含硫油品储罐自燃倾向性研究

含硫原油储罐中的活性硫(硫化氢、硫、硫醇)与腐蚀产物———铁锈反应生成不同形式的硫铁化合物(FeS、Fe2 S3 、FeS2 )。这些化合物活性很高,与空气中的氧气反应放出大量的热,使储罐内温度升高,导致燃点低的物质发生自燃,从而引起火灾事故。对Fe2 O3 、Fe3 O4与H2 S反应产物的氧化自燃性进行了考察,发现其氧化自燃倾向性有较大差异,对其硫化产物进行电镜分析,结果表明,不同硫化方式生成的硫化产物结构不同,致使氧化倾向性有较大差异,从而对引起储罐自燃的影响不同;在不同氧气浓度下对硫化产物的氧化倾向性进行了考察,结果表明,氧气浓度越大,自然氧化性越高。     

相对湿度对硫铁化物自燃性的影响

油品储罐中的H2S气体在没有O2的室温条件下能与储罐内壁铁的主要腐蚀产物Fe2O3发生化学反应生成硫铁化物,硫铁化物的氧化放热是引起含硫油品储罐着火的主要原因。为此,研究了在75℃的硫化温度下,水分的存在对硫铁化物的生成及不同相对湿度对硫铁化物自燃性的影响。通过Fe2O3硫化产物的氧化升温实验,分析不同条件对硫铁化物自燃性的影响。结果表明,在高温条件下,水分的存在是影响Fe2O3反应生成硫铁化物的重要因素,相对湿度为10%~15%条件下生成的硫铁化物自燃性最强,对储罐安全运行构成了一定威胁。     

有氧条件下水分对硫腐蚀产物自燃性的影响

以Fe2O3为例,模拟含硫油品储罐中硫化氢气体在有氧条件下的硫化及氧化反应,测定氧化过程中试样温度变化评价硫化产物的自燃性,考察Fe2O3试样含水率对硫腐蚀产物自然性的影响。结果表明,水是影响Fe2O3试样硫化产物自燃性的重要因素;试样含有少量水时自燃性最高,干燥试样或含水率过高硫腐蚀产物的自燃性较小;在相同含水率下,混合气体中氧气体积分数越高,硫腐蚀产物的自燃性越低。     

含硫油品储罐中硫铁化合物的生成及其自燃性

油品储罐中硫铁化合物的氧化自燃被认为是引起油品储罐发生火灾和爆炸事故的主要原因。H2S气体溶解在水中生成的氢硫酸与储罐内壁铁发生化学反应是储罐中硫铁化合物生成方式之一。在25,50,75℃温度下,将H2S气体连续6 h通入含有8 g铁粉的水中制备硫铁化合物试样,将沉淀物过滤和干燥。化学分析和XRD分析结果表明,硫化产物中的硫铁化合物为FeS。在空气流速为300 mL/min的条件下,分别对干燥和潮湿的硫化产物试样进行再氧化实验。实验结果表明,所有硫化产物均具有很高的自燃性,而且硫化反应速率随硫化温度升高而增加,其自燃性也随之增加。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的对比研究

油品储罐内壁的腐蚀产物主要有Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH）3等,它们与储罐内H2S气体反应生成的硫铁化合物都有一定的自燃性,其自发氧化放热是含硫油品储罐发生火灾与爆炸事故的主要原因。通过模拟储罐内的条件,利用Fe2O3、Fe3O4、Fe（OH）3与H2S气体反应制备硫铁化合物,通过观察氧化过程中的温度变化测定其自燃性。结果表明,同一条件下硫化生成的不同硫铁化合物自燃性存在着显著的差异,扫描电镜和能谱分析表明,不同硫铁化合物的元素分布相似,其自燃性差异与其微观结构的不同密切相关。     

含硫油品储罐自燃性的影响因素

含硫油品储罐腐蚀产物-硫化亚铁氧化放热是引起含硫油罐着火的主要原因。研究了供氧条件、油、单晶硫、硫化亚铁粒度对硫化亚铁自燃性的影响。实验结果表明,当空气流量是2.6mL/min时,硫化亚铁氧化速率明显快于1.4mL/min空气流量下的硫化亚铁的氧化速率。说明流量越大,氧化反应越快。因此,空气进入油品储罐内对储罐的安全运行构成重大威胁,为保证安全,油品储罐在付油过程中应及时向储罐内通入惰性气体;当有少许油覆盖在硫化亚铁表面上时,油层会阻碍硫化亚铁与空气中氧气充分接触,抑制硫化亚铁氧化反应的发生;硫化亚铁粒度为20～40目时,其氧化速率高于粒度在80～100目范围内的硫化亚铁的氧化速率。说明粒度越小,氧化反应越易发生,引发储罐自燃的危险性越大;单晶硫存在时,超过熔点会加速硫化亚铁的氧化。     

油品储罐中硫化亚铁自然氧化倾向性

研究了硫化氢气体在没有氧气存在的条件下与含硫油品储罐内壁铁的腐蚀产物 ,主要是氢氧化铁、三氧化二铁和少量的四氧化三铁的反应及反应主要产物硫化亚铁的自然氧化倾向性。在气体流量为 30 0mL/min的条件下 ,上述反应的产物与空气中的氧气反应 ,试样温度在 10min内分别升高了 16 ,18,6℃。实验结果表明 ,含硫油品储罐中所生成的硫化亚铁具有较高的自然氧化活性 ,在室温下可迅速与空气中的氧气反应 ,同时放出大量的热量 ,是引起含硫油品储罐发生火灾和爆炸事故的主要原因。     

自然环境条件下硫化铁自燃的影响因素

硫化铁在空气中氧化放热是引发自燃着火事故的内在因素,连续的供氧和热量易于集聚是硫化铁自燃的外部因素。在自然环境条件下对硫化铁进行氧化实验,实验结果表明,Fe2O3硫化后生成的硫铁化合物活性很高,具有较高的自然氧化活性,在室温下可迅速与空气中的氧气反应,同时放出大量的热。以Fe2O3的硫化产物为典型样品,研究了环境温度、风速、硫化时间、暴露面积以及硫化铁质量对氧化升温特征的影响。环境温度对于升温速率影响不明显;风速具有促进和抑制硫化铁自燃进程的双重作用,风速为1.5 m/s时,氧化放热强度达到最高;硫化时间长、暴露面积大以及较多的硫化铁能够加速氧化升温过程,反之则降低了硫化铁的自燃倾向性。     

铁的氧化物高温H_2S腐蚀产物自然氧化倾向性

研究了高温条件下硫化氢的硫化腐蚀状况及腐蚀产物的自然氧化倾向性。并采用X-射线衍射仪鉴定了硫化产物组成。对硫化产物进行了氧化反应,分析了不同铁的氧化物、硫化温度和环境温度对产物自然氧化倾向性的影响。结果表明,高温硫化氢腐蚀的产物主要是FeS,还有部分其他类型的硫铁化合物。H2S高温腐蚀产物自然氧化倾向性由大到小依次为Fe2O3,Fe3O4,Fe(OH)3;在硫化温度高于300℃和环境温度高于75℃时,硫化腐蚀产物的自然氧化倾向性较大。     

低浓度H_2S在Fe（OH）_3表面的吸附反应研究

以活性硫H2S为例,研究低浓度时与炼油装置内表面腐蚀产物Fe（OH）3的表面吸附反应过程,考察温度、反应气体相对湿度、Fe（OH）3含水率对吸附反应的影响,旨在为炼油厂抑制因活性硫腐蚀产物引发的自燃事故提供依据。研究结果表明,温度升高,有利于吸附反应,反应气体相对湿度及Fe（OH）3含水率的增加均促进吸附反应。     

Law of gas production during coal heating oxidation

Coal spontaneous combustion is a great threat to mine safety, and gas is the key index to describe coal spontaneous combustion. Taking the coal samples of different kinds of coal as research object, the temperature programmed oxidation experiment was carried out, and the gases produced by coal samples at different temperatures were collected and analyzed by gas chromatography. This research studied the variation characteristics of gas species and gas concentrations in different coal samples during heating oxidation. The experimental results show that different coal samples produce different kinds of gases in the process of heating and oxidation. The order of gas production is CO, C_2H_6, C_2H_4, C_3H_8, and the relationship between gas production and temperature is approximately exponential. With the increase of coal metamorphic degree, the turning point temperature of sharp rise in coal sample gas production rate become higher, the oxidation ability of coal sample decreases, and the quantity of gas production decreases during the same time period.     

水雾对开口油罐燃烧特性的影响

采用3种不同开口尺寸的油罐,进行了几组小尺寸的油罐燃烧模拟实验。通过监测油罐内外2个不同点的温度变化,研究了开口尺寸、水雾和油品种类(汽油和柴油)对油罐燃烧特性的影响。研究结论对于油罐消防灭火有一定的指导意义和参考价值:在实际消防灭火时,重点要放在开口中心,且满足灭火的有效雾通量大于临界雾通量,否则不但不能灭火,还会促进油池火的燃烧。     

乌达矿区煤自燃预测标志气体研究

为遴选预测煤自燃进程的标志气体,采集了乌达矿区6个具有代表性的煤样.在实验室开展煤升温氧化气体产物的测定实验,主要测试了煤样在升温氧化条件下各种气体组分的发生量.根据各种气体组分的发生量及最低检测温度,确定了乌达矿区煤自燃预测预报的标志气体,为该矿区煤自燃火灾的预测预报提供了实验依据,对矿区的安全生产具有较好的指导作用.     

预报煤炭自燃的CO指标气体临界值研究

CO气体作为预报煤炭自燃的指标气体在煤矿中已被广泛使用,但有些矿井回采面上隅角始终存在CO气体,甚至超出矿业安全规定的临界指标,特别是在综采或综放工作面这一现象更明显,尽管采取多种防灭火措施,只能使CO气体涌出量减少而不能消除CO的产生,为了解其原因,在实验室做了不同煤种低温氧化实验,通过实验发现有些煤种在常温氧化条件下就会出现CO气体,甚至出现的CO量还很大,且随着煤的氧化时间的延长,产生CO气体强度在降低。为了及时准确、可靠预报煤炭自然发火,合理选择CO指标气体临界值是关键。利用多阀气相色谱仪检测常温条件下不同煤种氧化放出的CO气体量,对合理的CO指标气体的临界值进行了研究,确定不同情况下CO的临界值。     

1025t/h锅炉变煤种燃烧适应性试验研究

国产引进型1025 t/h锅炉在燃烧神府东胜烟煤时出现严重的结焦现象,影响锅炉正常运行,通过分析研究在单烧和掺烧其他煤种的基础上,重点对4种混煤进行了燃烧特性试验,得出了富动21混煤能满足锅炉燃烧的要求,对改善炉内结渣有较大作用.经过实际运行考验,该煤种掺烧完全能满足锅炉各种工况要求,同时也确保锅炉安全和经济的运行.     

3种13Cr材料在CO_2和H_2S共存时的腐蚀性能研究

CO2和H2S共存时13Cr腐蚀性能较为复杂,极易发生失效.通过高温高压釜模拟油田现场环境,采用失重法对比研究了0Cr13、1Cr13、2Cr13在CO2和H2S共存时,气-液两相中的腐蚀性能.采用SEM、EDS、XRD等方法对腐蚀后试样表面形貌及成分进行了分析.结果表明,3种材料在此环境下均发生了严重的全面腐蚀,平均腐蚀速率0Cr13〉1Cr13〉2Cr13,液相平均腐蚀速率大于气相平均腐蚀速率;3种材料均有点蚀发生,气相中点蚀较液相严重.能谱及XRD分析结果显示,材料表面腐蚀产物主要为FeS0.9,主要发生了H2S腐蚀.     

Experimental investigation of effects of bio-additives on fuel economy of the gasoline engine

The matter extracted from palm oil was considered as gasoline additive. The effect of various percentages (0.2%, 0.4% and 0.6%) of the bio-additives on fuel economy of SI engine respectively running on prime gasoline, gasoline with known components, ethanol gasoline, and methanol gasoline under typical urban operation condition 2000 r/min was investigated. The results showed that the bio-additives can remarkably improve the fuel economy of SI engine while operating on all kinds of fuel. The optimal ratio of bio-additive to gasoline depends on the fuel used and on the different engine operating conditions. Besides, the experiments of constant volume combustion bomb, analysis of in cylinder processes, the synchrotron radiation and high-temperature friction were conducted to probe into the mechanism of the bio-additive impact on fuel economy. It indicated that the bio-additives can increase the maximum cylinder combustion pressure, improve exhaust emissions and largely reduce the frication coefficient. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50376045)