镁粉尘云最低着火温度及抑制技术的实验研究

为评价镁粉着火燃烧危险性及惰性粉体对镁粉着火燃烧的抑制作用,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置研究了喷粉压力、浓度、粒径及惰性粉体Ca CO3、Si O2对镁粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:喷粉压力为0.03 MPa时,最有利于镁粉着火燃烧;镁粉尘云的最低着火温度随浓度的增加而降低,存在最小危险浓度,5.45 kg/m3;高于此浓度,镁粉尘云的最低着火温度几乎不变;镁粉粒径减小,其最低着火温度降低;镁粉尘云最低着火温度随Ca CO3、Si O2含量的增加而先升高后趋于稳定;惰性粉体浓度低于52%时,Ca CO3的抑制效果强于Si O2;高于52%时,Si O2的抑制效果强于Ca CO3;当炉体温度高于630℃时,Ca CO3与Si O2对镁粉的抑制效果较弱。     

锰粉尘云最低着火温度的实验研究

利用G-G恒温炉分别测试了分散压力、质量浓度及惰性粉体对锰粉尘云最低着火温度的影响。结果表明:最低着火温度随分散压力的增大先降低后升高,得到分散压力为0.05 MPa时最有利于锰粉尘云的燃烧,对应的最低着火温度为496℃。最低着火温度随质量浓度的增加呈现先降低后升高趋势,测得最敏感浓度为2.272 g/L,对应的最低着火温度值最小为466℃。采用新的方法,通过改变惰性粉体的粒度来研究对最小点火能影响可以发现:最低着火温度随二氧化硅粒度的减小而升高;粒度一定质量浓度越大对锰粉尘云的燃烧抑制效果越明显。     

煤尘云着火敏感性影响因素的实验研究

为研究煤尘云的着火敏感性,选取3种典型煤尘-无烟煤、烟煤、褐煤,采用Godbert-Greenwald恒温炉装置,研究不同测试条件及煤尘种类对煤尘云最低着火温度的影响,以及惰性粉尘对煤尘云着火的抑制作用.研究表明:随着喷尘压力的增大,煤尘云最低着火温度先降低后升高,存在最佳喷尘压力为50 kPa,对应的煤尘云着火温度最低;随着煤尘粒径的增大,煤尘云最低着火温度呈线性升高的趋势;随着煤尘云浓度的增大,煤尘云最低着火温度先降低后升高;3种煤尘云均存在最佳着火浓度:无烟煤和烟煤为1.818 g/L,褐煤为1.364 g/L;煤尘云的最低着火温度随挥发分含量的增大而减小;挥发分质量分数小于15%的煤尘,灰分的阻燃作用明显,挥发分质量分数大于15%时,灰分的阻燃作用不明显;惰性粉尘对煤尘云着火的抑制效果:炭黑最强、粉煤灰次之,CaCO₃最弱.      

电火花作用下粉尘云着火的延迟时间

为确定粉尘云在电火花作用下的着火敏感性,以钛粉为研究介质,通过以电火花能量释放速率为源项的气-粒两相能量守恒方程建立模型,获得了电火花作用下放电火花能量、粉尘粒径、环境氧体积分数、环境温度及湍流程度对粉尘云着火延迟的影响规律.结果表明:粉尘粒径大小对着火延迟的影响最大,越小的颗粒其着火越迅速;环境温度比室温高50~100K时,粉尘着火延迟时间显著缩短;湍流会加速颗粒间换热速度,缩短着火延迟时间;点火能量与环境氧浓度对着火延迟的影响较小.通过模拟计算扩展了实验研究,也为相关粉尘爆炸预防工作提供理论依据.     

镁铝混合粉粉尘最低着火温度实验

为了研究镁铝混合粉中铝粉质量百分数对最低着火温度的影响,利用HY16429型粉尘云引燃温度试验装置和HY16430粉尘层最低着火温度实验装置测定镁铝混合粉的最低着火温度。研究结果表明:镁粉粒径为1~10 mm,铝粉粒径为200~300目,在粉尘质量0.5 g,喷尘压力60 k Pa条件下,镁粉尘云最低着火温度为575℃,镁粉尘层最低着火温度为300℃;铝粉尘云在1 000℃未着火,铝粉粉尘层最低着火温度为470℃;镁铝混合粉尘云最低着火温度比粉尘层最低着火温度高,粉尘层状态比粉尘云状态更容易着火。镁铝混合粉最低着火温度随着铝粉质量百分数的增加而升高。     

3种阻燃粉体抑制锆粉云爆炸强度的效果和机理

为分析磷酸二氢铵(ABC)、三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)3种阻燃粉体抑制锆粉云爆炸强度的效果和机理,采用20 L近球形爆炸实验系统和热重-差热分析仪开展研究。结果表明:ABC、MPP、MCA阻燃粉体对锆粉云爆炸强度都有抑制作用;ABC粉对锆粉云爆炸的抑制效果占有极大的优势,200 g/m~3ABC粉可完全抑制住锆粉云在最猛烈状态时的爆炸;在锆粉中分别添加这3种阻燃粉体的混合体系在空气中被加热都是增重-失重-再增重、放热-吸热-再放热的过程;阻燃粉体的分解温度越低,对抑制锆粉的氧化越有利;当锆粉与阻燃粉体的质量比为2∶1时,锆粉分别添加ABC、MPP、MCA粉后,锆粉快速氧化反应的起始温度从257.08℃分别提升到591.45、581.43和401.30℃;ABC粉对锆粉云爆炸的抑制效果较佳,其原因是这种粉体更好地延长了锆粉发生快速氧化反应的时间,提升了锆粉发生快速氧化的起始温度,最大化抑制了锆粉燃烧过程。     

氯化钠对蔗糖粉尘最小点火能的影响研究

为了研究氯化钠对蔗糖粉尘的抑爆作用,采用1.2 L Hartmann测试装置对氯化钠-蔗糖混合粉尘的最小点火能进行测试,研究了氯化钠浓度及粒径对蔗糖粉尘云最小点火能的影响。结果表明:添加了氯化钠后,蔗糖粉尘着火敏感度降低,最小点火能显著提升;氯化钠浓度越高,粒径越小,抑爆效果越好;粒径小于75μm的氯化钠质量分数达40%可使混合粉尘的最小点火能大于1 000 mJ,粒径大于75μm的氯化钠质量分数需达到70%才能使混合粉尘的最小点火能大于1 000 mJ;对不同浓度的蔗糖粉尘,燃烧被完全抑制时所需氯化钠的质量分数也不同,蔗糖粉尘浓度越高时,氯化钠对蔗糖粉尘燃烧的抑制效果越差,氯化钠在混合粉尘中所占比例需更高才能使燃烧被完全抑制;氯化钠粉末在蔗糖粉尘燃烧的过程中主要起到物理抑制作用,包括改变初始湍流、屏蔽热辐射、阻碍热传导及影响粉尘云的均匀程度。     

微米和纳米钛粉尘层着火蔓延特性研究

为了解微细钛粉的层火灾危险性,采用标准热板测试装置和自制的粉尘层火蔓延实验装置,研究了微米和纳米钛粉尘层最低着火温度和火蔓延速率变化规律,并验证了热爆炸理论模型和粉尘层火蔓延速率模型的适用性.结果表明:钛粉尘层最低着火温度随粒径减小而降低,33μm钛粉和60~80nm钛粉的粉尘层最小着火温度分别为>400℃和230℃,与Thomas模型计算结果基本吻合;钛粉的层火灾危险性受粒径影响较大,实验测得微米和纳米钛粉的粉尘层火蔓延速率分别为13.60和500.57mm/s,均大于理论模型计算结果.研究结果对微细钛粉的层火灾安全评价和工业防火防爆设计具有参考价值.     

恒温热板加热条件下镁粉尘层的着火规律

研究了在恒温热板加热条件下,热板温度对4种不同粒度镁粉尘层着火规律的影响.主要研究了在临界前、临界时及临界后3种热板温度下镁粉尘层内部的温度分布.结果表明:标准GB/T 16430—1996和IEC 61241-2-1-1994规定的最高热板温度低于镁粉尘层着火的临界热板温度,镁粉尘层不会发生着火,在该加热温度下,不同粒径镁粉尘层在经过较短受热时间后,均达到了温度保持恒定的状态;镁粉粒径越大,镁粉尘层着火时的临界热板温度越高,着火延迟时间越长;热板温度高于临界值时,热板温度越高,粉尘层着火延迟时间越短.     

基于着火敏感性的镁粉防爆方法研究

对中国镁粉的主要生产工艺进行了概述,针对不同工艺生产的典型粒径镁粉,对D50为6,47,104,173μm的镁粉进行了最小点火能和最低着火温度的着火敏感性测试,对应4种粒径镁粉的最小点火能分别为:小于2,260,300 mJ,大于2000 J;粉尘云最低着火温度分别为480,520,620℃,大于700℃,而粉尘层最低着火温度都高于450℃.在此基础上从镁粉着火敏感性的角度对镁粉主要生产工艺的危险性和引燃源进行了分析.     

煤尘云最低引燃温度实验研究

 利用HY16429 粉尘云引燃温度实验装置,测定不同煤种不同粒径煤尘云的最低引燃温度,研究挥发分和煤尘粒径2 种因素对煤尘云最低引燃温度的综合影响。结果表明,同一煤种煤尘云最低引燃温度随粒径的减小而降低;当煤尘粒径≥250 μm 时煤尘云出现火星的温度受挥发分含量的影响较小,且不同煤种出现火星的最低温度相近;煤尘粒径较小时煤尘云最低引燃温度随挥发分含量的增大而降低。     

钛硅催化剂的酸碱改性处理

在甲醇－水体系中进行丙烯环氧化反应时，丙烯与双氧水在骨架钛上生成环氧丙烷，TS－1中含有的微量酸中心能够导致环氧丙烷与溶剂反应生成丙二醇，1－甲氧基－2－丙醇和2－甲氧基－1－丙醇，还能促进双氧水的分解，降低双氧水的有效利用率，这种酸中心主要来自于TS－1中硅羟基，配位不饱和的Ti^4 产生的L酸中心与微量铝产生的B酸中心，考察了TS－1催化的丙烯与双氧水环氧化过程中的酸碱效应，以及微量添加物的作用，结果表明：添加微量钠盐（Na2CO3或NaSO4)或NH4OH可以明显提高环氧丙烷选择性，采用氨水作为微量添加物能够明显提高催化剂的稳定性，酸处理无法脱除催化剂中微量铝，反而引入了部分酸中心，结果导致环氧丙烷选择性下降。     

火炸药粉尘云最小点火能实验研究

为了了解HMX粉尘与FOX-7粉尘的燃爆特性,评价其潜在危险性,利用1.2 L哈特曼管式粉尘云爆炸装置,分别对粉尘浓度、粒度、环境湿度对两种物质最小点火能(E_(min))的影响进行了研究与分析。研究结果表明:2类HMX、5类HMX与FOX-7三种粉尘着火的最敏感浓度分别为916.66 g·m~(-3)、833.33 g·m-3与833.33 g·m-3;所对应的Emin分别为12.45 m J、15.75 m J、19.01 m J。粉尘浓度、环境湿度对两种物质的最小点火能均有显著影响;最小点火能随粒度的减小而降低。     

用~（27）Al核磁共振技术研究聚磷氯化铝的形态特性

由聚磷氯化铝的２７Ａｌ核磁共振谱图的分析结果表明，磷酸盐的引入对聚合铝的特定形态ＡｌＯ４Ａｌ１２（ＯＨ）２４（Ｈ２Ｏ）７＋１２有显著影响；影响程度取决于Ｐ／Ａｌ值，并随Ｐ／Ａｌ值增大ＡｌＯ４Ａｌ１２（ＯＨ）２４（Ｈ２Ｏ）７＋１２含量减少，由此推测出一种新形态ＰＯ４Ａｌ１２（ＯＨ）２４（Ｈ２Ｏ）９＋１２。     

响应面法优化黑曲霉产葡萄糖氧化酶条件

运用响应面法对黑曲霉(Aspergillus niger)产葡萄糖氧化酶以及发酵条件进行了优化。根据单因素实验结果,利用Plackett-Burman设计对影响其产酶相关因素进行评估并筛选出具有显著效应的3个因素：葡萄糖,玉米浆和碳酸钙。用最陡爬坡试验逼近以上3个因子的最大响应区域后,采用Box-Behnken设计以及响应面分析法,确定其优化后发酵条件为(g/L)：葡萄糖172.11、玉米浆11.05、碳酸钙52.29、牛肉蛋白胨3.5、（NH₄）H₂PO₄ 0.5、KCl 0.15、MgSO₄·7H₂O 0.125、FeSO₄·7H₂O 0.125,220r/min,30℃培养48h。优化后的葡萄糖氧化酶酶活达786.3U/g,比在种子培养基中酶活350.5U/g提高了2倍左右。     

煤粉对旋转摩擦火花引燃甲烷的影响

参照GB13813搭建了旋转摩擦实验装置，研究摩擦火花引燃甲烷、空气与煤粉混合物的规律.通过高速摄像机和红外热像仪，确定A3钢和钛金属棒在连续摩擦过程中引燃甲烷与空气混合物的是摩擦撞击产生的钛金属火花，而非摩擦热接触面.分别选取三种粒径的褐煤、烟煤和无烟煤粉尘样品，测试煤粉对旋转摩擦火花引燃甲烷与空气混合物的影响规律，发现加入煤粉后甲烷空气混合物着火延迟时间较长.对于同类煤粉，粒径越小爆炸延迟时间越长.对于同一粒径的三种煤粉，着火延迟时间由长到短依次为褐煤、无烟煤、烟煤，其规律与煤粉含水量的多少一致；但未发现和煤挥发分有明显关系.     

化学沉淀法制备超细先驱沉淀物

研究了以铝铵钒和碳酸氢铵为原料 ,采用化学沉淀法制备尺寸均一、颗粒细小分散的碱式碳酸铝铵先驱沉淀物的工艺 研究表明反应物的混合方式对先驱沉淀物的尺寸和形貌有很大的影响 采用先缓慢滴加 ,在反应物充分混合且过饱和度达到一定程度的基础上 ,再将沉淀剂雾化加入的工艺有利于得到分散、尺寸均一细小的NH4Al(OH) 2 CO3先驱沉淀物 ,为纳米级氧化铝粉体的制备提供了基础