含改性氯化合物对N2/细水雾抑制LPG爆炸影响研究

为了提高对液化石油气(liquefied petroleum gas,LPG)的抑爆效能,采用自主设计的半开式有机玻璃管道搭建了N2/细水雾抑爆实验平台,从爆炸超压、火焰传播速度及其峰值来临时间、火焰结构等4个方面分析含改性氯化合物N2/细水雾抑爆效果。结果表明:含氯化合物对表面活性剂具有选择性,KCl、NaCl和NH4Cl与脂肪醇聚氧乙烯醚(AeO9)、有机硅表面活性剂(Sicare2235)等2种表面活性剂之间的协同增效效果更优,爆炸超压峰值、火焰传播速度峰值均明显降低,且峰值来临时间明显延长;十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)仅与NaCl共同作用时抑爆效果有明显提升,与其他3种氯盐共同作用时没有增效效果甚至产生促爆现象;FeCl2与表面活性剂协同时会出现爆炸增强现象;含氯化合物与表面活性剂共同作用时,复合溶液的表面张力存在最佳值,即表面张力在20 mN/m时,抑爆效能最佳。化学动力学数值模拟结果表明:含改性氯化合物N2/细水雾能够有效降低绝热火焰温度,消耗关键自由基,中断燃烧链式反应,其抑爆的协同增效机理主要体现在N2惰化稀释、表面活性剂调控水雾粒径增加冷却效应和抑制链式反应3个方面。