Re: Il futuro del nucleare, non solo in Italia

From: Soviet_Mario <Soviet.Mario_at_CCCP.MIR>
Date: Fri, 16 Jul 2010 14:41:23 +0200

Il 15/07/2010 22:50, Alessandro ha scritto:
> "Soviet_Mario"<Soviet.Mario_at_CCCP.MIR> ha scritto nel messaggio
> news:4c3f0eb6$0$31382$4fafbaef_at_reader1.news.tin.it...
>> Il 15/07/2010 10:29, Alessandro ha scritto:
>>> "Soviet_Mario"<Soviet.Mario_at_CCCP.MIR> ha scritto nel messaggio
>>> news:4c3cef82$0$18654$4fafbaef_at_reader3.news.tin.it...
>>>> Il 13/07/2010 15:50, Alessandro ha scritto:
>>
>> CUT
>>
CUT cellulosa

>
> Sono perfettamente d' accordo, tuttavia se � vero che la cellulosa �
> diffusissima e anche a buon costo (spesso addirittura a "costo negativo",
> nel senso che tante risorse di quel tipo vanno in discarica a costi
> elevati), purtroppo anche i nostri consumi di combustibili liquidi per
> motori a comb int sono molto elevati; ora, pu� darsi non sia molto informato
> sugli ultimi sviluppi ma il numero migliore che ho letto � una produzione di
> al max 150-250 litri per tonn di biomassa per l' etanolo da cellulosa,
> quindi anche avendo a disposizione decine di milioni di tonn di cellulosa
> non � che si sposti di molto il problema

uhm, come non si sposta ? Se trovassimo il modo di usare in
modo efficiente la cellulosa "as is" : ossia non la
cellulosa PURA (che per inciso costa anche, e la domanda �
forte per la carta, e la purificazione dalla lignina e
sbianca costano pure esse) ma contenuta nella pianta intera,
spappolata in acqua e fermentata, manco bruciando biofuel
per sfizio riusciremmo ad esaurire tutta la disponibilit�
esistente ovunque.
Certo che la fibra buona, purificata e di qualit�, richiede
colture adatte (ad es. piante con alto rapporto
cellulosa/lignina e a fibra lunga o trattamenti costosi,
come coll'idrosolfito).

Ma veniamo all'esistente (la fermentazione ha ancora da
venire, anche se verr� ... e sarebbe l'optimum operando in
acqua a temperatura naturale, per quanto resterebbe il
problema della distillazione dell'azeotropo acqua etanolo
(94,6 %) che si mangia via una certa quota energetica) ossia
la gassificazione diretta.
Si, mi piace, anche se � un metodo brute force. Non �
nemmeno niente di nuovo, anche se magari � nuova la sigla
BTF BTL etc. Ho trovato in rete un brevetto degli anni 40
(non a caso, tempo di IIWW) in cui un gasogeno a
rametti,segatura,cippato,pigne e foglie secche, veniva
montato direttamente sul muso di un trattore agricolo,
siccome non c'era gasolio.
Il motore diesel restava quel che era, e veniva alimentato
DIRETTAMENTE con la miscela di gas di pirolisi dei vegetali
(filtrati dalle ceneri e essiccati alla veloce in tempo
reale). Quel gas non veniva neppure convertito in liquido,
ma alimentato tal quale (contiene molto CO, H2, ma anche
tanto N2, un po' di CO2 e vapore residuo). Non � un gas
particolarmente ricco.

I gas di pirolisi della biomassa, anche quella molto
legnosa, sono quasi sempre carenti di idrogeno rispetto al
CO, per cui non possono essere cataliticamente trasformati
in metanolo con conversione completa del CO contenuto, e
richiedono H2 extra (esso si pu� ricavare dallo steam
reforming degli idrocarburi ricchi di H2, il metano essendo
il pi� ricco). Combinando dello steam reforming e della
pirolisi si pu� produrre metanolo e basta.
Sorvoliamo sull'ossidazione parziale del metano, non �
ancora possibile, e sin quando non escono catalizzatori
adatti e poco costosi rester� una chimera (non sto a
spiegare la ragione, ma ci sono ottime ragioni).

la liquefazione a metanolo dei vari gas a partire da CO (da
CO2 non � conveniente, anche energeticamente richiete T
superiori e troppo idrogeno, inoltre produce acqua, inutile)
richiede una stechiometria 1:2 (un lieve eccesso di H2 �
favorevole alla conversione e alla diminuzione delle soot)

CO + 2 H2 --> CH3OH


vediamo il bilancio, AL NETTO dell'energia richiesta (che
prevede una quota di COMBUSTIONI, esotermiche, per
autosostentare la temperatura richiesta e rendere il
processo intero autonomo, e qui non riportate).

* pirolisi (assumiamo cellulosa, materia prima MENO adatta
della lignina, ad es., + ricca di idrogeno e povera di
ossigeno, ergo + energetica ...)

CnH2nOn --> n CO + n H2

(come si vede il rapporto � 1:1, molto deficitario di H2)

Si pu� forzare lo steam reforming aggiungendo vapore e
calore esterno

CO + H2O + calore --> CO2 (scarto) + H2
(viena anche chiamata SHIFT reaction)

questo arricchisce il gas di pirolisi di idrogeno e fa
calare il CO, ma al contempo lo diluisce con CO2, che rompe.
Rompe perch� il gas di pirolisi di per s� stesso � esente o
quasi di azoto, specie se la quota di combustione con aria
della biomassa non � fatta internamente, ma esternamente, in
un recuperatore di calore, e la pirolisi � fatta A VUOTO.
In questo caso, il gas di pirolisi contiene poco o punto
azoto, ed � energeticamente pi� denso

P.S. una quota di steam reforming si forma lo stesso, perch�
il vapore � sempre presente, anche se la biomassa fosse
seccata con cura particolare. Quindi della CO2 si forma in
ogni caso.


hydro-reforming (o steam reforming)

x CH4 + x H2O --> x CO + 3x H2

come si vede questa reazione conduce ad una miscela ricca di
idrogeno in modo sovrabbondante (almeno 3:1 ... dico almeno
perch� la SHIFT reaction pu� ancora intervenire, aumentando
l'idrogeno al prezzo dello scarto CO2)

accoppiando i due processi (pirolisi a vuoto di biomassa # e
un po' di steam reforming del metano) si pu� produrre una
mistura col rapporto H2/CO di 2:1 richiesto per fare il
metanolo.

Anche senza biomassa, il CO si pu� ottenere dal carbone (i
vecchi gasogeni).
C + H2O + calore --> CO + H2
e di qui di nuovo affiancamento allo steam reforming.

Ergo, VOLENDO, si pu� fare il metanolo nelle quantit� richieste.
Tutte le reazioni che richiedono calore, pi� esattamente
richiedono UN PO' di calore (sono solo moderatamente
ENDOTERMICHE) e richiedono temperature ALTE di processo
(diciamo di poco inferiori a 1000� nei casi peggiori).
Quindi � un costo di esercizio (per le dissipazioni) pi� che
un vero costo termodinamico reale. Certo operare a 1000�
richiede calore esterno anche facendo una reazione priva di
una propria tonalit� termica (DG = 0), ma in certa misura
con recupero dai fumi e opportuno design si pu� ridurre la
dissipazione.

Quanto ai diesel, come tu stesso avevi citato e io avevo
scordato, si possono alimentare col dimetil-etere (il figlio
del metanolo). Ma anche alimentare a gas di pirolisi, se lo
facevano ai tempi della guerra. Il dimetil-etere � solo pi�
"denso" di questi
CO+H2 (e tracce di vapore e CO2) � una miscela perfettamente
dotata di sufficienti capacit� anti-detonanti senza alcun
additivo aggiunto. Invero pu� alimentare anche un motore a
benzina con un carburatore modificato per la miscelazione di
gas permanenti in pressione adatta.

L'unico problema di questo gas � l'eventuale rischio di
perdite. Nell'800 veniva usato in rete domestica (gas di
citt�) e in caso di fuga, ti faceva secco in virt� del CO
che � un killer letale e subdolo (crea sonnolenza)

>
> Secondo problema, supponendo di riservare queste risorse per quelle attivit�
> non elettrificabili (quasi tutto, a parte camion, navi che vanno a diesel ed
> aerei che necessitano di cherosene) come io suggerivo avremmo bisogno
> principalmente di cherosene per gli aerei e diesel per camion e navi,

gli aerei non so, i turboreattori non li conosco. Gli altri
motori possono anche andare a gas o a dimetiletere.
Non sono tra gli entusiasti del biodiesel fatto per
transesterificazione dei grassi vegetali con etanolo (bio o
non bio) o ancor meglio metanolo. I grassi sono prodotti
troppo pregiati, e servono colture apposite, salvo dove
crescono selvatiche (tipo la jojoba) ma sono produzioni
limitate.

>a
> parte giusto un p� di benzina per "completare" auto e motorini, mentre che
> io sappia (correggetemi se sbaglio) l' etanolo � solo sfruttabile in motori
> a benzina, esiste che tu sappia un processo gi� ben sviluppato e con basse
> perdite per trasformare l' etanolo in gasolio per diesel o cherosene per gli
> aerei (la cosa � totalmente fuori dalle mie conoscenze) ?

di nuovo, glisso in toto sugli aeroplani, ma in teoria si
pu� adattare il diesel per l'etanolo, dovendo tenere conto
della sua diversa volatilit�. Quanto a potere antidetonante,
� molto elevato, fin troppo, superiore ai composti di
riferimento (non ricordo bene, una poli metil naftalina, un
aromatico molto tosto da un lato e il n-cetano dall'altro,
il peggiore). Cmq rapportato agli standard della benzina
(n-eptano, worst preso pari a zero, e trimetil pentano,
best, preso pari a 100), mi pare che l'etanolo puro starebbe
attorno a 120-130, ossia migliore dello standard ottimale puro.
Per la volatilit� troppo alta, probabilmente bisognerebbe
modificare il rapporto di compressione e il tipo di
iniettori, ma in s� pu� bruciare in un diesel.

>
>>> Non ne sono un
>>> sostenitore, a parte perch� � solo una molta piccola risposta e
>>> scarsamente
>>> sostenibile
>>> su larga scala,

Io credo che di metanolo, volendo e investendoci, ci si
potrebbe muovere TUTTO e in modo praticamente sostenibile
quanto la disponibilit� di metano (amplificata per un
fattore X, nel senso che basta poco metano per fare CH3OH
affiancato alla pirolisi della biomassa ... grezza, tal
quale, non raffinata e di qualsiasi provenienza)

>>
>> mah, non credo. Alla bisogna si produce dal metano (steam reforming e
>> altri processi), da carbone e acqua. Lasciamo stare la distillazione secca
>> del legno, che pure funge ma � obsoleta. Il metanolo � accessibile
>> praticamente da tutto.
>
>
> Certamente, ed � quello che sostiene pure Olah, ma io intendevo produrre il
> metanolo in maniera pulita

mmm ... pulito in che senso ? La pirolisi della biomassa ha
un modesto costo energetico di processo, ma in compenso zero
operazioni di selezione, raffinazione e pochissimi di
separazione dei gas. E produce scorie e ceneri praticamente
adatte a venire sparse sui campi (se la materia prima erano
solo vegetali).

> usando semplicemente lo schema di Olah aria (per
> sottrare la CO2) + acqua (per produrre idrogeno) + energia (possibilmente
> pulita)
>

e che processo � ? E' l'equivalente della fotosintesi ...
qui l'energia richiesta non � quel tanto che basta da
scaldare un po' la mistura. Qui serve un costo termodinamico
abissale. N� pi� n� meno che per l'elettrolisi dell'acqua
per ottenere idrogeno.
Se c'� energia gratis va benissimo, ma ancora non c'�

> Grazie per le info sul metanolo

forse mi sono dilungato un po' troppo di nuovo, per questo
NG, sulle reazioni (cmq appena accennate)

>>> vedrei
>>> molto bene i processi "da biomassa a liquido" che per di pi� non essendo
>>> processi di
>>> fermentazione ma di combustione
>>
>> non sono sicuro di aver capito a che genere di colture batteriche ti
>> riferisca. Combustione ? Ma se allevi i batteri in presenza di aria,
>> bruciano tutto e producono solo CO2. Sicuramente ho frainteso
>

allora confermo : non sono combustioni. O meglio, una parte
(di supporto) del processo � una combustione parziale, e il
suo prodotto utile � calore (pi� CO2 di scarto e vapore, che
non fa male e si separa facilmente se occorre), ma la parte
protagonista non � una combustione, ma una semplice
pirolisi, e produce quel syngas o come vogliamo chiamare
ricco di CO e H2.
Si possono disgiungere fisicamente in contenitori divisi ...
certo che se avvengono nello stesso letto fluido (macinato
sospeso in poca aria arroventata e rimescolato), lo scambio
energetico � molto pi� efficiente.

> Intendo i processi BTL (biomass to liquid) come quelli che si stanno
> sviluppando alla Choren in Germania, una sorta di Fischer-Tropsch applicata
> alla biomassa
> http://en.wikipedia.org/wiki/Biomass_to_liquid
> occorrono "solo" 5 tonn di biomassa secca, anche non particolarmente
> pregiata, per produrre una tonn di biodiesel (che � quasi totalmente a zero
> emissioni nette di CO2)

capisco le virgolette, ma io mi permetto di virgolettare il
"non particolarmente pregiata", nel senso che � roba di
scarto. Ovunque si usi legno, carta, tessuti, coltivazioni,
pulizia di boschi, noccioli e gusci, qualsiasi scarto
vegetale ti venga in mente, per il syngas va bene. Al
massimo pu� richiedere stagionatura per essiccarlo (troppa
acqua rende dispendioso scaldare la massa). La risorsa di
base � inesauribile e oltretutto cesserebbe di essere un
problema di dove c***o metterla !
Per inciso, previa macinazione e miscelatura in adeguate
proporzioni, la gran parte delle plastiche non alogenate (no
PVC ad es. o teflon) e le poliammidi (nylon, kevlar,
melammina, bacheliti) quindi il PE, PET, PP, gomme,
potrebbe persino quella essere pirolizzata insieme al resto
a temperatura appena pi� alta. Certo, ci vuole plastica
classificata, non a casaccio, ma la pirolisi con vapore
scassa anche quella. Praticamente tutto ci� che contiene
solo C,H e O, � adatto.

ciao
Soviet
Received on Fri Jul 16 2010 - 14:41:23 CEST

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