<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META content="text/html; charset=utf-8" http-equiv=Content-Type>
<META name=GENERATOR content="MSHTML 8.00.6001.19400">
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT face=Arial>Dear Harold</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Arial>I think there may be an additional "fire mechanism" 
associated with coal, that is not associated with charcoal. Almost invariably, 
coal has sulphur, in the form of FeS2 (pyrite) or pyrrhotite, </FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial>FeS(1-x). When it is exposed to air and water, plus 
microbial action, it oxidizes readily. In addition, of course, there are many 
organic compounds in the coal, and some of them may also oxidise on their own 
accord, perhaps being hastened or accelerated by the heat from the biological 
reactions.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Arial>Charcoal does not have sulphur in the sulphide form, so 
one of the possible "ignition mechanisms" in coal is absent in charcoal. 
However, I recall reading somewhere, and unfortunately don't have the reference 
now, that under certain conditions, the production of charcoal can yield 
"products of pyrolysis" that are pyrophoric, ie, they ignite when exposed to 
air. As I recall, these pyrophoric compounds were produced relatively easy, when 
charcoal was produced under vacuum conditions. I don't recall if such pyrophoric 
products can be made in atmospheric pressure retorts, or in "air blown" charcoal 
making devices.</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Arial>Best wishes,</FONT></DIV>
<DIV><FONT face=Arial></FONT> </DIV>
<DIV><FONT face=Arial>Kevin</FONT></DIV>
<BLOCKQUOTE 
style="BORDER-LEFT: #000000 2px solid; PADDING-LEFT: 5px; PADDING-RIGHT: 0px; MARGIN-LEFT: 5px; MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV style="FONT: 10pt arial">----- Original Message ----- </DIV>
  <DIV 
  style="FONT: 10pt arial; BACKGROUND: #e4e4e4; font-color: black"><B>From:</B> 
  <A title=hannegarn@gmail.com href="mailto:hannegarn@gmail.com">Harold 
  Annegarn</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>To:</B> <A 
  title=stoves@lists.bioenergylists.org 
  href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">Discussion of biomass cooking 
  stoves</A> </DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Cc:</B> <A title=jamesrobinson77@gmail.com 
  href="mailto:jamesrobinson77@gmail.com">James Robinson</A> ; <A 
  title=stracher@ega.edu href="mailto:stracher@ega.edu">Glenn Stracher</A> 
</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Sent:</B> Saturday, February 23, 2013 4:49 
  AM</DIV>
  <DIV style="FONT: 10pt arial"><B>Subject:</B> Re: [Stoves] combustion of 
  char</DIV>
  <DIV><BR></DIV>Response from Harold Annegarn
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>I make reference not to char, but to coal. Perhaps the same will apply to 
  freshly prepared char surfaces.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>The following information arises from the phenomenon of spontaneous 
  combustion in underground coal and in coal slag heaps. </DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Exposure of freshly broken coal surfaces, or in situ coal that has been 
  in water filled voids that is subsequently exposed to air (oxygen) (as occurs 
  when previously mined areas by bord & pillar extraction is exposed by 
  strip mining) results in a chemical reaction known as oxysorption ==> 
  oxygen reacts with carbon/carbonaceous matter at the surface of the coal in an 
  exothermic reaction that results in the oxygen being absorbed into the 
  chemical structure of the coal without necessarily being emitted as CO.. This 
  oxysorption can occur at room temperatures and does not require elevated 
  temperatures or a spark to start. </DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Thereafter, basic physics applies: if thermal energy is released from a 
  chemical reaction, that heat is either conducted, convected or radiated away. 
  If the rate of production is faster than the rate of dissipation, then the 
  temperature will rise in the zone where the oxysorption is taking place. The 
  balance between conduction, convection and radiation may change as the local 
  temperature increases; likewise the reaction rate will increase. There must be 
  some convection possible, otherwise the available oxygen will be consumed and 
  the process will stop, If the local convection is large, then the surface 
  remains cool and the reaction proceeds without large temperature rise. If the 
  convection is limited, local temperature will increase, and eventually may 
  reach the point where volatile matter that is driven off reaches ignition 
  point, i.e. spontaneous combustion has commenced. </DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>It is not a matter of whether spon com occurs, it is just a matter of 
  when. For this reason, modern practise of stockpiling coal discards and fines 
  requires continual compaction of the surface to limit air ingress, and final 
  sealing of surfaces with a meter or more of soil.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Although I I have not read anything about oxysorption on char, it is 
  logical that similar processes are occurring, The char is a freshly prepared 
  surface with high specific surface area due to the voids created by driving 
  off volatile material, and with many dangling bonds at these surfaces. Not for 
  nothing is this material also known as "activated charcoal" with good 
  properties for absorbing ions e.g. from water for water purification.</DIV>
  <DIV>.</DIV>
  <DIV>To test this it would be possible to char wood in a dry nitrogen or 
  helium stream, although this would result in a different surface chemistry 
  than if the same material is passed through the same heating cycle in the 
  presence of oxygen. If the material is then cooled, and placed on a balance 
  with automatic recording, the the change of weight with time can be recorded. 
  If this is done in a closed system, with dry air passed over, then one could 
  isolate the effect of oxygen absorption from the absorption of H2O from the 
  atmosphere if this was done in open laboratory air with variable relative 
  humidity.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>In the case of the spontaneous combustion accident described by Frank 
  Shields, it appears that the raising of the temperature to just over 100 
  degrees C assisted in creating a heat generation rate and oxygen supply to the 
  char samples that allowed the oxysorption to proceed to the point at which 
  full ignition commenced - yes, he is lucky to have a lab still!</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>I have copied this message and thread to Glenn Stracher, an expert on 
  spontaneous combustion on coal, who has a much deeper understanding of these 
  matters than the qualitative handwaving that I have given above.</DIV>
  <DIV><BR></DIV>
  <DIV>Best regards</DIV>
  <DIV>Harold</DIV>
  <DIV><BR><BR>
  <DIV class=gmail_quote>On 23 February 2013 03:43, Frank Shields <SPAN 
  dir=ltr><<A href="mailto:frank@compostlab.com" 
  target=_blank>frank@compostlab.com</A>></SPAN> wrote:<BR>
  <BLOCKQUOTE 
  style="BORDER-LEFT: #ccc 1px solid; MARGIN: 0px 0px 0px 0.8ex; PADDING-LEFT: 1ex" 
  class=gmail_quote>Stovers,<BR><BR>FYI<BR>After having about 30 compost 
    samples in a drying oven go up in flame it<BR>looked like it started with a 
    single char sample placed in the corner. I<BR>decided to do a little 
    research by asking Hugh McLaughlin. Another question<BR>I had for him was 
    why does some biochar samples gain weight in a drying oven<BR>set at 
    105c.<BR><BR>So it seems soon after a char is produced it wants to take up 
    oxygen. If<BR>bagged in a sealed container and sent to the lab soon after 
    being made the<BR>dry sample will take up oxygen in the oven therefore 
    gaining weight. If a<BR>sample is wetted soon after being made the water 
    prevents oxygen from being<BR>taken up. Then if it becomes dry it wants 
    oxygen, increases temperature and<BR>can catch fire under the right (wrong) 
    conditions. Char is a great insulator<BR>so the heat can be trapped and 
    build up. If there is organic materials<BR>around it can flame. So before 
    storage better give it time to take up<BR>oxygen. Or if wetted do not let it 
    dry out and keep bags of char in single<BR>layers.<BR><BR>The forced air 
    drying oven was left on overnight and it was in the morning<BR>we found all 
    the burned up samples. It was placed against the wall so we are<BR>lucky we 
    still have a 
    lab!<BR><BR>Regards<BR><BR>Frank<BR><BR><BR><BR><BR>_______________________________________________<BR>Stoves 
    mailing list<BR><BR>to Send a Message to the list, use the email 
    address<BR><A 
    href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">stoves@lists.bioenergylists.org</A><BR><BR>to 
    UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page<BR><A 
    href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org" 
    target=_blank>http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org</A><BR><BR>for 
    more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web 
    site:<BR><A href="http://www.bioenergylists.org/" 
    target=_blank>http://www.bioenergylists.org/</A><BR><BR></BLOCKQUOTE></DIV><BR><BR 
  clear=all>
  <DIV><BR></DIV>-- <BR>Harold Annegarn<BR>Department of Geography Environmental 
  Management and Energy Studies<BR>University of Johannesburg<BR>Mobile +27 
  (0)83 628 4210 <BR>Fax +27 11 559 2430<BR>Office +27 11 559 3927<BR></DIV>
  <P>
  <HR>

  <P></P>_______________________________________________<BR>Stoves mailing 
  list<BR><BR>to Send a Message to the list, use the email 
  address<BR>stoves@lists.bioenergylists.org<BR><BR>to UNSUBSCRIBE or Change 
  your List Settings use the web 
  page<BR>http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org<BR><BR>for 
  more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web 
  site:<BR>http://www.bioenergylists.org/<BR><BR></BLOCKQUOTE></BODY></HTML>