGE e CGE netta risulta mediamente dell'1%, quindi un'incidenza relativamente bassa. Il pretrattamento di torrefazione ha effetti positivi sulla qualità  del syngas e sulle performance dell'impianto, in media, il contenuto di tar nel syngas ottenuto dal torrefatto ਠ1/5 di quello misurato nel syngas dal legno vergine, mentre gli idrocarburi incondensabili sono il doppio. Inoltre, ਠstato osservato un incremento del 44% nella potenza termica dell'impianto rispetto all'uso della biomassa tal quale.