焊接火焰引燃可燃粉尘特性研究

通过统计分析多起粉尘爆炸事故,以明火这一常见点火源作为研究对象,研制了模拟焊接火焰为代表的明火点火源引燃粉尘实验装置,采用玉米淀粉、石松子粉和煤粉为实验材料,研究了明火引燃可燃性粉尘的特性。玉米淀粉和石松子粉在燃爆过程中最高温度分别是956、855 ℃;明火作用下,半开放空间中可燃粉尘能够被引燃的质量浓度明显高于采用20 L球装置测得的爆炸下限。明火不易引燃类似煤粉的对温度类点火源不敏感的粉尘,故判定粉尘可燃性时,明火点火源可作为初步筛选的手段,20 L球测试装置是判定粉尘可爆性的最终方法。     

微米级玉米粉尘爆炸压力特性及抑爆实验研究

为研究微米级玉米粉尘爆炸压力特性及抑爆特性,采用20 L球形爆炸设备,测试分析不同质量浓度、粒径大小条件下玉米粉尘爆炸最大压力及其上升速率,探讨CaCO3、SiO2、NH4H2PO4三种惰性粉尘对玉米粉尘爆炸抑制作用。研究发现:随玉米粉尘质量浓度c在300～500 g/m3内增大,Pmax和(d P/dt)max均先增大后减小。c为400 g/m3时,Pmax和(d P/dt)max分别增大到局部极大值0.58 MPa和42.76 MPa/s。在玉米粉尘质量浓度不变前提下,48～58μm玉米粉尘爆炸强度最大,对应Pmax和(d P/dt)max分别为0.65 MPa、45.90 MPa/s,说明粒径过大或过小都会降低爆炸强度。CaCO3、SiO2、NH4H2PO4惰性粉尘对玉米粉尘爆炸都有显著抑制作用,NH4H2PO4抑爆效果相对更好,当NH4H2PO4质量分数达70%时,玉米粉尘完全失去爆炸性。加入的NH4H2PO4粉尘粒径在0～75μm内越小,对微米级玉米粉尘爆炸抑制效果越强,这是由于NH4H2PO4粉尘起到稀释氧气、温度及阻断爆炸链式反应的作用。     

粒径对中密度纤维板粉尘爆炸特性影响实验研究

为探究粒径对中密度纤维板粉尘爆炸及相关特性的影响,采用20 L爆炸球、粉尘云最低着火温度装置、锥形量热仪和哈特曼管装置,对不同粒径粉尘的爆炸下限、最大爆炸压力、最低着火温度、热释放速率和火焰传播规律进行研究。结果表明,随着粉尘粒径减小,爆炸下限和粉尘云最低着火温度降低,最大爆炸压力逐渐增大;粉尘燃烧过程分为升温、着火、过渡、加剧和熄灭5个阶段,并出现2个峰值,热释放速率变化时间和吸热时间随着粒径减小而增加,热释放速率峰值增大;火焰在管道内的传播随着粒径减小先增强后减弱,管道外“火球”形状更大,火焰消散后火星数量变少,火焰尾端更加细长。     

聚酰胺树脂粉尘/丙烷/空气杂混物爆炸特性

选取三种不同粒径的聚酰胺(PA)树脂粉尘,以激光粒度仪测量粒径分布。在20L爆炸试验装置中开展PA粉尘/丙烷/空气组成的杂混物爆炸特性研究,分析丙烷浓度对粉尘爆炸参数的影响规律。结果表明:在三种PA树脂粉尘/空气混合物中施加丙烷气体均导致粉尘爆炸下限呈现降低的趋势。对于粒径较小的PAⅢ树脂粉尘/空气混合物,施加的丙烷体积分数为2.0%时,爆炸下限降至原值的一半。与单纯的可燃粉尘/空气混合物相比,可燃气体与可燃粉尘热解生成的可燃挥发分相叠加,其最大爆炸压力升高。对于大粒径粉尘,该增强作用尤为显著。杂混物的最大压力上升速率也呈现增大的趋势。对于PAⅢ粉尘/空气混合物,施加的丙烷体积分数为2.0%时其最大爆炸压力成倍增长。     

汽油雾化及燃爆特性实验研究

在20L爆炸球中测定不同压力下汽油的雾化粒径,通过化学点火分析了不同喷雾压力条件下汽油云雾的燃爆,并采用液体燃料持续燃烧性能测定仪测试燃料的燃烧性能。结果表明,随着喷雾压力的升高,汽油的雾化粒径逐渐减小,最大爆炸压力和最高爆炸温度都有上升的趋势,汽油在无约束条件下燃烧性能较优。     

含湿煤粉爆炸行为的实验研究

利用20L爆炸球装置进行实验测试,研究了不同点火能量、粉尘云质量浓度及湿含量条件下含湿粉尘的燃烧爆炸行为。结果表明,点火能小于4kJ时,随点火能增大,粉尘爆炸猛烈度增大;湿含量对爆炸猛烈度有较显著的影响,含湿粉尘爆炸猛烈度随粉尘云质量浓度的增大表现出与干粉类似的先增后减规律,但其可爆浓度范围、最大爆炸压力及升压速率相应减小。从吸热和粉尘团聚作用两方面阐述了水分对粉尘爆炸的惰化机理。     

金属粉尘爆炸的浓度预警射频方法研究

设计柔性射频传感器测量爆炸下限浓度范围的金属粉尘浓度。根据被测介质浓度作用介电常数原理,通过归一化相位反演粉尘浓度。通过电磁仿真软件CST建立了球体粉尘均匀径向分布的1.2 L哈特曼管模型。仿真分析了不同粉尘粒径和粉尘数量的管道截面电磁场能量分布。结果表明,金属粉尘阻碍电磁能量在哈特曼管中的传播,能量场呈现对称分布,粒径越大、数量越多,电磁能量越低。搭建了粉尘喷扬实验系统,测量了不同浓度的传感响应。结果表明,传感器对60～1 750 g/m3浓度粉尘具备0.2～0.8的归一化相位分辨率,且归一化相位与粉尘浓度线性拟合的可信区间在97%以内。     

可燃粉尘燃烧爆炸因素及其预防分析

就粉尘燃爆的危险性、燃爆机理、燃爆特性及影响燃爆的因素进行了分析,概括并阐述了粉尘燃爆充要条件之三维四面体,归纳分析了防范与控制粉尘燃爆的基本要点,提出了粉体企业防火安全检查的重点、粉尘燃爆自动防控系统运行原理、以及事故施救的防护特征,以资粉尘燃烧爆炸的研究探讨。     

镁粉尘燃烧爆炸研究进展

调研国内外文献,形成两个层级的镁粉尘燃爆体系框架,并从镁粉尘燃爆敏感参数、粉尘云爆炸强度、燃爆机理、粉尘云火焰传播特征及镁粉尘爆炸防护5方面展开综述,分析和评价研究成果及存在的问题,提出试验设计应考虑镁粉氧化程度对敏感参数及爆炸强度的影响。从提高试验数据的完整性、改善试验方法、建立镁粉尘云火焰传播测试标准、多元化防爆措施研究4方面展望未来的研究重点。     

抛丸机粉尘燃爆事故原因分析及对策措施

该文以某建材加工厂抛丸机室外除尘系统的灰斗内粉尘为研究对象,分析粉尘燃爆事故的原因,提出预防粉尘爆炸的控制措施。     

HDPE粉尘云最小点火能试验研究

为研究高密度聚乙烯(HDPE)粉尘云燃爆的敏感性参数,采用粉尘云最小点火能(MIE)试验装置对HDPE粉尘进行试验研究.首先研究3个单一因素(粉尘粒径、粉尘云质量浓度和喷粉压力)对MIE的影响,然后对一定条件下不同质量浓度的HDPE粉尘云在哈特曼管中燃烧的火焰传播行为进行分析,最后采用正交试验法分析了多因素对MIE的影...     

粉尘燃爆抑制与泄放动力学机理研究进展

摘 要：粉尘防爆是防范遏制生产安全事故的重要领域,围绕粉尘爆炸抑制效率低、高温火焰淬熄与泄压效率难以兼顾等问题,开展粉尘燃爆抑制与泄放技术研究,在事故初期遏制并降低事故后果,成为当今亟待解决的热点问题。分析总结了粉尘抑制反应动力学机理,阐明了抑制材料对粉尘燃爆气相反应和表面反应的抑制机制,介绍了粉尘爆炸高效抑制材料的研制;提出了高爆炸指数粉尘泄放面积设计方法,建立了泄爆压力与火焰的精确预测模型,对粉尘燃爆无焰泄放技术装备的特点与不足进行了探讨。     

精对苯二甲酸(PTA)粉尘云最低着火温度实验研究

为了解精对苯二甲酸(PTA)粉尘的燃爆特性,评价其着火危险性,利用标准测试装置GG恒温炉研究了PTA粉尘云的最低着火温度在浓度及粒径因素影响下的变化规律。引入了统计着火温度的概念,通过正态分布概率模型,应用MATLAB软件计算了PTA粉尘的统计最低着火温度。研究结果表明:随粉体粒径的增大,粉尘云最低着火温度先降低后升高,在D50=74μm处出现最小值;PTA粉尘云最低着火温度随粉尘云浓度的增大先降低后升高,最低着火温度为600℃,统计最低着火温度为613℃,对应的最敏感浓度为1.021 g/L。     

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。     

碳酸钙对粉尘爆炸抑制效力的实验研究

以Siwek 20L爆炸球中所测实验数据为基础,对3种可燃粉尘-碳酸钙混合体系的爆炸行为进行了比较分析。结果表明:烟煤粉爆炸机理为"气相燃烧",而无烟煤、镁粉的燃烧爆炸属"表面非均相氧化"机理,碳酸钙对前一机理控制的粉尘爆炸的抑制效力优于后者,碳酸钙的抑爆效力与可燃粉尘的热值无直接关联,但随着碳酸钙粒径的减小而增强。     

活性炭粉体燃爆特性实验研究

为研究活性炭粉的燃爆危险性,以200目过筛粉体为研究对象,对活性炭粉体的燃爆参数以及热稳定性进行研究。利用固体自燃温度测试装置对活性炭的自燃温度进行测试。应用热质联用设备对活性炭粉加热过程中的质量和能量变化进行分析,并对受热产生的气体进行跟踪,推断气体组成。利用20 L球形爆炸装置对活性炭粉的最大爆炸压力以及最优爆炸浓度进行测定。实验结果显示:活性炭自燃温度为335.4℃,属于二级自燃物质;活性炭受热过程中可能会产生甲烷、一氧化碳等可燃性气体,增大其燃爆危险性;活性炭粉最大爆炸压力为0.56 MPa,最优爆炸质量浓度在500 g/m3附近。     

三环唑粉尘最小点火能实验研究与数值模拟

利用激光粒度仪、哈特曼管装置探讨了三环唑粉尘浓度、点火延迟时间、粒径分布对粉尘最小点火能的影响,并利用FLUENT对粉尘扩散进行数值模拟。结果表明:粒径小的粉尘最小点火能小;点火延迟时间段随着粉尘粒径的减小而增大;在22~28℃时,粉尘粒径为28.19μm时在30~120ms内分布较为均匀,粒径为20.24μm时在15~120ms内分布较为均匀;模拟得出在1.2L哈特曼管内,两种粒径的粉尘在120ms时未完全沉降,罐体内仍有湍流作用。     

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。     

“8·2”昆山事故铝粉爆炸猛度实验研究

针对昆山爆炸事故中抛光铝粉进行实验研究,了解其爆炸危险性。利用Hartmann管对昆山事故铝粉进行爆炸筛选实验,观察其爆炸过程,定性其为爆炸性粉尘。使用20L球形粉尘爆炸罐,以不同的粉尘浓度定量研究昆山铝粉的爆炸猛度,得到最大爆炸压力为1.07 MPa,最大爆炸压力上升速率为91 MPa·s~(-1),爆炸指数为25 MPa·m·s~(-1),属于St2级爆炸性强的粉尘。通过与几种常见有机粉尘和普通铝粉对比,发现昆山铝粉的爆炸猛度比较高,危险性比较大。     

基于本质安全原理的镁粉爆炸风险控制研究

将本质安全原理与镁粉爆炸风险控制联系成一个整体。采用20 L球形爆炸测试装置,考察了镁尘浓度、镁粉粒径、点火强度、环境压力对镁粉爆炸的最大爆压、最大爆压上升速率以及爆炸下限的影响。可认为一般情况下镁尘质量浓度低于15 g/m3不会发生爆炸;镁粉粒径越小LEL越低;环境压力越高最大爆压越大。选取碳酸氢钠和重质碳酸钙粉末作为惰化剂,重质碳酸钙粉末可有效抑制镁粉爆炸威力。