多组分天然气掺氢爆炸下限实验及模型研究

为评估掺氢天然气的燃爆风险,搭建天然气掺氢燃爆参数测试平台,通过开展不同初始压力及点火能量条件下天然气/氢气混合物的点火实验,研究多组分天然气爆炸下限的变化规律,建立混合物爆炸下限的预测模型。研究结果表明:初始压力由0.03 MPa增至0.1 MPa,体积分数4%的天然气起爆时所需最低掺氢量降低29.4%;点火能量由1 J增至50 J,体积分数4%的天然气起爆时所需最低掺氢量降低37.5%,本文提出的理论模型预测结果与实验数据相对误差低于16%。研究结果可为掺氢天然气的安全输送提供一定的科学参考。

锂离子电解液溶剂/空气混合物爆炸特性实验研究

本工作利用爆炸极限与点火能测试反应平台开展了典型锂离子电解液溶剂碳酸甲乙酯(EMC)蒸气爆炸实验,首次测量了不同初始温度与当量比条件下EMC的最大爆炸压力P_(max)、爆炸下限LFL等爆炸危险性基础参数,并利用数值模拟方法开展了燃烧化学反应动力学机理分析数值模拟分析。结果表明EMC/空气混合气体的最大爆炸压力P_(max)随着当量比的增加呈先增大后减小的趋势,并且在当量比φ=1.2附近取到最大值;随着温度的增加,P_(max)呈递减的趋势,且P_(max)与初始温度的倒数1/T_(0)呈线性关系;由于存在热损失,在相同工况下,P_(max,exp)均小于最大绝热爆炸压力P_(max,ad)。EMC/空气混合气体的爆炸下限LFL随着T_0的升高而降低,并呈线性关系,且对燃料爆炸下限经典模型的参数进行了修正,修正后的新公式的预测值与实验值结果吻合较好;通过反应机理分析得到不同T_0对于LFL的影响方式主要是通过影响OH?自由基的生成速率来实现的。本研究可为定量评估EMC的爆炸危险性提供一定依据以及为其实际使用中制定相应的安全标准提供一定参考。

可燃气体爆炸下限分析仪设计选型分析

本文介绍了可燃气体爆炸下限分析仪系统功能和技术特点,对某石化装置废气焚烧进行了论述,同时对4种可燃气体爆炸下限测量分析方法进行比较并最终选用FTA火焰温度分析进行测量,取得了良好的控制效果,为其他项目提供可参考案例。

高温条件下二元可燃气体爆炸下限的数值预测

提出了一种数值模拟方法,对二元混合气体在不同比例组成下的爆炸下限进行了预测并验证了模型的可靠性。同时采用该数值模型,对二元混合气体在高温条件(25~300℃)下的爆炸下限进行了预测,分析了环境温度、混合物比例组成对混合气体爆炸危险性的影响。结果表明,在甲烷与其他燃料组成的二元混合气体中,在考察温度范围内随着甲烷含量的升高,其爆炸下限逐渐增大进而爆炸危险性降低。当甲烷含量一定时,爆炸下限浓度的变化量随温度的升高而下降的幅度越来越大,说明可燃气体发生爆炸的危险性越高。对于任意二元混合气体,其爆炸下限在任何比例条件下均随温度的升高而降低且呈线性关系,表明温度越高,混合气体越容易发生爆炸。

基于定量结构-性质相关性的烃类物质爆炸下限预测

基于定量结构-性质相关性(quantitative structure-property relationship,QSPR)原理,研究了烃类物质爆炸下限与其分子结构间的内在定量关系。根据分子结构计算用于反映分子各种结构信息的结构参数,应用遗传算法从大量结构参数中优化筛选出与爆炸下限最密切相关的一组结构参数作为分子描述符,分别采用支持向量机方法和多元线性回归方法对分子描述符数据与爆炸下限数据之间的内在定量关系进行模拟,建立了根据分子结构预测烃类物质爆炸下限的数学模型。对模型性能进行内部及外部验证,结果表明,2种模型爆炸下限的预测值与实验值均符合良好,在实验误差允许范围之内。支持向量机模型预测体积分数平均绝对误差为0.036%,均方根误差为0.046%,优于多元线性回归和已有方法所得结果。该方法的提出为工程上提供了一种预测烃类物质爆炸下限的新方法。

有机化合物爆炸下限的理论探讨及预测

根据爆轰原理和化学热力学原理 ,探讨了有机化合物的爆炸下限与燃烧热之间的定量关系 ,根据有机化合物燃烧热提出了预测爆炸下限的方法 ,对一百多种有机化合物的计算结果表明 ,预测值与文献值的一致性令人满意 ,平均误差 0 .161;还根据加和性原理 ,提出依据化合物的组成预测爆炸下限的方法 ,对一百多种有机化合物的爆炸下限也进行了预测 ,结果的平均误差为0 .2 0

爆炸下限临界浓度丙烷-空气混合过程及可燃性研究

丙烷是液化石油气的主要成分之一,爆炸下限的丙烷-空气浓度分布及其可燃性是液化石油气安全技术措施的基础。采用Fluent软件,建立三维数学模型,在长径比分别为1、3、5和7的容器内,模拟了爆炸下限的丙烷-空气混合过程和燃烧过程,分析了爆炸下限的丙烷-空气不均匀分布时对混合气体燃烧的影响。实验数据验证了该数值模型的合理性。在重力作用下丙烷-空气浓度分布不均匀,长径比增大,丙烷浓度梯度增大。浓度分布不均匀导致不同的点火位置对爆炸下限丙烷-空气燃烧有影响。容器长径比影响火焰传播,随着长径比增大,非均匀丙烷-空气混合气体超压峰值呈下降趋势,其超压峰值出现的时间变短。

温度和氮气对油品爆炸下限的影响

为评估煤制油过程的某种中间产物(A油品)可燃蒸气的爆炸危险性,采用易燃范围试验装置(FRTA)爆炸极限测试仪测试研究其在不同温度、不同N_2含量下的爆炸下限,并分析两者对油品蒸气爆炸下限的影响。实验结果表明,在初始温度为30,60,90,120和140℃时,油品蒸气的爆炸下限与初始温度之间呈非线性关系,且均随着温度的升高而逐渐降低。初始温度高于120℃后,其爆炸下限变化趋势幅度均减小。在同一温度、不同N_2含量下,一定范围内油品蒸气爆炸下限随着N_2含量的增加而增大;不同温度、不同N_2含量下,油品蒸气爆炸下限的改变因受到温度和N_2的双重作用,爆炸下限变化较为明显。

基于CHEMKIN的可燃气体爆炸下限模拟研究

基于CHEMKIN软件的绝热燃烧相平衡模型,模拟甲烷、乙烷、丙烷在绝热状态下的燃烧实验,分别获得相应条件下的绝热温升和绝热压升。随着可燃气体体积分数的增加,绝热温升和绝热压升均呈现先上升后下降的趋势。将绝热压升为0.32MPa时对应的可燃气体浓度作为该体系的爆炸下限值,通过计算获得三种气体的爆炸下限值,并与文献值进行对比,吻合程度较好。利用该模型对含氮混合气体的燃烧过程进行模拟,分析惰性介质氮气对爆炸反应的抑制机理,并利用压力判断准则计算混合气体的爆炸下限值。预测值与文献值的最大绝对误差为0.54%,平均绝对误差为0.274%。结果表明所建立的绝热燃烧相平衡模型能够准确地预测单一体系和含氮混合体系等可燃气体的爆炸下限。

初始温度对可燃气体爆炸下限影响的研究

研究初始温度对可燃气体爆炸下限的影响规律,运用阿累尼乌斯定律,可得出温度与化学反应速度之间的关系式,从而得出简化的温度和爆炸极限影响的模型。利用该模型对5种烷烃在不同温度下的爆炸下限实验值进行拟合相关度比较,所得爆炸下限模型平均拟合相关系数达到0.995 5。结果表明,该简化模型具有较强的可靠性。

蓄热燃烧装置中在线分析仪的选型探讨

蓄热燃烧(RTO)装置常用于处理煤化工装置排放的挥发性有机化合物(VOCs)尾气,简述了RTO工艺和混合可燃气体爆炸下限体积分数(LEL)的计算方法。以某煤化工项目低温甲醇洗的排放尾气为测量对象,着重介绍了火焰温度型分析仪、催化燃烧型气体探测器、氢焰式工业气相色谱仪和红外线气体分析仪的测量原理及主要优缺点,并对试样传输滞后时间进行了估算,给出了在线分析仪测量低温甲醇洗尾气时的选型建议。

二元可燃烃类混合气体的爆炸下限实验及理论预测

利用FRTA爆炸极限测试仪对二元可燃烃类混合气体爆炸下限(LEL)进行测试,共获得16组144个二元可燃混合气体的爆炸下限值,并对混合气体随其组分及配比变化的规律进行研究。基于Chemkin软件的绝热燃烧相平衡模型模拟了二元可燃烃类混合气体的绝热燃烧过程,以绝热压升达到324. 24 kPa为依据判断此时可燃混合气体已达爆炸下限。结果表明:模拟规律与实验规律相类似,且两者间曲线变化幅度差距不大;样本中二元可燃混合气体爆炸下限预测值与实验值平均绝对误差为0. 22%,平均相对误差为9. 41%,预测误差在实验误差允许范围之内,可见预测方法具有较强的可靠性。本文的研究为工程上预测二元可燃混合气体的爆炸下限提供了一种新的有效方法。

蓄热式热力氧化(RTO)装置中在线分析仪的选型探讨

蓄热式热力氧化(RTO)装置一般用于挥发性有机化合物(VOCs)的处理,本文以某大型炼化企业储运部罐区排放废气中的VOCs为处理对象,首先介绍了蓄热氧化法技术和混合可燃气体爆炸下限(LEL)体积分数的计算方法。然后介绍了RTO装置在线分析仪检测点的设置,最后论述了该VOCs装置分析仪的选型。

双燃料发动机电力推进LNG船可燃气体探测系统设计简介

详细介绍了双燃料发动机电力推进LNG船可燃气体探测系统设计的基本要求,包括可燃气体探头及取样管在不同区域的布置情况及数量要求。所述内容不仅涉及LNG船本身的要求,也覆盖了其他类型的液化气体运输船的相关要求。

化工装置爆燃、爆轰阻火器的选择

提出根据气体和气体混合物易燃性、易爆性确定阻火器类型,即:仅易燃的气体(含蒸气,以下类同)及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸但在爆燃距离范围内的气体及气体混合物选择爆燃阻火器;易爆炸且在爆燃距离范围外的气体及气体混合物选择爆轰阻火器。给出了各种易燃易爆气体和其他混合气体(含惰性气体或氧气等)的易燃性、易爆性和非易燃性计算方法。