<html>
  <head>
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
  </head>
  <body text="#000000" bgcolor="#FFFFFF">
    <p><font size="+1">This is an interesting topic and one i have
        wondered about. When packing hard a pipe with biomass then
        flushing with N2 then placing in an oven to heat from the
        outside to a temperature to 550c a lot of gases come out the
        small hole at the end.  That will ignite if the door is opened
        and O2 contact. I have wondered if any heat is being produced in
        the pipe itself? or all from external heat? If there is it can't
        be much because the temperature advances at a continuous rate.
        Should you see the temperature jump well above 550c its because
        air leaked in to the furnace and there is a flame. <br>
      </font></p>
    <p><font size="+1">Frank<br>
      </font></p>
    <p><font size="+1">   </font><br>
    </p>
    <br>
    <div class="moz-cite-prefix">On 12/12/17 9:07 PM, Paul Anderson
      wrote:<br>
    </div>
    <blockquote type="cite"
      cite="mid:574f61e1-cdf9-ea49-70b4-35bb72fac45a@ilstu.edu">
      <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">
      Crispin,<br>
      <br>
      Your key sentence is this:
      <blockquote type="cite"> Whether one can do it [with only the
        oxygen atoms in the biomass] in tin cans on a small scale is a
        different matter. </blockquote>
      You conveniently glide past the fact that what we are really
      interested in on this Stoves Listserv IS about stoves that are of
      small scale.<br>
      <br>
      What you provide below is quite idealized, in perfect condition,
      shown in theory and a chemical formula.  Maybe that way it might
      be confirmed by a chemist as being true, but it certainly is of
      minimal relevance to solving the cookstove problems of
      impoverished people.  <br>
      <br>
      The term "splitting hairs" comes to mind.   I looked at what you
      wrote, but I certainly did not seriously study it.  You comments
      might be rignt, but your comments are of minimal or no relevance.
      <br>
      <br>
      Paul<br>
      <pre class="moz-signature" cols="72">Doc  /  Dr TLUD  /  Prof. Paul S. Anderson, PhD
Email:  <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:psanders@ilstu.edu" moz-do-not-send="true">psanders@ilstu.edu</a>
Skype:   paultlud    Phone: +1-309-452-7072
Website:  <a class="moz-txt-link-abbreviated" href="http://www.drtlud.com" moz-do-not-send="true">www.drtlud.com</a></pre>
      <div class="moz-cite-prefix">On 12/12/2017 8:27 PM, Crispin
        Pemberton-Pigott wrote:<br>
      </div>
      <blockquote type="cite"
cite="mid:MWHPR22MB078485086DCB9B53D63242C0B1350@MWHPR22MB0784.namprd22.prod.outlook.com">
        <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html;
          charset=utf-8">
        <meta name="Generator" content="Microsoft Word 15 (filtered
          medium)">
        <!--[if !mso]><style>v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}
</style><![endif]-->
        <style><!--
/* Font Definitions */
@font-face
        {font-family:"Cambria Math";
        panose-1:2 4 5 3 5 4 6 3 2 4;}
@font-face
        {font-family:Calibri;
        panose-1:2 15 5 2 2 2 4 3 2 4;}
/* Style Definitions */
p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal
        {margin:0cm;
        margin-bottom:.0001pt;
        font-size:11.0pt;
        font-family:"Calibri",sans-serif;}
a:link, span.MsoHyperlink
        {mso-style-priority:99;
        color:blue;
        text-decoration:underline;}
a:visited, span.MsoHyperlinkFollowed
        {mso-style-priority:99;
        color:purple;
        text-decoration:underline;}
p.msonormal0, li.msonormal0, div.msonormal0
        {mso-style-name:msonormal;
        mso-margin-top-alt:auto;
        margin-right:0cm;
        mso-margin-bottom-alt:auto;
        margin-left:0cm;
        font-size:11.0pt;
        font-family:"Calibri",sans-serif;}
span.EmailStyle18
        {mso-style-type:personal-reply;
        font-family:"Calibri",sans-serif;
        color:windowtext;}
.MsoChpDefault
        {mso-style-type:export-only;
        font-family:"Calibri",sans-serif;
        mso-fareast-language:EN-US;}
@page WordSection1
        {size:612.0pt 792.0pt;
        margin:72.0pt 72.0pt 72.0pt 72.0pt;}
div.WordSection1
        {page:WordSection1;}
--></style><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapedefaults v:ext="edit" spidmax="1026" />
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><xml>
<o:shapelayout v:ext="edit">
<o:idmap v:ext="edit" data="1" />
</o:shapelayout></xml><![endif]-->
        <div class="WordSection1">
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US">Dear
              Andrew and All<o:p></o:p></span></p>
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US">Now
              that everyone is or is not a chemist, it is time to end
              the fun.<o:p></o:p></span></p>
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US">This
              is the major point made by you and Paul.<o:p></o:p></span></p>
          <p class="MsoNormal"><span style="mso-fareast-language:EN-US"><o:p> </o:p></span></p>
          <div>
            <p class="MsoNormal"><b><span lang="EN-US">></span></b>My
              point remaining that to release heat from wood you need to
              add oxygen and the fact the wood already has oxygen
              containing molecules within it is irrelevant.<br>
              <br>
              <o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal">I am suggesting that this is incorrect.
              Whether one can do it in tin cans on a small scale is a
              different matter. <o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">There are two possible processes that
              can take place without oxygen (heating fuel without the
              addition of any air at all). They are<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Auto-catalysis<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Auto-pyrolysis<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">The first is what I described using a
              chemically balanced equation to demonstrate that there is
              enough oxygen in biomass to combust 93.6% of the hydrogen.
              This is true, but auto-catalysis (the reformation of all
              the bonds to provide a re-ordering in a new form to
              provide H2O and CO2 as the only outputs) does not take
              place in biomass. It is true that <i>in a fire</i> this
              could happen, and does, but it is not true that it can
              happen without a fire, even though all the elements are
              present to do so.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Correction:<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal">The calculated energy available was
              using Tom Reed’s formula is for the energy released upon
              the complete combustion of the fuel. I pointed to the
              93.6% of hydrogen combustion which is not the same as 100%
              combustion. So the actual energy available for the
              re-ordering of the chemistry of biomass without adding air
              is 0.5 MJ less than for the full oxidation of the
              hydrogen. The heat available using only the internal O is
              1.7 MJ/kg for dry biomass. That is theoretical and based
              on the chemical mass balance that would result from
              auto-catalysis of the elements. As I said, auto-catalysis
              does not happen below 1000 degrees. It is very likely to
              happen above 2700 C which would require a reactor beyond
              our common materials.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">On the matter of auto-pyrolysis of
              biomass, this <i>does</i> happen in the complete absence
              of air, and this is the key point of the conversation.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Here is a plot of the energy released
              by the heating of biomass in an inert environment:<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><img
                style="width:4.725in;height:2.325in"
                id="Picture_x0020_1"
                src="cid:part3.7197C453.29814005@cruzio.com" class=""
                width="454" height="223"><o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Please note the spike in heat released
              at 360-400 C. That is the cellulose (etc) breaking down.
              There is a net release of energy. The charts come from <a
href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pol.1968.150061202/full"
                moz-do-not-send="true">here</a>. (H/T Philip Lloyd)<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">“<span lang="EN-ZA">An application of
                TGA technique to elucidate the chain reaction mechanism
                of cellulose pyrolysis is discussed.”<o:p></o:p></span></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">The reference to a chain reaction is
              the way they describe the self-sustaining, auto-pyrolysis
              of cellulose. There is an investment of energy at 320 C
              and strong release of energy at 360. The TGA charts above
              show what happens with other fuel components. <o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Once it starts, it can continue until
              there is no raw biomass left to react, provided it is not
              cooled at a rate greater than the net gain in energy. In
              an ideal container there would be thermal runaway: the
              rate of heat release would increase. This reaction (shown
              above) takes place in the absence of air.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">This second phenomenon is not dependent
              on the chemical balance (which while theoretically
              possible, does not happen in biomass at a realisable
              temperature). Auto-pyrolysis actually happens. Additional
              studies investigating the energy needed/released are <a
href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.1970.070140518/full"
                moz-do-not-send="true"> here</a> and <a
href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/app.1989.070371203/full"
                moz-do-not-send="true"> here</a>.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">If readers can accept the results of
              these experiments (showing the auto-pyrolysis taking place
              and validation of the theoretical exothermic reactions
              proven) there are implications for the stove makers. One
              is that as biomass can pyrolyse without any air at all (as
              demonstrated) we can drop the claim that it doesn’t. <o:p>
              </o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">>…if I am wrong I admit it, I am
              also not a chemist nor ever claimed to be.<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">I am wrong several times a day. I don’t
              see why you shouldn’t be affected by those same
              experiences. We have on this list a chemist in the shape
              and likeness of Prof Philip Lloyd, I believe the past
              president of the South African Institute of Chemical
              Engineers (I hope I have the name correct).<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal"><o:p> </o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Regards<o:p></o:p></p>
            <p class="MsoNormal">Crispin<o:p></o:p></p>
          </div>
        </div>
        <br>
        <fieldset class="mimeAttachmentHeader"></fieldset>
        <br>
        <pre wrap="">_______________________________________________
Stoves mailing list

to Send a Message to the list, use the email address
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org" moz-do-not-send="true">stoves@lists.bioenergylists.org</a>

to UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org" moz-do-not-send="true">http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org</a>

for more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web site:
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://stoves.bioenergylists.org/" moz-do-not-send="true">http://stoves.bioenergylists.org/</a>

</pre>
      </blockquote>
      <br>
      <br>
      <fieldset class="mimeAttachmentHeader"></fieldset>
      <br>
      <pre wrap="">_______________________________________________
Stoves mailing list

to Send a Message to the list, use the email address
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org">stoves@lists.bioenergylists.org</a>

to UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org">http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org</a>

for more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web site:
<a class="moz-txt-link-freetext" href="http://stoves.bioenergylists.org/">http://stoves.bioenergylists.org/</a>

</pre>
    </blockquote>
    <br>
    <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
Frank Shields
444 Main Street Apt. 4205
Watsonville, CA  95076

(831) 246-0417 cell
<a class="moz-txt-link-abbreviated" href="mailto:franke@cruzio.com">franke@cruzio.com</a></pre>
  </body>
</html>