硫化亚铁氧化热重实验及动力学分析

利用热重分析方法对化学纯FeS的氧化自燃性及其动力学规律进行了研究,分析了粒径178μm的FeS在室温~1 000℃温度范围内的热重曲线,考察了升温速率对热重曲线的影响,并采用FWO方法计算了FeS氧化自燃的活化能。结果表明,FeS与氧气发生化学反应时迅速失重,升温速率对TG曲线有明显影响,升温速率越大,TG曲线向高温方向移动,氧化速度减小;FeS氧化过程符合n=0.381 7的随机成核和随后生长动力学反应机理,动力学模型函数的积分形式g(α)=ln[-ln(1-α)]-0.381 7,粒径178μm的FeS氧化时的活化能约为133.45 kJ/mol,动力学指前因子A=1×106.065 9s-1。     

基于热重分析的硫化亚铁氧化倾向性研究

含硫油品储罐内壁腐蚀产物硫化亚铁在空气中有很高的氧化性,很容易引起储罐火灾爆炸事故.用美国TA公司生产的SDT-Q600同步热分析仪在30～1 000 ℃范围内对硫化亚铁进行热重分析,从物理吸附、化学吸附和化学反应的角度分析了硫化亚铁氧化过程,讨论了粒径和升温速率对硫化亚铁TG曲线的影响.结果表明,硫化亚铁经物理吸附和化学吸附,发生了剧烈的化学反应,并放出大量热;粒径和升温速率对TG曲线有明显的影响,粒径减小,TG曲线向低温方向移动,氧化起始温度和氧化终止温度降低;升温速率增大,TG曲线向高温方向移动,氧化速度减小.     

硫化亚铁氧化自燃倾向性的实验研究

含硫油品储罐腐蚀产物FeS的氧化自燃是引起储罐火灾爆炸事故的主要原因。用同步热分析仪(STA)在30～900℃范围内对FeS进行热重热流分析,从物理吸附和化学反应的角度分析了不同粒径和不同升温速率FeS的自然氧化倾向性,计算了不同升温速率FeS的活化能。结果表明,FeS样品粒径越小,越容易发生氧化自燃反应;升温速率越大,FeS越不容易氧化。同时,不同升温速率条件下的FeS反应机制各不相同。从实验得出的动力学参数看出,FeS的氧化反应较复杂,而非简单的放热反应。     

二叔丁基过氧化物的热失控动力学研究

为研究二叔丁基过氧化物(DTBP)热失控危险性,利用C600微量量热仪对DTBP热分解动力学进行试验研究,测定DTBP在不同升温速率下的起始放热温度和分解热,分别用非等转化率法和等转化率法得到DTBP热分解反应的动力学参数。用非等转化率法确定反应的最佳反应级数为1,相应的活化能分别为137.75、132.60、128.61和122.93 kJ/mol,指前因子分别为8.82×1012、6.69×1012、2.06×1012和3.89×10111/s。用等转化率法确定的活化能范围为102～138 kJ/mol,并拟合出活化能与转化率的关系曲线。结合计算出的动力学参数,通过对DTBP分解机理的分析,可以推断其具有热失控危险性。     

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.     

面向固体热解单一活化能计算的等转化率动力学分析方法研究

基于改进的Vyazovkin方法,提出了一种新的求解固态反应活化能的等转化率方法。这种方法不仅避开了对反应机理的选择,而且突破了当前等转化率方法不能像拟合法一样求解出明确的活化能的局限。通过对模拟数据及挤塑聚苯乙烯热解实验数据的验证,证实了这种方法对实验噪音具有良好的容许度,并且能够对热重数据的一阶导数据有明显的多峰多歩反应求解出比拟合法更可信的活化能的值。     

硫酸羟胺的热分解动力学研究

通过差示扫描量热(DSC)法研究了硫酸羟胺(HAS)的热稳定性能及其在不同温升速率(4℃/min、7℃/min、10℃/min)下的热分解动力学;由同步热分析仪(STA)测试得到的DSC热流数据,运用AKTS高级热动力学分析软件计算得到硫酸羟胺的活化能、指前因子和反应焓等热动力学参数.结果表明:硫酸羟胺在空气气氛中发生自分解放热反应,反应热为118.8±2.1kJ/mol;根据Ozawa法得到的活化能为82.45kJ/mol,并由Friedman法得到了不同转化率下的活化能E及指前因子A的关系,计算得到的反应热为116.2±1.lkJ/mol.最后,结合硫酸羟胺的生产工艺条件,对硫酸羟胺的安全生产工艺进行了分析讨论.在储存、运输过程中,应防止因温度变化而引发硫酸羟胺的自分解放热爆炸事故,实验研究结果对实际的工业生产过程具有一定的参考意义和指导价值.     

连二亚硫酸钠热分解特性动力学及危险性评价

为了研究连二亚硫酸钠热分解动力学及热失控危险性,利用同步热分析法(TG-DSC)测定了不同升温速率下连二亚硫酸钠热分解特性。采用非等转化率法和等转化率法探究其动力学参数,分析其反应机理,推断连二亚硫酸钠热危险性。结果表明,连二亚硫酸钠分解方式有两种,反应活化能在140~240 kJ/mol。利用活化能比较、失控反应可能性、严重度评价及SADT等方法均发现,连二亚硫酸钠在生产、存储中存在危险性失控可能性。因此,要严格执行连二亚硫酸钠安全储运国家标准,避免事故发生。     

基于神经网络的热动力学建模与绝热诱导期预测北大核心CSCD

准确的热动力学模型是研究物质热分解机理与放热过程的前提。提出了一种基于组合神经网络的热动力学建模方法,构建了2个神经网络模型,分别用于较低转化率及其他转化率下建模,以转化率、温度作为神经网络的输入,放热速率的对数作为神经网络的输出。在此基础上,采用迭代计算法获取绝热诱导期(TMR_(ad));将该模型用于20%二叔丁基过氧化物的甲苯溶液和具有复杂放热过程的芳香重氮液的热分解过程。结果表明:所建立的组合神经网络模型拟合效果较好,与机理模型获得的TMR_(ad)结果较为接近;20%二叔丁基过氧化物甲苯溶液的T_(D24)(TMR_(ad)为24 h的温度)分别为85.4℃和87.6℃,芳香重氮液的T分别为50.4℃和49.4℃。     

含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的热重分析

含硫油品储罐低温湿H2S腐蚀产物FeS的氧化自燃是引起储罐火灾爆炸事故的主要原因.运用SDT-Q600型同步热分析仪对FeS从室温到1 000 ℃的氧化过程进行了实验研究,用不同的动力学模型对热重实验数据进行了相关性分析处理,计算了不同粒径FeS的活化能.结果表明,FeS的氧化自燃过程符合一级反应动力学机制,活化能可以作为衡量FeS氧化自燃性能的一个指标.FeS样品粒径大小对其氧化自燃性有明显影响,随着FeS粒径的减小,TG曲线上氧化起始温度和氧化终止温度降低,其活化能减小.     

二硫化铁(FeS2)纳米颗粒对聚苯乙烯(PS)热稳定性和燃烧性能的影响

采用熔融共混法制备聚苯乙烯(PS)/二硫化铁(FeS2)纳米复合材料研究FeS2对PS热稳定性和燃烧性能的影响。扫描电镜(SEM)结果表明FeS2能够很好地分散在PS基体中。热重分析(TGA)的数据显示,FeS2可以显著地提高残余炭量。锥形量热仪(CONE)结果表明,FeS2可以改变PS的分解,从而在复合材料的表面上形成炭层,导致燃烧和烟气方面的参数有效降低,如热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、烟释放率(SPR)、烟释放总量(TSR)、平均质量损失速率(AMLR)和平均烟消光面积(ASEA)等。此外,极限氧指数也得到了提高。拉曼(LRS)的结果证实了残余炭中有石墨碳的存在,热降解过程中石墨碳的形成有利于对热扩散的抑制,从而改善了PS的热稳定和燃烧性能。     

变权模糊综合法在矿山地质环境评价中的应用——以潞安矿区为例

为解决传统用于矿山地质环境质量评价的常权模型不能有效反映各指标内部差异性及地质环境本身复杂性和模糊性的问题,引入变权模糊综合模型对矿山地质环境质量进行评价。根据矿山地质环境问题及特点,构建了矿山地质环境质量评价指标体系,采用分段强惩罚-激励型变权模型对其进行评价。以潞安矿区5个典型生产矿井为例,运用变权模糊综合法对其进行了地质环境质量评价,并与传统常权模糊评价法的结果相比较。结果表明:变权模糊综合模型利用模糊数学的思想定量地划分矿山地质环境的评价等级,一定程度上减少了评价者主观思想的影响;利用变权理论确定每个矿井评价指标的最终权重,能更加合理地反映每个评价矿井的真实情况,使评价结果更具有离散性,容易划分评价等级,从而提高了矿山地质环境评价的精度和实用价值。     

基于中介效应法的安全氛围对员工安全行为的影响研究

安全氛围对员工的安全生产行为会产生重要的影响.首先在相关研究成果基础上,设计了安全氛围、个体安全认知和个体安全行为关系的分析模型,包括构面维度、维度关键因子与测评工具.然后通过在一家大型建筑企业集团不同项目上的问卷调查,应用中介效应法对安全氛围、个体安全认知、个体安全行为之间相关关系进行了实证分析.研究结论包括:安全氛围对员工的安全认知、安全行为起着正向影响,安全意识、安全态度、安全参与在安全氛围和安全行为之间存在中介效应关系.这说明组织安全氛围成熟度越高,个体安全认知感越强,其对安全行为的影响作用也越大.模型设计突出了原创性和交融性,能为建筑企业安全生产管理实践提供参考.     

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.     

行为控制方法在煤矿放炮事故预防中的应用研究

我国煤炭行业事故频发,而人的不安全动作引起了88％的事故,因此,运用行为控制方法来约束人的不安全动作对于减少煤矿事故有着重要意义。以煤矿放炮员不安全动作为统计指标,对我国2000—2011年41起煤矿重特大放炮事故进行统计,得到16种、48个不安全放炮动作。进一步分析,发现造成这些不安全动作的原因集中在放炮员安全知识、意识、习惯,组织安全管理体系,以及组织安全文化这三方面。根据这些原因提出了系统的行为控制方法,给出了放炮员不安全动作的综合解决对策,这样企业便采取了从安全文化到放炮员不安全动作的一整套行为控制措施,从而可以有效预防煤矿放炮员的不安全动作,减少煤矿企业放炮事故的发生。     

改进作业条件分析法在输气站场安全评价中的应用研究

输气站场是天然气输送的关键环节,站内设备繁多,管道密集,输送介质易燃易爆,且输送量大,作业活动存在很大风险.在调研分析输气站场主要危险活动的基础上,采用改进后的作业条件分析方法(LEC)分析了作业活动中发生事故的可能性、频率及后果,提出了改进措施.改进后的LEC法中的事故发生可能性(L)采用事故树(FTA)法进行定量分析,避免了取值的主观性.同时结合输气站场作业管理特点,在作业条件风险分析(LEC)基础上,增加了监控措施补偿系数M,包括危险事件监测措施补偿系数和危险事件控制措施两方面.分析结果表明,改进后的作业条件分析方法能够更加准确合理地评定作业危险等级,还可有效运用于输气站场的持续改进评价过程中.     

FMECA-模糊综合分析法在自旋滑车桥轴风险评价中的应用

FMECA法是一种定性的分析方法,它通过对目标系统下各单元的功能、潜在故障模式、故障原因、故障率及严重性进行分析,找出危险性较高的故障模式和设计中的薄弱环节。模糊综合分析法可以将定性的评价结果以定量的形式表达,但其评价结果具有模糊性。提出了一种将FMECA法与模糊综合分析法相结合的评价方法,既可以减少模糊综合分析评价结果的模糊性,又可以将FMECA法的定性描述以定量的形式表达,使评价结果更加客观、合理。并以大型游乐设施中自旋滑车的桥轴为例,运用FMECA-模糊综合分析法对其进行风险评价,计算结果表明其风险等级较低,与实际检验结果相符。     

改进的层次分析法-模糊数学模型在矿井人体舒适度评价中的应用

针对矿井人体舒适度评价过程中的不确定性和难以预见性,建立了温度、相对湿度、风速、照明、粉尘、噪声、着装感受、主观生理疲劳感受及主观心理疲劳感受九大评价指标,并对层次分析法判断矩阵进行改进,确定各评价指标权重;将标准化方案引入模糊数学模型中,通过计算比较各方案的优劣;此外,与标准化方案的对比还可以验证各方案的可行性。将该方法应用到辰州矿业沃溪坑口的人体舒适度评价中,对3个不同中段的人体热舒适度进行了综合评价,并与标准值进行比对,所得评判向量为(0.862,0.777,0.633,0.831)。此结果表明,随着矿井中段位置的不断加深,舒适度显著下降,仅有16平处人体舒适度略高于标准值,深部42平处人体舒适度不符合井下环境标准,与工程现场的实际情况一致。该方法科学合理,可以在工程应用中推广。     

PADHI在LNG储罐周边土地规划决策中的应用

探讨英国健康安全委员会(HSE)推荐的危险设施周边发展规划建议(Planning Advice for Developments near Hazardous Installations,PADHI)的具体分析步骤,从个人风险角度对LNG储罐进行风险分析.通过LNG储罐案例分析PADHI方法的适用性,并给出LNG储罐周边土地的规划建议.案例分析表明,需搬迁或重新规划居民区C,而储罐周边的工业厂房、高速公路、居民区D的选址合理.研究表明,PADHI适用于工业危险源周边土地的规划,为解决重大危险设施周边土地规划等问题提供了参考,具有重要现实意义.     

AHP -模糊综合评价法在电梯使用管理系统安全评价中的应用

采用安全分析法和专家调查法,以事故致因理论进行系统安全分析,建立了电梯使用管理系统安全评价体系.应用AHP -模糊综合评价法建立了电梯使用管理系统的6级风险评估体系,确定电梯使用管理系统安全评价体系中各子系统及各指标的权重,再结合实际经验,根据安全规范构造各指标隶属度,进而根据评价集构造隶属函数,得到各指标对评价集的最终隶属度、模糊矩阵和综合评价结果,求得电梯使用管理系统安全状况的综合得分,进而划分安全评价等级,得到电梯使用管理系统评价结论.