Alternative method to prevent thermal runaway in case of error on operating conditions continuous reactor

Thermal runaway was studied in a continuous tubular pilot reactor under steady-state regime. Different accident scenarii were conducted by making some errors on reactant concentrations and/or temperature feed. To prevent thermal runaway, control by direct contact by solvent injection was used at different reactor locations. This injection allowed controlling the maximum reaction temperature. A simplified analytical method to estimate the maximum reaction temperature along the reactor was used.Benefit of this control method was the diminution of computational time. Furthermore, by injecting solvent to control maximum reaction temperature, there is no need to shut down the unit. The control method was validated experimentally.     

Hybrid H2/Al dust explosions in Siwek sphere

Explosion indices and explosion behaviour of Al dust/H₂/air mixtures were studied using standard 20 l sphere. The study was motivated by an explosion hazard occurring at some accidental scenarios considered now in ITER design (International Thermonuclear Experimental Reactor). During Loss-of-Vacuum or Loss-of-Coolant Accidents (LOCA/LOVA) it is possible to form inside the ITER vacuum vessel an explosible atmosphere containing fine Be or W dusts and hydrogen. To approach the Be/H₂ explosion problem, Be dust is substituted in this study by aluminium, because of high toxicity of Be dusts. The tested dust concentrations were 100, 200, 400, 800, and 1200 g/m3; hydrogen concentrations varied from 8 to 20 vol. % with 2% step. The mixtures were ignited by a weak electric spark. Pressure evolutions were recorded during the mixture explosions. In addition, the gaseous compositions of the combustion products were measured by a quadruple mass-spectrometer. The dust was involved in the explosion process at all hydrogen and dust concentrations even at the combination ‘8%/100 g/m3’. In all the other tests the explosion overpressures and the pressure rise rates were noticeably higher than those relevant to pure H₂/air mixtures and pure Al dust/air mixtures. At lower hybrid fuel concentrations the mixture exploded in two steps: first hydrogen explosion followed by a clearly separated Al dust explosion. With rising concentrations, the two-phase explosion regime transits to a single-phase regime where the two fuel components exploded together as a single fuel. In this regime both the hybrid explosion pressures and pressure rise rates are higher than either H₂ or Al ones. The two fuels compete for the oxygen; the higher the dust concentration, the more part of O2 it consumes (and the more H₂ remains in the combustion products). The test results are used to support DUST3D CFD code developed at KIT to model LOCA or LOVA scenarios in ITER.     

危险化学品火灾爆炸事故不安全动作分布规律研究

以我国210起典型危险化学品火灾爆炸事故为样本,对造成事故的不安全动作进行归类统计,应用云模型云发生器算法计算大类不安全动作的云模型参数值并绘制隶属云图,得出了危险化学品火灾爆炸事故中不安全动作类型和发出者分布规律及特点。结果表明:造成火源型火灾爆炸事故的违规型不安全动作平均发生次数最多,分布不均匀且不稳定,其中现场工作缺乏指导或监护发生次数最多,发出对象为监理;蓄热型火灾爆炸事故中技术型不安全动作分布表现出较大的随机性,其中物料添加不当和隐患排查不彻底发生次数最多,发出对象分别为基层人员和监理。     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。     

三子汤对水丝蚓铅污染的保护作用研究

为了研究三子汤对铅胁迫下水丝蚓抗氧化酶的保护作用,以探索中药抗重金属污染的特性,采用室内急性毒性的试验方法测定了不同质量浓度的铅离子对水丝蚓6 h、12h、24 h的半致死浓度分别为2. 50 mg/L、2. 00 mg/L、1. 25mg/L;测定了三子汤对水丝蚓的6 h、12 h、24 h半致死浓度分别为45 g/L、24. 75 g/L、22. 50 g/L。然后在反应体系中加入不同质量浓度的三子汤,测定不同质量浓度的三子汤对铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性的影响,与未加入三子汤的铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性进行检测。结果显示,铅胁迫的水丝蚓体内SOD酶活性为0. 087 U/g;加入1/4致死浓度三子汤的水丝蚓体内SOD酶的活性降低至0. 048 U/g;加入半致死浓度三子汤和1/8致死浓度三子汤的水丝蚓体内的SOD酶活性分别为0. 068 U/g和0. 058 U/g;对照组水丝蚓体内的SOD酶活力为0. 047 U/g。研究表明,1/4致死浓度的三子汤对铅胁迫的水丝蚓有明显的保护作用。     

基于改进TOPSIS的受灾点需求紧迫性分级研究

地震发生初期,各受灾点对物资需求的紧迫性存在差异。在应急资源有限的情况下,为提高救援效率,应急资源需要按照受灾点需求紧迫性优先级进行分配和调度。首先,构建了受灾点需求紧迫性评价指标体系,并采用博弈论方法将熵权法和层次分析法相结合,确定权重组合系数及各评价指标综合权重。其次,利用马氏距离和灰色关联分析改进TOPSIS方法,建立了受灾点应急物资需求紧迫性分级模型。最后,将模型应用于受灾点应急物资需求紧迫性分级研究,并将该评价结果与传统TOPSIS法的评价结果进行比较,结果表明,该评价方法可以科学、客观地确定权重组合系数,消除指标间相关性,使评价结果符合实际情况,表明该评价方法科学、可行、有效,能为应急救援物资配送提供有效支持和决策。     

煤矿照度对人反应时间和可靠度的影响研究

煤矿综采工作面狭窄,工作环境昏暗,照明环境普遍不好,是近年来井下事故多发的重要因素之一。针对目前煤矿综采工作面存在的照度问题,通过控制光照时间和操作难度,利用舒尔特表测算反应时间和操作可靠度,使用SPSS20. 0和Excel进行数据处理,设计试验组和对照组来进行对比试验。结果表明,1)从反应时间来看,0～25 min,试验组平均反应时间的变化趋势与对照组相反,被试者的注意力先下降后上升; 25～55 min,被试者逐渐适应低照度环境,反应时间也在逐渐缩短;被试者在低照度条件下操作55 min后,反应时间随光照时间增加而大幅度增加,超过劳动时间临界值后,视觉疲劳度迅速增加,反应急速减慢,从而可能导致安全事故的发生,影响生产效率,此时应合理安排工人休息。2)从操作难度来看,在简单及正常操作难度时,试验组和对照组操作可靠度变化比较接近,表明低照度条件对一般操作的可靠度影响不明显;在极难操作难度时,低照度条件对可靠度影响明显,在井下生产过程中,低照度环境下应尽量避免安排复杂的机械化操作。3)反应时间与光照时间呈二次函数关系,通过建立回归方程量化了两者的关系,为以后合理安排煤矿工人劳动休息时间提供了理论依据。     

发展型心理契约视角下情感性组织安全文化对员工安全风险作用机理研究——基于国有煤炭企业的调研数据

为了探索情感性组织安全文化对员工安全风险的作用机理,从发展型心理契约视角出发,设计情感性组织安全文化、发展型心理契约及员工安全风险测度量表,采用结构方程方法分别构建了情感性组织安全文化对员工安全风险直接作用、间接作用和两种作用耦合情形下的作用模型。结果表明:"情感性组织安全文化"对"员工安全风险"有正向影响,"情感性组织安全文化"对"发展型心理契约"有显著正向影响,同时"发展型心理契约"对"员工安全风险"有显著正向影响;在以上直接作用和间接作用耦合情形下,"情感性组织安全文化"对"员工安全风险"不存在直接的正向作用,但"情感性组织安全文化"通过"发展型心理契约"对"员工安全风险"产生正向影响的效果更加显著。研究表明,通过情感性组织安全文化建设降低员工安全风险,融入促进员工发展型心理契约均衡因素,能起到事半功倍的效果。     

基于改进型AHP与证据理论的应答器系统风险评估

为了科学客观地对应答器系统进行风险评估,规避评估过程中的主观性和不确定性,提出了一种基于改进型AHP与证据理论的评估方法。首先识别系统的风险因素,采用改进型AHP法确定风险因素的权重;然后依据权重将模糊子集引入证据体空间,并加入模糊概率,将专家的模糊描述转换为定量描述,利用证据理论合成规则得到系统风险的mass函数值。最后,以应答器系统为例进行风险评估,结果表明,该方法的评估结果与实际情况基本吻合,验证了该方法的可靠性和有效性。     

瓦斯压力对卸荷原煤力学特性及能量特征的影响

运用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以原煤煤样作为研究对象,进行了含瓦斯煤固定轴向压力、卸围压的渗流试验,研究了卸围压过程中瓦斯压力对煤样力学特性和能量特征的影响。结果表明:在轴压加载阶段,煤样的变形模量基本不变,泊松比逐渐减小;在定轴压卸围压阶段,煤样的变形模量先小幅度增加,然后逐渐减小,泊松比则逐渐增大。瓦斯压力越高,煤样的承载能力越低,煤样发生破坏时相应的轴向应变和围压卸荷量百分比越小,而煤样破坏时的径向变形和扩容量越大。各应变围压柔量Δεi与瓦斯压力呈线性关系且线性相关性良好。随瓦斯压力升高,轴向应变的围压敏感性降低,径向应变和体积应变的围压敏感性显著升高。随瓦斯压力升高,煤样发生破坏时存储的弹性应变能Ue减小,而总能量U、耗散能Ud和耗散能比例Ud/U都增大。