Explosion Characteristics of Syngas from Gasification Process

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.

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.