martedì 20 ottobre 2009

Conoscerlo per usarlo...

Il Wood gas si ottiene dalla combustione parziale della legna.
Questa reazione termica scompone il legno liberando:

* Azoto N: 50.9%
* Monossido di carbonio CO: 27.0%
* Idrogeno H2: 14.0%
* Anidride carbonica CO2: 4.5%
* Metano CH4: 3.0%
* Ossigeno O2: 0.6%.

Dette percentuali sono variabili, la loro percentuale dipende essenzialmente da due fattori, il tipo di legna impiegato e il tipo di gassificatore.
In questa miscela vi sono anche delle
ceneri, catrami e acqua; per questo motivo prima di usare il Wood gas per alimentare un motore a combustione interna dobbiamo filtrarlo e raffreddarlo. Viceversa se dobbiamo impiegarlo per cucinare o per il riscaldamento le fasi di filtraggio e raffreddamento possono essere molto meno raffinate, quindi la costruzione del filtro sara molto semplificata e la manutenzione minima. L'interesse per il Wood gas é decisamente aumentato in questi ultimi anni, infatti sono nate caldaie a fiamma inversa che sfruttano il principio della gassificazione per riscaldare l'acqua, vi sono anche caldaie a pellet che usano tale principio, qualcuna di queste oltre a produrre calore genera anche una discreta quantità di energia elettrica (circa 3 Kw). Per utilizzare il wood gas in cogenerazione di media taglia (50-500 Kw elettrici) la tecnologia é ancora troppo costosa, circa 5000-6000 euro/Kw in oltre l'impianto per funzionare in maniera ottimale necessita di molta manutenzione e deve essere impiegato sempre lo stesso tipo di legna con umidità costante.
Stufe e caminetti di ultima generazione usano il principio della gassificazione.

Gassificatore

Il gassificatore nella sua forma più semplice é costituito da due cilindri e da due coni metallici, assemblati come in figura.
Nel reattore si possono distinguere quattro zone diverse, la zona di essiccazione, di pirolisi, di ossidazione e quella di riduzione.

1) Essiccazione: qui il legno viene essiccato ad opera del calore derivante dalla zona di pirolisi
2) Pirolisi: in questa fase, in seguito al calore generato dalla combustione, (in difetto d'ossigeno) che avviene subito sotto in corrispondenza degli ugelli dell'aria, si genera il gas. Dopo tale reazione la legna diventa carbone.
3) Ossidazione in questo punto del gassificatore il carbone viene ossidato liberando tutto il calore necessario alla reazione di pirolisi.
4) Riduzione in questo luogo vengono distrutte tutte le particelle di carbone eventualmente incombuste.

Esistono anche altri tipi di gassificatori che cambiano di forma, struttura e dimensione in base all'uso per cui sono destinati.
Stufe e caminetti di ultima generazione usano il principio della gassificazione.

Filtrarlo

Per filtrare il wood gas si può ricorrere a diversi tipi di filtri

1. Filtri a ciclone
2. Filtri ad acqua
3. Filtri a cippato

Il filtro ciclone è un cilindro nel quale il gas da filtrare entrando tangenzialmente crea un vortice che spinge le particelle di cenere contro le parei separandole dal wood gas ed in oltre tale filtro riesce anche ad abbattere le alte temperature, infatti la temperatura in entrata al filtro è di circa 400 C°, mentre in uscita uscita é di circa 220 C°

I filtri ad acqua hanno la particolarita di “lavare” i fumi, infatti all’interno di questo semplice oggettto il gas viene ripulito di tutte le particelle che sono presenti appesantendole e facendole condensare. Questo filtro va dimensionato in rapporto alla quantità di gas da pulire, ed in oltre pisogna prevedere una valvola di sfiato che possa impedire uno scoppio del filtro qualora la temperatura interna superi i 100 C°.

Il filtro a cippato è molto simile a quello ad acqua e presenta anche la stessa efficacia (leggermente inferiore), per questo motivo puo essere impiegato al suo posto.

Un buon sistema di filtraggio dovrebbe essere costituito da tutti e tre i filtri sopra descritti, collegati tra loro, sia per filtrare il woodgas, ma anche per raffreddarlo.
La configurazione ideale è la seguente:
filtro a ciclone, filtro a ciclone, filtro ad acqua, filtro a cippato. (vedi figura)
Collegando in questo modo i quatro elementi si ha una perfetta filtrazione del gas e l’abbattimento totale delle alte temperature.
I due filtri ciclone collegati in serie assicurano il completo filtraggio delle ceneri, senza far condensare i catrami al loro interno, i quali condensano deltro al filtyro ad acqua, mentre il cippato provvede ad assorbire l’umidità che arriva dal filtro ad acqua.
Stufe e caminetti di ultima generazione usano il principio della gassificazione.