锰粉尘云最小点火能及其抑爆研究

使用1.2L哈特曼管实验装置研究分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最小点火能的影响,并分析其作用机理。环境温度为(11±3)℃、湿度为12%±2%,锰粉粒度为≤300目。结果表明:分散压力值为0.7 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧、爆炸;锰粉尘云最小点火能随质量浓度的增大先降低后升高,测得最敏感质量浓度为1g/L,对应的最小点火能为79.85mJ;随着惰性粉体Al2O3·3H2O或SiO2质量浓度的增加,锰粉尘云最小点火能增大;通过对比发现Al2O3·3H2O对锰粉尘云的抑爆效果优于SiO2;Al2O3·3H2O质量浓度为0.167g/L时最小点火能达到了737mJ。     

铝粉爆炸特性研究及抑爆剂的开发

利用20 L球对粉尘云浓度为40、60、125、250 g/m3的铝粉展开爆炸特性实验研究,测试爆炸压力随时间的变化规律、最大爆炸压力、最大爆炸压力上升速率。实验发现,在实验条件下,当粉尘云质量浓度为250 g/m3时爆炸压力最大,为0.557MPa;当粉尘云质量浓度为125 g/m3时最大爆炸压力上升速率最大,为22.5 MPa/s。在相同浓度下,磷酸二氢铵的抑爆效果优于碳酸钙,碳酸钙的抑爆效果优于碳酸氢铵,并且对于铝粉的抑爆效果随着抑爆剂体积分数的增加而逐渐增强,当磷酸二氢铵的体积分数超过30%便可以提供一个非常高效的抑爆效果。     

微米级硅粉粉尘爆炸特性及抑爆试验研究

为了减少硅加工行业粉尘爆炸事故,以硅粉为试验对象,采用20 L球形爆炸测试系统,对硅粉的爆炸特性和不同影响因素对爆炸特性的影响进行研究,并选取两种惰性介质探究其对硅粉尘爆炸的抑制效果。试验结果表明:在一定质量浓度范围内,硅粉尘云的最大爆炸压力随质量浓度的升高先增大后减小。硅粉尘云的爆炸下限浓度为80～90 g/m~3,最大爆炸压力在粉尘质量浓度为750 g/m~3时达到峰值0.798 MPa,爆炸指数在500g/m~3时取得最大值40.72 MPa·m/s,且硅粉的爆炸危险性达St_3级。NH_4H_2PO_4对于硅粉尘爆炸的惰化效力较SiO_2更强,且当其质量分数达80%时完全抑制硅粉发生爆炸。     

点火延迟时间对镁粉尘云爆炸特性影响研究

利用20 L 柱形爆炸容器,开展不同点火延迟时间及镁粉质量浓度条件下的镁粉尘云爆炸特性研究。结果表明：镁粉尘云质量浓度低于200 g/m3,随着点火延迟时间增加,pmax 及(dp/dt)max 逐渐减小;质量浓度大于200 g/m3,pmax 和(dp/dt)max 呈现先增大再减小的趋势;镁粉尘浓度较高时,点火延迟时间对于pmax 的影响远小于质量浓度较低时。镁粉质量浓度较低时,最佳点火延迟时间随质量浓度增大而增大;镁粉质量浓度大于450 g/m3 时,最佳点火延迟时间均为60 ms。相同镁粉质量浓度条件下,随着点火延迟时间增大,爆炸冲量曲线呈锯齿状趋势;相同点火延迟时间条件下,镁粉质量浓度越高,爆炸冲量越大。     

激波卷扬三通管内铝粉致二次爆炸及抑爆研究

设计粉尘爆炸综合测试平台,研究激波卷扬铝粉致二次爆炸的现象及其抑爆规律。结果显示,中位粒径为35μm的铝粉在质量浓度为500 g/m3时的最大爆炸压力等爆炸特性参数值高于其他浓度。基于工业管道集尘系统特点设计实验室水平三通管抑爆系统进行试验,结果表明:封闭三通管的分岔结构增强了主管道分岔口的爆炸压力和火焰传播速度,同时削弱了垂直分管道的爆炸压力和火焰传播速度;铝粉最大爆炸压力和火焰传播速度随加入抑爆剂浓度的增加而减小,磷酸二氢铵抑爆剂质量分数为10%时可以完全抑制铝粉爆炸。     

基于MCS-CB的三通管内铝粉爆炸风险分析

为研究粉尘爆炸及抑爆后的风险变化,构建了基于蒙特卡罗模拟的粉尘爆炸不确定性风险及其概率变量评估方法,对三通管内铝粉爆炸压力动态不确定性变化及粉尘爆炸超压不确定性风险进行分析。结果表明：中位粒径为35 μm、质量浓度为500 g/m3的铝粉在典型位置三通管处爆炸超压服从Gamma分布,其爆炸超压平均值为0.10 MPa;蒙特卡罗模拟结果显示,以超过50%概率区间为例,分岔口处铝粉爆炸超压致管道结构损坏的风险性为85.41%,加入7.5%磷酸二氢铵后,超压对于管道结构的致损风险减小至45%。     

脱水滤液中Mg2 、PO43-和NH4 浓度对鸟粪石形成的影响

以污泥脱水滤液为研究对象,考察了按照等化学计量比改变Mg2 、PO43-和NH4 的初始浓度、单独改变NH4 初始浓度和单独改变Ca2 初始浓度对鸟粪石回收效果的影响.结果表明在按照等化学计量比改变Mg2 、PO43-和NH4 初始浓度的条件下,对Mg2 、PO43-和NH4 的回收率均随其初始浓度的增大而提高;保持Mg2 和PO43-浓度均为5.00 mmol/L,当NH4 的初始浓度提高到12.00 mmol/L时,约有90%的PO43-参与了鸟粪石的生成;Ca2 不仅可与Mg2 争夺PO43-而占据鸟粪石晶体赖以继续生长的活性位,而且还能与H2PO4-争夺OH-,抑制H2PO4-向PO43-转化并参与生成鸟粪石,同时造成对NH4 的回收率降低.     

HMX粉尘云火焰传播规律研究

采用改进的可视化Hartmann装置,研究HMX粉尘云爆炸火焰传播规律,观察不同HMX粉尘云质量浓度及粒度对其粉尘云爆炸火焰传播速度及火焰传播高度的影响。结果表明：HMX粉尘质量浓度从74.1 g/m³变化为185.1 g/m³,火焰传播最大高度从29.97 cm增加为60.81 cm,最大速度从58.91 m/s增加为175 m/s;火焰波动幅度随质量浓度的增加而增大,同时,火焰波动出现的时间明显提前。HMX粉尘粒径从19.02 μm增大为53.56 μm时,火焰传播最大高度由55.45 cm降低为40.02 cm,最大火焰传播速度由181.93 m/s降低为121.28 m/s,火焰波动幅度显著降低,火焰波动出现的时间推迟。     

三聚氰胺聚磷酸盐抑制聚丙烯粉尘爆炸研究

利用20 L球形爆炸装置,试验研究了聚丙烯(PP)粉尘爆炸特性及三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对聚丙烯粉尘爆炸的抑制效果.结果表明,质量浓度为300 g/m3的聚丙烯粉尘爆炸强度最大,最大爆炸压力为0.746 MPa、最大爆炸压力上升速率为60.508 MPa/s、爆炸指数最大为16.398 MPa·m/s.随着MPP粉末...     

微米级褐煤粉尘爆炸压力试验研究

摘 要：使用近球形煤尘爆炸装置,以微米级褐煤粉尘为研究对象,测试爆炸压力特性变化规律。研究表明：微米级褐煤粉尘爆炸最大压力为0.73 MPa,最大压力上升速率为65.78 MPa/s,该爆炸强度可对爆源附近人员造成极大危害。爆炸前后参与爆炸的挥发分质量分数达到26.25%,表明挥发分是参与褐煤粉尘爆炸的主体成分。随喷尘压力在1.4~2.6 MPa范围内增大,爆炸最大压力和最大压力上升速率均先增大后减小。喷尘压力为1.8~2.2 MPa时,爆炸最大压力相对较大,表明该条件下褐煤粉尘在点火头附近扩散得最充分。随点火延迟时间在70 ~130 ms范围内增大,爆炸最大压力和最大压力上升速率均先增大后减小,最佳点火延迟时间约为100 ms,说明该条件下褐煤粉尘颗粒达到最佳分散状态,爆炸强度最大。     

脱水滤液中Mg2+、PO43-和NH4+浓度对鸟粪石形成的影响

以污泥脱水滤液为研究对象,考察了按照等化学计量比改变Mg^2＋、PO4^3-和NH4^＋的初始浓度、单独改变NH4^＋初始浓度和单独改变Ca^2＋初始浓度对鸟粪石回收效果的影响.结果表明：在按照等化学计量比改变Mg^2＋、PO4^3-和NH4^＋初始浓度的条件下,对Mg^2＋、PO4^3-和NH4^＋的回收率均随其初始浓度的增大而提高;保持Mg^2＋和PO4^3-浓度均为5.00 mmol/L,当NH4＋的初始浓度提高到12.00 mmol/L时,约有90%的PO4^3-参与了鸟粪石的生成;Ca^2＋不仅可与Mg^2＋争夺PO4^3-而占据鸟粪石晶体赖以继续生长的活性位,而且还能与H2PO4^-争夺OH^-,抑制H2PO4^-向PO4^3-转化并参与生成鸟粪石,同时造成对NH4^＋的回收率降低.     

微米级聚甲基丙烯酸甲酯最小点火能

采用MIE-D 1.2最小点火能测试仪,测试5、10、15μm三种粒径的微米级聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粉尘的最小点火能量。将超细与常规PMMA粉尘的试验结果进行对比,揭示其差异及原因。结果表明,三种粒径的粉尘最小点火能量分别为3、6、32 m J,对应粉尘最敏感浓度均为750 g/m~3,最佳点火延时分别为90、90、60 ms,最佳初始压力分别为0.8、0.8、0.9 MPa。粉尘浓度、点火延时以及初始压力小于临界值时,最小点火能量随参数值的增加而减小;当达到临界值后,最小点火能量随着参数值的增大而增大。     

玉米淀粉粉尘爆炸的正交试验研究

为了探明粉尘浓度、点火能量和惰性介质添加量对玉米淀粉粉尘爆炸特性参数的影响,利用20L球形爆炸装置进行试验测试,运用正交试验方法进行研究分析。结果表明:点火能量对粉尘最大爆炸压力的影响作用最显著;粉尘浓度对于最大升压速率的影响作用最显著;随着粉尘浓度的增加,粉尘最大爆炸压力不断上升,而最大升压速率先增大后减小;随着点火能量的增加,粉尘最大爆炸压力和最大升压速率呈线性上升;在高浓度下,粉尘爆炸压力受点火能量影响更显著;添加碳酸钙能够降低玉米淀粉的爆炸压力。     

不同氧浓度条件下制冷剂R290燃爆特性

采用20L球实验装置研究制冷剂R290的燃爆特性,分析不同氧浓度下的最大爆炸压力和爆炸压力上升速率。环境温度22~26℃,相对湿度54%~58%,起爆前爆炸容器初始压力为0.1 MPa,点火方式采用高压脉冲点火。实验结果表明:空气氧浓度氛围中,R290体积分数为5.0%时pmax达最大值0.934MPa,此时的(dp/dt)_(max)亦为最大值,达64.81MPa/s。不同氧浓度氛围下3.5%R290随着体系中氧气体积分数的降低,爆炸威力减弱,爆炸弛豫时间滞后,压力-时间曲线逐渐平缓,降低至一定值后体系不再发生爆炸。R290体积分数为3.5%、氧体积分数为11.8%、12.0%时并未发生爆炸。随着体系中氧气含量的增加,pmax一直呈平缓上升趋势,(dp/dt)max呈现出先平缓后急剧上升趋势。     

浓度对铝粉爆炸特性的影响研究

利用水平管道和垂直哈特曼管对粒径为6~7μm的铝粉在质量浓度100~800g/m3范围内的爆炸特性进行研究。研究结果表明:铝粉粒径一定时,随着铝粉浓度的增加,其最大爆炸压力、最大压力上升速率先增大后减小,即存在最佳爆炸浓度。水平管道内测得最佳爆炸质量浓度约为600g/m3,垂直哈特曼管中测得最佳爆炸质量浓度约为500g/m3。试验装置的尺寸与形状对铝粉爆炸特性有影响。     

干粉灭火器压力升高的原因分析

对手提式干粉灭火器压力升高原因进行了理论分析和试验验证,确认是由于干粉灭火剂中的添加剂CaCO3与NH4H2PO4发生化学反应,生成了CO2气体所致.     

HMX粉尘云危险性及抑爆研究

为降低生产运输过程中HMX粉尘云的危险性,选用CaCO_3、NH_4H_2PO_4与石墨粉尘,作为抑爆剂对HMX粉尘进行抑爆实验,分别在固定的HMX浓度下对混合粉尘云的最小点火能、最低着火温度进行测定,对比各抑爆剂的抑爆效果。实验结果表明:在最小点火能实验中NH_4H_2PO_4与石墨抑爆效果最优,当其质量分数分别达到30%与40%时,最小点火能量大于1 000mJ,CaCO_3抑爆效果不明显;最低着火温度的试验中,CaCO_3与石墨粉均无明显抑制作用,而NH_4H_2PO_4的惰化效果最好,当其质量浓度增加到40%时,混合粉尘的最低着火温度开始明显升高,此时混合粉尘着火温度为437℃,在浓度达到80%时,其着火温度高于800℃。     

惰性介质对铝粉抑爆效果的试验研究

基于siwek-20 L爆炸测试系统,在试验分析碳酸钙、碳酸氢钠和磷酸二氢铵这3种惰性介质的惰化性能的基础上,进一步研究其介质之间的协同增效效应。结果表明：对于浓度为300 g/m³的铝粉,惰性介质能使铝粉爆炸受到明显的抑制,且随着惰性介质含量的增加,铝粉爆炸强度不断下降;NH₄H₂PO₄的抑制效果优于CaCO₃,CaCO₃优于NaHCO₃;添加CaCO₃与NH₄H₂PO₄配比的复合惰性介质和NaHCO₃与NH₄H₂PO₄配比的复合惰性介质时,铝粉爆炸受到进一步的抑制,体现出惰性介质之间的协同增效效应,其中CaCO₃与NH₄H₂PO₄按照1∶1配比的复合惰性介质抑爆性能最佳。     

煤自燃环境磷氮系抑爆剂抑制多元可燃气体爆炸机制研究

利用CHEMKIN软件,建立了磷氮系抑爆剂磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)抑制甲烷/乙烯/氢气多元可燃气体爆炸化学反应动力学模型,并进行数值模拟计算。模型包含多元可燃气体燃烧的化学反应动力学模型和磷氮系抑爆剂热分解的化学反应动力学模型,共61种组分和259步基元反应。根据模拟计算得到多元可燃气体各关键组分摩尔分数变化、反应平衡时温度变化、氢自由基和羟基自由基摩尔分数变化、温度敏感性系数变化等数据,探究关键抑爆组分并对其反应路径进行分析,揭示抑爆剂的抑爆机制。结果表明,ABC和MCA均对多元可燃气体有较好的抑爆效果,且抑爆效果随ABC和MCA比例的增加而增强,ABC抑爆效果优于MCA。两种抑爆剂皆可通过促进H基和OH基结合,生成更加稳定的H2O从而达到抑爆效果,其中ABC的主要抑爆机制为HOPO和PO2形成2HOPO?PO2抑制循环,消耗大量H基与OH基生成更稳定的H2O,切断链式反应从而抑爆;MCA的主要抑爆机制为HNCO消耗H基和OH基生成H2O,切断链式反应从而抑爆。     

粮仓粉尘：看不见的炸药

粮尘是一种细小的有机质尘埃,一般直径为0.1～500微米,主要成分是淀粉、蛋白质、纤维素与灰粉。当粮尘在空气中浓度达到爆炸极限,遇明火就会发生爆炸。爆炸的危险性随粉尘颗粒度而变化,粮尘越细小就越易着火,越具爆炸性。粉尘爆炸的条件:1.粉尘必须达到一定浓度。如玉米粉尘达到30克/立方米,小麦54克/立方米,其他粉尘不尽相同。2.有足够的氧,一般氧在混合气体中占16%以上才能起爆。3.粉尘处于一个有限或密闭的空间中。4.必须有明火产生,如电气焊、旧电器打火、静电火花等。由于这些年来世界粮食散装运输储存发展很快,散存运输即不用麻袋包装…