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mwawGassogeno o mwbagasogeno è un dispositivo in grado di produrre mwbqgas a partire da una massa mwbgsolidacite-ref-energie-aus-biomasse-1-0[1].

Ad esempio i gassogeni a mwdabiomasse raccolgono il gas prodotto da mwdqescrementi e da altri materiali biologici per utilizzarlo in diverse applicazioni, come il mwdgriscaldamento domestico.

I gassogeni più noti per ragioni storiche sono quelli a mweagas povero, che consistono in particolari bruciatori nei quali al combustibile solido (mweqcarbone, mwegcoke o semplicemente mwewlegna) viene fornita una quantità insufficiente di mwfaossigeno, cosa che porta alla formazione di molecole di mwfqmonossido di carbonio. Il monossido di carbonio può ulteriormente essere ossidato portando alla formazione di mwfganidride carbonica. Alla composizione del gas povero contribuisce anche l'effetto del vapore d'acqua che si genera durante la mwfwcombustione e attraversa il mwgacarbone incandescente facendogli sprigionare una mwgqmiscela detta mwgggas d'acqua, che si unisce agli altri prodotti della combustione (globalmente detti mwgwgas d'aria). Il mwhagas povero è dunque composto da mwhqgas d'acqua e mwhggas d'aria ed è una miscela di mwhwmonossido di carbonio, mwiaanidride carbonica, mwiqazoto e mwigidrogeno, e costituisce un mwiwcombustibile mwjaeconomico ma dal basso mwjqpotere calorificocite-ref-energie-aus-biomasse-1-1[1].

• Composizione e trasformazioni

• Uso nei motori a combustione interna

• Uso nei motori a combustione esterna

• Motivazioni

• Tecnica

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

Un tipico gassogeno è costituito da una camera cilindrica di lamiera alta 1-2 metri con diametro di 50 o 70 centimetri ricoperta all'interno di materiale refrattario. Alla base c'è una griglia a forma di cono su cui è appoggiato il mwlgcombustibile e attraverso cui viene immessa l'aria. Viene utilizzato per la produzione di mwlwgas d'aria e mwmagas d'acqua. Innescata la combustione si nota che nella parte prossima alla griglia avviene la mwmqcombustione completa:

mwmw C + O 2 → → C O 2 {\displaystyle C+O_{2}\to CO_{2}}

mwnq ( Δ Δ H = − − 405 , 848 k J ) {\displaystyle (\Delta H=-405,848\;kJ)}

Essendo la reazione esotermica si raggiungerà la temperatura di 1200-1250mwnw °C; l'anidride carbonica formatasi passa allo strato superiore di mwoacoke e avviene la reazione:

mwog C O 2 + C → → 2 C O {\displaystyle CO_{2}+C\to 2CO}

mwpa ( Δ Δ H = 158 , 992 k J ) {\displaystyle (\Delta H=158,992\;kJ)}

Alla temperatura di 900mwpg °C si verifica che l'equilibrio è quasi tutto spostato a destra, quindi abbiamo solo la presenza di CO, anche se rimane un 2-3% di CO2, la reazione finale sarà:

mwqa 2 C + O 2 → → 2 C O {\displaystyle 2C+O_{2}\to 2CO}

mwqg ( Δ Δ H = − − 244 , 764 k J ) {\displaystyle (\Delta H=-244,764\;kJ)}

Apparecchi per la generazione di gas povero vennero impiegati per produrre un mwvasuccedaneo della mwvqbenzina da utilizzare nei motori a scoppio. In vari documentari e film sulla mwvgSeconda Guerra Mondiale, si vedono camion o automobili equipaggiate con il mwvwgassogeno montato solitamente nella parte posteriore del veicolo. In Italia questo dispositivo venne anche utilizzato per alimentare i motori di alcune mwwaautomotrici, in questo caso i generatori di gas erano situati in un vano apposito accessibile dall'esterno, ma isolato dal resto della parte interna dell'automotrice. Durante la seconda guerra mondiale furono in servizio anche autobus per il trasporto pubblico (per es. a mwwqRoma) con il gassificatore posto nella parte posteriore.

La conversione a gas povero di un comune mwwwmotore a benzina prevedeva le seguenti operazioni:cite-ref-dati-tecnici-2-0[2]

• diminuzione del mwygrapporto di compressione nei cilindri alzando la testata (tipicamente 6:1) a causa del basso numero di ottano, dell'alta temperatura che causava facilmente battito in testa;

• mwzacandele più fredde per dissipare il maggior calore;

• modifica del mwzgrapporto stechiometrico aria/carburante da 14,7:1 con la benzina a 1:1;

• sostituzione del mwaacarburatore con un apposito miscelatore;

• aggiunta di un aspiratore per portare il carburante al motore in fase di avviamento;

• aggiunta di filtri e condensatori per eliminare ceneri e vapore acqueo.

Nonostante questi accorgimenti al motore, il veicolo modificato aveva numerosi punti deboli:

• scarsa potenza. Si calcola che il potere energetico fornito dal gassogeno non superasse i 20mwbg mwbwMJ/mwcakg, ben minore della benzina che è di circa 44mwcq MJ/kg;

• scarsa autonomia con frequenti soste per la ricarica della legna;

• sbilanciamento delle masse a causa del posizionamento esterno ed estremo della caldaia;

• pericolosità termica (bruciatore) e chimica (l'inalazione di mwdqmonossido di carbonio è velenosa);

• abbondanti residui della combustione della legna con relativi oneri di pulizia del bruciatore e smaltimento delle ceneri.

Dati relativi al gassogeno a legna modello mweaRoma montato dalla ditta mweqAlfa Romeo nei primi anni cinquanta:cite-ref-dati-tecnici-2-1[2]

• costo: mwga12 000-mwgq15 000mwgg mwgw₤;

• rendimento: 1mwhq CV·hcite-ref-3[3] con 0,80mwig kg di legna secca;

• consumi: 1 litro di benzina equivale a 2,5mwja kg di legna.

Nell'ottica dell'mwjgautarchia dei carburanti in Italia fu emanata nel mwjw1938 una legge che imponeva l'impianto a gassogeno su tutti gli autoservizi pubblici, comunali e non.cite-ref-dati-tecnici-2-2[2] Il Regime cercò di sviluppare tali applicazioni anche nel campo della motonautica, per favorire lo sviluppo della pesca. A tal proposito venne organizzato nel mwla1942 un esperimento che aveva lo scopo di accertare la validità nell'applicazione del gassogeno a mwlqlignite sui mwlgpescherecci italiani. Il test ebbe luogo a mwlwPorto Santo Stefano sul mwmaMonte Argentario con la supervisione di mwmqPericle Ferretti, scienziato di fama internazionale, nonché direttore dell'Istituto nazionale del motore e si concluse con esito positivo. I motopescherecci italiani avrebbero potuto così utilizzare il nuovo combustibile con una spesa di poche decine di migliaia di lire.cite-ref-4[4]

Anche nella mwnwSpagna franchista, causa l'mwoaembargo petrolifero al regime ad opera degli mwoqStati Uniti fino ai primi mwoganni cinquanta, vennero adottati impianti a gassogeno, non però tramite caldaie fisse come in Italia, ma con carrelli appendice agganciati alle auto su cui era montato un bruciatore collegato al propulsore tramite flessibili: l'insolito assetto unito alla massa gravitazionale del mwowrimorchio ed al precario stato di alcune strade con curve a stretto raggio provocavano spesso il ribaltamento dell'insolito apparato.

Un particolare uso del gassogeno si ha nelle mwpglocomotive a vapore progettate da mwpwLivio Dante Porta, che concepì alcune applicazioni di questo dispositivo.

Le mwqgcaldaie per le locomotive a vapore sfruttano, tradizionalmente, un tiraggio forzato (dovuto allo scappamento) che permette loro di erogare molta più potenza di una caldaia statica di pari dimensione.

Il mwracarbone brucia in uno strato sottile, su una grata con ampi fori passa la maggior parte dell'aria necessaria per la combustione, se non tutta.

Questo vantaggio però si paga caro in termini di efficienza, difficoltà di condotta del fuoco e manutenzione.

• Le particelle incombuste di carbone al di sotto di una certa dimensione vengono trascinate dalla corrente d'aria e fuoriescono dal camino senza poter essere sfruttate. Si può arrivare ad una percentuale del 50% del carbone immesso nel forno.

• È difficile e laborioso mantenere uniforme lo strato sottile di carbone, soprattutto in corsa. Alcune delle componenti non combustibili del carbone possono fondere formando placche di mwsqclinker, che il fuochista deve spezzare con appositi ganci e togliere dal forno appena è possibile dato che non bruciano e quindi ostacolano un buon rendimento della caldaia.

• Le particelle di carbone trascinate dal getto d'aria agiscono come una sabbiatrice che aggredisce la piastra tubiera posteriore e, nelle locomotive a mwswvapore surriscaldato, anche le parti posteriori dei tubi surriscaldatori. Il clinker invece può creare placche sotto cui parti della griglia possono fondere, risultando quindi inutilizzabili.

L'idea di mwtgPorta è stata semplice: ridurre la quantità di aria che attraversa il carbone ardente, in questo modo anche le particelle più minute rimangono al loro posto a produrre energia termica. Per completare la combustione, dell'aria viene immessa al di sopra della fiamma, e con questa aria il monossido di carbonio si ossida completamente. Il tiraggio forzato deve essere molto forte perché l'aria immessa nella parte superiore del forno deve entrare ad alta velocità. Questo viene permesso dagli scappamenti ad alta efficienza Lempor e Kylpor (sempre escogitati da Porta). Una versione ancora migliorata prevede l'uso di getti di vapore e particolari configurazioni degli iniettori dell'aria al fine di creare turbinî nell'aria che mescolano meglio i gas, favorendone la combustione, e che separano con un effetto centrifugo le parti più minute del carbone in sospensione, dando loro il tempo di bruciare completamente.

Il carbone poi brucia in uno strato più profondo e non richiede particolari accorgimenti e cure o meccanismi di alimentazione che facciano uso di vapore.

Con questi accorgimenti, Livio Dante Porta ottenne incrementi nell'efficienza dell'uso del carbone che passano dal 50% al 78/80%.

Fin qui si è parlato di carbone che è il combustibile principale nella trazione ferroviaria. In realtà il sistema di combustione a gassogeno è stato adattato in tempi più recenti anche ad altri combustibili solidi, non ultimi gli scarti della lavorazione della canna da zucchero (mwvabaggasse) e mwvqbiomasse in generale.

cite-note-energie-aus-biomasse-11. ↑ mwxg(mwxwmwyaDE) Hermann Hofbauer, Martin Kaltschmitt, Thomas Nussbauer, mwyqEnergie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren, Springer Verlag, 2009, mwygISBNmwyw 978-3-540-85094-6.

cite-note-dati-tecnici-22. ↑ mw1aDizionario Enciclopedico Moderno, Milano, Labor, 1955.

cite-note-33. ↑ 0,735mw2a mw2qkW·h, ossia 2646mw2g kJ.

cite-note-44. ↑ mw3gmw3wmw4aL'esperimento del gassogeno a lignite di Porto Santo Stefano pag.6/7 (mw4qmw4gPDF), su mw4wgualtierodellamonaca.it. mw5aURL consultato il 31 gennaio 2015 mw5q(archiviato dall'mw5gurl originale il 13 gennaio 2016).

• mw6gAutosufficienza

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