抛光工艺中镁铝合金粉燃爆参数分析

采用粉尘云最低着火温度测试装置及20 L球形爆炸实验系统设计研究微米级镁铝合金粉爆炸特性参数。研究结果表明:镁铝合金粉尘云最低着火温度随分散压力的增大呈现先减少后增加的趋势,分散压力工况点对应最低的着火温度随着粒径的减少而出现下移现象;镁铝合金粉存在1个临界质量浓度,当镁铝合金粉尘质量浓度低于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度的影响较大,当粉尘质量浓度大于临界质量浓度时,其最低着火温度受粉尘质量浓度影响较小,镁铝合金粉临界质量浓度为4 540 g/m~3;在同一粒径下爆炸压力随着质量浓度的增加先增大后减小,并存在1个最大爆炸质量浓度使得爆炸压力达到最大值,在1 750 g/m~3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm的镁铝合金粉均达到最大的爆炸压力,并在500 g/m~3粉尘质量浓度下,粒径为502.2,293.6和59.8μm镁铝合金粉的极限氧体积分数分别为15%,13%和4%。     

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.      

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。     

油页岩粉尘层着火的理论模型与实验研究

为了解油页岩粉尘着火爆炸危险性,利用化学反应动力学、传热学以及Thomas热自燃理论,建立了稳态条件下粉尘层着火的不对称理论模型.利用热板测试装置测试了我国4大产地油页岩粉尘层的最低着火温度,结果介于503~613 K,最低着火温度随粉尘层厚度的增加而降低,不同产地油页岩粉尘着火温度高低依次为:抚顺桦甸龙口茂名,与油页岩挥发分含量成反相关.利用测试结果确定了油页岩粉尘层燃烧动力学参数值,代入不对称着火理论模型,计算得到相应厚度粉尘层的临界着火温度,和实验结果对比,误差在10%以内,为预测生产过程油页岩着火危险性提供了可行的理论方法.     

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。     

哈特曼装置上粉尘浓度的测量

粉尘浓度和湍流速度对粉尘爆炸猛烈程度和粉尘云最小着火能的测试有很大影响.针对1.2 L哈特曼装置上的粉尘浓度进行了测量研究,并对测量数据进行了分析讨论,得到了1.2 L哈特曼管上不同位置高度的粉尘浓度随时间的变化曲线.粉尘浓度随哈特曼管高度位置分布很不均匀.对于哈特曼管电极位置高度,当点火延迟时间170 ms、计算浓度为500 g/m3时,其粉尘测量浓度近似等于计算浓度;当计算浓度低于500 g/m3时,其测量浓度高于计算浓度.当计算浓度大于500 g/m3时,测量浓度低于计算浓度.哈特曼管上粉尘浓度随高度分布的获得,为最小着火能在不同装置上的测试比较提供了数据,为粉尘爆炸数学模型的检验提供了...     

碳素材料粉尘着火爆炸实验研究

为明确碳素材料的粉尘爆炸危险性，依据3种标准研究了6种碳素材料的可爆性.根据VDI 2263-1—1990低碳土状石墨、色素炭黑和导电炭黑为可爆粉尘，低碳鳞片石墨、高碳鳞片石墨、高碳土状石墨为不可爆粉尘.根据ASTM E 1226和GB/T 16425—2018,6种试样均为可爆粉尘.进一步测试了各样品的着火敏感特性：依据现有测试标准，6种粉样的粉尘云均未着火，但导电炭黑和色素炭黑的粉尘层在450℃时发生了着火；利用TG-DSC方法发现高碳鳞片石墨、高碳土状石墨和导电炭黑在空气氛围中发生了氧化放热反应，起始温度分别为770,680,500℃.石墨和炭黑的可爆性取决于点火能量，超过10 kJ时均会爆炸；石墨和炭黑粉尘的着火敏感性很低，仍具有一定的着火危险性.     

惰性气体对奥克托今粉尘云爆炸特性的影响

为了研究惰性气体对奥克托今(HMX)粉尘云爆炸特性的影响,采用改进20L球爆炸测试装置,分别对浓度为300 g/m³HMX粉尘云在空气中以及N2、CO2氛围中的最大爆炸压力及最大压力上升速率进行测定。通过定量分析惰性气体N2、CO2对HMX粉尘云爆炸特性的影响规律,探讨其抑爆机理。结果表明：HMX粉尘云在N2和CO2氛围中的最大爆炸压力较空气中分别下降了42.74%、59.86%,最大压力上升速率分别下降了48.06%、59.99%。说明N2和CO2对HMX粉尘云爆炸特性参数有显著的抑制作用,且CO2的抑爆效果优于N2。     

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.     

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。     

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。     

甲磺草胺粉尘燃爆特性实验研究

为预防和减缓甲磺草胺粉尘爆炸事故,利用热重分析-差示扫描量热法(TG-DSC)研究了粉尘爆炸机制,采用20 L球形爆炸装置和Godbert-Greenwald加热炉系统研究不同质量浓度下甲磺草胺粉尘的最大爆炸压力、爆炸指数和最低着火温度。实验结果表明:甲磺草胺粉尘的最大爆炸压力随着质量浓度的增加先增大后减小,最低着火温度随着质量浓度的增加先减小后增大。甲磺草胺粉尘的最大爆炸压力为0.80 MPa,爆炸指数为18.2 MPa·m/s,最低着火温度为770℃。     

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.     

石油焦与油页岩混合燃料流化床的着火特性

对石油焦与油页岩混合燃料的着火特性进行了试验。在流化床(CFB)中对2号混合燃料(油页岩与石油焦质量比3∶7)采用床下油枪点火,在冷态条件下,当底部床层温度增加到420℃左右时,少量燃料颗粒着火燃烧;待床层温度升到650℃时逐渐减少投油量,可使试验燃料顺利着火并稳定燃烧。当油页岩与石油焦的质量比为3∶7时,混合燃料的着火特性完全满足流化床运行要求;燃料挥发分含量是其着火温度的主要影响因素,除1号混合燃料外,其他4种混合燃料挥发分均大于茂名石化CFB锅炉设计烟煤的挥发分,2号混合燃料着火特性优于该CFB锅炉设计烟煤。     

7-氨基头孢烷酸粉尘爆炸特性实验研究

选取石药集团中润制药有限公司生产的7-氨基头孢烷酸(7-ACA)粉体为研究对象,利用20L球形爆炸测试系统进行粉尘爆炸特性实验研究。首先测定7-ACA粉体样本的粒度分布及湿度;用20L球形爆炸装置实验测得7-ACA粉尘在2kJ的点火能量下的爆炸下限质量浓度为18.5g/m3,且粉尘爆炸下限随点火能量的增大呈现降低趋势;粉尘的最大爆炸压力及最大压力上升速率随着粉尘浓度的增加呈先增大再下降的规律,在775g/m3附近达到最大值,并随点火能量的增大而增大。研究结果为中润公司及类似企业7-ACA生产车间的安全管理及防爆工程设计提供了一定的科学依据。     

管道内瓦斯爆炸引起沉积煤粉尘二次爆炸的实验研究

为了系统研究可燃气体、可燃粉尘的爆炸特性,研制了一套由水平燃烧爆炸管道、配气系统、点火系统和爆炸压力测试系统组成的水平管道式气体-粉尘爆炸实验系统.利用该系统进行了瓦斯爆炸引起沉积煤粉尘二次爆炸的实验研究.结果发现二次爆炸的爆炸压力随煤粉尘浓度的增大呈现出先增大后减小的变化规律,最大爆炸压力出现在煤粉尘浓度为200g/m3附近;随着煤粉尘粒径的增大,二次爆炸的爆炸压力则是线性递减的,该研究结果对煤矿安全生产有重要的指导意义.     

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.     

惰性粉体对钛粉尘云着火抑制的研究

利用最低着火温度测试仪,研究碳酸钙、氯化钾、氢氧化铝、磷酸二氢铵等惰性粉体含量和粒径对钛粉尘云着火温度的影响。测试结果表明:相同实验条件下,惰性粉体对钛粉尘云着火温度的抑制效果由强到弱为磷酸二氢铵、氢氧化铝、氯化钾、碳酸钙;在0~50%的含量范围内,惰性粉体对钛粉尘云的着火温度抑制效果随着含量的增加而变强;惰性粉体的粒径越小,对钛粉尘云着火温度的抑制效果越强。     

基于20L球形爆炸装置的微米级铝粉爆炸特性实验

采用20 L球形爆炸装置,对6种不同粒径分布的微米铝粉在不同浓度下的爆炸特性进行了实验研究,考察了浓度和粒径对铝粉爆炸特性的影响规律,并分析了其爆炸产物的表面特征.结果表明,铝粉的最大爆炸压力、压力上升速率和爆炸指数随铝粉浓度的增加呈抛物线变化,在最适爆炸浓度（c_opt=500g/m3）时三者均达到峰值.随着铝粉粒径的减小时,最大爆炸压力、压力上升速率呈指数增加趋势,且在铝粉粒径小于10μm时,其增幅更为显著.爆炸过程中的铝粉粉尘云的燃烧时间随铝粉浓度的增大呈指数规律衰减并趋于平缓,同时随着铝粉粒径的减小而降低.      

低浓度酒精气氛下发酵废醪浮尘的爆炸危险性研究

选取堆放发酵废醪原料仓库空气中不同高度的浮尘，分别命名为浮尘U(Upper),浮尘M(Middle),浮尘L(Lower).研究三种浮尘的物理特性，根据挥发分和灰分的质量分数分析粉尘爆炸特性变化，最大爆炸压力P_max随挥发分质量分数的增加和灰分质量分数的减少而增大.探究了浮尘M在1%,2%和3%低体积浓度酒精气氛下的爆炸超压变化规律、点火能量、爆炸下限和火焰传播速度的变化规律，发现酒精在其中充当了挥发分的成分既加强了混合爆炸体系的爆炸猛度又增强了其爆炸感度，并借助爆炸指数的变化指出粉尘爆炸危害等级由于酒精的加入由St1级别变为了St2.