中国油页岩粉尘爆炸特性实验研究

为掌握中国油页岩粉尘爆炸特性,利用标准测试装置对国内4个主要矿区的油页岩样品进行了粉尘着火敏感度及爆炸猛度实验研究,并和煤粉尘的爆炸特性进行了对比分析.结果表明,粉尘层最低着火温度为240~280℃,粉尘云最低着火温度为440~560℃,与烟煤热引燃敏感性近似;油页岩粉尘云最小点火能为0.2~16 J,分布范围较宽,其大小与样品挥发分含量负相关;粉尘爆炸下限为200~225 g/m3,高于烟煤;爆炸猛度在300~2 500 g/m3质量浓度范围内表现先增后减的趋势,最大值为烟煤的2/3.研究结果对了解中国油页岩粉尘爆炸危险性、选择工艺防爆方法具有参考价值.     

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.     

碳源对不烧Al2O3-Al-C质滑板强度的影响

研究土状石墨、鳞片石墨、炭黑和高温沥青4种炭素材料对不烧Al2O3-Al-C质滑板热处理后强度的影响,借助X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪等分析了试样的物相变化和微观结构.结果表明,碳源的引入可以大幅提高不烧Al2O3-Al-C质滑板材料在1 100 ℃下热处理后的常温抗折强度,但降低了其在1 600 ℃下热处理后的抗折强度;不同种类碳源将对试样的抗折强度产生不同程度的影响,这主要与试样内部生成的物相种类、含量和形貌有关.     

粮食伴生粉尘最低着火温度的实验研究

按照IEC标准建立了工业粉尘云和粉尘层最低着火温度(MIT)测试装置,对8种取自工业现场的粮食伴生粉尘进行了粉尘云和粉尘层MIT实验测试,并对灰分、粒径、水分对MIT的影响进行了实验研究和分析·发现粮食储运系统后期工艺比早期危险,按照粮食精粉或淀粉实验数据进行工业实际防爆设计的安全裕度过大,并提出了可行的防爆温度组别·所得结论为粮食行业的防爆设备选型提供了实验依据,对于粉尘着火和爆炸危险性评价具有借鉴意义·     

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.     

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.     

几种碳素材料的持性及在模铸保护渣中的作用

本文首先研究了保护渣常用的碳素材料-石墨、酸化石墨、碳化稻壳、炭黑的显微结构及燃烧、膨胀等特性。然后研究了配入不同碳素材料的模铸保护渣在膨胀、保温、熔化速度、对钢液增碳等性质上的差异。研究发现，模铸保护渣的上述性质与碳素材料的结构有密切的关系；采用酸化石墨和炭化稻壳或酸化石墨和石墨的复合配炭的模铸保护渣，具有较好的铺展性及膨胀保温性，液渣层形成快，可获得表面质量良好的钢锭。     

堆积状态下木粉最低着火温度的实验研究

为了评价堆积状态下木粉的危险性,利用粉尘层最低着火温度测试装置,研究加热板温度,以及堆积厚度对木粉尘层最低着火温度的影响。测试结果表明:热表面作用下,加热板温度越高木粉层越容易发生燃烧,得到堆积厚度为15 mm时的木粉最低着火温度为290℃。木粉尘层最低着火温度随堆积厚度的增大而降低,当金属环高度≥15 mm时,木粉尘层最低着火温度保持不变。     

三元石墨插层化合物的合成与表征

采用混合熔盐法，以CuCl2，FeCl3为客体材料，粒径1—10μm天然鳞片石墨为主体材料，合成出2，3阶结构的三元石墨层间化合物CuCl2—FeCl3—GICs．简述其制备工艺，应用XRD，SEM，EDS对产物的晶体结构、表面形貌及元素组成进行测试表征，并检测和分析其电磁传导性能．测试结果表明CuCl2—FeCl3—GICs是一种新型轻质导电材料．     

几种碳素材料的特性及在模铸保护渣中的作用

本文首先研究了保护渣常用的碳素材料—石墨、酸化石墨、炭化稻壳、炭黑的显微结构及燃烧、膨胀等特性。然后研究了配入不同碳素材料的模铸保护渣在膨胀、保温、熔化速度、对钢液增碳等性质上的差异。研究发现,模铸保护渣的上述性质与碳素材料的结构有密切的关系;采用酸化石墨和炭化稻壳或酸化石墨和石墨的复合配炭的模铸保护渣,具有较好的铺展性及膨胀保温性,液渣层形成快、可获得表面质量良好的钢锭。     

炭黑碳纤维混凝土及炭黑混凝土电热性能试验

为了研究炭黑导电混凝土和炭黑碳纤维导电混凝土的导电性能以及电热性能,将两种材料的试块分别串联进直流电路中,观察两种材料的通电发热情况,并比较两种材料发热效果和电阻率的变化情况.试验研究结果表明:相对于炭黑导电混凝土试块,炭黑碳纤维导电混凝土试块的导电性更好,其中炭黑质量分数为1%、碳纤维质量分数为2%的炭黑碳纤维导电试块电阻率低于100Ω·cm;两种材料试块通电发热均比较稳定,且升温效果较好;炭黑导电混凝土试块电阻率在通电后比较稳定,而炭黑碳纤维导电混凝土试块电阻率随通电时间延长而增大.     

掺合型石墨／炭黑导电涂料的研究

对掺合型石墨／炭黑电发热导电涂料的制备工艺，配方设计，导电性能和影响因素等进行了研究，经测试，所得产品的导电性，附着性和耐水性等一系列指标均符合电热器使用要求，可以替代金属电热丝用于电加热器件中。     

压块法提纯中碳鳞片石墨研究

以传统碱酸法提纯石墨为基础,提出了一种高压制备石墨预制块的石墨提纯方法.探究了其纯化原理,同时也研究了碱用量和浸出时间等对石墨提纯效果的影响.石墨预制块的制备增大了碱与杂质的接触面,提高了浸出效率.研究发现,当石墨预制块制备压力为30MPa,NaOH/C为30%,焙烧温度为550℃,焙烧时间为3h,盐酸浓度(质量分数)为15%,盐酸与石墨质量比为5,酸浸时间为120min时,可将固定碳含量为90%的中碳鳞片石墨提纯至99.72%的高碳石墨.     

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%。     

炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.     

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...     

聚乙烯装置改造前后料仓静电危险性对比分析

针对某聚乙烯装置改造后可能增加的风险,运用静电模拟装置模拟了聚乙烯料仓改造前后的静电起电量,通过粉尘爆炸参数测试和理论计算分析了刷形放电、堆表面放电、火花放电和传播型刷形放电的危险性.结合危险性分析结果,提出了预防静电引起料仓闪爆的措施.结果表明,随着风量和管道直径的增加,静电起电量明显增加,静电危险性加大,现场有发生刷形放电、堆表面放电、火花放电和传播型刷形放电的可能性.根据粉尘爆炸参数的测试结果,预防火花放电和传播型刷形放电可有效防止静电引起的料仓闪爆事故.     

LDPE/石墨复合材料的制备和性能

选用电导率、导热系数高的石墨(普通鳞片石墨FG、可膨胀石墨KP35、膨胀石墨EG35)对低密度聚乙烯(LDPE)进行填充改性,采用钛酸酯偶联剂NDZ101对石墨进行表面处理,提高石墨与聚合物基体的界面相互作用,制备出力学性能、导电、导热等综合性能优良的LDPE/石墨复合材料。结果表明:石墨的填充大大改善了聚乙烯的导电、导热和耐热性能,当石墨含量达20%时(文中的各种元素含量均指质量分数),LDPE/KP35的电导率达到1.91×10-7S/m,拉伸强度较LDPE有小幅提高,可作为导热抗静电材料推广应用。     

导电油墨复合材料的制备及性能研究

以热固性酚醛改性环氧树脂作为联结剂,以石墨/炭黑为导电填料,制备了改性环氧树脂基导电油墨。采用电阻仪、热重分析仪、力学性能测试及扫描电镜研究了其导电、耐热、力学性能及形貌特征。导电填料,钛酸丁酯,聚乙二醇,磷酸三丁酯的最佳比例分别为:60%,5%,0.5%和0.3%。导电油墨的起始分解温度为348℃,在600℃的残炭率为30%。弯曲强度、弯曲模量和弯曲应变较纯的环氧树脂体系分别提高了66.2%、29.2%和49.3%。     

粉尘隔爆翻板阀功能实验与模拟研究

为探究粉尘隔爆翻板阀功能的影响因素及其作用机理,基于1m³爆炸测试系统,以玉米淀粉为介质,进行DN600隔爆翻板阀的功能实验研究,并利用Fluent软件建立二维同尺寸燃烧仿真模型,采用动网格技术6DOF求解翻板动态关闭过程,对隔爆阀安装在不同距离时的粉尘爆炸过程进行数值模拟.结果表明,模拟得到的压力发展、火焰传播及翻板关闭过程与实验一致;翻板关闭速度主要受粉尘爆炸压力上升速率影响,爆炸压力上升速率越大,关闭速度越快,并在翻板后方产生负压形成回流;且得到实验条件下隔爆翻板阀最小安装距离是其管径的6~7倍.