Steam Gasification of Wood Char and the Effect of Hydrogen Inhibition on the Chemical Kinetics

Barrio, María Dolores Hidalgo; Gøbel, Benny; Risnes, H.; Henriksen, Ulrik Birk; Hustad, Johan E.; Sørensen, Lisbet

doi:10.1002/9780470694954.ch2

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“…5 In previous experimental work, inhibition has been observed at low (1 atm) and moderate (10 atm) steam pressures and moderate temperatures (950 -1250 K), [6][7][8][9][10] as well as at high pressures (40 -50 atm). 11,12 gasification of a natural graphite at temperatures between 960…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Numerical Study of Hydrogen Inhibition of Char Gasification Using Detailed Hetero- and Homogeneous Chemical Kinetics

et al. 2016

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It has been known for a long time that hydrogen in the gas phase tends to inhibit gasification of char at low and intermediate temperatures. At higher temperatures, however, there are indications that hydrogen may speed up gasification. The mechanisms behind these effects are currently not understood. In this work, a newly developed detailed chemical kinetics model for char has been used in order to study the mechanisms behind the hydrogen inhibition and speed-up of char gasification. For conditions assumed in this work, the hydrogen inhibition is found for T < 2000 K, while for T > 2000 K the hydrogen in the gas phase speeds up the char conversion. By studying * To whom correspondence should be addressed † Silesian ‡ NTNU ¶ SINTEF 1 the species reaction rates together with the individual rate of every heterogeneous reaction, the reasons for hydrogen influence on char gasification are attempted explained for a wide range of different temperatures in this paper. The focus is not on investigating a real gasifier, but rather to understand the fundamental mechanism behind hydrogen inhibition of char.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 93%

Numerical Study of Hydrogen Inhibition of Char Gasification Using Detailed Hetero- and Homogeneous Chemical Kinetics

et al. 2016

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“…Steam gasification of grapefruit char that was pyrolysed for 1 to 2 h between 900 and 1000 °C gave exponent numbers between 0.5 and 0.6 (Marquez-Montesinos et al 2002). Gasification of birch char in a steam atmosphere between 1023 and 1223 °C gave an value of 0.57, while beech wood gave 0.51 as the exponential number under the same conditions (Barrio et al 2008). However, according to Matsumoto et al (2009) …”

Section: Determination Of Reaction Kinetic Parametersmentioning

confidence: 99%

Investigation of the Reaction Behavior of Albizia gummifera Wood under Steam Gasification with Varied Partial Pressures and Gasification Temperatures

Oluoti¹,

Richards²

2016

BioResources

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The astronomical increase in global energy demand makes locating energy sources other than fossil fuels worthwhile. The use of tropical biomass wood waste as a renewable energy source was investigated in this study. The thermal conversion analysis of Albizia gummifera (ayinre) was carried out in a thermobalance reactor via steam gasification under varying temperature (700 to 1000 °C) and steam partial pressure (0.020 to 0.050 MPa). The experimental data was evaluated using three gas-solid reaction models. The modified volume reaction model (mVRM) gave the overall highest coefficient of determination (0.9993) and thereby the best conversion prediction. The observed char activation constant rates (from paired reaction conditions) indicated, on average, an increase in reactivity as the parameters increased. The results showed that the activation energy of the mVRM gave the lowest value (32.54 kJ/mol) compared with those of the shrinking core model (SCM) and the volume reaction model (VRM) (49.29 and 49.89 kJ/mol, respectively).

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“…Dados cinéticos e termodinâmicos (Smith et al, 2007) de sistemas reacionais homogêneos com modelos de taxa de reação de ordens zero (reação de combustão: C + O2  CO2 (Hurt et al, 2001. )), meio (gaseificação a vapor do carvão vegetal: C + H2O  CO + H2 (Barrio et al, 2000)), um (isomerização do n-butano a isobutano: n-C4H10 ↔ i-C4H10 (Fogler, 2009)) e dois (polimerização de estireno: CH2COC2H5 + NaOH  C2H5OH + CH3OONa (Almeida, 2004)) foram pesquisados na literatura científica e implementados.…”

Section: Introductionunclassified

Simulreant: Simulador De Reatores Não-Isotérmicos

Barreiros¹,

Lima²,

Sousa³

2017

Blucher Chemical Engineering Proceedings

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RESUMO -A necessidade de se ampliar o entendimento de conceitos e teorias dos discentes na área de Projeto de Reatores Químicos, levou ao desenvolvimento de um simulador para reatores não-isotérmicos utilizando softwares livres e gratuitos. A simulação é feita de modo que o usuário possa variar parâmetros de processo, bem como interpretar e comparar os resultados a partir de conhecimento obtido durante a graduação em Engenharia Química. Para o estudo de caso analisado, utilizou-se um exemplo presente na literatura concernente e, a partir dos dados do mesmo, parâmetros de processo, como temperatura e vazão molar da entrada do reator, foram variados visando conhecer as influências de tais parâmetros na conversão de equilíbrio e no volume do vaso reacional. Para a análise foram utilizados Gráficos de Levenspiel de modo a avaliar o comportamento das curvas obtidas e então propor explicações para tal fenômeno. Após simulação e discussão dos resultados, percebeu-se que o simulador gera resultados satisfatórios e condizentes com o estudado. INTRODUÇÃOPresente em diferentes áreas e muito utilizada para resolução de problemas e tomada de decisão, a simulação computacional vem ganhando um grande destaque nos últimos anos, por se tratar de uma ferramenta versátil e de fácil utilização. A simulação computacional pode ser, igualmente, utilizada em pesquisas e projetos de um curso de Engenheira Química. Esta ferramenta, juntamente com os fundamentos de Balanço de Massa e Energia, Transferência de Calor, Movimento e Massa, Modelagem Computacional e Operações Unitárias auxiliam na elaboração de um projeto, desde as torres de destilação até um vaso reacional, tão presentes no ambiente de trabalho de um engenheiro químico. O simulador computacional pode ainda aprofundar e ampliar a compreensão das hipóteses que fundamentam a teoria dos três principais modelos de reatores químicos ideais.Os autores Rodrigues et al. (2010) propuseram um simulador, implementado utilizando o software EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization), que trabalhasse reatores químicos de forma didática. Desenvolvido na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), o simulador possui o intuito de auxiliar a compreensão de conceitos e teorias sobre o Cálculo de Reatores dentro da academia. Outro software conhecido utilizado para resolução de problemas envolvendo reatores químicos é o GNU Octave (Eaton, 1997), sendo desenvolvido originalmente para estudantes do curso de Engenharia Química da Universidade de Texas. Pode-se citar plataforma criada pela Universidade de Coimbra (UC),

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Steam Gasification of Wood Char and the Effect of Hydrogen Inhibition on the Chemical Kinetics

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Numerical Study of Hydrogen Inhibition of Char Gasification Using Detailed Hetero- and Homogeneous Chemical Kinetics

Numerical Study of Hydrogen Inhibition of Char Gasification Using Detailed Hetero- and Homogeneous Chemical Kinetics

Investigation of the Reaction Behavior of Albizia gummifera Wood under Steam Gasification with Varied Partial Pressures and Gasification Temperatures

Simulreant: Simulador De Reatores Não-Isotérmicos

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