Wat is gasificatie of vergassing?

Gasificatie wordt ook wel vergassing genoemd en is een chemisch proces waarin men materiaal zoals steenkool of biomassa onder een hoge temperatuur van 1.300 tot 1.500 °C omgezet in een gasvormig mengsel dat voornamelijk bestaat uit waterstof (H2) en koolmonoxide (CO). Het gas dat tijdens gasificatie oftewel vergassing ontstaat is een geproduceerd gas dat men ook wel synthesegas noemt. Soms hanteert men de term stadsgas.

Er wordt tijdens gasificatie een uitgangsmateriaal gebruikt. Dit uitgangsmateriaal kan heel verschillend zijn. Vaak wordt er gebruik gemaakt van steenkool waardoor men het proces ook Kolenvergassing zou kunnen noemen. Ook gebruikt men voor vergassing koolwaterstoffen als uitgangsmateriaal. Andere materialen zijn biomassa en aardgas. Door de oxidatie die tijdens het proces optreed wordt de temperatuur extra hoog. Er wordt tijdens vergassing naast het uitgangsmateriaal ook stoom gebruikt en zuurstof toegevoegd.

Er wordt een katalysator gebruikt in de vorm van ijzer. Tijdens het gasvormingsproces wordt de stoom in combinatie met de gassen, die door de verhitting van het uitgangsmateriaal ontstaan, langs de katalysator geleid. Daardoor ontstaan verschillende reacties. Door meer stoom of minder stoom toe te voegen en de verhouding tussen waterstof en koolmonoxide te wijzigen kan met het proces beïnvloeden en ook de gassen die geproduceerd worden wijzigen.

Hogetemperatuurvergassers
In de meeste vergasinstallaties wordt gewerkt met hoge temperaturen van 1.300 tot 1.500 °C deze hoge temperaturen worden mede behaald door de oxidatie die tijdens het proces optreed. Men noemt vergassers die onder deze temperatuur werken ook wel hogetemperatuurvergassers. Daarvoor gebruikt men steenkool van hoge kwaliteit en geen materialen van lage kwaliteit zoals bruinkool. Het nadeel van de hoge kwaliteit van steenkool is dat dit vaak dure steenkool is. Bruinkool is echter goedkoper maar zorgt voor meer CO2 emissie.

Door de hoge temperatuur smelt een deel van het as en de verontreiniging. Deze vormen een slak op het materiaal. Deze slak vervuild de installatie en beschadigd bovendien de hittebestendige bekleding van het vat dat gebruikt wordt voor de vergisting. Om die reden moeten vergistingsinstallaties ongeveer om de vijf jaar hersteld worden of een nieuwe vergistingsreactor krijgen. Dit maakt hogetemperatuurvergassers wel kostbaar in onderhoud en gebruik.

TRIG-technologie (Transport Integrated Gasification)
In Amerika heeft onder andere de Southern Company een alternatieve vergassingstechnologie ontwikkeld. Dit is de zogenaamde TRIG-technologie waarbij de afkorting TRIG staat voor Transport Integrated Gasification. Dit is geen hogetemperatuurvergassing omdat gewerkt wordt met een temperatuur van 980 °C. Deze temperatuur ligt aanzienlijk lager waardoor er veel minder slakken ontstaan. Daarnaast werkt men met de TRIG-technologie wel met bruinkool. Dit is minder milieuvriendelijk maar wel in grote mate verkrijgbaar en goedkoop.

Wat is steenkooldiesel?

Steenkooldiesel is een dieselolie dat men heeft gewonnen uit steenkolen. Hierbij wordt een chemisch proces toegepast. Er bestaan twee verschillende chemische processen die men hiervoor kan hanteren dit zijn:

  • Fischer-Tropschprocédé
  • liquefactie

Bovengenoemde methodes zijn in onderstaande alinea’s verder omschreven en toegelicht.

Fischer-Tropschprocédé
Het Fischer-Tropschprocédé is in de jaren ’20 van de 20e eeuw ontwikkeld door de Duitse geleerden Fischer en Tropsch. Tijdens dit proces wordt een gasmengsel van koolstofmonoxide (CO) en waterstof (H2) omgezet in een vloeibare brandstof. Bij dit proces wordt ijzer als katalysator gebruikt. Het resultaat van het Fischer-Tropschprocédé is ongeveer 75 procent steenkooldiesel en het overige deel is nafta. De steenkooldiesel die door middel van dit proces vervaardigd is heeft een hoge kwaliteit. Er zijn bijna geen zwavel en andere verontreinigingen in dit dieselmengsel aanwezig.

Liquefactie 
Als men steenkooldiesel doormiddel van liquefactie wil winnen is de kwaliteit veel lager dan steenkooldiesel dat doormiddel van Fischer-Tropschprocédé vervaardigd is. Het cetaangetal van deze diesel is echter zeer hoog. Dat maakt deze brandstof niet geschikt voor de meestal dieselmotoren. Een hoog cetaangetal maakt duidelijk dat het dieselmengsel zeer snel tot zelfontbranding komt. Deze zelfontbranding moet echter wel passen bij de dieselmotoren. Een te hoog cetaangetal zorgt er voor dat het dieselmengsel voortijdig tot detonatie komt en dat is ook niet goed voor de zuigerslagen die de dieselmotor maakt. Daarom worden aan deze steenkooldiesel andere mengsels toegevoegd. In bijgemengde vorm kan deze diesel wel gebruikt worden in dieselmotoren.