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题名镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性与机理
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作者
纪文涛
郭潇潇
陈志滔
蔡冲冲
王燕
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
河南省燃爆动力灾害预警与应急工程技术研究中心
河南理工大学煤炭安全生产与清洁利用省部共建协同创新中心
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期157-168,共12页
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基金
国家自然科学基金(52374197)
国家重点研发计划“重大自然灾害防控与公共安全”重点专项(2022YFC3080700)
河南省优秀青年科学基金项目(212300410042)。
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文摘
为寻求新型、清洁、高效的聚乙烯粉尘爆炸抑制剂,将镁铝水滑石用于聚乙烯粉尘爆炸抑制,并从爆炸超压和最低着火温度两方面,分析了镁铝水滑石抑制聚乙烯粉尘爆炸特性,并与氢氧化铝、氢氧化镁进行对比。结果表明,镁铝水滑石对聚乙烯粉尘爆炸超压和最低着火温度的抑制作用均优于氢氧化铝和氢氧化镁。在爆炸超压的抑制方面,在抑制比为2时,镁铝水滑石可完全抑制聚乙烯粉尘爆炸,而氢氧化铝和氢氧化镁对聚乙烯达到完全抑爆所需的抑制比分别为4和5。最低着火温度的抑制方面,抑制比为1时,镁铝水滑石可使聚乙烯粉尘的最低着火温度提高290℃,大于氢氧化铝的260℃和氢氧化镁的250℃。此外,结合镁铝水滑石的热解特性及红外光谱,从物理作用和化学作用两个方面对聚乙烯粉尘爆炸的抑制机理进行分析,揭示了阻断爆炸反应的进程。
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关键词
镁铝水滑石
聚乙烯
抑爆特性
最低着火温度
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Keywords
Mg-Al hydrotalcite
polyethylene
explosion suppression characteristic
minimum ignition temperature
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分类号
O389
[理学—流体力学]
X937
[理学—力学]
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题名富氢甲烷的爆燃特性与爆炸抑制研究进展
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作者
蔡冲冲
苏洋
王燕
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
河南省燃爆动力灾害预警与应急工程技术研究中心
煤炭安全生产与清洁利用省部共建协同创新中心
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期12-35,共24页
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基金
国家重点研发计划“重大自然灾害防控与公共安全”重点专项(2022YFC3080700)
河南省优秀青年科学基金(212300410042)。
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文摘
氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,将氢气与天然气混合形成富氢燃料,可为能源结构向可再生和绿色能源转型提供支持,但也带来了更严峻的安全挑战。为系统了解富氢甲烷燃料的应用现状及富氢甲烷燃料的安全利用,通过文献调研,从爆燃火焰特性、爆炸特征参数、爆燃机理以及抑爆材料等方面对富氢甲烷爆燃特性与抑爆研究进行综述和讨论,并分析总结近年来的研究方向。发现随着氢气添加比的增加,火焰固有不稳定性、火焰传播速度和爆炸强度等参数存在不同程度的增强,抑爆材料的抑制效果不断减弱;目前针对多元因素耦合的富氢甲烷爆炸特性研究不足,抑爆剂协同抑爆机理尚未揭示清晰。基于此,对富氢甲烷燃料亟待解决的方向和今后研究重点进行展望,为富氢天然气产业规模化发展的安全问题提供理论依据。
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关键词
富氢甲烷
爆炸特征参数
爆燃机理
爆燃防控
抑爆材料
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Keywords
hydrogen-enriched methane
explosion characteristic parameters
deflagration mechanism
explosion prevention and control
explosion suppression materials
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分类号
O389
[理学—流体力学]
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题名改性沸石抑制乙烯爆炸性能及机理研究
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作者
王燕
杨帅帅
张国涛
徐子晖
毛文哲
纪文涛
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
河南省燃爆动力灾害预警与应急工程技术研究中心
煤炭安全生产与清洁利用省部共建协同创新中心
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出处
《化工学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第12期5048-5060,共13页
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基金
国家重点研发计划项目(2022YFC3080700)
国家自然科学基金面上项目(52374197)
河南省优秀青年科学基金项目(212300410042)。
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文摘
为研发抑制性能优异且廉价环保的新型乙烯抑爆材料,以沸石为基材,根据乙烯爆炸基元反应,选取氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷两种硅烷偶联剂对沸石进行表面改性,并采用20 L球形爆炸装置及5 L管道爆炸装置研究了改性后沸石对乙烯爆炸超压和火焰传播抑制性能。实验结果表明:采用水解法可将硅烷偶联剂接枝在沸石表面,成功制得氨丙基沸石和乙烯基沸石。相同条件下,浓度为1500 g·m^(-3)的沸石、氨丙基沸石、乙烯基沸石可使浓度为6.5%(体积分数)的乙烯爆炸压力分别降低31.40%、42.05%、43.43%,爆炸压力上升速率分别降低63.36%、91.22%、92.40%。浓度为900 g·m^(-3)的沸石、氨丙基沸石、乙烯基沸石均可显著降低浓度为6.5%的乙烯爆炸火焰亮度和火焰结构连续性,并使火焰平均传播速度分别降低60.46%、92.23%、93.16%。相比之下,改性沸石对乙烯爆炸超压和火焰的抑制作用更为显著,即改性沸石具有更为优异的乙烯爆炸抑制性能,且乙烯基沸石抑制性能优于氨丙基沸石。结合沸石及改性沸石热解特性及乙烯爆炸基元反应,从物理和化学两个方面分析了改性沸石对乙烯爆炸的抑制机理。
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关键词
沸石
粉体
安全
硅烷偶联剂
乙烯爆炸
爆炸抑制
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Keywords
zeolite
powders
safety
silane coupling agent
ethylene explosion
explosion suppression
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分类号
X937
[环境科学与工程—安全科学]
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题名半封闭空间内氢化镁粉尘爆炸火焰的传播特性
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作者
毛文哲
张国涛
杨帅帅
徐子晖
王燕
纪文涛
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机构
河南理工大学安全科学与工程学院
河南理工大学河南省燃爆动力灾害预警与应急工程技术研究中心
河南理工大学煤炭安全生产与清洁利用省部共建协同创新中心
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出处
《爆炸与冲击》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期172-182,共11页
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基金
国家自然科学基金(52374197,U22A20120)
河南省优秀青年科学基金(212300410042)。
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文摘
在自行搭建的5 L粉尘爆炸火焰传播特性实验装置中,实验研究了半封闭空间内氢化镁(MgH_(2))粉尘爆炸火焰的传播特性。实验结果表明:随MgH_(2)粉尘浓度的提高,MgH_(2)粉尘爆炸火焰由点火至稳定传播所用时间先缩短后延长以及预热区宽度先减小后增大,火焰亮度、锋面平滑度、及火焰传播速度呈先提高后降低的趋势,并在质量浓度为800 g/m^(3)时呈最佳燃烧状态。不同浓度的MgH_(2)粉尘爆炸火焰传播瞬时速度整体呈波动趋势,波动幅度随浓度的提高而先减小后增大,800 g/m^(3)时波动幅度最小,瞬时传播速度变化趋势随浓度的变化呈现不同的变化趋势。最后,根据MgH_(2)爆炸产物的XRD测试结果,分析MgH_(2)粉尘爆炸反应机理,发现MgH_(2)粉尘爆炸是以MgH_(2)燃烧反应为主并伴随有MgH_(2)和Mg(OH)2分解以及Mg和H_(2)氧化等多个总包反应的复杂过程,爆炸反应的最终产物为MgO。
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关键词
半封闭空间
储氢金属
氢化镁
爆炸
火焰传播
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Keywords
semi-enclosed space
hydrogen storage metal
magnesium hydride
explosion
flame propagation
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分类号
O381
[理学—流体力学]
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