混合药物粉尘输运过程静电特性实验研

兽药制药粉尘加工工艺过程中,由于粉尘颗粒之间或颗粒与设备、管壁之间的碰撞、摩擦,导致装置内部静电荷量积聚,激发静电放电,粉尘燃烧或爆炸的事故频发。实验主要通过包括粉尘与管材摩擦的漏电电流测试和静电放电火花对粉尘云点燃敏感性测试两部分。结果表明:单一药物药粉的静电漏电电流随着管材管径的增大,管长的增长,静电漏电电流逐渐变大;随着倾斜角的增大,静电漏电电流先增大后降低;镀锌铁管的漏电电流大于PVC管,电荷逸散速度更快。单一兽药粉的粉尘云放电火花最小点燃能量随质量浓度的变化,呈现二次曲线的变化趋势。混合兽药粉与单一兽药粉的漏电电流和粉尘云放电火花最小点燃能量的测试结果的变化趋势是一致的。     

聚烯烃颗粒在气力输送中静电起电特性研究

为了探究不同聚烯烃粉体颗粒在气力输送过程中起电特性,采用一套自制气力输送实验系统,探究了气力输送过程中不同气固浓度参数对PETG、PP、ABS这3种聚烯烃颗粒静电起电特性的影响规律。结果表明：气力输送过程中PETG与PP颗粒带负电荷,ABS颗粒带正电荷,质量流量和输送空气速度对PETG、PP颗粒的荷质比变化呈类似的变化规律,而ABS颗粒的规律则有所不同。随着颗粒质量流量增大,PETG和PP分别表现为总负电荷量减小;而相同质量流量条件下ABS颗粒则表现为总正电荷量增加。随着输送空气速度增加,3种聚烯烃颗粒所带电荷也会增加,但PETG和PP颗粒电荷极性则会出现极大值。     

混合药物粉尘输运过程静电特性实验研究

兽药制药粉尘加工工艺过程中,由于粉尘颗粒之间或颗粒与设备、管壁之间的碰撞、摩擦,导致装置内部静电荷量积聚,激发静电放电,粉尘燃烧或爆炸的事故频发。实验主要通过包括粉尘与管材摩擦的漏电电流测试和静电放电火花对粉尘云点燃敏感性测试两部分。结果表明:单一药物药粉的静电漏电电流随着管材管径的增大,管长的增长,静电漏电电流逐渐变大;随着倾斜角的增大,静电漏电电流先增大后降低;镀锌铁管的漏电电流大于PVC管,电荷逸散速度更快。单一兽药粉的粉尘云放电火花最小点燃能量随质量浓度的变化,呈现二次曲线的变化趋势。混合兽药粉与单一兽药粉的漏电电流和粉尘云放电火花最小点燃能量的测试结果的变化趋势是一致的。     

不饱和聚酯树脂在储罐内衬改造中的静电危害分析

为分析不饱和聚酯树脂在内衬改造应用中存在的引燃风险，阐述加油站埋地罐内衬改造工艺，测试不饱和聚酯树脂固化放热特性、与玻璃钢摩擦的滚刷及装树脂绝缘桶的表面静电电位。结果表明:不饱和聚酯树脂与固化剂混合后的放热不足以引起树脂自燃；滚刷、树脂与绝缘桶间摩擦可导致桶表面静电位超过7 kV，带电绝缘体表面与金属凸出物间存在静电放电现象、甚至引起挥发苯乙烯局部闪燃风险。油罐内衬改造时需强化通风以及增加静电防护措施，避免静电放电引起罐内燃爆事故。     

电收尘极板上沉积尘的附着力与振打加速度

振打清灰是保证静电除尘器正常运行的一个重要环节.为确定振打加速度,基于Penney和Klingler理论,认为带电粉尘层对收尘极板的附着力主要是外电场力和附加电场力共同作用的结果.附加电场是由于电晕电流通过沉积在收尘极板上的粉尘层产生电荷积累而形成的.应用静电学理论导出粉尘层内电场分布与带电粉尘层厚度的平方成正比.通过建立荷电粉尘层对收尘极板附着力的微分方程,由牛顿第二定律得出振打加速度的理论计算式.研究结果表明,振打加速度是电晕电流面密度和粉尘比电阻乘积ρ×J的函数,且与粉尘粒径成反比.参考已发表的实验数据和理论结果发现,在外加电压保持不变的情况下,电晕电流面密度和粉尘比电阻的乘积ρ×J=常数,此时,振打加速度与ρ×J无关.从这一新观点出发,根据Oglesby提供的粉尘层击穿前的电晕电流和粉尘比电阻的相关曲线,得出临界振打加速度计算式.由此计算式给出了一种确定临界振打加速度的简易图解法.     

化工设备防静电技术探究

从保障人员安全和设备安全的角度出发,分析在化工生产中静电产生的机理;探讨了静电效应和静电在生产中引起的危害,主要有静电引起的设备故障、火灾爆炸事故和人体电击事故;提出化工生产设备防范静电危害比较重要和实用的技术措施,主要有静电接地、增加环境湿度、防止和消除人体带电。     

气液两相喷雾荷质比影响因素实验和预测研究

为了提高荷电水雾对微细粉尘的捕集效果,围绕液滴荷质比这一影响粉尘捕集效率的主要因素开展针对性研究。分析水雾荷电过程的路径图,提取影响液滴荷质比的独立因素,并根据不同因素对荷质比影响的显著性设计正交实验,采用多因素回归分析的方法对实验数据进行处理。研究结果表明:在因素水平范围内,应用预测模型得出荷质比的最优值为441.66μc/kg,误差小于5%;荷质比与荷电电压、气相射流压力、电极间距呈正相关,与液相射流压力、电极环直径、喷嘴孔径呈负相关;实验结果得出的荷质比计算公式可以用来预测液滴的荷质比,为荷电效果的定量分析提供依据。     

车用乙醇汽油静电起电特性试验研究

为研究乙醇汽油使用过程中存在的静电风险及带电变化规律,基于自主研发的油品电荷密度表,试验研究了乙醇含量对管输汽油静电带电规律的影响,获得乙醇体积含量0~5%的管输油品静电数据;对油库内乙醇汽油装车作业及加油站加油作业乙醇汽油静电起电特性进行了试验研究。研究结果表明:随着乙醇含量的增加,油品静电呈现先增大后减小的趋势;乙醇体积含量在0.5%~1%时,油品静电起电量最高可达到-77.2 μC/m3,为此需注意乙醇汽油调配过程中可能存在的静电风险;高电导率的车用乙醇汽油在加油作业时,油品静电起电量较低。     

线-网极配形式的静电场特征分析

静电除尘器的极配和电极形式是除尘器性能的决定因素,它能影响进入除尘器内粉尘的荷电和荷电粉尘的运动。为了解线-网静电极配结构的静电场,根据两种电晕极下的线-网静电极配结构的实验V-I曲线,对包含离子迁移率、除尘器结构几何参数的常数进行了反演,分析了不同电晕极与网状接地极构成的电极对下的电场电流密度特征。结果表明:两种线-网极配结构的V-I特性与经典线-管极配结构的V-I特性具有一致性;在高外加电压下,电晕电流的增加可能带来电晕线的温升,进而使离子迁移率增加;在高低两种外加电压状态下,两种电晕下的电场电流密度值差别是不同的。     

静电-纤维过滤影响因素的分析

我们对静电-纤维过滤进行了多年的实验研究。研究结果表明,静电-纤维过滤较普通纤维过滤有着过滤效率高、阻力低的特点。但同时注意到,有许多因素对过滤效果产生影响,只有对这些影响因素加以充分分析并采取解决办法,才能使静电-纤维过滤产生良好且稳定的效果。1 过滤中存在的两种现象 静电-纤维过滤是指:含尘空气或气流通过一荷电段,在高压电晕线和接地极板间通过,使粉尘荷电,荷电后的粉尘被气流带入过滤段进行过滤。我们认为,静电-纤维过滤较普通纤维过滤效率提高主要是由于静电作用而使单一纤维效率增加造成的。荷电后的粉尘在过滤过程中存在着粉尘二次飞扬及粉尘间的静电凝并现象。     

超音速气动液滴荷电雾化及降尘性能试验研究*

为探究煤炭生产过程中呼吸性粉尘难以捕捉且对人体造成伤害的问题,提出超音速水雾荷电降尘技术。基于荷电雾化机理,研究电极环直径、电极间距、电压3因素对超音速气动液滴荷电、雾化效果的影响。利用网状目标法测量雾滴群电流并计算荷质比,采用SPSS软件分析3因素与雾滴荷质比之间的相关性,并用激光粒度仪测量雾滴粒径。最后,采用最优荷电雾化参数进行喷雾降尘试验。研究结果表明:各因素对荷电效果的影响次序为:电压>电极间距>电极环直径;雾滴粒径随电压的升高而减小,随电极间距的增大先增大后减小,随电极环直径的增大先减小后增大;当电压12 kV,电极间距2.5 cm,电极环直径6 cm时,超音速荷电水雾降尘效果最佳,与普通水雾降尘相比,全尘降尘效率提高12.4%,呼尘降尘效率提高49.6%。     

非平衡式双极性离子风消电技术与应用

为实现风送管道物料静电监测与控制，预防料仓静电燃爆事故，提高聚烯烃装置料仓安全水平，基于非平衡式双极性离子风消电技术，开发了双极性离子风消电器；基于离子风消电器和静电监测器，探讨了石化粉体料仓用离子风消电控制系统组成、电路、气路布局；对非平衡式双极性离子风消电系统进行现场应用测试。结果表明:基于此管道粉体消静电技术，合理调节正、负侧控制电压，可有效控制管道物料荷质比稳定在±0.3 μC/kg以内，保障聚烯烃装置料仓安全、稳定运行。     

不同喷嘴类型静电旋风水膜除尘系统配置优化实验研究*

为对比加宽版吹风喷头、1 mm孔径广角实心喷嘴和组合型喷嘴配置下的静电旋风水膜除尘系统的除尘效果,对进口风速、静电电压和单位面积流量3个单因素进行实验。研究结果表明:借助SPSS软件正交实验设计得出各喷嘴最佳参数、除尘效率影响因素排序均为进口风速＞静电电压＞单位面积流量。在各喷嘴最佳参数下,除尘性能排序为组合型喷嘴>加宽版吹风喷头>1 mm孔径广角实心喷嘴。在组合型喷嘴最佳参数（进口风速12.03 m/s、单位面积流量1.02 L/(m2·s)、电压45 kV）下,当进口风速不变时,除尘系统的分级除尘效率随粉尘颗粒粒径的增大而增大,但增幅不断地变缓,粒径约为40 μm时分级效率近似达到100%;当粉尘颗粒粒径不变时,分级效率随进口风速的增大呈现递减的趋势,粒径越大下的分级效率越接近。     

速生杨木粉尘最小点火能的实验研究

为防止木材加工中木质粉尘燃爆事故的发生，以纤维板生产中常见的原材料速生杨木粉尘作为研究对象，在分析粉尘粒径分布、元素分析、工业分析及形貌特征的基础上，采用1.2 L哈特曼管对3种不同粒径（0~50，＞50~96，＞96~180 μm）速生杨木粉尘进行最小点火能实验，探究点火延迟时间、喷粉压力、质量浓度和粒径分布对速生杨木粉尘最小点火能的影响及变化规律。研究结果表明:在质量浓度为500 g/m3时，分别增加点火延迟时间和喷粉压力，最小点火能都先减小后增大；最佳点火延迟时间和最佳喷粉压力分别为120 ms和120 kPa；粒径对最佳点火延迟时间和最佳喷粉压力无显著影响。在点火延迟和喷粉压力分别为120 ms和120 kPa条件下，最小点火能随质量浓度的增加先减小后增大。粉尘粒径与最小点火能呈正相关性，3种样品的最小点火能分别为1~3，1~3和7~13 mJ，对应的敏感质量浓度分别为500 ，750和1 250 g/m3，属于特别着火敏感性粉尘。     

磁化荷电水雾最佳降尘参数确定实验研究*

为实现对煤尘的有效防控,进一步提高磁化水降尘性能,提出磁化荷电喷雾降尘技术,通过研究液滴在磁化、荷电情况下的受力,揭示磁化荷电喷雾降尘机理;通过自主搭建的动、静态综合除尘实验平台,研究不同磁化强度、荷电电压下溶液表面张力和雾滴粒径的变化规律,进而确定最佳雾化参数。研究结果表明:磁化荷电后的溶液表面张力和雾滴粒径随磁化强度、荷电电压的增大呈现先下降而后上升,最后趋于平稳。荷电电压为9 kV、磁化强度为350 mT时达到最佳效果,此时,与清水相比全尘降尘效率达到92.79%、提高69.63%,呼尘降尘效率达到78.59%、提高94.01%。磁化荷电的溶液表面张力降低,破碎时所做表面功更小,雾化后液滴粒径更小更均匀,与尘粒接触面积增大,可提高捕尘效率,改善矿井环境。     

不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下爆炸传播规律研究

为了探究不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律,利用自行搭建的直管瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸实验系统,从冲击波压力和火焰传播速度2个方面,研究了不同含水率沉积煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律和原因。研究结果表明:当煤尘含水率小于40%时,管道内沉积煤尘会在瓦斯爆炸诱导下产生二次爆炸,同时沉积煤尘总量一定时,沉积煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值和火焰传播速度随着煤尘含水率的增加先增大后减小;当沉积煤尘含水率为20% 时,煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值、火焰传播速度峰值达到最大值,分别为1.657 MPa和468.060 m/s;当沉积煤尘含水率大于40%时,沉积煤尘无法产生二次爆炸,此时爆炸产生的威力小于单一瓦斯爆炸,火焰传播速度衰减较无煤尘的瓦斯爆炸更快,沉积煤尘起到抑制瓦斯爆炸传播的作用。研究结果可以为防治煤尘二次爆炸提供理论依据。     

混合金属粉尘爆炸最小点火能量影响因素研究*

为探究混合金属粉尘爆炸危险性及与单一粉体爆炸特性差异，确保车间安全生产，采用粉尘云点火能量测试系统对车间混合金属粉尘及铝粉最小点火能量在不同影响因素下的变化规律及2种粉尘火焰变化特征进行测试。研究结果表明:混合金属粉尘和铝粉最小点火能量在一定范围内（38~96 μm）与粒径呈正相关性，当混合金属粉尘粒径大于75 μm时，所需最小点火能量大于1 000 mJ，其爆炸敏感性迅速降低，此时铝粉仍有较强爆炸敏感性；2种粉尘最小点火能量随质量浓度增加呈先降低后升高的趋势，最小点火能分别为295，15 mJ，对应的敏感质量浓度为600，1 000 g/m3，混合金属粉尘在质量浓度为500~700 g/m3时具有较大爆炸危险性；同铝粉相比，混合金属粉尘点火能量更高、火焰燃烧时间更短、火焰高度更低、爆炸剧烈程度更弱。     

基于CFD-DEM的旋风除尘器内气固流动特性研究

为了研究旋风除尘器内气固流动特性,采用CFD-DEM耦合算法研究不同入口气体速度下旋风除尘器内颗粒流态、静压、径向速度及轴向速度分布特征。结果表明:煤屑颗粒在离心力和径向曳力的作用下以螺旋颗粒条带靠近除尘器的壁面稳定向下移动,随着入口风速的增加煤屑颗粒条带变宽,条带与除尘器的第1次接触的拐点上移,螺距减小;除尘器内部压力轴向变化较小,径向变化较大,随着入口气体速度增加,除尘器壁面附近高压区范围和压力也随之增加,除尘器上方和下方的负压区变宽并朝轴向方向延伸;随入口气体速度增加,除尘器内径向速度和轴向速度逐渐增加,煤屑颗粒在除尘器中部聚集较多,煤屑停留时间变长,入口气体速度为15 m/s时,煤屑颗粒在除尘器内停留时间最长。     

超细CaCO3惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸的防控效果*

为探究超细粉体惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸特性的影响规律,利用标准化实验装置及自行搭建的实验平台,在对爆炸基本参数进行测试的基础上,分别研究超细CaCO3粉体对抛光废弃物粉尘点燃敏感度的钝化作用以及对爆炸火焰传播进程的惰化效果,并在相同条件下与同等粒径高纯度铝粉的实验效果进行比对。研究结果表明:铝合金抛光废弃物粉尘最小点火能量为280 mJ,而同等粒径高纯度铝粉最小点火能量为35 mJ;在铝合金抛光废弃物粉尘质量浓度为300 g/m3条件下,发生爆炸的火焰传播速度峰值为7.4 m/s,约为高纯度铝粉的57%,铝合金抛光废弃物粉尘的爆炸敏感度及猛烈度均低于高纯度铝粉;当超细CaCO3粉体的惰化比为30%时,可将铝合金抛光废弃物粉尘的最小点火能量钝化至约1 J,爆炸火焰失去持续传播能力,惰化作用效果充分显现。     

可吸入性粉尘电凝并效应的实验研究

可吸入性粉尘对环境、人体具有较大的危害,但由于粒径小而难以被除尘器直接捕集。电凝并是通过电场的作用使粉尘粒子荷电而发生凝并,使之有效直径增大从而便于捕集的简单、易行方法。研发采用偶极荷电凝并器并利用重力沉降作用测试可吸入性粉尘电凝并效应的实验装置,在测试段设置沉降板放置若干载玻片作为取样点。采用粉煤灰为实验样品,分别在未荷电、电压18 k V,20 k V 3种状态下进行对比实验研究。实验结果表明,研发的实验装置可以有效测试粉尘在测试段的沉降效果,显微镜直接观察和图像粒度分析处理以及中位径分析表明,荷电凝并后的粉尘粒径明显增大,大粒径粉尘百分比明显提高,平均粒径亦有所增大,且电压越高,效果越明显。