Газификация
Нехватка жидкого топлива во время Второй мировой войны привела к необходимости поиска новых видов топлива. Эти изыскания привели к разработке процесса газификации угля и древесины. Полученный газ использовался в автомобильных и тракторных двигателях.
В процессе газификации твердое топливо разлагается с появлением более энергоемких газообразных продуктов. При этом используется тепло от сжигания части исходного топлива.
В современных газификаторных установках на выходе получается синтез-газ, являющийся смесью водорода, угарного газа (монооксида углерода), диоксида углерода, азота и его соединений. Когда для газификации используется не воздух, а чистый кислород, то образующиеся продукты реакции при их сжигании могут обеспечивать получение столь высоких температур, что такие газификаторы можно использовать и в сталелитейной промышленности.
Синтез-газ можно напрямую использовать в двигателях внутреннего сгорания. Газификация является наиболее простым способом использования древесины в качестве топлива для двигателей.
В современных газификаторах получаемые продукты содержат до 85 % энергии сгорания исходного продукта. Большая часть этой энергии — это химическая энергия получившихся веществ, а другая часть — тепловая энергия выходящего из газификатора газа. Если получившийся синтез-газ охлаждается до нормальной температуры, то он содержит только около 65 % исходной энергии сгорания топлива.
Древесина содержит в себе малое количество серы, поэтому полученное топливо является довольно чистым. Однако в древесине содержатся смолы, которые загрязняют газификационное оборудование и образуют при сгорании вредные вещества. Для уменьшения негативного влияния смол современные газификаторы делают по схеме обратного тока. В таких газогенераторах смолы проходят через горячую зону реактора, разлагаясь при этом на более простые компоненты. Это позволяет получать практически очищенный от смол газ на выходе из установки. Для окончательной очистки газов их затем пропускают через пылеулавливающие установки типа «циклон» для удаления взвешенных частиц.
Наиболее совершенные технологии газификации разработаны в Бразилии, где из-за недостатка нефти широко применяются альтернативные виды топлива (этанол). Для газификации там преимущественно используется древесина эвкалиптового дерева, растущего очень быстро даже на бедной и сухой земле. В США в энергетических целях предполагается использовать разнообразные гибриды ивовых кустарников, растущие со средней скоростью до 3 м в год. Если в перспективе будут введены жесткие международные ограничения на выбросы С02, то проблема реализации биомассы станет весьма актуальной. Ивовый кустарник (он выглядит совсем не так, как ивовое дерево), как и эвкалипт, может расти на бедной почве. Интерес к этим видам наземных растений проявляется не только в США. впервые переработка ивовых кустарников в качестве источника топлива была осуществлена в Швеции. Кроме всего прочего, синтез-газ может использоваться в ряде случаев и в химической промышленности. Так, производство метанола из древесного генераторного газа рассматривается как весьма перспективная технология.