多元可燃性混合气体临界氧浓度的测定

可燃性气体(蒸气)的临界氧浓度目前只限于对单元气体混合物的研究,且影响因素较少提及。通过实验测定了人工煤气、液化石油气的爆炸极限和临界氧浓度,对可燃性气体(蒸气)临界氧浓度的影响因素进行了研究,所测定的数据为煤气、液化石油气的安全防爆工作提供了依据。     

气体二氧化氯爆炸特性参数的测定

利用20L圆柱形可燃气体(蒸气)爆炸测试实验装置,用预先配制好浓度的盐酸溶液和亚氯酸钠溶液现场发生反应生成二氧化氯气体,对二氧化氯气体爆炸特性参数进行测定。采用TST6150动态数据储存仪和压力传感器等实验设备获得了高清晰度的二氧化氯气体爆炸压力变化曲线。通过综合分析实验结果,得到了二氧化氯气爆炸极限和爆炸压力变化规律。根据该研究结果,对于预防二氧化氯气体爆炸事故的发生提供数据参考,对指导安全生产和使用,均具有实际意义。     

受限空间内惰性气体对CH4爆炸抑制特性研究

N2和CO2是常用的惰性抑爆气体,为研究两种气体的抑爆特性,采用20L球形爆炸试验装置,分析了不同浓度配比条件下N2/CH4/空气以及CO2/CH4/空气混合气体的爆炸压力,同时采集爆炸后的气体样品,对比分析爆炸后残留气体的主要成分。结果显示:随CH4浓度从5%增加至12.5%时,完全抑制CH4爆炸需要的惰性气体最小量先增大后降低,CH4浓度在6.5%~7.5%之间时,抑爆需要的惰性气体的量最大;在同一CH4浓度条件下,抑爆需要N2的量大于CO2,并且CH4浓度在5%~6.5%时,抑爆需要两种惰性气体的量值差别最大;当CH4浓度一定时,随着加入惰性气体量的增大,爆炸最大超压逐渐降低,惰性气体浓度和爆炸超压之间基本呈线性关系;在同样条件下,相对于N2,CO2为抑爆气体时,爆炸后腔体内残留的CH4浓度较高。研究成果为惰性气体抑爆技术提供技术支撑,同时为揭示惰性气体抑爆机理有一定作用。     

密闭受限空间可燃气体爆炸特性数值模拟研究

密闭受限空间中可燃气体的爆炸研究对于石油及天然气工业的安全生产具有重要意义.以RNG湍流模型及EBU-Arrehnius燃烧模型为基础,建立了可燃气体单步化学反应湍流爆炸模型,以有限体积法求解爆炸流动及反应控制方程,从而对二维受限空间中可燃气体爆炸的过程及规律进行了数值模拟,模拟结果与实验数据有着较好的吻合性.所做的工作为受限空间中可燃气体爆炸特性及规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术的工艺实施、系统设计和关键参数计算提供了理论依据.     

橡胶粉尘的爆炸特性及抑爆的试验研究

为了研究橡胶粉尘的爆炸特性以及惰性粉体对橡胶粉尘的抑爆,用20 L球形爆炸装置测试橡胶粉尘的爆炸特性,分析粉尘浓度和粒径对橡胶粉尘爆炸压力(pmax)和爆炸指数(Kst)的影响,并且探究聚磷酸铵、磷酸二氢铵、碳酸钙和碳酸氢钠4种不同惰性粉体对橡胶粉尘的抑爆效果及不同粒径的聚磷酸铵对橡胶粉尘爆炸压力的影响。结果表明:在爆炸极限范围内,橡胶粉尘的爆炸压力随粉尘质量浓度增加先增大后减小;橡胶粉尘粒径越小,其爆炸后果越严重;聚磷酸铵对橡胶粉尘的抑爆效果相对较好;且在一定质量浓度范围内粒径越小,抑爆效果越好。     

抛光铝粉爆炸及ABC粉体抑爆特性的实验研究

为研究抛光铝粉的爆炸危险和ABC粉体的抑爆特性，在对实验粉体粒径分布进行分析的基础上，采用20 L粉尘爆炸特性实验装置，分别对不同铝粉尘浓度、不同抑爆剂浓度条件下的爆炸特性参数进行测试。研究结果表明:在实验条件下，铝粉的爆炸下限为45 g/m3＜C＜60 g/m3；随铝粉浓度增加，爆炸烈度呈现出先增强后减弱的变化趋势，在浓度为400 g/m3时爆炸烈度最大。ABC抑爆剂能够有效抑制铝粉爆炸超压和爆炸反应进程，随着惰性粉体浓度的增加，抑制效果愈加明显，爆炸逐渐减弱。当ABC惰性粉体的质量占比增加到50%时，相较单一铝粉爆炸，反应过程时间由72 ms增加至785 ms，爆炸最大压力、最大压力上升速率分别下降了61.7%，89.5%；当ABC粉体质量占比为53%时，铝粉被完全惰化，未发生爆炸。     

可燃粉尘爆炸基础研究综述

对工业可燃粉尘爆炸基础研究进行了综述.对粉尘爆炸领域有史以来的主要基础研究成果进行了高度概括,内容涉及引起粉尘爆炸的可燃物质、影响粉尘云可燃性和爆炸性的因素、粉尘云在空气中的燃烧、引发粉尘爆炸的点火源、一次和二次粉尘爆炸、粉尘闪燃、杂混物的爆炸及粉尘云爆轰8个方面.回顾了粉尘爆炸的预防和缓解措施进展,指出了本质安全设计的意义.最后针对纳米颗粒粉尘的爆炸特性进行了探讨,通常粉尘的最小点火能随粉尘粒径减小而减小、爆炸指数随粉尘粒径减小而增大,这种趋势直到粉尘粒径减小到1～10 μm一直存在,但这种趋势可能不会持续到纳米粉体级别,可能的两个原因是纳米粉体的难于分散和凝并作用.     

外部条件对玉米淀粉粉尘爆炸特性的影响

为了探明外部条件对玉米淀粉粉尘爆炸特性参数的影响,利用20 L球形爆炸装置进行试验测试,探讨了点火能量及粉尘含水量对粉尘爆炸特性的影响,对比研究了CaCO_3和Al(OH)_3两种惰性介质的抑爆效果。结果表明:随点火能量增加,粉尘最大爆炸压力和最大升压速率呈线性上升,在高质量浓度下,粉尘爆炸压力受点火能量的影响更显著;添加CaCO_3和Al(OH)_3能够降低玉米淀粉的爆炸压力,相对于CaCO_3的物理抑爆,Al(OH)_3的物理-化学抑爆效果更佳;玉米淀粉粉尘的最大爆炸压力及爆炸升压速率随粉尘含水量降低而不断增大。     

小环境密闭空间初始压力对预混合可燃性气体爆炸的影响

在工程应用中,初始压力的增高一般都能提高预混合可燃性气体爆炸的强度,缩小反应设备的体积.因此研究在小环境密闭空间下初始压力的变化对预混合可燃性气体爆炸的特性与规律是十分必要的.本文运用AutoReaGas爆炸仿真模拟器定量研究了小环境密闭空间的初始压力对预混合可燃性气体爆炸的影响.其结果表明,在相同小环境密闭空间尺寸下利用AutoReaGas爆炸仿真模拟器充入相同条件的预混合可燃性气体.其预混合气体密度、冲击波产生的超压都随着初始压力的增加而增大;并且爆炸超压与初始压力呈近似的线性关系;但各个观测点的温度和速度并不随着初始压力的增加而变化.研究所取得的成果可为今后的工程应用提供一定的理论数据指导.     

油页岩含氧干馏工艺流程爆炸极限分析

根据干馏工艺流程配入适量氧气,可以降低载热气体需要预热的温度,以实现低能耗、易于工业生产的特点,设计了一套新型的有氧干馏工艺流程。有氧干馏工艺因其过程中存在可燃性混合物,有发生爆炸事故的可能性,通过实验对所收集的不同温度下的干馏气体的成分与含量进行了分析,结合爆炸极限理论,对该有氧干馏工艺流程的不同温度、不同惰性气体含量条件下可燃气体爆炸极限进行了分析计算。结果表明,可燃气体的浓度在整个反应升温过程中始终没有进入爆炸危险区域,说明该实验装置不具备爆炸危险性;对干馏工艺流程中氧气的输入量的控制,可以防止该工艺流程的火灾爆炸的发生。     

爆炸气体(蒸气)最大试验安全间隙的试验方法研究

对可燃气体(或蒸气)最大试验安全间隙值的测定方法进行了研究,设计了一套测定可燃气体(或蒸气)与空气混合物混合爆炸的最大试验安全间隙值的装置,用其所测数据与IEC标准中的推荐数据具有较好的可比性,为爆炸性气体(或蒸气)的分级、分组以及隔爆型电气设备的设计提供了理论依据。     

可燃气体(液体蒸气)的爆炸极限与最大允许氧含量的对比研究

通过实验研究了可燃气体(液体蒸气)的爆炸极限规律,从全新的角度分析了各种浓度可燃气体(液体蒸气)的最大允许氧含量的规律,并运用数值分析原理拟合出其规律函数,可从理论上求得各种浓度可燃气体(液体蒸气)的最大允许氧含量值。通过爆炸极限和最大允许氧含量规律的对比研究,分析了两者相辅相成的重要关系,指出两者从不同角度界定了可燃气体(液体蒸气)的爆炸范围,是衡量可燃气体(液体蒸气)爆炸危险性的两个重要参数。     

Explosion of lycopodium-nicotinic acid–methane complex hybrid mixtures

With the terms “complex hybrid mixtures”, we mean mixtures made of two or more combustible dusts mixed with flammable gas or vapors in air (or another comburent).In this work, the flammability and explosion behavior of selected complex hybrid mixtures was studied. In particular, we investigated mixtures of nicotinic acid, lycopodium and methane. We performed explosion tests in the 20-L explosion vessel at different overall (nicotinic plus lycopodium) dust concentrations, nicotinic acid/lycopodium ratios, and methane concentrations.An exceptional behavior (in terms of unexpected values of rate of pressure rise and pressure) was found for the complex hybrid mixtures containing lycopodium and nicotinic acid in equal amounts. This mixture was found to be much more reactive than all the other dust mixtures, whatever the dust concentration and the methane content.     

爆炸敏感度指数研究及其在预防工作中的应用

从研究与应用的角度,提出了可燃物爆炸的敏感度指数的概念。探讨了这一概念在爆炸预防工作中的应用。     

多元可燃气体爆炸极限理论预测模型研究*

为准确掌握和预测多元可燃气体的爆炸极限,开展2种多元可燃气体爆炸极限的理论预测模型研究。第1种模型针对“多种可燃气体+多种惰性气体”在空气中或氧气中混合,基于求解可燃气体绝热火焰温度的总比热特性方法以及化学平衡反应中的贫燃料(富氧)反应,提出该多元可燃气体的爆炸下限预测模型;第2种模型针对“可燃气体+惰性气体+氧气”混合,基于热平衡方程及混合气体的各组分浓度、淬灭电势及燃烧潜热,提出该多元可燃气体的爆炸极限预测模型。结果表明:在预测多元可燃气体的爆炸极限时,第1种模型具有较广泛的应用性,且表现出较高的准确度;第2种模型具有使用简单的特点,且扩展了LCR（勒夏特列原理）的应用范围。     

Comparative study on standardized ignition sources used for explosion testing

For the determination of safety characteristics of gases, vapors and dusts different types of ignition sources are used in international standards and guidelines. The paper presents test results of a comparative calorimetric and visual study between four different types of ignition sources. The ignition procedures were analyzed visually with a high-speed camera and electric recordings. In addition to that, the influence of the electrode-orientation, -distance as well as ignition energy on the reproducibility of the exploding wire igniter was tested.The exploding wire is already in use for standardized determination of safety characteristics of gases, first tests on the suitability of the exploding wire igniter for dust testing have been carried out but are not standardized yet. Using the exploding wire, the ignition energy can be varied from 2 J to 10 000 J (2 x 5000 J) and thus it could be used for gases, vapors, dusts and hybrid mixtures. Moreover it can be used at high initial pressures and it is the only ignition source with an easily measurable ignition energy release. Furthermore, it does not introduce another chemical reaction into the system.Finally, a proposal for a standard ignition source for explosion tests on hybrid mixtures is derived from the test results.     

Explosions of carbon black and propane hybrid mixtures

Explosions of hybrid mixtures, i.e. mixtures containing more than one combustible phase, are not well understood. Most studies in this area involve mixtures of common dusts and gases, such as coal and methane, or polyethylene and ethylene. The present work focuses on explosions of carbon black particles, i.e. almost pure carbon with a very low content of volatiles: this makes the process of explosion less intense. However, addition of some quantities of combustible gases (here: propane) may sustain combustion processes. Another important issue is the fact that the carbon black particles are smaller in size than most dusts encountered in the process industry. The experiments were carried out in a 20-L explosion vessel and the analysis of the results focuses on the maximum explosion pressures and the maximum rates of pressure rise as a function of carbon black and propane concentrations. In addition, some samples of unburnt dust were collected and analysed with a scanning electron microscope and with thermo-gravimetric analysis.     

储、转运粮食系统除尘粉尘回流安全性分析

对储存及转运粮食系统除尘粉尘回流问题进行了回顾和评述 ,对天津港散粮站日常处理主要粮食品种伴生粉尘进行了物性分析和粉尘爆炸性测试 ,并结合生产工艺过程进行了设备内部实际粉尘浓度的测试 ,在此基础上得出 :除尘粉尘具有爆炸的危险性 ;爆炸下限较高 ,有利于控制粉尘浓度在爆炸下限以下来预防粉尘爆炸 ;除尘粉尘回流工艺在无粉尘沉积的情况下是安全的。     

Explosibility and thermal decomposition behavior of nitrile rubber dust in industrial processes

The formation of nitrile rubber (NBR) dust clouds during processing can lead to a potential dust explosion under certain conditions. However, the potential explosion hazard posed by NBR dust is usually overlooked by enterprises. In this paper, the explosive properties of NBR dust are investigated using a Hartmann tube, a G-G furnace, and a 20 L explosion chamber. The results showed that NBR dust could cause explosions severe enough to be classified as St-1. In addition, the thermal decomposition behavior of NBR dust under combustion conditions was investigated using a combination of thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (TGA-FTIR). The results indicated that in the early stage, NBR dust mainly undergoes self-thermal decomposition to produce a large amount of combustible gas, which combines with oxygen to form a mixed gas and cause a gas-phase explosion. In addition, the participation of oxygen could lower the initial temperature of NBR dust thermal decomposition. As a result, decomposition occurred more quickly and a large amount of combustible gas was produced, thus expanding the range of dust explosions. Furthermore, these combustible gases exhibit varying degrees of toxicity, seriously affecting the life and health safety of relevant personnel. This work provides theoretical guidance for the development of safe procedures to prevent and address problems during NBR dust processing in enterprises.