La tecnologia della gassificazione

La gassificazione è a tutti gli effetti un processo di conversione termochimica. Nei reattori tradizionali si basa su una combustione imperfetta (sotto-stechiometrica) ed una successiva riduzione del gas ad alta temperatura. Le alte temperature e le condizioni riducenti pongono il combustibile solido in condizione di degradare fino ai suoi elementi costitutivi, CO e H2. Il processo è imperfetto e produce anche quantitativi di H2O, CO2 e composti superiori come metano o molecole aromatiche. 
A seconda del modo in cui l’agente gassificante interagisce con la biomassa, si possono classificare i reattori in due famiglie principali: a letto fisso o a letto fluido.
In questa trattazione ci si concentrerà sui gassificatori a letto fisso, che presentano una maggiore semplicità costruttiva.
In essi la biomassa viene introdotta dall’alto e si distribuisce per gravità formando un letto poroso, essa reagisce fino ad essere scaricata dalla griglia posta alla base del reattore.

In base al verso in cui l’aria investe la biomassa facendo avvenire le reazioni, i gassificatore a letto fisso si distinguono in:
- Gassificatori updraft: l’agente ossidante (aria, ossigeno o vapore) attraversa il letto di reazione in verso ascendente (fig. a). E’ possibile gassificare biomasse con un alto tenore di umidità (oltre il 30%), il syngas ha una bassa temperatura di uscita (200 - 300 °C)  in quanto cede calore sensibile alla biomassa in ingresso. Di contro, risulta inquinato da una quantità di catrami in sospensione (anche detti tar) che varia tra il 5% e il 20%;
- Gassificatori downdraft: l’agente ossidante viene immesso nel reattore dall’alto (reattori stratified o open top) o da ugelli circonferenziali posti nel letto di reazione (reattori Imbert). In ambedue i casi esso attraversa il letto di reazione in verso discendente (fig. b). Le biomasse utilizzabili devono avere basso tenore di umidità (massimo 10%), il syngas ha un’alta temperatura di uscita (600 - 700 °C) ma presenta una minore quantità di catrami in sospensione (massimo 1%). Data l’elevata pulizia del gas, questa tipologia di gassificatore si presta ad essere utilizzata per impianti di produzione di energia elettrica di piccola taglia con motori a combustione interna;
- Gassificatori crossdraft: l’agente ossidante attraversa il letto di reazione trasversalmente (fig. c). Questo sistema è poco utilizzato a causa delle alte temperature del gas in uscita (800 - 900 °C) e della complessità costruttiva.

Nel caso di gassificazione o pirolisi di biomasse lignocellulosiche è possibile ottenere come sottoprodotto il biochar. Il biochar può essere utilizzato per aumentare il potenziale fertilizzante del digestato utilizzato per fini agronomici grazie alla sua elevatissima porosità ed alla sua capacità di trasporto di nutrienti all’interno del terreno. Nel caso il dilavamento del suolo sia un problema che impedisce l’utilizzo di ammendanti eccessivamente diluiti, l'utilizzo del biochar potrebbe essere una soluzione.