TG实验条件对煤氧化燃烧特性的影响分析

为了探讨TG实验过程不同实验条件对煤氧化燃烧特性的影响,采用控制变量法对不同煤样粒度、不同升温速率、不同试样量条件下煤氧化燃烧过程进行了研究。通过TG/DTG曲线上的特征温度点将煤的氧化燃烧过程划分为五个阶段。结果表明:煤样粒度增加、升温速率增大都会使TG曲线向高温侧移动,对应的各特征温度值也都会升高;随煤样量增加,TG曲线在受热分解段及燃烧阶段向低温侧移动,煤样着火点温度T4降低。     

PVC高温烟气对汽车外车身金属面板痕迹影响

为研究不同高温烟气、温度以及室温放置时间等条件下对金属面板产生的影响，选取0 g、5 g、20 g PVC粉末在400℃、600℃、800℃高温热解15 min以模拟实际汽车火灾中不同的高温烟气环境，钢板热蚀后空冷至室温后放置于恒温恒湿箱中0 h、24 h、72 h以及168 h后观察金属面板痕迹特征。结果表明：金属面板锈蚀程度随着PVC含量增高、受辐射热温度增高以及放置时间的增长而逐渐严重，金属面板色差值L变化较小，a、b值逐渐升高，而硬度值逐渐降低，辐射温度800℃，20 g PVC放置168 h后硬度值为43.95HRC，以上研究结果为汽车火灾调查中确定火势蔓延方向、起火部位以及起火点提供依据。     

煤层露头火区上覆岩层热破坏力学特性试验研究

为了研究温度载荷作用下煤层露头火区上覆岩层受热破坏特性,揭示上覆岩层的强度和变形特征随温度的变化规律。采用MTS8 15.02电液伺服岩石力学试验系统和NM-4A型非金属超声检测分析仪,对岩样进行了25~600℃加温加载试验。试验得出了不同温度条件下岩样受热破坏特征和纵波波速变化规律。结果表明,随温度升高,岩样纵波波速逐渐减小,600℃时砂岩X、Y、Z 3个方向的纵波波速下降了48.54%。高温对岩样的强度有一定的弱化作用,其峰值应力随温度升高而降低,600℃时岩样强度降幅达47.1%。岩样的峰值应变随温度升高而逐渐增大,400℃时峰值应变增大了55.6%,600℃时峰值应变增大了60.9%。随温度升高,砂岩的弹性模量、变形模量均减小,400℃时弹性模量降幅达13.5%,600℃时弹性模量降幅达59.6%。这表明在大面积高温火区的作用下,煤层露头火区上覆岩层产生大量漏风裂隙,热风压增大,致使高温煤体上部空气通过裂隙发生自然对流,从而维持煤体附近一定浓度的氧气。     

岩棉彩钢板火灾痕迹与受火情况的关联性研究

为研究火场中岩棉彩钢板的火灾痕迹特征,以马弗炉和油盘火2种热源模拟火灾现场。首先,模拟理想条件下的火场辐射状况,改变马弗炉的热辐射温度,研究辐射温度对岩棉彩钢板火灾痕迹特征的影响特征;然后,以油盘火作为稳定热源,通过控制彩钢板与油盘的距离来改变彩钢板受热条件;最后,观察岩棉彩钢板受火后芯材和金属片的痕迹特征。结果表明:随着温度升高,芯材外形蓬松度逐渐增大,到600℃时,芯材整体收缩变形,1 000℃时,芯材严重受损开裂;金属板也呈现出不同程度的受损,外漆脱落,并出现凹坑、破裂等受损痕迹;研究结果为彩钢板建筑火灾调查中确定火势蔓延方向、起火部位和起火点提供依据。     

受热自燃

可燃物质达到燃点,不用明火去点是不会着火的。如继续加热可燃物质到一定温度,就是不用明火去点,也能发生燃烧。这种现象叫做受热自燃。 发生受热的过程是:当可燃物质受热对,便开始了缓慢的氧化,由于氧化速度小,发出的热量不多,而且随即消散,这时并不发生自燃。如果在外界热的作用下,使该物质达到较高的温度,氧化速度加快,在单位时间内发出的热量也增加,当达到该物质氧化发出的热量超过损失热量时,温度又有增高,从而获得了剧烈氧化条件,直到自燃起火。 受热自燃点:就是使可燃物质受热发生自燃的温度。可燃液体受热自燃点,如;甲醇500℃、车用…     

元素硫高温腐蚀产物氧化自燃性影响因素的研究

用差热-热重分析仪考察元素硫与Fe(OH)3发生硫化腐蚀反应的初始温度,分析硫化温度、硫化时间、氧化温度和水对高温硫腐蚀产物氧化自燃性的影响。结果表明:元素硫与Fe(OH)3发生硫化反应的初始温度为287.67℃;硫化温度越高,硫化时间越长,元素硫高温硫化腐蚀产物中FeS2的含量越高,氧化自燃性越大;氧化温度对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性有很大影响,室温时几乎不发生氧化反应,氧化温度超过95℃后,腐蚀产物的氧化反应速率大幅度提高,对炼油装置安全构成极大威胁;水对高温硫腐蚀产物的氧化自燃性起着重要作用,无水时,高温硫化产物基本不发生氧化反应,少量水存在即可极大影响高温硫腐蚀产物的氧化速率。     

酸腐蚀条件下膨胀型防火涂料性能变化研究

在酸性污染环境中,防火涂料的防火性能会因受酸介质的腐蚀而下降。研究了膨胀型防火涂料在盐酸溶液中浸泡不同时间后,其防火性能的变化规律。结果表明,经过酸腐蚀后,防火涂层的厚度减薄,表面变得粗糙且有开裂和破洞;受热后,炭层膨胀倍率降低。并对表面涂层的TG/DTG进行了测试,结果发现,经酸腐蚀后,试样的热重曲线在低温阶段较平缓;在中温阶段失重峰数量减少,峰形更加简单,最大失重速率增加;在高温段,593℃附近的失重峰随腐蚀时间的延长而逐渐变得平缓,最大失重速率降低,而在674℃附近的失重峰呈相反的趋势。这表明经酸腐蚀后,涂料试样的热动力学参数也发生了显著变化。     

炼油装置元素S高温腐蚀产物FeS2的自然氧化性

使Fe2O3和Fe(OH)3分别与元素S在不同条件下进行硫化反应,并采用X射线衍射仪鉴定硫化产物组成,在95 ℃恒温水浴中对硫化产物进行氧化反应,考察了硫化温度和硫化时间对硫化产物自然氧化性的影响.结果表明,元素S高温硫化产物主要是FeS2.硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性,随着硫化温度升高,硫化时间延长,硫化产物的自然氧化性增大,更容易发生氧化放热反应,造成油品火灾和爆炸事故.元素S与Fe2O3硫化温度在360 ℃以上,与Fe(OH)3硫化温度在300 ℃以上时,其硫化产物FeS2具有较高的自然氧化性.硫化时间在24 h以上时,Fe2O3、Fe(OH)3的硫化产物自然氧化性较大.     

高温-动态冲击作用下页岩微纳米孔隙结构演化特征

为阐明甲烷原位燃爆压裂载荷对页岩储层的微观改性特征,开展高温-动载协同作用下页岩微纳米孔隙结构的演化特征研究,选取典型页岩样品,综合应用3D轮廓测量、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD),分析高温-动态冲击作用后的页岩碎块的宏微观粗糙特性、孔裂隙结构及矿物组分随高温的变化特征。结果表明：随温度升高,页岩断面毫米级粗糙度先略有降低后急剧升高。随温度升高,页岩有机质纳米孔减少,石英中出现复杂裂缝,碳酸盐矿物产生气孔,黏土矿物层间结构破坏,页岩体孔隙度由常温的1.488%逐渐上升至700℃的1.997%。不同高温下页岩物性组成差异显著,XRD定量分析结果显示,石英的质量占比升高,方解石和白云石总占比降低,从微纳米尺度说明燃爆载荷对页岩储层有改性效果。     

不同受热温度下炭化红松表面微观形貌和成分分析

红松的微观形貌及其成分含量与受热温度关系密切.对模拟火灾不同受热温度条件下的炭化红松样品,进行了扫描电镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)分析.结果表明:受热后,炭化红松管胞切面逐渐变得光滑;管胞胞腔逐渐增大;管胞纤维间距逐渐加大;胞壁逐渐变薄,在高温作用下变形明显;管胞纤维结构仍然存在,但在高温时会出现明显断裂和破碎.随着受热温度升高,炭化红松表面的含碳量变大,含氧量减小,含钾量和含钙量变大.对炭化红松的微观形貌以及成分随受热温度的变化的研究,可以帮助火灾调查人员判断火灾蔓延路线,认定起火点,查明火灾原因.     

喷水冷却对混凝土受热痕迹显微结构的影响

模拟火灾现场喷水灭火的情况条件,将高温下的混凝土喷水冷却,用扫描电子显微镜（SEM）分析混凝土的显微结构。研究发现,当受热温度低于300℃时,喷水冷却混凝土的显微结构与空气中自然冷却试样没有明显的差别。当受热温度达到300℃以后,冷却过程中的水会在混凝土中产生新的水化物,显微结构中发现有新的晶体。受热温度越高,新的水化物晶体就越多,同时混凝土的显微结构破坏越严重。这些特征可以用来鉴定火场中遏水冷却混凝土的受热温度。     

某铸造厂房夏季室内热环境测试分析及评价

高温是工业厂房常见的职业危害因素,为了掌握工业厂房夏季室内热环境特征,对某铸造厂房不同工作地点的空气温度、相对湿度、风速及湿球黑球温度（WBGT）进行了现场测试,对比分析了室外环境参数与工作地点环境参数的变化规律,结合高温职业卫生限值规定对室内高温环境进行了评价,并建立了室内空气温度与WBGT的关系式。结果表明：室内空气温度高于室外空气温度,而室内相对湿度小于室外相对湿度;不同工作地点的WBGT平均值在27.13～33.74℃,部分工作地点全天WBGT都超出了高温作业职业接触限值的规定;室内空气温度升高1℃,WBGT将升高0.68℃。研究结果可为工业厂房室内高温环境设计及评价提供参考。     

高温后砂岩抗拉强度及应变场演化实验研究

为研究高温后砂岩的抗拉力学特性及变形破坏规律,对不同温度作用后的砂岩进行巴西劈裂实验,同时采用数字散斑相关方法对砂岩变形破坏进行监测。研究表明:高温作用后砂岩质量损失率增加,波速整体呈降低趋势,砂岩物理特性出现一定劣化;高温作用使砂岩抗拉强度呈先增加后减小的趋势,25~400℃增大了16.08%,400~1 000℃减小了69.30%,砂岩表现为脆性破坏特征;砂岩劈裂过程中,水平应变场演化过程为:局部小变形产生、扩展→小变形区域聚集、合并、连接→应变局部化带产生→应变局部化带扩展并贯穿→宏观劈裂破坏;随着温度升高,应变局部化启动水平先增加后降低,400℃为转折点。该研究方法可为煤矿火灾安全等领域提供借鉴。     

环氧乙烷水溶液失控反应特性研究

为了系统研究环氧乙烷水溶液失控反应热动力学参数的变化规律,采用等温扫描量热仪C600和绝热量热仪VSP-2分别对环氧乙烷水溶液进行了量热试验研究,得到了纯环氧乙烷的热稳定性数据,以及不同质量分数环氧乙烷水溶液的起始放热温度、最高放热温度和压力、放热量、绝热温升及失控反应过程的温度、压力变化等。结果表明,纯环氧乙烷发生失控反应的起始温度接近360℃,其放热量高达2 600 k J/kg。水加入环氧乙烷能够显著降低体系的起始放热温度至200℃以下。随环氧乙烷水溶液质量分数升高,失控反应致灾后果的严重程度明显提高。最高温度和压力、温升和压升速率、放热量及绝热温升随环氧乙烷质量分数升高而增大,而达到最大反应速率的时间减小。     

纸面石膏板受热痕迹的数值重构研究

利用锥形量热仪实验测定了纸面石膏板暴露在不同辐射热通量、不同暴露时间下的烧损程度,基于火灾烈度理论对实验数据进行拟合,建立石膏板受热痕迹的半经验模型。通过修改FDS(Fire Dynamics Simulator)的源代码,将模型嵌入到软件中,与自身功能相结合,实现重现石膏板受热痕迹的功能。同时进行了石膏板受热痕迹的实体实验,研究了不同油盘面积、受热时间和相对位置对石膏板受热痕迹形成过程和结果的影响。利用增加了新功能的FDS软件对实体实验进行了数值重构,对比实验和模拟的结果,证明了该模型可用于石膏板受热痕迹的重现。该技术完善了火灾的数值重构技术,作为火灾调查的一种新兴的技术手段,对于完善事故调查的证据链,辅助火灾调查工作具有重要意义。     

硫化亚铁氧化反应的研究

为了掌握自燃性低的FeS的氧化自燃过程,为预防FeS自燃事故的发生提供理论基础,对不同纯度化学试剂FeS,利用定温、程序升温试验方法,结合XRD、TG-DTA、TG-DSC及化学分析的结果,研究其氧化反应历程.结果表明,不同纯度FeS氧化时,试样都经历了先失重后增重再失重的变化过程.首先失重的是试样中易挥发的杂质,250～300℃时试样质量开始增加,意味着FeS氧化反应的开始.在325～400℃范围内FeS氧化反应复杂,涉及化学反应多,试样质量随试验时间延长而增加,直至恒重,增重的主要物质经XRD表征和化学分析为FeSO4.试验温度达到480℃时,试样质量先增加后减小,增重的主要物质为Fe2(SO4)3,该温度下Fe2(SO4)3分解速率慢.在550～650℃内,Fe2(SO4)3热分解或FeS的完全氧化反应引起试样质量迅速减小.试验温度高于660℃时FeS发生完全氧化反应,最终产物为Fe2O3.具有不同氧化反应活性的FeS,其氧化反应历程也不同.     

火场中纸面石膏板显微结构的SEM分析

运用SEM(扫描电子显微镜),对经历不同火场温度的纸面石膏板试块的显微结构进行观察和分析.结果表明:纸面石膏板在受热时,其组成、结构将发生改变.当受热温度达到300℃时,护面纸与石膏芯材的结合松动,护面纸发生热分解、炭化,以及石膏芯材网状晶体骨架结构疏松、断裂、破碎,完整性遭到破坏,强度基本丧失;受热温度越高,纸面石膏板显微结构的破坏越严重.     

磷酸活性炭自燃过程反应动力学研究

为研究磷酸活性炭的自燃危险性,以自制的磷酸活性炭(活化温度为300,500和700℃)为考察对象,利用同步热分析仪(STA)对活性炭氧化放热动力学进行试验研究。根据在2,5,10和20℃/min等4种不同升温速率下得到的活性炭DSC/TG曲线,结合Friedman-Reich-Levi动力学方法对反应过程中可能存在的反应机理进行初步判断。研究表明,随着活化温度的升高,活性炭的起始放热温度和最大放热温度随之升高;活性炭整个氧化反应过程中,活化能随着转化率的改变呈现一定规律性变化;碳氧化学反应和气体扩散共同影响活性炭氧化过程,且在不同阶段对氧化的贡献不同。     

硫高温腐蚀及腐蚀产物氧化自燃性的研究

随着炼制原油硫含量的增加,炼油装置的硫腐蚀问题也日益严重.针对硫高温腐蚀状况,用差热-热重分析仪研究硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化腐蚀反应的初始温度,并采用X射线衍射仪鉴定了360 ℃高温无氧条件下硫化腐蚀产物的组成.结果表明,硫与Fe(OH)3、Fe2O3和Fe3O4发生硫化反应的初始温度分别为287.67 ℃、233.34℃和308.47 ℃;高温硫化腐蚀产物主要是FeS2.对硫化产物FeS2进行氧化反应,氧化升温曲线和耗氧曲线表明,硫化腐蚀产物FeS2具有很高的氧化自燃性,在一定条件下能引发油品火灾和爆炸等事故.     

高温环境下气藏型储气库泥岩盖层密封性评价

为探究高温作用对泥岩盖层密封性的影响,从理论上剖析储气库盖层产生热应力的3种形式,在室内试验的基础上,分析泥岩在高温环境下力学损伤程度和盖层物性封闭评价指标随温度变化特征.结果表明:高温环境下泥岩整体结构性能降低,400℃左右是泥岩在周期热应力作用下损伤的阈值温度;高温作用会显著改变泥岩盖层物性封闭特征,400℃左右是...