Experimental study on the performance of gasification of corncobs in a downdraft fixed bed gasifier at various conditions

Abstract

An experimental investigation on the gasification of corncobs was conducted in an 18 kW pilot-scale fixed bed system for power generation. The main objective was to determine the effect of gasifying corncob mixtures with fines content (particle size below 10 mm) on the performance of the system. To achieve the objective, a 2× 3 factorial arrangement was developed. The analysis considered three resistive loads connected to the generator (4, 8, and 12 kW) and two different size ranges of biomass (one with 100% of chips within the actual recommended size (10–40 mm)) and the other with a content of 15% of fine particles (particle size below 10 mm).

An increase of 15% in fine material content in the feedstock and a stable electricity demand close to the rated capacity, significantly increased the temperature of the process and decreased the mean specific fuel consumption – SFC (2.06 kg/kWh at 67% of rated capacity). H2 and CO production increased by increasing reactor temperature, reaching concentrations of 16.7% and 17% respectively at the higher resistive load (12 kW). Cold gas efficiency varied in the range of 33.7%–37.0%, increasing slightly with the blend of fines content and higher applied load.

Se realizó una investigación experimental sobre la gasificación de mazorcas de maíz en un sistema de lecho fijo a escala piloto de 18kW para generación de energía. El objetivo principal fue determinar el efecto de la gasificación de mezclas de mazorca de maíz con contenido de finos (tamaño de partícula inferior a 10 mm) sobre el rendimiento del sistema. Para lograr el objetivo se desarrolló un arreglo factorial 2×3. El análisis consideró tres cargas resistivas conectadas al generador (4, 8 y 12kW) y dos rangos de tamaño diferentes de biomasa (uno con el 100 % de astillas dentro del tamaño real recomendado (10–40 mm)) y el otro con un contenido del 15% de partículas finas (tamaño de partícula inferior a 10 mm).

Un aumento del 15 % en el contenido de material fino en la materia prima y una demanda de electricidad estable cercana a la capacidad nominal, aumentó significativamente la temperatura del proceso y disminuyó el consumo medio específico de combustible - SFC (2,06 kg/kWh al 67 % de la capacidad nominal). ). La producción de H2 y CO se incrementó al aumentar la temperatura del reactor, alcanzando concentraciones del 16,7% y 17% respectivamente a mayor carga resistiva (12kW). La eficiencia del gas frío varió en el rango de 33,7% a 37,0%, aumentando ligeramente con la mezcla de contenido de finos y una mayor carga aplicada.