转炉汽化冷却烟道安全设计

结合活动烟罩和空气过剩系数因素,分析了转炉汽化冷却烟道的安全设计问题和安全运行要素。结合对烟道结构和空气过剩系数的分析,分别针对80,120,180,210 t转炉进行传热分析,结合计算结果,得出转炉出口温度变化规律,并进行了综合性对比分析。分析结果表明,选择合理结构和合适的空气过剩系数是转炉汽化冷却烟道在设计、生产过程中至关重要的因素,是预防转炉安全生产事故发生的关键。     

硬脂酸粉着火敏感性影响因素及惰化研究

为预防和减轻硬脂酸粉加工、储存和运输过程中的燃爆危害,采用Godbert-Greenwald恒温炉分别研究质量浓度、分散压力、惰性粉体质量分数对硬脂酸粉尘云最低着火温度的影响规律。研究结果表明：硬脂酸粉尘云的最低着火温度随质量浓度和分散压力的增加先减小后增大,当质量浓度和分散压力分别为485.4 g/m³,15 kPa时,硬脂酸粉尘云最低着火温度达到最小;添加少量惰性粉体增大了硬脂酸粉尘云分散性,对硬脂酸粉尘云最低着火温度的降低起到促进作用;随惰性粉体质量分数的增加,硬脂酸粉尘云最低着火温度先迅速增大后增速变缓;SiO₂通过物理作用抑制硬脂酸粉尘云燃烧,Al(OH)₃除物理作用外还通过化学分解参与自由基碰撞,可有效提升硬脂酸粉尘云的最低着火温度。     

绿色环保矿用充填泡沫制备及影响因素研究

采用单因素试验研究了醛酚配比(mA/mB)、脲素和三聚氰胺对矿用充填树脂中残余单体质量分数的影响,分析了固化剂对泡沫中残余单体的影响。结果表明,随mA/mB增大,发泡树脂的黏度和固体质量分数增加,羟甲基指数先减小后趋于稳定;残余醛质量分数增大,残余酚质量分数减小。添加脲素后,树脂的黏度降低,固体质量分数和羟甲基指数增加,残余醛质量分数逐渐减小,残余酚质量分数略有增大;当添加三聚氰胺时,树脂的黏度、固体质量分数和羟甲基指数增加,残余醛和酚质量分数均有所减小。红外光谱分析结果表明,脲素与残余醛生成了新化合物,而羟甲基化三聚氰胺与酚形成亚甲基桥结构。经固化剂发泡后,泡沫中的残余单体质量分数明显减小。其中,有机-无机复合固化剂制备的泡沫的甲醛和苯酚质量分数最小。     

空气相对湿度对煤自燃特性的影响研究

为研究空气相对湿度对煤自燃特性的影响,运用自制空气湿度控制装置和程序升温试验台,通入湿度不同的空气,对砚石台矿煤样进行程序升温,测定不同温度下所产生气体的浓度,分析耗氧速率、CO和CO2产生率、放热强度以及自燃极限参数的变化规律。试验结果表明:低温氧化前期,煤体的耗氧速率、放热强度和CO产生率与空气相对湿度成正比。随着反应的进行,85%或32%的湿度均会对耗氧速率、放热强度和CO产生率产生一定的抑制作用;CO2产生率随空气相对湿度的增大先升高后降低,最小浮煤厚度和下限氧浓度随空气相对湿度的增大先减小后增大,上限漏风强度先增大后减小。增大空气相对湿度对煤低温氧化前期有促进作用,其自燃环境条件更易被满足,自燃危险性升高。     

矿用网式发泡器结构参数影响发泡性能规律实验研究

设计加工了一种新型矿用网式发泡器,针对网式发泡器在煤矿井下较大风压和水压条件下发泡倍数低的缺点,采用参数优化的方式对网式发泡器的发泡网层数、发泡网直径、发泡网间距、发泡网厚度以及泡沫除尘剂溶液出口距发泡网距离5个参数进行了优化实验。研究表明,随着发泡网层数和泡沫除尘剂溶液出口距发泡网距离的增大,发泡量呈现出先增大后减小的趋势;随着发泡网直径和发泡网厚度的减小,发泡倍数逐渐增大;随着发泡网间距增大,发泡量和发泡倍数逐渐增大后趋于稳定,优化后发泡器的发泡倍数可达53.57倍。     

苯硝化工艺HAZOP分析的定量化研究

为提高危险化工工艺过程风险评估的准确性,通过工艺仿真模拟,研究工艺参数波动对生产装置安全性能的影响。以苯硝化工艺为例,采用危险与可操作性分析对该过程进行定性的风险评估;同时利用Aspen Plus建立苯硝化装置的模拟流程。结合HAZOP分析中偏差与模拟中硝化釜的流程变量之间的联系,以进料混酸的流量和1号硝化釜热负荷及出口温度为量化指标,观察混酸流量在正常操作点17.6 m3/h的±100%范围波动下1号硝化釜热负荷及出口温度的变化。研究结果表明,保持1号硝化釜温度为正常值,随着混酸流量的增大,硝化釜热负荷先增大后减小;保持硝化釜热负荷不变,随着混酸流量的增大,硝化釜温度先增大后减小。其中混酸流量值超过22.95 m3/h时,温度超过报警阈值60℃。     

超细三七粉最小引燃温度实验研究

为研究三七粉着火燃烧的参数,用粉尘云引燃温度装置和粉尘层引燃温度装置,对三七粉的最小引燃温度(MIT)进行实验研究。分别研究喷吹压力、质量浓度、粉尘层厚度对MIT的影响。结果表明:三七粉尘云的质量在0.2 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加先减小再增大,在0.3 g到0.6 g时最小引燃温度随着喷尘压力的增加而增大;在压力20 kPa、30 kPa时随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度先减小后增大,在40 kPa到60 kPa时,随着质量浓度的增大,粉尘云引燃温度增大;粉尘云最小引燃温度高于粉尘层最小引燃温度;三七粉尘云的最小引燃温度399℃,粉尘层最小引燃温度240℃。     

烟气外循环对焦炉煤气低氮燃烧特性的影响

以JN-60型焦炉为研究对象,基于焦炉烟气外循环、煤气低氮燃烧的思路,设计出模拟焦炉狭长受限空间炉膛结构的燃烧炉及焦炉煤气燃烧实验平台,开展了空气过剩系数α、燃烧负荷和烟气外循环率λ对焦炉煤气燃烧NO_x生成特性的研究。结果表明:合理的α和λ可有效减少该燃烧炉内局部高温区的形成,延缓燃烧反应速率,拉长火焰,使温度场更均匀,实现焦炉煤气的低氮燃烧。在该狭长受限空间炉膛结构的燃烧炉中,将α和λ分别控制在1.20和20%,可有效降低烟气中NO_x的体积分数。     

可燃气体爆炸破坏效应的试验研究

借助高速摄像机及ProAnalyst软件,研究可燃气体体积分数和障碍物对可燃气体爆炸破坏力的影响。测定不同体积分数下的甲烷-空气预混气体爆炸冲击波超压,和爆炸火焰波在有无乒乓球方向传播的平均速度。试验结果表明:超压和平均速度均随着甲烷体积分数的增加呈现先增大后减小的变化趋势,其最大值均出现在甲烷体积分数为10%～11%之间;同一体积分数下的甲烷-空气预混气体爆炸火焰波在有乒乓球方向传播的平均速度比没有乒乓球方向传播的平均速度大。根据试验结果,推导出可燃气体爆炸冲击波超压和爆炸火焰波传播平均速度与可燃气体体积分数之间的函数关系,并得出障碍物对爆炸火焰波传播的加速作用随着体积分数的增加呈现先加强后减弱的变化趋势。     

典型油品燃烧烟气特性及源强研究

为研究不同种类油品的产烟特性和烟气中关键无机污染物组分的生成规律,对柴油、原油和润滑油进行燃烧试验,采用锥形量热仪和烟气分析仪分析了3种油品的产烟速率、烟气温度、烟气中各无机污染物质量浓度或体积分数等烟气特性参数,并建立了CO、CO₂、SO₂和NO_x等的源强模型。结果表明：柴油和原油的产烟速率峰值随液池直径增大变化很小,润滑油的产烟速率峰值却相差3倍;3种油品燃烧的烟气温度随液池直径增大而增大,且增大幅度与液池直径增大幅度一致;3种油品燃烧产物中CO、SO₂、NO的质量浓度和CO₂的体积分数随液池直径增大而升高,原油燃烧烟气中各组分的质量浓度或体积分数峰值随液池直径增大呈倍数关系,柴油和润滑油燃烧烟气中SO₂和CO组分质量浓度受液池直径的影响较大,峰值出现10～15倍的差别。同等燃烧工况下,柴油燃烧烟气中各组分质量浓度或体积分数达到峰值所需燃烧时间均少于原油和润滑油,分别为150 s、300 s和410 s;柴油燃烧会产生较多的CO₂...