La gasificación es un proceso que convierte materiales carbonosos a base de biomasa o combustibles fósiles en gases, incluidas las fracciones más grandes: nitrógeno (N2), monóxido de carbono (CO), hidrógeno (H 2 ) y dióxido de carbono ( CO 2 ). Esto se logra haciendo reaccionar el material de alimentación a altas temperaturas (típicamente> 700 ° C), sin combustión, controlando la cantidad de oxígeno y / o vapor presente en la reacción. La mezcla de gases resultante se llama gas de síntesis (de gas de síntesis) o gas productory es en sí mismo un combustible debido a la inflamabilidad de la H 2 y CO de los cuales el gas se compone en gran parte. La energía puede derivarse de la combustión posterior del gas resultante y se considera una fuente de energía renovable si los compuestos gasificados se obtuvieron a partir de materia prima de biomasa. [1] [2] [3] [4]
Una ventaja de la gasificación es que el gas de síntesis puede ser más eficiente que la combustión directa de la materia prima original porque se puede quemar a temperaturas más altas, de modo que el límite superior termodinámico de la eficiencia definida por la regla de Carnot es más alto. El gas de síntesis también se puede utilizar como fuente de hidrógeno en las pilas de combustible; sin embargo, el gas de síntesis producido por la mayoría de los sistemas de gasificación requiere un procesamiento y reformado adicionales para eliminar los contaminantes y otros gases como el CO y el CO 2 para que sea adecuado para el uso de pilas de combustible de baja temperatura. pero las pilas de combustible de óxido sólido de alta temperatura son capaces de aceptar directamente mezclas de H2, CO, CO 2 , vapor y metano. [5]
El gas de síntesis se quema más comúnmente directamente en motores de gas , se utiliza para producir metanol e hidrógeno, o se convierte mediante el proceso Fischer-Tropsch en combustible sintético . Para algunos materiales, la gasificación puede ser una alternativa al vertido y la incineración , lo que resulta en una reducción de las emisiones de contaminantes atmosféricos como el metano y las partículas . Algunos procesos de gasificación tienen como objetivo refinar los elementos corrosivos de las cenizas, como el cloruro y el potasio., lo que permite la producción de gas limpio a partir de materias primas que de otro modo serían problemáticas. Actualmente, la gasificación de combustibles fósiles se utiliza ampliamente a escala industrial para generar electricidad. La gasificación puede generar menores cantidades de algunos contaminantes como SO x y NO x que la combustión. [6]
La energía se produce a escala industrial mediante gasificación desde principios del siglo XIX. Inicialmente, el carbón y la turba se gasificaron para producir gas de la ciudad para la iluminación y la cocina, con la primera instalación de alumbrado público público en Pall Mall, Londres el 28 de enero de 1807, extendiéndose en breve para suministrar iluminación de gas comercial a la mayoría de las ciudades industrializadas hasta finales del siglo XIX. siglo [7] cuando fue reemplazado por alumbrado eléctrico. La gasificación y el gas de síntesis continuaron utilizándose en altos hornos y, más significativamente, en la producción de sintéticos.productos químicos en los que se ha utilizado desde la década de 1920. Los miles de sitios dejaron residuos tóxicos. Algunos sitios han sido rehabilitados, mientras que otros todavía están contaminados. [8]
Durante ambas guerras mundiales , especialmente la Segunda Guerra Mundial , la necesidad de combustible producido por gasificación resurgió debido a la escasez de petróleo. [9] Los generadores de gas de madera , llamados Gasogene o Gazogène, se utilizaron para impulsar vehículos de motor en Europa . En 1945 había camiones, autobuses y máquinas agrícolas que funcionaban con gasificación. Se estima que había cerca de 9.000.000 de vehículos funcionando con gas de producción en todo el mundo.