甲烷/石墨粉与甲烷/煤粉爆炸特性对比研究

借助20 L球形爆炸系统研究了甲烷/石墨粉和甲烷/煤粉复合体系爆炸特性异同,结果表明：甲烷浓度对甲烷/石墨粉和甲烷/煤粉两相体系的爆炸特性有重要影响,当甲烷的浓度为6%（体积）时,随着石墨粉粒径的增加,甲烷/石墨粉体系的压力曲线由单峰转为双峰,三种粒径的石墨粉（D₅₀：7、18、75 μm）浓度分别在60、200、30 g/m³达到爆炸压力最大值0.691、0.657、0.611 MPa;甲烷/煤粉体系则在400 g/m³达到最大值0.724 MPa,高于甲烷/石墨粉体系。当甲烷浓度接近当量比时,三种粒径石墨粉的爆炸压力峰值均呈现逐渐减小的趋势,石墨粉的粒径越小,甲烷/石墨粉两相体系的爆炸压力峰值越小,甲烷/石墨粉体系在质量浓度为10 g/m³时达到最大值;甲烷/煤粉体系的爆炸压力则在60 g/m³时达到最大值0.776 MPa。甲烷浓度由6%增加至9%时,甲烷/石墨粉和甲烷/煤粉的爆炸火焰由不规则形状转为近似球形发展,火焰表面褶皱消失,同时两相体系的爆燃指数显著增高,当粉尘质量浓度大于30 g/m³时,甲烷/煤粉的爆燃指数大于甲烷/石墨粉体系,这是由于煤粉挥发分含量高,燃烧更为充分,且焦炭参与了爆炸过程;石墨粉本身的挥发分含量低,含碳量远超过煤粉,爆炸中仅有少部分石墨粉参与了爆炸。研究结果将对气粉两相混合物爆炸防治提供指导。     

CaCO_3对煤粉工业锅炉用煤爆炸特性影响研究

为研究CaCO_3对煤粉工业锅炉用煤爆炸特性的影响,以20 L爆炸测试装置中所测数据为基础,对2种煤粉工业锅炉典型用煤-CaCO_3混合体系的爆炸行为进行研究,探讨CaCO_3对煤粉工业锅炉用煤爆炸特性影响规律。结果表明,挥发分对煤粉的最大爆炸压力和最大爆炸指数有较大的影响,挥发分高的煤粉,其最大爆炸压力Pmax、最大爆炸指数Kmax相应较大;煤粉-CaCO_3混合体系的最大爆炸压力Pmax和最大爆炸指数Kmax随CaCO_3混合比例的提高而下降,CaCO_3混合比例越高,Pmax、Kmax降低越多;Kmax降低比例与CaCO_3的掺混比例近似成正比,比例系数为1.23。煤粉中混入CaCO_3可以降低粉尘爆炸的风险,CaCO_3对煤粉爆炸的抑制效力与煤种挥发分和可燃基含量有关,挥发分高、可燃基低的煤,惰化作用明显。     

镁粉爆炸特性的实验研究

镁粉具有爆炸的危险性。采用20L球形爆炸实验装置,研究了镁粉爆炸过程中镁粉的浓度、镁粉粒径对最大爆炸压力、最大压力上升速率的影响;提出了预防镁粉爆炸、降低爆炸的安全措施。实验结果表明,随着镁粉浓度的增加,爆炸的危害性越大,当浓度增加到一定程度时,爆炸压力和压力上升速率达到最大值,此时浓度再增加,爆炸压力和压力上升速率将逐渐减小,爆炸的危害性减小;此外镁粉粒径越小,爆炸危害性越大。     

NR/石墨粉微波屏蔽材料的研究

研究了ＮＲ和几种导电性填料复合物的微波屏蔽效果以及填料的用量、电导率和试样厚度对微波屏蔽效果的影响。结果表明,ＮＲ／石墨粉复合物对微波屏蔽效果较好,当石墨粉用量为２５０份时,微波屏蔽效果达４２ｄＢ;复合材料的电导率大,微波屏蔽效果就好;当试样厚度为０３５ｍｍ时,微波屏蔽效果达到该体系复合物的极限值（３４ｄＢ）;石墨粉在ＮＲ中的分散越均匀,复合物的微波屏蔽效果越好。     

火电厂煤粉爆炸特性测试方法的研究

介绍一种可调温的煤粉／空气混合物爆炸性能测试方法,试验结果表明该试验方法和评价方法能较好地反映煤粉的爆炸特性,为判别中国火电厂电力用煤的爆炸特性及制定各种防爆措施提供参考依据。     

CO2/海泡石抑爆剂对氢气/甲烷爆炸特性参数的影响

为了氢气/甲烷预混气体的安全使用,选用CO₂-海泡石粉体气固两相材料作为抑爆材料,通过20L球形爆炸装置测试了海泡石粉体及其浓度对氢气/甲烷预混气体的爆炸特性参数及抑制效果进行实验研究。结果表明,在不同的喷气压力下,粉体的分散性是不同的,造成了粉体最佳抑爆浓度的产生。二氧化碳单独作用下,氢气/甲烷预混气体在氢气添加比例较低时具有较好的抑制效果,对50%以上氢气添加下的氢气/甲烷预混气体的抑制效果较差。而CO₂和海泡石粉体两相抑制剂作用下复合抑爆剂对含氢气较高的氢气/甲烷预混气体具有较好的抑制效果。此外,本文结合海泡石粉体的元素组成及热解特性分析其氢气/甲烷抑爆机理。     

管道内障碍物对加氢甲烷爆炸特性的影响

在搭建小尺寸爆炸平台的基础上,研究了当量比为1时,氢气体积分数分别为0%、25%、50%、75%和100%时,障碍物条件下添加氢气对管道内甲烷-空气预混火焰传播特性的影响。实验结果表明：最大爆炸压力、火焰传播速度都会随着氢含量和障碍物数量的增加而增大,并且火焰颜色和火焰形状也会随之发生变化。但是,障碍物对火焰平均传播速度的影响较为微弱,并且障碍物对甲烷和氢气的火焰传播速度的影响效果也有所不同。最大爆炸压力与火焰颜色随氢含量的变化趋势随着障碍物数量的增加越来越明显。氢气与甲烷相比,障碍物对前者爆炸特性的影响更为明显。     

干燥褐煤的自燃与爆炸特性试验研究

为抑制褐煤堆放时发生自燃与煤粉爆炸,利用自燃装置试验台和煤粉爆炸试验台,对褐煤及其干燥到不同水分的干燥煤进行试验研究,分析其自燃特性和爆炸特性。结果表明,对于自燃特性而言,褐煤水分减少10%,耗氧速度增加约0.17%/min,粒径减小一个等级,耗氧速度增加约0.11%/min;对于爆炸特性而言,褐煤水分减少5%,平均煤粉爆炸下限质量浓度约降低0.015 kg/m~3,温度每升高10℃,平均煤粉爆炸下限质量浓度降低约0.03 kg/m~3;总体而言,随着干燥程度的加深,褐煤自燃、爆炸特性均增强,危险性增加。     

CO2-双流体细水雾抑制管道甲烷爆炸实验

搭建了尺寸为120 mm×120 mm×840 mm透明有机玻璃瓦斯爆炸管道实验平台,采用双流体喷嘴将二氧化碳和细水雾送入实验系统,从火焰速度、瓦斯爆炸超压两个方面探讨双流体细水雾的抑爆有效性。实验结果表明CO₂双流体细水雾抑制瓦斯爆炸效果显著。随着喷雾时间的延长,火焰传播速度呈缓慢增加趋势,火焰传播速度峰值大幅降低;爆炸超压曲线呈先增大后缓慢减小的趋势,超压峰值大幅降低;当CO₂压力增至0.4 MPa喷雾时间大于3 s时,经多次点火无法引爆, 说明CO₂-双流体细水雾抑制甲烷爆炸时具有协同效应,有利于提高细水雾的抑爆效率。     

障碍物阻塞率梯度对甲烷爆炸特性影响研究

通过自主设计并搭建小型实验平台,研究障碍物阻塞率梯度依次为0、0.05、0.1、0.15时,甲烷火焰传播过程的火焰结构变化、火焰前锋动力学以及压力演变。结果表明：阻塞率梯度为0和0.05的工况,经过障碍物后的火焰前锋会由模糊逐渐变得清晰,随后火焰前锋会向燃烧区凹陷;而阻塞率梯度为0.1和0.15工况的火焰在经过障碍物后,前端始终模糊,随后湍流燃烧加剧,迅速在整个管道爆燃,并无火焰前锋凹陷现象。阻塞率梯度对火焰瞬时速度影响较大,而对平均速度并无太大影响。随着阻塞率梯度从0增大到0.15,最大火焰速度会明显提升,而平均火焰速度却近似一致。此外,高阻塞率梯度的障碍物组有利于压力积聚,随着阻塞率梯度的增大,峰值超压也呈现规律性的增大,达到峰值超压所需的时间也相应延长。     

聚多巴胺包覆混合粉体抑制甲烷爆炸的实验研究

为了减小甲烷爆炸带来的影响,研究了多巴胺自聚合合成聚多巴胺,包覆二氧化硅和碳酸钙混合粉体,在自主研发的亚克力管道实验平台进行甲烷爆炸实验。进行不同浓度聚多巴胺包覆混合粉体的抑爆对比实验,以探究多巴胺浓度对甲烷爆炸的影响。通过粒径分析、电镜扫描、热重分析等技术手段对聚多巴胺包覆混合粉体进行表征分析。实验结果表明聚多巴胺包覆混合粉体符合一般抑爆粉体特征。结合分析最大爆炸超压、火焰传播特征图像来探究其甲烷抑爆性能。分析其爆炸超压时,当多巴胺浓度为0.6 g/L时,相比未喷粉工况,最大爆炸超压下降了32.31%。结合表征分析探究了抑爆机理。     

聚多巴胺包覆混合粉体抑制甲烷爆炸的实验研究

为了减小甲烷爆炸带来的影响,研究了多巴胺自聚合合成聚多巴胺,包覆二氧化硅和碳酸钙混合粉体,在自主研发的亚克力管道实验平台进行甲烷爆炸实验。进行不同浓度聚多巴胺包覆混合粉体的抑爆对比实验,以探究多巴胺浓度对甲烷爆炸的影响。通过粒径分析、电镜扫描、热重分析等技术手段对聚多巴胺包覆混合粉体进行表征分析。实验结果表明聚多巴胺包覆混合粉体符合一般抑爆粉体特征。结合分析最大爆炸超压、火焰传播特征图像来探究其甲烷抑爆性能。分析其爆炸超压时,当多巴胺浓度为0.6 g/L时,相比未喷粉工况,最大爆炸超压下降了32.31%。结合表征分析探究了抑爆机理。     

铝粉爆炸危险性实验研究

利用水平管道式实验装置,对不同粒度的铝粉爆炸极限进行实验研究和分析。实验结果表明,粒度越小,其爆炸范围越大,爆炸的可能性也越大,需要防护的力度也要加大。为预防和减少铝粉爆炸的损害提供了理论依据。     

粉煤热解产物焦粉的综合利用

根据陕北资源禀赋特点,粉煤中低温热解是适合陕北长焰煤特性的一种有效煤炭分质利用技术。研究表明：中低温热解产物焦粉的产率占70％左右,所蕴含的能量占80％左右。因此,从产率和能量的角度看,粉煤热解产物焦粉的综合利用应是煤炭中低温热解的重点。通过介绍6种焦粉利用方式,包括燃烧发电,气化,成浆,成型,高炉喷吹用煤,炭质吸附剂,提出了制定焦粉标准重要性,从而加速实现粉煤的清洁、高效、环保利用。     

激波诱导下瓦斯浓度对煤尘爆炸压力的影响

运用水平管道气体-粉尘爆炸装置,研究了激波诱导下瓦斯浓度对煤尘爆炸压力的影响,并对多次平行实验的结果进行分析。通过对爆炸压力、爆炸压力上升速率和最小点火能的分析,得出结论,在爆炸下限以下,甲烷的存在增加了煤尘爆炸压力和爆炸压力上升速率,并且降低了煤尘爆炸的最小点火能。     

煤粉粒径对骨料烘干煤粉燃烧器排放特性的影响

构建骨料烘干煤粉燃烧器内煤粉燃烧行为的控制模型,以污染物含量为评价标准,研究了骨料烘干煤粉燃烧过程中煤粉粒径对排放特性的影响规律. 结果表明,随煤粉粒径增大,煤粉在燃烧器内燃烧不充分,CO排放量增加,CO2排放量逐渐减少,SO2排放量增加,NO排放量在煤粉粒径为100 um时最小.     

石墨粉末化学镀镍工艺研究

导电填料是构成高性能电磁波屏蔽材料和吸收材料的主要原材料。对石墨粉末化学镀镍提出采用含有浓硫酸和K2Cr2O7的溶液进行氧化、含有SnCl2的溶液进行敏化以及含有PdCl2的溶液进行活化的前处理工艺，在粒径为5～20μm的石墨粉末表面得到了均匀的高镍（wNi〉90％）低磷合金镀层，解决了石墨粉末化学镀镍难的问题。讨论了镀液中各组分含量、温度及搅拌速度对化学镀镍的影响。石墨粉末经该化学镀镍工艺处理后导电性及电磁屏蔽性能良好，是较好的电磁屏蔽用导电填料。