不同类型洗消剂用于甲醇泄漏应急处置的对比研究

在小型模拟泄漏箱中,对细水雾、活性炭粉和泡沫3种洗消剂用于甲醇泄漏应急处置的有效性进行了实验研究。结果表明,在洗消剂用量为泄漏甲醇质量3倍的条件下,细水雾的洗消率可达70%以上,但箱体中的甲醇蒸气浓度快速回升;活性炭粉的洗消率仅为40%,但甲醇蒸气浓度回升幅度较小;泡沫的洗消率在90%以上,且甲醇蒸气浓度回升较慢。3种洗消剂施加后均不能使箱底的液态甲醇固化,流动的液体甲醇存在着扩大污染区域的潜在风险。采用干粉和泡沫联合洗消是甲醇泄漏应急处置的有效手段,对甲醇蒸气的洗消率达95%以上,并可使箱底的液态甲醇迅速凝固,抑制甲醇蒸气的二次挥发,克服了单一洗消剂使用时的不足,实现了两者的优势互补。     

添加剂对细水雾氯气洗消效率的影响研究

为了有效洗消氯气泄漏事故中的氯气,分别以草酸钠、柠檬酸钠和抗坏血酸作为细水雾添加剂,研究了其对氯气洗消效率的影响.通过氯气的小尺度模拟洗消实验,对比了不同氯气浓度和添加剂浓度下的各种含添加剂的细水雾与纯细水雾的洗消效率.结果表明,含添加剂的细水雾的洗消效率明显优于纯细水雾,特别是抗坏血酸,洗消效率达到98%以上,有效弥补了纯细水雾洗消不彻底,洗消效率低下的缺点.最后探讨了各种添加剂的可能反应机理,为新型氯气洗消技术提供了一定的理论和实验基础.     

一种多元复合型液氨洗消剂的实验研究

采用含有MgCl2,AlCl3及氟表面活性剂的多元复合型水洗消剂对液氨泄漏进行模拟洗消实验研究,并探讨洗消剂的浓度、Mg/Al配比和洗消时间等对其洗消效率的影响。经研究发现,相比于含有单一金属离子的溶液,Mg2+和Al3+配比为1∶1(摩尔比)的混合溶液具有最佳的洗消效果,两者之间存在着协同洗消作用。该洗消剂可将NH3完全转变为NH4+,自身则转变为无毒无害的氢氧化物,洗消彻底。少量氟表面活性剂的加入,可以降低洗消剂的表面张力,改善细水雾的流动特性。对洗消剂的稳定性及其对洗消装备的腐蚀性也进行了研究。相对于传统的纯水或稀酸型洗消剂,该多元复合型洗消剂配制工艺简单,洗消效率高,洗消彻底,洗消产物无毒无害,是一种高效的环保型洗消剂。     

填料塔-文丘里耦合洗消设备研发与H2S洗消效率分析*

为提高H2S泄漏应急处置效率,分析H2S洗消效率影响因素,采用ASPEN模拟与实验相结合的方法获取填料层-文丘里耦合设备关键设计参数,研究进气量、入口浓度、液气比等参数对H₂S洗消效率的影响规律,并搭建填料层-文丘里耦合H2S洗消设备。结果表明:填料层-文丘里耦合洗消设备最大洗消效率达91%,可以高效处置H₂S泄漏危机。     

甲烷-空气预混区外含钾细水雾抑爆特性研究

为了解含钾细水雾在综合管廊燃气泄漏场景下的抑爆能力,采用自制的爆炸试验系统,开展含添加剂细水雾位于甲烷-空气爆炸区域外的抑爆试验,分析纯水及草酸钾、碳酸钾、氯化钾3种含钾化合物细水雾对9.5%甲烷-空气爆炸超压与过火范围的影响。研究结果表明：纯水细水雾的临界抑爆雾化质量浓度区间为320～480 g/m³;含草酸钾条件下超压下降率随质量分数增加呈现正态累积分布函数(NormalCDF)变化,最佳抑爆质量分数为10%;当雾化质量浓度为480 g/m³、雾滴D₃₂为61.7μm、化合物质量分数为10%时,对应抑爆能力均大于纯水细水雾条件,其中,含草酸钾抑爆能力最强,其次为碳酸钾与氯化钾,峰值超压下降率较纯水细水雾条件分别提高2.32、1.88与1.53倍,过火范围分别缩减46.7%、40%与13.3%。相较于碳酸钾与氯化钾条件,爆炸气体预混区域外含草酸钾细水雾能够吸收更多的爆炸热量、消耗更多的活性自由基。     

复合干粉中氢氧化铝的最佳质量分数研究

为开发高效干粉灭火剂,以超细ABC干粉为基料、氢氧化铝为添加剂,制备一种新型复合干粉灭火剂。通过灭火试验,测定含有不同质量分数氢氧化铝的复合超细干粉的灭火效能和对火焰烟气中有毒气体的抑制效能。结果显示,随着复合超细干粉中氢氧化铝质量分数从0%增加到10%,火焰温度下降速率和火焰高度下降率均呈现先上升后下降的趋势,而灭火剂最小灭火浓度(MEC)和灭火时间则先减小后增大;当氢氧化铝质量分数为4%时,灭火效能和抑烟性能最佳。热重(TG)分析结果表明:氢氧化铝可以加快复合超细干粉的热分解速率峰值,从而提升灭火效能。     

ABC和BC干粉抑制92号汽油蒸气-空气混合物爆炸效果研究

为研究干粉组成及粒径对其抑制汽油蒸气与空气混合物爆炸效果的影响,以92号汽油为例,在220 L爆炸罐基础上建立一整套可燃气体(液体蒸气)抑爆研究装置。选取磷酸铵盐、超细磷酸铵盐和钠盐3种干粉为抑爆剂。通过时间继电器调节点火时间,在油气爆燃转爆轰阶段喷射干粉,比较抑爆前后汽油蒸气爆炸的峰值压力、压力上升速率和能量的变化。试验结果表明:铵盐对汽油蒸气的抑爆效果优于钠盐,适当降低磷酸铵盐的粒径有利于提高气体抑爆效果。超细铵盐抑制汽油蒸气爆炸的效果最佳,能降低58.5%的汽油爆炸压力和31.6%的爆炸能量,3种干粉的最佳抑爆质量浓度分别为:超细铵盐0.682 g/L,铵盐0.228 g/L,钠盐0.455 g/L。     

细水雾抑制隧道甲醇火灾的全尺寸实验研究

针对难以迅速扑灭的隧道甲醇火灾场景,在截面积9.14 m~2,长38 m的全尺寸隧道内开展了一系列实验,研究了不同通风条件下多喷头细水雾系统对隧道甲醇火灾的抑制作用。通过分析火源周围温度分布、火源下风向隧道温度分布及隧道能见度等参数,综合评估了通风条件下细水雾系统抑制隧道火灾的效果。结果表明:纵向通风降低隧道温度的同时易引起人眼高度处温度升高;细水雾能迅速控制火灾发展并有效降低隧道温度,但细水雾雾滴的扩散与沉降易造成隧道能见度的下降。在本文条件下,风速为4.98 m/s的纵向通风和10 MPa压力下的6喷头细水雾系统共同作用能够有效降低火源周围温度和隧道温度,并显著提高隧道能见度。     

含无机盐添加剂水幕对氨气泄漏洗消试验研究

提出了将添加剂的洗消作用融入消防水幕的设想,以无机盐和表面活性剂作为对氨气洗消的增效添加剂,从含添加剂水幕对氨气的洗消效果、洗消后的产物、洗消剂溶液的腐蚀性等多方面出发,研究了多种添加剂的性能。针对受限空间内氨气泄漏,模拟真实泄漏场景。针对受限空间内氨气泄漏,对含FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2及表面活性剂的消防水幕和纯水幕洗消氨气的效果及机理开展了对比试验。结果表明:无机盐添加剂的加入可以促进水幕对氨气的化学洗消作用,有效改善水幕对氨气的洗消效果,在纯水幕物理吸收、空气卷吸和物理阻挡的基础上增加了化学吸收洗消作用;在相同浓度条件下,无机盐洗消效率从大到小依次为FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2,高价位的无机盐比低价位的洗消效率要好。表面活性剂的加入可以改善添加剂溶液的表面性能,降低添加剂溶液的表面张力,增大添加剂水幕与氨气的接触面积,进一步促进含无机盐添加剂水幕对氨气的物理和化学洗消效果。对无机盐添加剂的腐蚀性进行了测试,结果表明,FeCl_3、AlCl_3、MgCl_2均为弱酸性,在使用过程中对系统及周围设施的腐蚀性很小。采用X射线衍射仪对含无机盐添加剂的水幕洗消氨气产生的洗消产物的种类和性质进行了分析,结果表明,洗消产物主要是氯化铵和氢氧化物,不会对环境造成二次污染。     

活性炭涂层电极电吸附除盐性能研究

构造了简易的电容去离子(CDI)反应装置,以活性炭粉末为吸附材料,聚偏氟乙烯(PVDF)为黏结剂,石墨粉为导电剂。这3种物质的质量比为8∶1∶1。采用涂覆分解法制备活性炭电极,研究其电吸附除盐性能。利用扫描电子显微镜(SEM)对电极的表观形态进行分析,利用电化学工作站对电极材料的电化学性能进行分析,并估算单位质量电极的电容。通过单因素试验得到电容去离子试验的最佳反应条件:端电压为1.6 V,流量为10 L/min,极板间距为2 mm。此条件下离子去除率可达47.9%。吸附达平衡后断开电源,进行电极可再生性研究。结果表明,电极在短时间内即可再生。     

金属粉尘湿法处理系统的设计和除尘效果分析

为改善金属抛光操作人员的工作环境、降低抛光金属粉尘的爆炸风险,设计一种金属粉尘湿法处理系统,并通过建立多相流动数值模型,探究其内部流场特征与金属粉尘运动规律,分析金属粉尘湿法处理系统的除尘效率。研究结果表明:大粒径的金属粉尘直接重力沉降至水槽中;小粒径(PM10)的金属粉尘易随气流进入风道,进而通过水雾脱除;采用洁净进气源,可以有效降低工人操作环境的粉尘浓度;增加细水雾,可以有效提高金属粉尘湿法处理系统的除尘效率,对PM10的除尘效率从30%提升至82%。     

含NaCl超细水雾抑制甲烷爆炸实验研究

为研究含NaCl添加剂超细水雾对甲烷爆炸的影响,在自制的半封闭透明管道内,进行含NaCl添加剂超细水雾抑制甲烷爆炸试验,通过检测和分析在不同NaCl浓度情况下超细水雾的粒径和甲烷爆炸的平均火焰传播速度、爆炸超压以及平均升压速率,探究NaCl浓度对超细水雾粒径及其对抑制甲烷爆炸有效性的影响。研究结果表明:NaCl浓度对超细水雾粒径影响较小;对于体积分数为9.5%的甲烷,相比于纯甲烷爆炸,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了53.7%,63.4%和60.7%,相比于超细纯水雾,其平均火焰传播速率、最大爆炸超压以及平均升压速率分别下降了38.6%,58%,56%;在通雾量相同的条件下,浓度为2.5%NaCl超细水雾对体积分数为9.5%的甲烷爆炸抑制性能最佳;含NaCl添加剂超细水雾的物理化学共同作用可以有效抑爆甲烷。     

低压含KCl细水雾抑制船舶油池火特性试验研究

为探究低压含氯化钾(KCl)细水雾抑制庚烷油池火的有效性,基于1. 5 m×1. 5 m×1. 0 m封闭舱室平台,开展不同KCl质量分数(5%、10%、15%、20%)的低压细水雾(0. 2～0. 6 MPa)抑制庚烷油池火焰特性试验,分析不同KCl质量分数、不同喷射压力下庚烷质量损失速率及火焰高度的变化。结果表明:低压纯水细水雾可强化油池火焰燃烧,含KCl添加剂低压细水雾能有效抑制油料火的发展,其中0. 6 MPa压力下20%质量分数KCl溶液灭火效果最好。KCl溶液质量分数的增加,可降低庚烷平均质量损失速率,使火焰高度整体下降;喷嘴压力的升高,同样可降低燃油平均质量损失速率,缩短火焰波动时间,使燃烧提前进入衰减阶段。     

喷头间距对城市隧道细水雾灭火的影响研究

为合理设置城市交通隧道细水雾自动灭火系统喷头间距,在实体隧道中进行了4种不同喷头间距的细水雾灭火实验,利用FDS软件模拟了8种喷头间距下细水雾对火灾温度、烟气密度的影响情况。研究结果表明:实验数据与模拟数据基本吻合;细水雾对隧道火灾抑制效果明显;喷头间距对火灾影响规律可划分为2个区域,对于Ⅰ区（间距<2.5 m）,单位体积细水雾质量是影响细水雾灭火的最主要因素,对于Ⅱ区（间距≥2.5 m）,细水雾灭火效果受单位体积细水雾质量、动量综合影响,并分别给出了温度、烟气密度与喷头间距的函数关系式;就宽6 m、高5 m的城市隧道而言,细水雾喷头间距宜设置为2.5 m。     

改进型细水雾喷头雾化特性及灭火试验研究

为改进细水雾喷头的雾化效果,根据雾化芯结构特征设计14种细水雾喷头,采用激光粒径仪、细水雾试验装置,研究雾化芯设计参数对其雾化效果的影响,探究改进型喷头最优灭火效果所对应的工作压力和添加剂质量浓度。结果表明:四流道雾化芯细水雾喷头雾化效果最好,雾滴粒径(X_(90))为110.578μm;当工作压力从8 MPa增加到12 MPa时,细水雾灭火效果提高17.4%,超过12 MPa时提升作用甚微;水中的添加剂可以提高细水雾灭火效果,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)质量浓度为0.4 g/L时灭火效果最佳。     

离子交换树脂/活性炭复合电极制备及选择性吸附性能研究

采用阴离子交换树脂和活性炭制备复合电极,探讨了影响复合电极性能的因素并测定了其实际脱盐和选择性吸附性能。结果表明,当选用矿物质活性炭,活性炭与树脂质量比为1∶3,粘结剂PVDF质量分数为10%,制备的复合电极平均电容量为92.0 F/g,对KCl溶液的脱盐率比纯活性炭电极提高了32.1%,对V(Ⅳ)、Al(Ⅲ)两种离子分离因数为29.57,分离效果显著,有较好的电化学性能和选择性吸附性能。     

保护剂对费氏弧菌冻干粉复苏及毒性检测的影响

通过正交试验探究不同浓度脱脂乳、甘油和海藻糖组成的复合保护剂对费氏弧菌的保护作用,确定最佳保护剂配比,并进一步研究保护剂对冻干粉发光复苏特性和毒性检测准确性的影响.结果表明,15%脱脂乳、5%甘油和12.5%海藻糖组成的复合保护剂保护效果最好.添加保护剂后,干粉发光复苏稳定时间从传统的15 min缩短至5～10 min,并能准确检测4种金属的毒性大小.在最佳冷冻保护剂的保护下,费氏弧菌冻干粉在缩短了复苏时间的同时对金属的毒性检测没有影响,有利于费氏弧菌在环境监测中使用.     

含氯化钴添加剂细水雾灭火有效性的实验研究

在标准受限空间中,通过热态灭火实验对比分析了纯水细水雾和含氯化钴添加剂细水雾在不同添加荆浓度、工作压力下对煤油火的抑制效果.实验结果表明:含有氯化钴的细水雾比纯水细水雾具有更好的抑制效果.而细水雾的灭火时间并不是随着氯化钴的浓度变化而呈线性变化的,而是存在着一个最佳灭火浓度.实验表明:浓度为1.75%时的灭火效果最好.系统的工作压力也对细水雾的灭火性能有影响,在较高的工作压力下,细水雾的平均灭火时间较短.     

PC-88A萃取钴钼废催化剂浸取液中Co2+的工艺研究

对废催化剂中有价金属的回收方法及工艺进行了研究。工厂所得钴钼废催化剂的组成为:以氧化铝为载体,钴、钼的质量比分别为0.030 g/g、0.110 g/g。依据不同p H值下废催化剂所含钴和钼金属离子存在形式及价态不同、从而引起金属萃取率E有差异的原理,确定了采用酸性萃取剂PC-88A在酸性条件下萃取回收钴钼废催化剂浸取液中有价金属的工艺。重点开展Co2+的萃取回收,考察了水相p H值、萃取剂体积分数、相比(V(有机相)/V(水相))、搅拌时间、搅拌速率及萃取温度等工艺参数对萃取率的影响,确定了Co2+回收的最佳工艺条件。结果表明,水相p H≈4.5、萃取剂体积分数为15%、相比为3∶1、搅拌时间为30 min、搅拌速率为500 r/min、温度为24℃的条件最有利于Co2+的萃取,其萃取率高达95.78%。     

火焰羽流区细水雾利用效率及控制研究

为提高细水雾的灭火效能,研究细水雾对火焰的冷却性能。建立火焰区细水雾的运动、传热与传质模型,采用此模型全面评估影响细水雾穿透距离和汽化性能的因素,提出一种合理确定液滴初始粒径和初始速度的方法,以及能够提高细水雾利用效率的射流协流细水雾系统。结果表明:各因素影响作用由大至小排序为液滴初始粒径、传热温差、液滴初始速度、火焰羽流速度;该系统能够显著提高细水雾的穿透距离,增大细水雾的汽化率。