La pirolisi
Che cos’è, che applicazioni ha e come possiamo utilizzarla a nostro vantaggio.
Pirolisi e biomassa.
Quando l’ossigeno non ci occorre.
La piroscissione o pirolisi, come comunemente ormai se ne sente parlare è un processo termochimico particolare che avviene in assenza di agenti ossidanti (nel nostro caso l’ossigeno); nel processo avviene le decomposizione termochimica dei materiali di natura organica presenti.
La pirolisi del legno viene attivata fornendo calore al materiale da decomporre, così da fornire la forza necessaria a rompere alcuni legami chimici all’interno delle molecole complesse, di legno nel nostro caso, ma vale per tutte le biomasse e farle diventare molecole meno complesse.
Durante il procedimento, la totale assenza di ossigeno inibisce qualunque reazione ossidante, reazioni quest’ultime che porterebbero ad avere composti ossidati, ultimo passaggio della catena delle reazioni di una normale combustione. In presenza di ossigeno non abbiamo pirolisi ma una tradizionale combustione.
Dissociazione si potrebbe definire il processo, ma sarebbe riduttivo per poter descrivere l’insieme delle reazioni che avvengono durante il complesso svolgimento della pirolisi, esse sono in realtà un serie continua di associazioni e dissociazioni.
La pirolisi del legno trova applicazione da sempre, un esempio per tutti sono le pire per la produzione di carbonella, in effetti nella carbonaia una percentuale di ossigeno è presente ma in percentuali talmente basse da non permettere una tradizionale combustione. In tempi più recenti la pirolisi ha trovato applicazione nei termovalorizzatori atti al trattamento dei rifiuti, non sempre pregi e difetti di questa soluzione sono stati portati a conoscenza della popolazione, almeno non quanto si sarebbe dovuto.
Pirolisi e gassificazione.
Come funziona la pirolisi.
La pirolisi negli impianti, che sia la stufa di casa o un termovalorizzatore, nascono con il medesimo concetto operativo.
Il processo come abbiamo visto si svolge attraverso dissociazioni e riassociazioni chimiche che ci consentono di frammentare una molecola complessa in molte parti più semplici attraverso l’applicazione di condizioni termiche adeguate.
La risultante del processo è la produzione di due distinti prodotti:
Una parte volatile divisa sua volta in:
- Una quota gassosa detta gas di pirolisi o syn gas (gas di sintesi);
- Una quota liquida dovuta alla condensazione delle frazioni volatili del combustibile (acqua creosoto ecc.).
Ed una parte solida di risulta comunemente indicata con il termine di char, il char è costituito da residui carboniosi di materia organica, da ceneri, metalli, inerti, eccetera.
La quota gassosa è composta da:
- Idrogeno;
- Metano;
- Etilene;
- Etano;
- Ossidi di carbonio;
- Altri gas minori.
Nella quota liquida infine compaiono, principalmente:
- Catrame;
- Acqua;
- Varie sostanze organiche (spesso costituite da oli).
Questo articolo ovviamente non ha lo scopo di essere un trattato scientifico sulla pirolisi ma un piccolo aiuto alla comprensione di un complesso fenomeno, quindi mi scuso in anticipo con tutti per eventuali omissioni o inesattezze che potrete segnalate nei commenti in fondo.
Veniamo ora a quello che realmente ci interessa: quali sono gli utilizzi della pirolisi?
La stufa pirolitica
La stufa a pirolisi è innanzitutto innovativa, ecologica e con alti rendimenti, vediamo se riusciamo a capire come funziona.
Un’esempio di stufa pirolitica a forma di botte
Possiamo affermare che la stufa pirolitica è una stufa a gas che non utilizza il gas, bel gioco di parole.
Pirolisi e gassificazione.
La stufa pirolitica non utilizza solo il calore generato dalla combustione del legno (biomassa) ma utilizza anche e soprattutto il calore generato e sprigionato dai gas emessi dalla biomassa durante la combustione (complicato ??? non come può sembrare) Abbiamo visto prima che durante la pirolisi la biomassa emette dei gas, in una stufa a combustione tradizionale solo un terzo di questi gas vengono combusti, gli altri due terzi vengono immessi in atmosfera. La stufa pirolitica al contrario brucia la totalità dei gas presenti.
Sorge il lecito dubbio che la costruzione di una stufa pirolitica sia piuttosto complesso e costoso, nulla di più sbagliato.
La struttura di una stufa pirolitica è semplice necessita solamente di aereazione alla base della stessa, aereazione che deve essere ben calibrata e rapportata. Fondamentale per il funzionamento pirolitico è che il contenitore delle biomasse sia in uso esclusivo così da evitare il contatto tra biomassa ed ossigeno.
Per attivare la pirolisi delle biomasse si dovrà accendere dall’alto con l’aumento del calore e l’assenza di ossigeno inizierà la formazione dei gas, le biomasse smetteranno di ardere mentre il bio gas emesso dalle stesse continuerà ad ardere producendo calore in grande quantità, al termine della combustione tutti i gas saranno consumati e della biomassa resterà unicamente il char. Quest’ultimo in un ottica di utilizzo totale può essere utilizzato come fertilizzante.
Il rendimento di una stufa pirolitica può arrivare al 90% ed i suoi gas sono incolori ed inodori.
La stufa pirolitica da interno ha un rendimento superiore del 230% rispetto ad una stufa tradizionale nonostante ciò, vuoi per la sua scarsa diffusione, vuoi per la poca informazione, è un prodotto ancora poco diffuso e tecnologicamente non sviluppato come dovrebbe.
Pirolisi fai da te.
Cercando nel web sono presenti numerosi video (come quello che vi riporto sotto) riguardanti la pirolisi, alcuni si sono cimentati nel fai da te ed hanno costruito una sorta di stufa pirolitica, vi invito a guardare i video ma se decideste di dotarvi di una stufa pirolitica vi consiglio ad acquistarne una da un produttore certificato.
A presto!
Scritto da: Manlio Marta
