惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理研究

为了研究惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理,利用粉尘爆炸火焰传播测试系统,选取了五种常用惰性粉体和两种不同油页岩粉尘进行了爆炸火焰抑制实验。通过对爆炸火焰长度、最低惰化比和火焰形态结构的分析,结合惰性粉体的TG-DTG-DSC热特性曲线,系统研究了惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能和作用机理。研究结果表明,惰性粉体对两种油页岩粉尘爆炸火焰的抑制性能优劣排序为:ABC干粉>Al(OH)_(3)>Mg(OH)_(2)>NaHCO_(3)>岩粉,且两种惰性粉体均对桦甸油页岩(HDOS)的抑爆性能优于龙口油页岩(LKOS);本文建立了惰性粉体对油页岩粉尘爆炸火焰的抑制机理物理模型,并分析了作用机理,通过作用机理分析表明:高效抑爆粉体应具有热稳定性较好(分解温度在200~400℃),吸热量大,且分解中间态产物能够与燃烧反应活性自由基相结合发挥化学抑制作用等特点。

密闭空间油页岩粉尘爆炸特性研究

为探究油页岩粉尘的爆炸特性,以龙口(Longkou,LK)、茂名(Maoming,MM)、桦甸(Huadian,HD)和抚顺(Fushun,FS)4种油页岩粉尘为研究对象,采用20 L球形爆炸装置,对这4种油页岩粉尘样品开展系统的爆炸实验,探讨油页岩粉尘的粉尘云质量浓度、粒径、挥发分、灰分、氧含量等对其爆炸特性的影响。结果表明:挥发分含量越高,油页岩粉尘的最大爆炸压力p_(max)、最大压力上升速率(dp/dt)_(max)越高,爆炸下限越低;挥发分和灰分对油页岩粉尘云爆炸分别有显著的促进和抑制作用。在37.52~106.43μm粒径范围内,这4种油页岩粉尘样品的p_(max)和(dp/dt)_(max)均随其粉尘粒径的增大而降低,且到达最大爆炸压力的时间逐步缩短,说明小粒径油页岩粉尘较高的脱挥发速率能提高爆炸的反应程度。当粉尘质量浓度在400~2500 g/m^(3)范围内时,p_(max)和(dp/dt)_(max)均随粉尘云质量浓度的升高呈现先升高后降低的变化趋势,高于最佳粉尘云质量浓度(1000 g/m^(3))时略有下降,但维持在较高水平,表明超过最佳质量浓度的粉尘云引燃后仍有较强的破坏力;LK样品的p_(max)和(dp/dt)_(max)均最高,分别为0.61 MPa和29.32 MPa/s,与挥发分含量相当的褐煤在同一水平,其爆炸下限为200 g/m^(3),在4种样品中最低,高于挥发分含量相当的褐煤;在N_(2)惰化条件下,LK样品的p_(max)和(dp/dt)_(max)均随环境氧含量的降低而降低,当氧含量降至15%时,系统不再发生爆炸,极限氧含量为16%。