gasificazione

La gasificazione è un processo termo-chimico che trasforma combustibili carboniosi in un gas combustibile, detto gas di sintesi o syngas, mediante una reazione in condizioni riducenti e con forniture controllate di ossigeno, vapore o entrambi. A differenza della combustione completa, la gasificazione produce principalmente monossido di carbonio e idrogeno, insieme a CO2, metano e composti contenenti zolfo o cloro, e avvia successivi processi di purificazione e conversione.

Il processo si sviluppa in fasi: essiccazione e preparazione dell'alimentazione, devolatilizzazione e gassificazione vera e propria in cui si realizza una trasformazione parziale del carbonio, e infine la purificazione del gas per rimuovere particolato, tar, zolfo e altri contaminanti. I gassificatori più comuni sono a letto fisso, a letto fluidizzato e ad flusso trascinato, differenti principalmente per contenuto di ossigeno, velocità e scala.

I carboni utilizzati includono carbone, biomasse, rifiuti urbani non riciclabili e rifiuti misti, spesso in mix (co-gassificazione) per ottimizzare l’energia interna e la disponibilità di feedstock. Reazioni tipiche includono la gasificazione parziale con ossigeno o vapore (C + O2 → CO, C + H2O → CO + H2), la gasificazione con vapore (water–gas reaction: CO + H2O → CO2 + H2) e reazioni di reforming del metano (CH4 + H2O → CO + 3H2). Le tar maggiori formano problemi di processo e sono soggette a cracking o reforming. L’output principale è lo syngas, con contenuti variabili di CO, H2, CO2, CH4 e impurità quali H2S e cloruri, che richiede sistemi di purificazione.

Applicazioni tipiche includono la generazione di energia tramite impianti a ciclo combinato alimentati a gas di sintesi (IGCC), la produzione di idrogeno e lo svolgimento di reazioni chimiche a valle (Fischer–Tropsch, ammoniaca, metanazione). La gasificazione consente anche la valorizzazione di rifiuti e biomasse, con potenziali benefici ambientali se accompagnata da cattura e stoccaggio di CO2. Le sfide comprendono alti costi capitali, gestione di tar e contaminanti, e necessità di infrastrutture per purificazione e trattamento.