PVC材料产烟性能及口罩防护效果研究

为研究PVC材料产烟性能和不同口罩对PVC热解烟气的防护过滤效果,根据ISO/TS 19700自行设计并搭建了热分解产烟防护测试平台,选取PVC材料作为产烟材料,选用市面上常见的纱布(12层和20层)、无纺布、纳米纤维和驻极体四类材质的口罩,研究PVC材料产烟性能,以及干、湿两种状态下不同材质口罩对PVC热解烟气的防护过滤效果。结果表明：PVC材料热解烟气的主要成分为CO、CO₂、HCl、CH₄及烟颗粒,烟尘微观形貌特征为黑色碎片伴有少量絮状分布的凝团结构,烟尘粒径为80～108μm,主要粒径范围集中在90～98μm。干、湿口罩对PVC热解烟气中的CO、HCl气体和烟尘颗粒均具有一定的防护过滤效果。干、湿口罩对CO、HCl气体的防护效果由大到小为：驻极体口罩>无纺布口罩>纳米口罩>20层纱布口罩>12层纱布口罩。与干口罩相比,湿口罩对HCl气体的防护过滤效率更高,除驻极体口罩外,其他口罩湿态较干态能显著提升对烟颗粒的过滤效果,湿态无纺布口罩对烟颗粒的过滤效率达到92%。     

超声波在火场烟气环境中的传播特性研究

将烟气环境视为烟颗粒与气体组成的颗粒介质环境,研究超声波在火场烟气环境中的传播特性。分析烟气环境中的气体属性,在此基础上探讨单个烟颗粒对超声波的衰减机制,建立烟气环境中超声波传播模型。采用MATLAB求解超声波传播模型,研究声速、声衰减与超声波频率、环境温度、颗粒粒径、颗粒浓度的变化关系。结果表明,在烟气环境中温度仍主导着超声波的传播速度,而烟颗粒则对超声波的衰减起主导作用。     

纳米颗粒物在空气中的阻力特性研究

对于空气中的纳米颗粒,其动力学行为属于自由分子区,并且在阻力计算中需要考虑气体分子与颗粒之间的范德瓦尔斯力。基于气体动力学理论推导得到了纳米颗粒在二元混合气体中所受阻力的计算式。在此基础上,分析了纳米颗粒在空气中所受阻力与空气温度、颗粒粒径、颗粒物质种类等因素的依赖关系。研究发现:纳米颗粒所受空气阻力随温度升高而减小;在颗粒粒径小于30nm时,范德瓦尔斯力的作用不能忽略,经典的刚体碰撞模型不再成立;由于势参数的不同,对于不同物质种类的颗粒,其阻力差异比较明显。分析结果表明,提出的计算公式与实验结果吻合较好,而采用经典的Stokes-Cunningham公式的计算结果比实验结果偏低了20%~40%。     

碳化法制备纳米碳酸钙的研究

利用氯化钙、氨水和二氧化碳为原料,采用碳化法制备纳米碳酸钙。考察了反应温度、CaCl2溶液浓度、CO2气体流量、添加剂等因素对碳酸钙粒子平均粒径、形貌和反应时间的影响,并用XRD和TEM对产物进行了表征。结果表明,使用一定种类添加剂,在20℃、0.4mol/L的CaCl2溶液和6mL/min流量的CO2条件下,可制得粒度分布均匀、分散性好、平均粒径为45nm左右的球形纳米碳酸钙。     

温度和气氛对PVC火灾烟气释放特性的影响

在ISO19700稳态产烟平台上进行实验,研究建筑装饰材料PVC的烟气释放特性。通过热重分析仪进行热重分析,研究PVC热降解阶段和烟气释放阶段特性;通过控制PVC的热降解温度,研究温度对PVC燃烧过程中CO、CO2、氧气消耗和烟密度的影响;通过控制PVC的热解气氛,研究气氛对PVC燃烧过程中CO、CO2、氧气消耗和烟密度的影响,为建立完善高聚物建筑材料的火灾烟气安全评估提供了实验依据和理论基础。     

阳台阻止火焰竖向蔓延的数值模拟

利用FDS软件,采用大涡模拟、混合物分数燃烧模型和欧拉-拉格朗日粒子运动描述法,对高温烟气与不同深度阳台的作用过程进行模拟,分析不同阳台深度对着火房间上两层室内温度场和CO浓度场的影响,探讨阳台的阻火机理。结果表明,增加阳台深度能够减慢热烟气的运动速度,使其散发到室外环境中的热量损失增加,同时向建筑物固体中传播的热量增加,最终降低室内热烟气层温度。由于阳台深度增加导致烟气运动速度减小,使CO气体向空气中的扩散量增加,同时CO在两层阳台之间充分混合也使得其危险值降低。     

CO_2在页岩中的吸附解吸性能评价

利用自主设计的页岩中气体吸附解吸实验装置,在不同温度和压力条件下研究CO2在不同页岩中的吸附解吸性能。结果表明:CO2在页岩上的等温吸附曲线属于典型的Ⅰ型等温曲线,可采用Langmuir模型对吸附及解吸数据进行拟合;相同温度下,CO2在页岩中的吸附量随着压力的升高而增大;相同压力下,CO2在页岩中的吸附量随着温度的升高而减小;相同温度压力条件下,CO2解吸过程中存在解吸滞后现象,且解吸附曲线表征的最大吸附能力低于吸附曲线表征的最大吸附能力;CO2在页岩上最大吸附量随有机碳含量增加而增大,随石英含量增加而减小。     

金溶胶对太阳能光热转化效率的影响

在集热工质中添加纳米粒子是现阶段一种常见的提高太阳能光热转化效率的方法。本文首先利用化学还原法制备了平均粒径约为50 nm的纳米金颗粒溶胶,并经过透射电子显微镜和紫外分光光度计表征验证;之后在设计定做的集热装置中对超纯水溶液、超纯水-金溶胶混合液进行太阳光照射,并对光照过程中的溶液温度和瞬时太阳辐射值进行记录,研究集热工质中加入纳米金颗粒对太阳能光热转化效率的影响。     

页岩储层纳米孔气体传输耦合模型新研究

页岩气在纳米孔隙的传输过程中受多种因素影响,包括孔隙尺寸和压力、孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附-诱导膨胀反应以及权重因子等。因此需要综合考虑以上因素以及吸附气分子在孔隙中所占空间对气体流动影响的条件下,厘清页岩气的不同运移机制(表面扩散、滑脱流、Knudsen扩散和黏性流动)在不同孔隙尺寸和压力下对纳米孔中总气体流量的贡献率。首先,对页岩气的不同运移方式进行了物理描述及数学表征,然后,在考虑孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附-诱导膨胀反应和权重因子等因素的条件下,建立页岩气在储层纳米孔中的气体传输耦合数学模型,模型可靠性通过格子Boltzmann方法计算结果验证。研究结果表明,当孔径小于10 nm时,纳米孔的总流量主要由表面扩散流量组成,孔径越小,表面扩散流量越大;当孔径为40～250 nm和低压条件下,滑脱流和Knudsen扩散对气体传输影响较大;当孔径大于10μm时,纳米孔的总流量主要为黏性流量。     

混纺地毯产烟性能及毛巾防护研究

选取混纺地毯作为研究对象,在干态、含水率为50%和全浸泡状态下,利用ISO 19700产烟平台和傅里叶红外烟气分析仪,研究其产烟性能。通过分析比较使用干态和160%含水率的毛巾过滤后毒性气体浓度的变化情况,评价毛巾对烟气的过滤防护效果。结果表明:混纺地毯的烟气成分主要包括CO、CO_2、CH_4、SO_2、NO_X和HCl等有毒有害气体;全浸泡状态下的混纺地毯,其烟气中的CO、HCl、SO_2浓度峰值出现的时间最晚,但峰值最大,产生的CO_2、NO_X气体含量少;含水条件下生成的CH_4含量增多,但含水率50%和全浸泡状态相比,其峰值相差不大。对有毒气体的过滤防护效果为:湿毛巾干毛巾无毛巾,用湿毛巾捂住口鼻能够降低火灾烟气对人体的损害,有助于火场逃生。     

停留时间对烟颗粒形貌特征和尺度分布的影响

利用自行搭建的小尺寸实验台,采集燃烧过程中不同停留时间条件下的烟颗粒样品。利用场发射扫描电镜,探究停留时间为30、60、120、240 s时,高度为0.6、1.2 m时柴油烟颗粒形貌特征及尺度分布。研究表明,随着停留时间的增加,烟颗粒团聚体逐渐增多且团聚体之间的间隙增大;不同停留时间条件下,柴油燃烧产生的烟颗粒粒径在40～90 nm的范围内。在停留时间为30、60、120、240 s的烟颗粒的尺度分布服从正态分布,且粒径呈波动的趋势。     

硝酸氧化纳米炭的制备及淋巴靶向的初步考察

目的制备出在分散介质中能够稳定存在的纳米炭混悬液,作为靶向至淋巴结的理想载体。方法采用硝基氧化的方法制备纳米炭,以扫描电镜、红外光谱仪和粒度测定仪表征制备的纳米炭,通过分散稳定性试验考察其在水性分散体系中的稳定性,并对纳米炭混悬液的淋巴靶向性进行了初步研究。结果制备出的纳米炭经表征初步判断在表面引入了硝基和羟基含氧官能团,在水性体系下的分散稳定性有显著的提高,平均粒径为80.5nm,并且具有较为理想的淋巴靶向和示踪效果。结论采用硝酸氧化制备的纳米炭能够稳定分散在水性体系中,具有较好的淋巴亲和性。     

聚合物基建筑保温材料的热行为及燃烧行为

对模塑聚苯乙烯泡沫板(EPS),挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)和聚异氰酸酯-聚氨酯泡沫板(PIR-PU)的热分解行为、燃烧行为、燃烧烟气中的主要毒害气体和热裂解产物进行了研究.结果表明:PIR-PU的初始分解温度和最大热分解温度明显低于EPS和XPS,EPS和XPS的热分解行为基本相同,高温下PIR-PU的残炭率高,而EPS和XPS基本不成炭;PIR-PU的热释放速率、总热释放量、生烟速率和总生烟量均明显低于EPS和XPS,但PIR-PU点燃时间比EPS和XPS短;PIR-PU,EPS和XPS的燃烧烟气中均存在CO和HCN等毒害气体,有效剂量分数(FED值)表明PIR-PU的燃烧烟气毒性最大;PIR-PU热裂解产物中的异氰酸酯衍生物、苯胺衍生物和含氯阻燃剂是其燃烧生成HCN和HCl的主要原因,而EPS和XPS热裂解产物中大量的芳香族衍生物是其生烟量较大的一个重要原因.     

火焰区烟雾颗粒采集系统的研制

介绍了一种最新研制的用于高速采集火焰区烟雾颗粒的实验系统，阐述了实验的原理和设计思想及实验装置的功能。所采集的烟雾颗粒样本通过扫描电镜观测和拍摄，得到了真实有效的烟颗粒大小、形貌及其分布照片，对进一步分析可得到的烟雾颗粒的粒径分布等物理参数，以及火灾燃烧过程中烟气发展研究和光电型火灾探测技术发展具有十分重要的意义。     

毛巾对室内火灾烟气的防护效果及机理

摘 要：为研究不同毛巾对室内火灾烟气的防护过滤效果及防护机理,自行设计并搭建了热分解产烟防护测试平台,选取室内装修装饰用量较多的PVC材料作为产烟材料,选用市面上常见的纯棉、纱布和超细纤维3种材质毛巾,分别研究了干湿两种状态下,不同毛巾对PVC火灾烟气的防护过滤效果,并结合烟气过滤前后毛巾表面形貌,分析了干湿毛巾对室内火灾烟气的防护过滤机理。结果表明：3种毛巾对PVC材料火灾烟气均具有一定的防护过滤效果;无论是干态还是湿态下,3种毛巾对烟气防护过滤效果的优劣程度排序均为纯棉毛巾＞纱布毛巾＞超细纤维毛巾;湿毛巾对CO、NOx、HCl气体的防护过滤效果好于干毛巾;湿毛巾较于干毛巾对CO气体和HCl气体的防护过滤效果得到极大提升,对HCl气体的防护过滤效果提升了近1倍。     

浅谈烟熏痕迹在火调中的作用

烟熏痕迹一般认为是燃烧过程中产生的游离碳附着在物体表面或侵人物体孔隙中的一种状态。烟的主要成分是碳粒，一般情况下也含有少量燃烧物分解出来的液态产物和气体成分。烟由于燃烧的成分不同，可能含有非燃性的固体氧化物。烟粒子的直径一般在0．01－50微米之间。烟气的温度在刚离开火焰时可达1000℃，从密闭起火房间流出的烟气温度为60O～700℃。房间内着火时烟气向上的速度为2～3米／秒，当烟气充满房间上部时以0．5，－1米／秒的速度水平扩散。随着扩散距离增加，温度下降，烟粒子下沉．附着在物体表面，于是形在了烟熏。烟熏程度与…     

圆柱形锂电池热失控灾害行为与烟气特性研究

为研究圆柱型锂电池在不同热失控方式下所产生灾害行为及烟气组分等灾害特性参数,通过动压变温舱与 9705 热释放及烟气测试平台,以电加热触发 18650 型锂离子电池热失控反应,采集热失控过程行为特征、烟气组分与密度等参数,研究喷燃、抛燃、爆燃及炸裂等热失控行为下的灾害参数特性。研究表明,喷燃形式下烟气中碳氢化合物、CO 等易燃气体含量最高且烟雾密度较大;抛燃和爆燃形式下热释放速率较大高温危险性较高,但烟气密度及 CO、CnHx 等可燃气体含量相对较低;炸裂最为剧烈危险。     

水环境中金属（氧化物）纳米颗粒检测方法研究进展

纳米颗粒由于其特殊的物理化学性质而被广泛应用,可通过各种途径进入水环境,对水生态环境和人体健康具有潜在风险。纳米颗粒的表征检测是掌握其在水环境中赋存、迁移转化和生态毒理效应的关键和基础。研究表明,金属（氧化物）纳米颗粒以痕量形式存在于水环境中,发生吸附、团聚、沉降、溶解和转化等一系列物理化学变化,对应金属离子的存在也会影响纳米颗粒的粒径检测结果。因此,萃取富集、分离、表征水环境中的金属（氧化物）纳米颗粒已成为研究热点。对近年来金属（氧化物）纳米颗粒常见的富集、分离和表征方法进行了总结与对比分析,并对今后的技术发展和研究方向进行了展望。     

矿井巷道火灾安全区域划分数值模拟

建立了巷道火灾烟气流动模型并进行三维数值模拟。以高温烟气中的温度和CO气体为主要危害因素,对模拟结果进行动态观察后发现温度和CO气体浓度分布具有区域性和递变性特点。根据区域性特点将巷道划分为非影响区、火灾区、影响区、预影响区,并针对高温和CO浓度对人体危害程度制定分级标准。以100 m长的巷道为例,根据递变性特点,增大模拟量,提取人体口鼻水平截面的模拟数据,得出巷道水平长度与温度、CO浓度平均值的关系曲线。综合分级标准中的边界条件和稳定状态时的关系曲线,采用作图法得出各边界条件的边界位置,从保障人员生命安全角度对矿井巷道火灾时的安全区域进行划分。     

读者信箱

问 :现砖瓦行业中烟气净化 (脱硫、去氟、除尘等 )的方法有哪些 ?答 :砖瓦工业焙烧过程排放的烟气中或多或少含SO2 、SO3 、HF、HCl、NOX、CO及粉尘等的有害物质 ,关键问题是这些有害物质是否超过了国家标准 (GB90 78-1996 )及地方法规 (例如北京的地方法规高于国标 )所允许的排放规定。如果超过排放规定 ,其烟气就必须经过净化处理达标后才能排放。目前世界上各发达国家用于砖瓦行业中烟气净化的方法非常多 ,但从原理上概括讲 ,有以下两种 :a .干吸附法。干吸附的方法之一是将石灰粉或石灰石粉喷入烟气流中 ,使之形成烟气 -固体混合…