Explosion Characteristics of Syngas from Gasification Process

• Autorzy: Skrinsky Jan , Veres Jan , Cespiva Jakub , Ochodek Tadeas , Borovec Karel , Kolonicny Jan

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-01-66

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka eksplozji gazu syntezowego z procesu zgazowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes a series of experiments performed to study the explosion parameters of syngas and its flammable component air mixtures. More than 100 pressure-time curves were recorded allowing to investigate the effects of three different gasification process conditions on the maximum explosion pressure and deflagration index. The representative syngas samples were prepared by thermochemical wood-pellets gasification. The experiments were performed in 20-L oil-heated spherical experimental arrangement for different concentrations at representative explosion initial temperature of 65°C. The experimental results were further compared with the explosion parameters of pure gases, namely hydrogen, methane, carbon monoxide and propane as the main flammable syngas components. The most important results are the maximum values of explosion pressure 7.2 ± 0.2 bar and deflagration index 170 ± 14 bar.m/s derived for start-up process conditions. These knowledge could be used to understand the effects of operating conditions to both the optimization design on syngas‐fueled applications and the safety protection strategies.

PL

Artykuł opisuje serię eksperymentów wykonanych w celu zbadania parametrów eksplozji gazu syntezowego oraz jego części palnych w mieszaninie z powietrzem. Więcej niż 100 krzywych w układzie ciśnienie-czas zostało zarejestrowanych pozwalając na zbadanie efektów trzech różnych warunków procesu zgazowania przy maksymalnym ciśnieniu eksplozji i wskaźniku deflagracji. Reprezentatywne próbki gazu syntezowego zostały przygotowane za pomocą zgazowania termochemicznego drewnianych granulek. Eksperymenty zostały wykonane w podgrzewanej olejem instalacji o kształcie sferycznym, której objętość wynosiła 20 Li wykorzystana została dla różnych stężeń oraz reprezentatywnej temperatury wstępnej na poziomie 65°C. Wyniki doświadczalne były następnie porównane z parametrami wybuchu czystych gazów, którymi były wodór, metan, tlenek węgla oraz propan, jako główne składniki gazu syntezowego. Najważniejszymi wynikami okazały się maksymalne wartości ciśnienia wynoszące 7,2 ± 0,2 barów oraz wskaźnik deflagracji na poziomie 170 ± 14 bar.m/s wyznaczony dla warunków startowych procesu. Informacje te mogą zostać wykorzystane w celu zrozumienia wpływu warunków operacyjnych dla optymalizacji zastosowań gazu syntezowego oraz strategii bezpieczeństwa związanego z jego wykorzystaniem.

Słowa kluczowe

EN

explosion parameter; carbon monoxide; hydrogen; methane; propane; syngas; vessel

PL

parametry eksplozji; tlenek węgla; wodór; metan; propan; gaz syntezowy

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 1, vol. 2
• Strony: 195--200
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Skrinsky Jan

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

autor

Veres Jan

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

autor

Cespiva Jakub

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

autor

Ochodek Tadeas

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

autor

Borovec Karel

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

autor

Kolonicny Jan

• VSB-Technical University of Ostrava, Energy Research Center, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava, Czech Republic

Bibliografia

• 1. ČESPIVA, J. Adjustment of the Gasification Reactor Technology: Master thesis. Ostrava: VŠB – Technical University of Ostrava, Faculty of Mechanical Engineering, Department of Power Engineering, 2018, 54p. Thesis supervizor: Skřínský, J.
• 2. EN 15967 (2012). Determination of maximum explosion pressure and the maximum rate of pressure rise of gases and vapors. Berlin: Beuth Verlag, 2012. 36 s.
• 3. SAAD, J. M. and WILLIAMS, P. T. Manipulating the H2/CO ratio from dry reforming of simulated mixed waste plastics by the addition of steam. In Fuel Processing Technology, 156, 2017, p. 331-338. ISSN 0378-3820.
• 4. SARLI, V., CAMMAROTA, F., SALZANO, E. Explosion parameters of wood chip-derived syngas in air. In Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 32, 2014, p. 399-403. ISSN 0950-4230.
• 5. SKRINSKY J., Influence of pressure and temperature on safety characteristics of syngas-air mixture produced by autothermal gasification technology. Chemical Engineering Transactions, 65, 2018, p. 133-138. ISSN 2283-9216.
• 6. SKRINSKY, J., OCHODEK, T. Explosion Characteristics of Propanol Isomer–Air Mixtures. In Energies. 12(8), 2019, p. 1574. EISSN 1996-1073.
• 7. TRAN, M. V., SCRIBANO, G., CHONG C. T. et al. Influence of hydrocarbon additions and dilutions on explosion behavior of syngas/air mixtures. In International Journal of Hydrogen Energy, 42(44), 2017, p. 27416-27427. ISSN 0360-3199.
• 8. TRAN, M. V., SCRIBANO, G., CHONG C. T. et al. Simulation of explosion characteristics of syngas/air mixtures. In Energy Procedia, 153, 2018, p. 131-136. ISSN 187602.
• 9. XIE, Y., WANG, J., CAI, X. et al. Pressure history in the explosion of moist syngas/air mixtures. In Fuel, 185, 2016, p. 18-25. ISSN 0016-2

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).