多元混合气体对CH4爆炸影响的反应动力学模拟

为深入研究多元混合气体对CH4爆炸的影响和作用机理,选取C2 H6,C2 H4,CO,H2典型可燃气体,采用CHEMKIN软件构建零维封闭均相反应器模型,研究其对CH4爆炸反应过程的影响,模拟分析以CO为主导的混合气体对CH4最大爆炸压力、最大爆炸温度和爆炸过程中关键自由基(H,O,OH)的影响,同时对H+OH自由基最大体积分数变化规律进行分析,并与理论当量状态下各单一气体对CH4爆炸过程的影响规律作对比.结果表明:混合气体的添加对CH4最大爆炸压力和最大爆炸温度有明显促进作用;爆炸过程中H自由基最大体积分数持续增加,O和OH自由基最大体积分数变化与CH4体积分数有关;多元混合气体对CH4的最大爆炸压力和最大爆炸温度影响与单一H2或CO对其影响规律相似,对关键自由基(H,O,OH)的影响规律与CO更为接近.通过敏感性分析获得了影响CH4爆炸过程的关键反应.     

封闭空间瓦斯爆炸过程的反应动力学分析

为了获取瓦斯爆炸过程中反应动力学参数,通过修改化学动力学计算软件CHEMKINIII中的SENKIN程序包,采用甲烷燃烧的化学动力学详细反应机理(包括16种组分、41个反应),建立了定容弹中瓦斯爆炸过程的计算模型.利用该模型对瓦斯爆炸过程中温度、压力及反应物浓度的变化趋势进行了模拟分析,同时通过对瓦斯爆炸详细反应机理的敏感性分析,找出了影响瓦斯爆炸以及爆炸后部分致灾性气体生成的关键反应步.结果表明:瓦斯爆炸后温度、压力将分别达到2800K,0.24MPa左右;促进瓦斯爆炸的关键反应步为CH3+O2=CH3O+O,CH4+HO2=CH3+H2O2;促进CO与CO2生成的关键反应步为CH3+O2=CH3O+O,CH4+O2=CH3+HO2,CH4+HO2=CH3+H2O2,CH3+HO2=CH3O+OH,H+O2=OH+O.     

球形密闭容器中煤粉爆炸特性参数研究

为了探明煤粉在密闭空间中的爆炸特性参数,研究了2种煤粉在20L球形密闭容器中的爆炸机理和规律,探讨了不同点火具质量对煤粉爆炸的影响,并对煤粉进行了抑爆研究.结果表明:煤粉爆炸压力随着点火具质量的增加而增加;在点火具质量相同的条件下,2种煤粉的爆炸压力均随着浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,高挥发份含量的煤粉最大爆炸压力较低挥发份的大.煤粉-9%甲烷空气混合物比煤粉-空气混合物的爆炸猛烈程度更强,添加SiO2和NH4H2PO4能够降低煤粉的爆炸压力,相对SiO2的物理抑爆而言,NH4H2PO4的物理-化学混合抑爆效果更佳.     

瓦斯与煤尘混合物爆炸特性数值模拟仿真

运用Fluent对瓦斯煤尘混合物爆炸过程进行了数值模拟,并对爆炸过程中爆炸超压和火焰温度,进行了分析.结果表明:在爆炸初始3ms内的火焰温度上升速率达到了3 000K/ms,火焰最高温度达到了3 400K.瓦斯煤尘混合物爆炸的最大爆炸超压随着煤尘粒径的增大而减小;当瓦斯浓度为5%,煤尘浓度为390g/m3时,瓦斯煤尘混合物爆炸的最大爆炸超压值最高.该模拟仿真系统的仿真结果为预防煤矿瓦斯、瓦斯煤尘爆炸提供数据基础和参考.     

一种新型替代制冷剂爆炸极限的实验研究

根据美国材料试验学会（ASTM）E681-01标准建立了爆炸极限实验装置,对实验原理及爆炸极限影响因素进行了分析.HFC-161/125/32的物性与HCFC-22相似,且环境性能良好,其臭氧消耗潜能（ODP）值为零,全球变暖潜能（GWP）值小于HCFC-22,可作为HCFC-22的替代制冷剂直接使用.测试了不同体积比的二元混合工质HFC-125/161和HFC-125/32的爆炸极限,并给出了作为HCFC-22替代制冷剂的三元混合物HFC-161/125/32的临界爆炸曲线图. 结果表明, 爆炸极限对保证可燃性制冷剂在生产和使用过程中的安全性有重要的作用.     

煤升温氧化过程中气体解析规律研究

为了防止煤炭自燃,深入了解煤在升温氧化过程中气体的释放规律,利用煤升温氧化实验系统,对太原组和山西组煤进行了升温氧化实验.结果表明,太原组和山西组煤在升温氧化过程中,不同气体有不同的释放临界温度和速率,20～160℃为煤的缓慢氧化阶段,从煤中缓慢释放出被吸附的C1气体CO,CO2,CH4和C2～C3的烯烃C2H4,C3H6等;160～210℃为煤的快速氧化阶段,从煤中释放出较大量的C2～C4的烷烃C2H6,C3H8和C4H10等,烃的体积分数以指数速率增加;210～280℃为煤的急速氧化阶段,上述C1～C4气体的体积分数几乎以直线关系急剧增加.不同类型的煤在不同的氧化阶段具有不同的氧化特征,可选择不同的气体作为预测煤自燃特性的标志气体.     

流动态可燃气体爆炸极限的试验研究

利用自行建立的可燃气体动态爆炸特性试验装置,通过试验研究了甲烷、液化石油气(含杂质)和氢气的动态爆炸极限.测试数据表明,甲烷的动态爆炸上限为5.25%,动态爆炸下限为17.05%;液化石油气(含杂质)的动态爆炸上限为2.55%,动态爆炸下限为12.85%;氢气的动态爆炸上限为4.35%,动态爆炸下限为76.05%.通过比较发现这3种可燃气体在动态条件下的爆炸下限值比静态时的爆炸下限高,动态条件下的爆炸上限值比静态时的爆炸上限低,说明动态条件下的爆炸极限范围比静态爆炸极限范围小.     

ZIF-8体系富集回收炼厂干气中C2H6+C2H4

炼油工业作为一个能量密集型工业,对炼厂干气中轻烃组分气体进行有效回收且利用,将同时解决其一直面临的节能及环保两大难题.采用吸附法以及吸附-水合法分离含有C2(即C2H6+C2H4)的模拟炼厂干气M1:C2H6(11.55％)+C2H4(12.46％)+CH4(29.15％)+N2(27.02％)+H2(19.82％),...     

燃料可燃组分变化对BC/IGCC燃气轮机燃烧室效率的影响分析

通过对生物质气、煤气及不同比例生物质气和煤气混合气体组成可燃成分对B/IGCC(或BC/IGCC)燃气轮机燃烧室效率影响的计算,定性地分析了燃料可燃组分对燃烧室效率的影响规律。结果表明:生物质燃料气比高、中、低热值煤气在燃烧室中的效率都高;燃料组分的相对含量对效率的影响程度较大,当H2体积百分含量在某一范围内时,燃料组分中CO的相对含量对燃烧室效率的影响程度比H2的影响大,在相同体积百分含S量条件下,CO在燃烧室中的效率比CH4高,在燃气轮机初温的提高受限的条件下,将含C量相同的燃料转化为CO气体比转化为CH4更有利于提高燃烧室效率。     

燃料可燃组分变化对BC/IGCC燃气轮机燃烧室(火用)效率的影响分析

通过对生物质气、煤气及不同比例生物质气和煤气混合气体组成可燃成分对B/IGCC(或BC/IGCC)燃气轮机燃烧室效率影响的计算,定性地分析了燃料可燃组分对燃烧室效率的影响规律。结果表明:生物质燃料气比高、中、低热值煤气在燃烧室中的效率都高;燃料组分的相对含量对效率的影响程度较大,当H2体积百分含量在某一范围内时,燃料组分中CO的相对含量对燃烧室效率的影响程度比H2的影响大,在相同体积百分含S量条件下,CO在燃烧室中的效率比CH4高,在燃气轮机初温的提高受限的条件下,将含C量相同的燃料转化为CO气体比转化为CH4更有利于提高燃烧室效率。     

管道开口阻塞比对瓦斯爆炸火焰传播特征的影响

运用自制瓦斯爆炸实验平台进行了不同开口阻塞比下瓦斯爆炸实验研究.结果表明:开口阻塞比对"郁金香"火焰有重要影响,随着阻塞比的增大,火焰锋面逐渐变得平滑,并由对称向不对称结构转变;"郁金香"火焰出现过程特征时间不受开口阻塞比的影响,但特征时间对应的火焰锋面位置随阻塞比增大而减小;爆炸压力峰值随着阻塞比的增大逐渐增大,对应平均火焰传播速度逐渐降低.     

氢气的生成及对瓦斯爆炸的影响

利用痕量氢气测定方法,对煤氧化过程产生的氢气进行测定,借助20L球形爆炸实验装置,研究氢气对瓦斯爆炸特性的影响．实验结果表明当煤温升高到200～250℃时就可以检测到氢气,之后随温度升高氢气浓度呈指数上升,当煤温升至280℃,φ（H2）最高可达0．479／5．煤样粒径对氢气的生成影响不大,而煤种对氢气的产生却有较大的影响．煤变质程度越低,析出氢气的温度也越低,析出氢气量越多．氢气的存在会大幅度降低甲烷的爆炸下限,并增加甲烷的爆炸威力．φ（H2）为0．5％时,φ（CH4）为2．4％的混合气体就会发生爆炸．     

含二硫代甲酸酯配体铁硫簇合物的合成与表征

报道通过2–呋喃甲硫醇/十二羰基三铁/三乙胺体系所形成的中间物[（μ-2-SCH2C4H3O）（μ-CO）Fe2（CO）6]Et3NH同CS2作用生成络阴离子[（μ-2-SCH2C4H3O）（μ-S C—S—）Fe2（CO）6]后,同卤代物原位反应,合成了3个新颖的含μ–二硫代甲酸酯配体的铁硫簇合物（μ-2-SCH2C4H3O）（μ-RS—C S）Fe2（CO）6（R=CH3、CH2Ph、CH2COOC2H5）.这3个新颖配合物均通过核磁共振氢谱、红外光谱和元素分析表征了其结构.     

恒回流比二元间歇精馏轻组分的极限浓度

介绍了采用恒回流比操作方法,在塔顶、塔板持液时,间歇精馏二元理想混合物,馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法.通过举例计算检验了馏出液中轻组分极限浓度的数值计算方法的合理性.     

基于四比值的变压器故障神经网络诊断法

研究了根据电力变压器的油色谱分析结果和电气试验数据,将六种可燃性气体(H2、C2H6、CH4、C2H4、C2H2、CO)分别占气体总和的百分比值作为神经网络的四个输入量,采取四比值法利用BP网络对电力变压器故障进行综合诊断。     

瓦斯煤尘耦合二次爆炸火焰传播实验

为揭示瓦斯爆炸与沉积煤尘耦合二次爆炸中瓦斯火焰的传播特性,利用瓦斯煤尘管道爆炸实验系统,测试爆炸火焰传播与冲击波诱导沉积煤尘扬起二次爆炸的关系。实验结果表明:瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸的关键在于瓦斯爆炸火焰的传播速度和距离,爆炸冲击波先行激起沉积煤尘,而后与到达的爆炸火焰耦合形成二次爆炸;瓦斯浓度一定时,爆炸火焰传播距离取决于瓦斯聚集长度,一般为原聚集长度的3～5倍,化学当量瓦斯爆炸火焰传播速度最快;一定条件下,浓度不同而化学当量接近9.5%的瓦斯爆炸峰值压力大、火焰传播快,极易诱导煤尘参与二次爆炸。研究结论可为煤矿瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸提供隔爆、抑爆的理论和技术支持。     

新型不对称双核茂金属钛催化剂催化乙烯聚合

为了提高茂金属聚乙烯的相对分子质量分布（MWD），使用schlenk技术合成了两个新型的乙醚桥不对称双核钛茂金属催化剂：(CpTiCl2)2 ［η5-η5-C9H6(CH2)2O(CH2)2 C5H4］(Cl)和(CpTiCl2)2［η5-η5-C9H6(CH2)2O(CH2)2 C5H3CH3］(C2).并以GC-MS、1H-13C-NMR和IR对配体和配合物进行了表征.以甲基铝氧烷（MAO）为助催化剂，C1/MAO和C2/MAO催化体系均能有效地催化乙烯聚合，最高活性分别可达4.43×105 g/(mol·h)和4.82×105 g/(mol·h)，所得聚乙烯黏均相对分子质量最高分别可达7.52×105和7.15×105，所得聚乙烯的相对分子质量分布分别高达12.4和11.00.     

不同间距障碍物下瓦斯爆炸特性的实验研究

利用自建的模拟煤矿巷道的水平管道式气体爆炸实验系统,在置障条件下对瓦斯爆炸特性进行实验研究,改变内置障碍物的间距,研究其对瓦斯爆炸压力及火焰传播速度的影响规律.结果表明:瓦斯爆炸压力随着障碍物间距的增加呈现缓慢递增的变化规律;而火焰传播速度也随着障碍物间距的增加而递增.总体来说,障碍物间距的改变对爆炸压力的影响程度比其对火焰传播速度的影响要小一些.     

二元气体等温吸附-解吸中气分的变化规律

进行了CH4—CO2和CH4-N2二元混合气体的等温解吸实验，分析了二元气体在解吸过程中各组分浓度的变化规律．结果表明，在CH4-N2二元气体的解吸过程中，吸附相中CH4组分的相对浓度逐渐增加，N2组分的相对浓度逐渐减少．在CO2-CH4二元气体的解吸过程中，吸附相中CO2组分的相对浓度逐渐增加，CH4组分的相对浓度逐渐减少．实验结果还证实了CO2在与CH4的竞争吸附中占据优势，而N2在与CH4的竞争吸附中处于劣势．注入CO2比注入N2可以更有效地置换或驱替煤层甲烷，提高煤层甲烷的采收率．     

水蒸气对甲烷燃烧影响的数值模拟研究

为了研究水蒸气对于甲烷燃烧微观反应进程的影响,利用Chemkin 17.0研究了水蒸气对甲烷燃烧的绝热火焰温度、预混火焰温度和层流预混火焰燃烧速度的作用规律,研究了水蒸气对甲烷燃烧过程中链式反应进程的影响。结果表明,随着水蒸气摩尔分数的增加,甲烷燃烧火焰温度降低,预混火焰传播速度下降,且火焰中的H、O、OH自由基浓度均下降,但是OH自由基所占的比例增加,导致由OH自由基所传递的反应占主导地位。水蒸气的加入强化了CH3➝CH2（s）➝CH2➝CH➝CH2O过程,同时强化了CH3➝CH3O➝CH2O过程,改变了甲烷燃烧的链式反应。