O gás madeira ou "gás hidrogênio", como denominado Lebon, é um gás manufaturado (e gás de síntese ) obtido por "destilação"; em vez de uma pirólise de madeira ). O gás de madeira foi proposto como gás de iluminação em 1800 pelo engenheiro francês Philippe Lebon .
Entre 1785 e 1786 , o engenheiro Philippe Lebon inventou o gás de iluminação na França. Seu trabalho o levou a destacar as propriedades dos gases de destilação da madeira . Em agosto de 1800 , publicou um livro de memórias com o seguinte título: "Termolâmpadas ou fogões que aquecem, iluminam com economia e oferecem, com diversos produtos preciosos, uma força aplicável a todo tipo de máquinas "
Em seus primeiros dispositivos, Lebon destila madeira para coletar gases, óleo, alcatrão , ácido pirolenhoso ; mas seu livro de memórias anuncia a possibilidade de destilar todas as substâncias gordurosas e carvão .
Philippe Lebon não se limita a anunciar os seus resultados, mas os põe em prática: o seu Thermolampe encontra a sua primeira aplicação na iluminação da cidade de Paris . Ele instalou este sistema pela primeira vez no hotel de Seigneley em Paris em11 de outubro de 1801. O sistema consiste num grande forno a lenha cujos gases produzidos por destilação são conduzidos aos vários quartos do hotel através de diferentes canalizações para os iluminar, enquanto o hotel é aquecido pelo calor produzido pelo forno.
Philippe Lebon, falecido prematuramente, será lido por seus sucessores, o inglês William Murdoch e o alemão Frédéric-Albert Winsor , que preferirão o carvão à lenha. Eles estarão na origem do desenvolvimento da indústria do gás na Inglaterra.
Ao aquecer a lenha, Lebon obtém um gás malcheiroso que chama de "gás hidrogênio", nome que o acompanhará por quase trinta anos.
A maioria dos componentes da madeira seca não é destilável. Na verdade, a madeira é composta principalmente por macromoléculas: celulose (cerca de 50%), lignina ( 20 a 30 % ), hemicelulose ( 15 a 25 % ). O restante é composto por diferentes materiais orgânicos : polissacarídeos , pentosanos , hexosanos , resinas , taninos , corantes , ceras , alcalóides , além de uma pequena porcentagem (de 1 a 1,5 % ) de elementos minerais).
Para as coníferas , observa-se uma pequena quantidade de resinas , da ordem de 3%, que sozinhas podem dar origem a um verdadeiro destilado.
A composição química da madeira (50% de carbono , 42% de oxigênio , 6% de hidrogênio , 1% de nitrogênio e 1% de cinzas ) mostra que, ao contrário do carvão duro, o oxigênio representa mais de um terço da madeira. Peso total mesmo em madeira perfeitamente seca ; o que é uma desvantagem definitiva.
A destilação ( pirólise ) da madeira geralmente permite obter os seguintes produtos.
Seu sistema e a má qualidade de seu gás o impediram de experimentar o sucesso esperado. Ao escolher a madeira em vez do carvão como matéria-prima, ele escolhe a pior opção econômica. Misturar a alimentação de luz e de calor com a sua termolamp não foi das mais judiciosas: nos dias de verão, quando ainda precisamos de luz, o que fazer com o calor? Por outro lado, ele nunca foi capaz de remover o obstáculo da purificação, cuja solução devemos aos ingleses.
Em 1870 , uma modificação do processo Lebon devido ao químico Pettenkofer foi aplicada na Suíça e na Baviera :
“Carregamos uma única retorta aquecida com turfa com 50 quilos de madeira de abeto muito seca; em 1 1/2 horas a destilação foi completada e o produto consiste em cerca de 20 m 3 de gás, 20% de carvão muito compacto e 5 a 7 % de alcatrão excelente . O gás contém cerca de 25% de ácido carbônico, que é privado da maneira comum; purificado, contém 18,5% de hidrogênio , 62% de monóxido de carbono , 9,5% de gás de pântano ( metano ) e 7,70% de outros hidrocarbonetos . Quando queimado em queimadores com grandes orifícios, pode iluminar mais do que o gás de carvão comum ” .
Os gaseificadores são descendentes diretos dos termolâmpados Lebon.
O gaseificador , inventado no XIX th século , é um dispositivo para a produção de um gás combustível a partir de materiais sólidos e combustíveis, tais como a madeira, o carvão, do coque ou o antracite . Este chamado gás fornece motores a gás pobre , motores de combustão convencionais ou em caldeiras .
Este sistema (na forma desenvolvida por Georges Imbert ) foi comumente usado para compensar a falta de combustível para automóveis durante a Segunda Guerra Mundial .
Abandonado por um petróleo abundante e barato, será necessário aguardar a crise do petróleo para atualizar o princípio do gaseificador agora denominado "gaseificador de madeira".
Em algumas caldeiras de toras modernas, uma área de enchimento é fornecida, onde as toras são aquecidas enquanto esperam para serem queimadas. São liberados monóxido de carbono e hidrogênio que são transportados para a zona de combustão onde são queimados. Essa combustão bifásica, que ocorre em caldeiras a pellet , melhora a eficiência das caldeiras, que fica em torno de 95%.
As técnicas de gaseificação da madeira encontram aplicações como combustível automotivo ou cogeração de calor e eletricidade. Vários resíduos de madeira não utilizados são recuperados por esses sistemas, mas também qualquer tipo de planta ( biomassa ).