Σάββατο, 21 Ιουλίου 2012

Τα προϊόντα του ξύλου και η αεριοποίηση του ( syngas )

   Όταν θερμαίνουμε ξύλα σε υψηλή θερμοκρασία <<απουσία>> ή με μικρή ποσότητα οξυγόνου, τότε, τα ξύλα δεν καίγονται αλλά βαθμιαία μετατρέπονται σε άνθρακα, απανθρακώνονται. Δηλαδή οι οργανικές ενώσεις του ξύλου μετατρέπονται σε άνθρακα. Με τον τρόπο αυτό παράγονται τα ξυλοκάρβουνα.
   
   Κατά την απανθράκωση των ξύλών βγαίνουν ( αποστάζουν ) διάφορα προϊόντα, όπως είναι ορισμένα εύφλεκτα αέρια, ένα ευκίνητο υγρό που είναι γνωστό σαν ξύλοξος και ένα μαύρο παχύρευστο υγρό, η πίσσα

   Επομένως δεν ισχύει η παροιμία που λέμε συνήθως με μιά απογοήτευση : << Άνθρακες ο θησαυρός >>, γιατί εάν εκμεταλλευτούμε τα παραπάνω προϊόντα, που προέρχονται από τον άνθρακα και κατα συνέπεια τα ξύλα, ο άνθρακας μοιάζει να είναι θησαυρός. Στη συνέχεια θα παρουσιαστούν αναλυτικά τα προϊόντα του ξύλου και πως συνέβαλαν μέχρι τώρα στην ανθρωπότητα.

   Ο ξύλοξος, που ανέφερα παραπάνω, είναι ένα πορτοκαλί όξινο υγρό που σχηματίζεται κατά την ξηρή απόσταξη των ξύλων και περιέχει κυρίως μεθυλική αλκοόλη, οξικό οξύ και ακετόνη. Οπότε καταλαβαίνουμε ότι είναι ένα εύφλεκτο προϊόν, το οποίο μπορούμε να το εκμεταλλευτούμε όπως ακριβώς την πίσσα και τα εύφλεκτα αέρια ή αλλιώς syngas.

Το syngas αποτελείται από τα εξής στοιχεία:


  1. Άζωτο N2 50,9 %
  2. Μονοξείδιο του άνθρακα 27 %
  3. Υδρογόνο 14 %
  4. Διοξείδιο του άνθρακα 4,5 %
  5. Μεθάνιο 3 %  
  6. Οξυγόνο 0,6 % 
___________________________________



   Το syngas είναι ο γνωστός σε όλους μας καπνός, που εμφανίζεται πριν ανάψει ένα ξύλο. Στη συνέχεια γίνεται η ίδια η φλόγα, καίγοντας όμως ταυτόχρονα και τα υπόλοιπα εύφλεκτα στοιχεία του ξύλου. Το syngas πρώτοι στην ιστορία το επεξεργάστηκαν και το έβγαλαν στο φως οι Ναζί κατά τον 2ο Παγκόσμιο Πόλεμο. Λόγω του ότι η Γερμανία και οι γύρω περιοχές δεν έχουν πολλά ενεργειακά κοιτάσματα και πιο συγκεκριμένα κοιτάσματα πετρελαίου, οι Ναζί βρήκαν ένα τρόπο να αντικαταστήσουν το πετρέλαιο με τα ξύλα, έτσι ώστε να καλύπτονται οι ανάγκες τους στο θέμα της ενέργειας και να μην εξαρτόνται χώρες όπως η Ρωσία ή άλλες με πλούσιο υπέδαφος.
  
   Αυτός ο τρόπος λέγεται αεριοποίηση, δηλαδή απανθρακώνοντας τα ξύλα εκμεταλλέυονταν τα αέρια, που προέρχονταν από αυτά. Η αεριοποίηση του ξύλου είναι μια διαδικασία στην οποία οργανικό υλικό μετατρέπεται σε καύσιμο αέριο κάτω από την επίδραση της θερμότητας (πυρόλυση)- η διαδικασία φτάνει σε θερμοκρασία 1.400 ° C (2550 ° F). Η πρώτη χρήση της αεριοποίησης του ξύλου χρονολογείται από το 1870, όταν χρησιμοποιήθηκε ως προπομπός του φυσικού αερίου για το φωτισμό του δρόμου και το μαγείρεμα.

Η ιστορία της αεριοποίησης

   Στη δεκαετία του 1920, Γερμανός μηχανικός Georges Imbert ανέπτυξε μια γεννήτρια αεριοποίησης του ξύλου για κινητή χρήση. Τα αέρια που είχαν καθαριστεί και ξηρανθεί και στη συνέχεια τροφοδοτούσαν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης του οχήματος, ο οποίος μόλις και μετά βίας θα πρέπει να ρυθμιστεί. Η γεννήτρια Imbert ήταν μαζικής παραγωγής από το 1931. Στο τέλος της δεκαετίας του 1930, περίπου 9.000 αυτοκίνητα αεριοποίησης ξύλου ήταν σε χρήση, σχεδόν αποκλειστικά στην Ευρώπη.

   Η τεχνολογία έγινε κοινή σε πολλές ευρωπαϊκές χώρες κατά τη διάρκεια του Δευτέρου Παγκοσμίου Πολέμου, ως συνέπεια του δελτίου των ορυκτών καυσίμων. Μόνο στη Γερμανία, περίπου 500.000 αυτοκίνητα παραγωγής αερίου ήταν σε λειτουργία μέχρι το τέλος του πολέμου.


    "Ένα δίκτυο περίπου 3.000 πρατήριων “πετρελαίου” ιδρύθηκε , όπου οι οδηγοί έκαναν απόθεμα σε καυσόξυλα. Όχι μόνο ιδιωτικά αυτοκίνητα, αλλά και φορτηγά, λεωφορεία, τρακτέρ, μοτοσικλέτες, πλοία και τρένα ήταν εφοδιασμένα με μονάδες αεριοποίησης ξύλου. Μερικά τάνκς κινούντο με μονάδες αεριοποίησης ξύλου επίσης, αλλά για στρατιωτική χρήση, οι Γερμανοί προτίμησαν την παραγωγή υγρών συνθετικών καυσίμων (φτιαγμένα από ξύλο ή άνθρακα).

   Με λίγα λόγια, μπορούμε καίγοντας ξύλα ή άλλης μορφής βιομάζα, να παράγουμε ένα αέριο, πλούσιο σε υδρογονάνθρακες, ικανό να χρησιμοποιηθεί ακόμα και σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Δεν είναι απαραίτητο να το χρησιμοποιήσουμε μόνο σε αυτοκίνητα. Οποιαδήποτε εργαλείο διαθέτει κινητήρα εσ.καύσης μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτή την μέθοδο. πχ. αλυσοπρίονα, μηχανές γκαζόν, κορδέλα κτλ.


   Το 1942 (όταν η τεχνολογία αυτή δεν είχε φτάσει ακόμα στο ύψη της δημοτικότητάς της), υπήρχαν περίπου 73.000 οχήματα παραγωγής αερίου στη Σουηδία, 65.000 στη Γαλλία, 10.000 στη Δανία, 9.000 στην Αυστρία και τη Νορβηγία, καθώς και σχεδόν 8.000 στην Ελβετία. Η Φινλανδία είχε 43.000 "woodmobiles” το 1944, εκ των οποίων 30.000 ήταν τα λεωφορεία και τα φορτηγά, 7.000 Ι.Χ. οχήματα, 4.000 τρακτέρ και 600 σκάφη.

   Μετά τον πόλεμο, με την βενζίνη και πάλι διαθέσιμη, η τεχνολογία έπεσε σε λήθη σχεδόν ακαριαία. Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, στην τότε Δυτική Γερμανία είχαν μείνει μόνο περίπου 20.000 woodmobiles
Ερευνητικό πρόγραμμα στη Σουηδία
 

   Η αύξηση των τιμών των καυσίμων και η υπερθέρμανση του πλανήτη έχουν οδηγήσει σε αναθέρμανση του ενδιαφέροντος για καυσόξυλα ως άμεσο καύσιμο. Δεκάδες ερασιτέχνες μηχανικοί σε όλο τον κόσμο έχουν μετατρέψει απλά αυτοκίνητα παραγωγής σε οχήματα παραγωγής αερίου από ξύλο, με τα περισσότερα από αυτά τα σύγχρονα woodmobiles να γίνονται στη Σκανδιναβία.

   Το 1957, η σουηδική κυβέρνηση εκπόνησε ένα ερευνητικό πρόγραμμα για να προετοιμαστεί για μια γρήγορη μετάβαση σε αυτοκίνητα ξυλαέριου σε περίπτωση ξαφνικής έλλειψης πετρελαίου. Η Σουηδία δεν έχει αποθέματα πετρελαίου, αλλά έχει τεράστιες δασικές εκτάσεις που μπορεί να χρησιμοποιήσει για καύσιμα. Οι στόχοι της έρευνας ήταν να αναπτυχθεί μια βελτιωμένη, τυποποιημένη εγκατάσταση που θα μπορούσε να προσαρμοστεί για χρήση σε όλα τα είδη οχημάτων.

 Η έρευνα αυτή, που υποστηρίζεται από τον κατασκευαστή αυτοκινήτων Volvo, οδήγησε σε μια μεγάλη θεωρητική γνώση και πρακτική εμπειρία με διάφορα οδικά οχήματα (ένα είδαμε παραπάνω) και τρακτέρ για μια συνολική απόσταση πάνω από 100.000 χιλιόμετρα Τα αποτελέσματα συνοψίζονται σε ένα έγγραφο FAO , από το 1986, ασχολείται επίσης με ορισμένα πειράματα σε άλλες χώρες . Σουηδοί και, κυρίως Φιλανδοί ερασιτέχνες μηχανικοί έχουν χρησιμοποιήσει αυτά τα δεδομένα για την περαιτέρω ανάπτυξη της τεχνολογίας, κάτω ένα όχημα της Juha Sipilä).Μια γεννήτρια ξυλαερίου - η οποία μοιάζει με ένα μεγάλο θερμοσίφωνα - μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα τρέϊλερ (αν και αυτό καθιστά το όχημα δύσκολο στο να παρκάρει), στο χώρο αποσκευών (πορτμπαγκάζ) του αυτοκινήτου (αν και αυτή εξαντλεί όλα σχεδόν χώρο αποσκευών) , ή σε μια πλατφόρμα στο μπροστινό ή πίσω μέρος του οχήματος (η πιο δημοφιλής επιλογή στην Ευρώπη). Στην περίπτωση ενός Αμερικάνικου αγροτικού, η γεννήτρια τοποθετείται στη καρότσα. Κατά τη διάρκεια του Β 'Παγκοσμίου Πολέμου, ορισμένα οχήματα ήταν εξοπλισμένα με ενσωματωμένη γεννήτρια, εντελώς κρυφή από κάθε άποψη.
 

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου