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La pirolisi.

linch

Utente Standard
Professione: progettista meccanico
Software: diversi
Regione: piemonte sullo scrivia.
#1
La pirolisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante (normalmente ossigeno).[1] In pratica mentre riscaldando il materiale in presenza di ossigeno avviene una combustione che genera calore e produce composti gassosi ossidati, effettuando invece lo stesso riscaldamento in condizioni però di assenza totale di ossigeno il materiale subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici. Il calore fornito nel processo di pirolisi viene quindi utilizzato per scindere i legami chimici, attuando quella che viene definita omolisi termicamente indotta. Fonte Wikipedia.
Il precursore di tale processo in Italia e' Nat Mulcahy ingegnere americano, e inventore della "Lucia Stove".Tale sistema,visibile su molti siti,riesce a gasificare quasi tutte le tipologie di biomassa aventi umidita' residua inferiore al 30%.Il gas ottenuto per pirolisi ha potenzialita' termiche pari al gpl,e il risultato della gasificazione e' il biochar,fondamentale per la "carbon segregation", non reimmette in atmosfera CO2.(Vedi protocollo di Kyoto).Il carbone infine viene utilizzato come ammendante in agricoltura.
Tale processo,se reso continuo con opportuni procedimenti, puo' diventare una fonte quasi inesauribile di energia termica.
Quotidianamente immense quantita' di scarti di biomassa vengono distrutti con notevoli spese a carico della collettivita' e dell'ambiente.
La possibilita' di autoprodurre energia a costo prossimo allo zero mi affascina.
Ho iniziato quindi lo studio di un sistema che tramite pirolisi produca energia termica in continuo,utilizzando varie tipologie di scarti di biomassa.
Il mio fine e' quello di rendere termicamente autonoma la classica cascina di campagna che ha come risulta delle proprie lavorazioni notevoli scarti di biomassa.
Lo studio e' agli inizi,sono graditi quindi eventuali suggerimenti,e/o collaborazioni finalizzate al suo sviluppo.
 

maxopus

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Regione: Marche (PU)
#3
Anche io sto studiando un pò di cose in tal senso, poichè mi è stata fatta una richiesta abbastanza inusuale per noi ... un pò più logica se applicata ad altri contesti.
Si tratta di pensare ad un sistema che ricavi energia elettrica dalla combustione della legna.
Le strade da percorrere, se escludiamo le cavolate, sono poche.
O si pensa ad un motore stirling che per mezzo del calore riesca ad azionare un alternatore o si pensa ad un sistema a vapore per mezzo del quale azionare una turbina.
Si accettano consigli e critiche
 

linch

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#4
Anche io sto studiando un pò di cose in tal senso, poichè mi è stata fatta una richiesta abbastanza inusuale per noi ... un pò più logica se applicata ad altri contesti.
Si tratta di pensare ad un sistema che ricavi energia elettrica dalla combustione della legna.
Le strade da percorrere, se escludiamo le cavolate, sono poche.
O si pensa ad un motore stirling che per mezzo del calore riesca ad azionare un alternatore o si pensa ad un sistema a vapore per mezzo del quale azionare una turbina.
Si accettano consigli e critiche

Come detto in precedenza il mio studio e' finalizzato allo sfruttamento dell'energia termica prodotta con pirolisi, non ho quidi approfondito altri utilizzi del syngas.Per quelle poche conoscenze che ho del settore, potrei dirti che un'azionamento a turbina potrebbe essere meno costoso e piu' affidabile.
Una domanda,come fonte di energia hai in mente di utilizzare un sistema a pirolisi?
 

maxopus

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#5
Come detto in precedenza il mio studio e' finalizzato allo sfruttamento dell'energia termica prodotta con pirolisi, non ho quidi approfondito altri utilizzi del syngas.Per quelle poche conoscenze che ho del settore, potrei dirti che un'azionamento a turbina potrebbe essere meno costoso e piu' affidabile.
Una domanda,come fonte di energia hai in mente di utilizzare un sistema a pirolisi?
Si, visti i bassi costi di un sistema del genere, avrebbe un sacco di vantaggi per l'impatto ambientale.
Il sistema a turbina è sicuramente più efficiente di un motore stirling ma ... c'è sempre un ma.
Immagina in Africa di dover installare dei microimpianti per la produzione elettrica.
Ed immagina che per azionare una turbina dovrai prevedere una caldaia per la produzione del vapore con tutti i sistemi di sicurezza del caso.
Un sistema del genere su un impianto da 1 Kw (noi non ce ne facciamo niente ma in Africa illumini 10 case) mi sa che sarebbe troppo costoso ... più costoso di un sistema a energia solare.

Il sistema fotovoltaico secondo le autorità locali non è del tutto consigliato, poichè nel periodo delle grandi piogge .... si possono avere mesi di scarsa illuminazione.
 

linch

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#6
Si, visti i bassi costi di un sistema del genere, avrebbe un sacco di vantaggi per l'impatto ambientale.
Il sistema a turbina è sicuramente più efficiente di un motore stirling ma ... c'è sempre un ma.
Immagina in Africa di dover installare dei microimpianti per la produzione elettrica.
Ed immagina che per azionare una turbina dovrai prevedere una caldaia per la produzione del vapore con tutti i sistemi di sicurezza del caso.
Un sistema del genere su un impianto da 1 Kw (noi non ce ne facciamo niente ma in Africa illumini 10 case) mi sa che sarebbe troppo costoso ... più costoso di un sistema a energia solare.

Il sistema fotovoltaico secondo le autorità locali non è del tutto consigliato, poichè nel periodo delle grandi piogge .... si possono avere mesi di scarsa illuminazione.
No,no producendo 1kw non riuscirai ad ammortizzare l'impianto, il gioco probabilmente non vale la candela.
Gli impianti esistenti, di taglie molto piu' consistenti,hanno ancora dei problemi e costi elevatissimi.
Io preferisco "volare basso" ,riuscire a produrre in continuo energia da pirolisi, mi sembra gia' un notevole passo,e' una sfida che mi appassiona e che potrebbe rivelarsi di notevole utilita'. Non credi?
 

PaoloColombani

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Regione: Emilia
#7
Il precursore di tale processo in Italia e' Nat Mulcahy ingegnere americano, e inventore della "Lucia Stove".
Nulla vorrei togliere a Nat Mulcahy, ma non penso che l'americano abbia inventato qualcosa di veramente nuovo. Per curiosità sono andato a controllare su wikipedia, e in effetti mi rendo conto che se ne può trarre l'idea di un processo d'ultima generazione.

Già gli alchimisti osservavano che scaldando il legno ne usciva un fumo intenso dalle particolari propietà, lo chiamarono "lo spirito del legno" o "spirito di legno", seguirono "liquore pirolegnoso", "aceto di legno", e più recentemente "acido pirolegnoso".
Quando fu studiato un po' più metodicamente (circa ai tempi di Lavoisier) ci si accorse che il legno si divide in quattro stati, il primo è il residuo carbonioso, mentre il liquore pirolegnoso è scomponibile in altri tre stati, uno pesante e viscoso dall'aspetto catramoso (olii pesanti), uno liquido e maggiormente volatile e uno incondensabile e gassoso.

Il processo di pirolisi è sempre stato utile per ricavare sostanze quali il catrame vegetale, l'acetone, l'acido acetico e l'alcol metilico, ecc. Con il gas convogliato si potevano produrre fiamme ben localizzate e persistenti. Ai tempi della rivoluzione industriale per produrre gas combustibile si dimostrò più utile sottoporre a pirolisi il carbone minerale piuttosto che legno, si diffuse così la distribuzione mediante allacciamenti del gas per uso pubblico (lanterne stradali) e privato (forni e fornelli). Purtroppo era molto pericoloso perché era un gas ricco in monossido di carbonio. In futuro, se il petrolio dovesse diventare sempre più difficile da estrarre e costoso, i prodotti della pirolisi di biomasse potrebbero essere utili alla fornitura di monomeri per la produzione di alcuni tipi di plastiche.

Per quanto riguarda la resa termodinamica, non penso che quella della pirolisi sia maggiore della resa termodinamica della combustione diretta, il vero vantaggio della pirolisi sta nella separazione dei combustibili in composti utilizzabili separatamente da diversi utilizzatori.
Per cui, per una semplice caldaia a scopo di produzione di calore potrebbe essere più conveniente la combustione diretta della massa legnosa o della biomassa.

scusatemi per la prolissaggine, si vede che oggi avevo voglia di scrivere.
 

linch

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#8
Nulla vorrei togliere a Nat Mulcahy, ma non penso che l'americano abbia inventato qualcosa di veramente nuovo. Per curiosità sono andato a controllare su wikipedia, e in effetti mi rendo conto che se ne può trarre l'idea di un processo d'ultima generazione.

Già gli alchimisti osservavano che scaldando il legno ne usciva un fumo intenso dalle particolari propietà, lo chiamarono "lo spirito del legno" o "spirito di legno", seguirono "liquore pirolegnoso", "aceto di legno", e più recentemente "acido pirolegnoso".
Quando fu studiato un po' più metodicamente (circa ai tempi di Lavoisier) ci si accorse che il legno si divide in quattro stati, il primo è il residuo carbonioso, mentre il liquore pirolegnoso è scomponibile in altri tre stati, uno pesante e viscoso dall'aspetto catramoso (olii pesanti), uno liquido e maggiormente volatile e uno incondensabile e gassoso.

Il processo di pirolisi è sempre stato utile per ricavare sostanze quali il catrame vegetale, l'acetone, l'acido acetico e l'alcol metilico, ecc. Con il gas convogliato si potevano produrre fiamme ben localizzate e persistenti. Ai tempi della rivoluzione industriale per produrre gas combustibile si dimostrò più utile sottoporre a pirolisi il carbone minerale piuttosto che legno, si diffuse così la distribuzione mediante allacciamenti del gas per uso pubblico (lanterne stradali) e privato (forni e fornelli). Purtroppo era molto pericoloso perché era un gas ricco in monossido di carbonio. In futuro, se il petrolio dovesse diventare sempre più difficile da estrarre e costoso, i prodotti della pirolisi di biomasse potrebbero essere utili alla fornitura di monomeri per la produzione di alcuni tipi di plastiche.

Per quanto riguarda la resa termodinamica, non penso che quella della pirolisi sia maggiore della resa termodinamica della combustione diretta, il vero vantaggio della pirolisi sta nella separazione dei combustibili in composti utilizzabili separatamente da diversi utilizzatori.
Per cui, per una semplice caldaia a scopo di produzione di calore potrebbe essere più conveniente la combustione diretta della massa legnosa o della biomassa.

scusatemi per la prolissaggine, si vede che oggi avevo voglia di scrivere.



Io non ho molto tempo per dilungarmi, per cui le mie risposte saranno alquanto telegrafiche.
La gasificazione delle biomasse e' vecchia quanto il mondo,anche mio nonno produceva carbone sfruttando l'effetto Venturi, ma non lo sapeva.
Le benemerenze del Nat riguardano il fatto di aver reso tale processo accessibile e familiare.
A parita' di combustibile il potere calorifico della pirolisi e' notevolmente superiore rispetto ad una combustione diretta,grazie alle temperature superiori raggiunte dal gas combusto.
Nessuna caldaia a combustione diretta puo' eguagliare un sistema a pirolisi ,esistono diversi trattati in tal senso.
Non ultimo la "carbon segregation" , il biochar prodotto, e il protocollo di Kyoto.
Saluti.
 

PaoloColombani

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#9
A parita' di combustibile il potere calorifico della pirolisi e' notevolmente superiore rispetto ad una combustione diretta,grazie alle temperature superiori raggiunte dal gas combusto.
Ciao, solo a titolo di discussione, non penso sia possibile ottenere un potere calorifico superiore a parità di combustibile, altrimenti avremmo trovato il modo di infrangere il secondo principio della termodinamica. Le entalpie in gioco sono le stesse, in più nella pirolisi dobbiamo aggiungere possibili perdite per il processo oltre al fatto che il residuo carbonioso (la carbonella) non partecipa alla combustione, pertando la quantità totale di calore all'utilizzatore dovrebbe risultare inferiore.

Tuttavia hai ragione perché il calore a bassa temperatura è meno "spendibile"; soprattutto se si parla di trasformazione in energia elettrica, sia che si tratti di effetto termoelettrico, sia che si tratti di ciclo termodinamico, il rendimento finale della trasformazione è tanto maggiore quanto più alta è la differenza di temperatura dei due "serbatoi" di calore.
 

linch

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#10
Ciao, solo a titolo di discussione, non penso sia possibile ottenere un potere calorifico superiore a parità di combustibile, altrimenti avremmo trovato il modo di infrangere il secondo principio della termodinamica. Le entalpie in gioco sono le stesse, in più nella pirolisi dobbiamo aggiungere possibili perdite per il processo oltre al fatto che il residuo carbonioso (la carbonella) non partecipa alla combustione, pertando la quantità totale di calore all'utilizzatore dovrebbe risultare inferiore.

Tuttavia hai ragione perché il calore a bassa temperatura è meno "spendibile"; soprattutto se si parla di trasformazione in energia elettrica, sia che si tratti di effetto termoelettrico, sia che si tratti di ciclo termodinamico, il rendimento finale della trasformazione è tanto maggiore quanto più alta è la differenza di temperatura dei due "serbatoi" di calore.

Il tutto era inteso come rendimento, ma ho visto che ci sei arrivato da solo.
Giusta l'osservazione del residuo carbonioso(biochar) che non partecipa alla combustione, ma nonostante questo il rendimento a parita' di combustibile e' superiore (Carnot insegna).
Vedo che tralasci una cosa fondamentale del processo, mi riferisco alla segregazione del CO2 nel biochar.Forse il problema non e' ancora molto sentito.
 

PaoloColombani

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#11
Vedo che tralasci una cosa fondamentale del processo, mi riferisco alla segregazione del CO2 nel biochar.Forse il problema non e' ancora molto sentito.
Beh, non è per questo, è che mi ero limitato solo alle considerazioni "fisiche" della faccenda. Mi sembra evidente che il residuo carbonioso costituisca una sottrazione di anidride carbonica dall'atmosfera, e questo è un punto a favore per la pirolisi.
 

linch

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#12
Beh, non è per questo, è che mi ero limitato solo alle considerazioni "fisiche" della faccenda. Mi sembra evidente che il residuo carbonioso costituisca una sottrazione di anidride carbonica dall'atmosfera, e questo è un punto a favore per la pirolisi.


Non la sottrae, semplicemente non reimmette in atmosfera l'anidride carbonica accumulata dalla biomassa .
E vista la situazione ambientale.............
 

linc

Utente poco attivo
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Regione: sicilia
#13
La pirolisi (o piroscissione) è un processo di decomposizione termochimica di materiali organici, ottenuto mediante l’applicazione di calore e in completa assenza di un agente ossidante (normalmente ossigeno).[1] In pratica mentre riscaldando il materiale in presenza di ossigeno avviene una combustione che genera calore e produce composti gassosi ossidati, effettuando invece lo stesso riscaldamento in condizioni però di assenza totale di ossigeno il materiale subisce la scissione dei legami chimici originari con formazione di molecole più semplici. Il calore fornito nel processo di pirolisi viene quindi utilizzato per scindere i legami chimici, attuando quella che viene definita omolisi termicamente indotta. Fonte Wikipedia.
Il precursore di tale processo in Italia e' Nat Mulcahy ingegnere americano, e inventore della "Lucia Stove".Tale sistema,visibile su molti siti,riesce a gasificare quasi tutte le tipologie di biomassa aventi umidita' residua inferiore al 30%.Il gas ottenuto per pirolisi ha potenzialita' termiche pari al gpl,e il risultato della gasificazione e' il biochar,fondamentale per la "carbon segregation", non reimmette in atmosfera CO2.(Vedi protocollo di Kyoto).Il carbone infine viene utilizzato come ammendante in agricoltura.
Tale processo,se reso continuo con opportuni procedimenti, puo' diventare una fonte quasi inesauribile di energia termica.
Quotidianamente immense quantita' di scarti di biomassa vengono distrutti con notevoli spese a carico della collettivita' e dell'ambiente.
La possibilita' di autoprodurre energia a costo prossimo allo zero mi affascina.
Ho iniziato quindi lo studio di un sistema che tramite pirolisi produca energia termica in continuo,utilizzando varie tipologie di scarti di biomassa.
Il mio fine e' quello di rendere termicamente autonoma la classica cascina di campagna che ha come risulta delle proprie lavorazioni notevoli scarti di biomassa.
Lo studio e' agli inizi,sono graditi quindi eventuali suggerimenti,e/o collaborazioni finalizzate al suo sviluppo.
Molto interessante il processo che hai descritto,potresti dare maggiori informazioni per poterlo realizzare?
 

vdrummer

Utente Junior
Professione: Disegnatore/Progettista Meccanico
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Regione: Emilia-Romagna
#14
Anche io sto studiando un pò di cose in tal senso, poichè mi è stata fatta una richiesta abbastanza inusuale per noi ... un pò più logica se applicata ad altri contesti.
Si tratta di pensare ad un sistema che ricavi energia elettrica dalla combustione della legna.
Le strade da percorrere, se escludiamo le cavolate, sono poche.
O si pensa ad un motore stirling che per mezzo del calore riesca ad azionare un alternatore o si pensa ad un sistema a vapore per mezzo del quale azionare una turbina.
Si accettano consigli e critiche
Parliamone https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:pAaqS6cSGPIJ:www.pellet-italia.com/doc/SUNMACHINE.pdf+pirolisi%2Bcorrente&hl=it&gl=it&pid=bl&srcid=ADGEESiy6THgvfpCMUcoprwzCt3YWAf5TWqefy8--YSuLKoNrsgQwDdTV1yT5nG2jJThw7vtvmr6dCDbZQxbleYn8rDdWWf9pxwZDwYaaabmItUpBxgTBdHOIRX1f2ag7ytmg3SyEDkT&sig=AHIEtbRgF3bLS8MgJADe_X3kCJd0nztg5Q&pli=1
 

Mr.Rio

Utente Junior
Professione: meccanico ingegnere
Software: ProE WF4.0
Regione: Veneto
#15
Tempo fa leggevo di un sistema di raffinazione dei rifiuti urbani che consentiva di ottenere una polvere da cui ricavare, per pirolisi, del combustibile. Il sistema si chiamava Thor ed era stato sviluppato dal CNR e da una società privata...sembrava poter risolvere i problemi di intasamento delle discariche ma non se ne è sentito poi parlare molto. Si trova qualcosa anche su Wikipedia.
Saluti
 

Sergio Milano

Utente poco attivo
Professione: Libero professionista
Software: cad
Regione: Piemonte
#16
Sono alla ricerca di una società che mi possa affiancare in un progetto per realizzare una piccola centrale a biomassa, con sistema di pirolisi.
Qualcuno di voi mi può aiutare a contattare un azienda di un certo spessore ?
rimango in attesa grazie.:bekle:
 

linch

Utente Standard
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#17
Sono alla ricerca di una società che mi possa affiancare in un progetto per realizzare una piccola centrale a biomassa, con sistema di pirolisi.
Qualcuno di voi mi può aiutare a contattare un azienda di un certo spessore ?
rimango in attesa grazie.:bekle:
Il percorso che hai intrapreso e' da "pionieri",trovare quindi un'azienda che investa nell'idea senza un ritorno sicuro,e' a mio parere molto complicato.
 

numero1

Utente Senior
Professione: Non lo sò + nemmeno io
Software: Tavoletta cuneiforme ....... ACAD, MStation, PDS/PDMS, Autoplant ed un poco di NX
Regione: Da qualche parte
#18
Però potrebbe essere molto redditizio ;) se si ha un po' di fortuna.
Ciao