基于改進(jìn)的20 L球形爆炸裝置,實驗測量了乙烯/聚乙烯兩相體系爆炸特性參數(shù),系統(tǒng)地分析了兩相體系爆炸下限和爆炸強(qiáng)度變化規(guī)律,并對比分析了乙烯、聚乙烯和乙烯/聚乙烯3種體系爆炸強(qiáng)度之間的關(guān)系。結(jié)果表明:乙烯誘導(dǎo)聚乙烯最小爆炸濃度顯著降低,低于爆炸下限的乙烯氣體與低于最小爆炸濃度的聚乙烯混合后仍具有爆炸危險性。向不同濃度的聚乙烯粉塵中添加乙烯后,爆炸壓力pex和壓力上升速率（dp/dt）ex均顯著提高,但增幅隨粉塵濃度的增大而減小。乙烯/聚乙烯兩相體系最大爆炸壓力pmax和爆炸指數(shù)Kst均隨乙烯濃度的增大而增大,但不同乙烯濃度下的兩相體系最大爆炸壓力pmax和爆炸指數(shù)Kst均大于單相聚乙烯粉塵,小于單相乙烯氣體。 

【文章來源】：化工學(xué)報. 2017,68(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

實驗裝置Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup

合體系的爆炸壓力變化規(guī)律[18]。因此，本實驗采用點火能量為0.5kJ的化學(xué)點火頭進(jìn)行點火。該點火頭引起的壓力峰值約為0.008MPa，相對較小，在很大程度上避免了點火頭對混合體系爆炸壓力變化規(guī)律的影響。采用德國產(chǎn)EHPMC131型高頻壓力傳感器測量爆炸壓力，量程為2MPa，采集頻率為5kHz。粒徑作為影響粉塵爆炸特性的重要因素，必然對兩相體系爆炸特性具有重要影響。但是，為了首先明確可燃?xì)怏w在兩相體系中的作用，僅對一種粒徑的聚乙烯粉塵進(jìn)行研究，中位直徑為19μm。實驗前均進(jìn)行干燥處理，其粒徑和結(jié)構(gòu)分布如圖2、圖3所示。實驗使用的乙烯純度為99.99%。為了確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個實驗工況至少重復(fù)3次。圖2聚乙烯粉塵粒徑分布Fig.2Particlesizedistributionofpolyethylenedust2實驗結(jié)果與分析2.1單相乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性實驗首先在相同初始條件下分別測試了單相乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性參數(shù)（表1），以期為兩圖3聚乙烯粉塵掃描電鏡圖Fig.3Scanningelectronmicroscopeofpolyethylenedust相體系爆炸特性變化規(guī)律的分析提供參考。由表1可知，乙烯最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)均遠(yuǎn)大于聚乙烯粉塵，這是由介質(zhì)自身燃燒特性決定的。另外，該實驗測得乙烯最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)均高于文獻(xiàn)中在靜態(tài)條件下的測量值[26]。這是因為初始湍流能夠顯著影響可燃?xì)怏w爆炸特性參數(shù)，特別是最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)[27-29]。表1乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性參數(shù)Table1ExplosionparametersofethyleneandpolyethylenedustMaterialpmax/MPa(dp/dt)max/MPa·s1Kst/MPa·m·s1MEC/g·m3LFL/%ethylene0.84271.647.373—2.70polyethylene0.

?的爆炸壓力變化規(guī)律[18]。因此，本實驗采用點火能量為0.5kJ的化學(xué)點火頭進(jìn)行點火。該點火頭引起的壓力峰值約為0.008MPa，相對較小，在很大程度上避免了點火頭對混合體系爆炸壓力變化規(guī)律的影響。采用德國產(chǎn)EHPMC131型高頻壓力傳感器測量爆炸壓力，量程為2MPa，采集頻率為5kHz。粒徑作為影響粉塵爆炸特性的重要因素，必然對兩相體系爆炸特性具有重要影響。但是，為了首先明確可燃?xì)怏w在兩相體系中的作用，僅對一種粒徑的聚乙烯粉塵進(jìn)行研究，中位直徑為19μm。實驗前均進(jìn)行干燥處理，其粒徑和結(jié)構(gòu)分布如圖2、圖3所示。實驗使用的乙烯純度為99.99%。為了確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，每個實驗工況至少重復(fù)3次。圖2聚乙烯粉塵粒徑分布Fig.2Particlesizedistributionofpolyethylenedust2實驗結(jié)果與分析2.1單相乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性實驗首先在相同初始條件下分別測試了單相乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性參數(shù)（表1），以期為兩圖3聚乙烯粉塵掃描電鏡圖Fig.3Scanningelectronmicroscopeofpolyethylenedust相體系爆炸特性變化規(guī)律的分析提供參考。由表1可知，乙烯最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)均遠(yuǎn)大于聚乙烯粉塵，這是由介質(zhì)自身燃燒特性決定的。另外，該實驗測得乙烯最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)均高于文獻(xiàn)中在靜態(tài)條件下的測量值[26]。這是因為初始湍流能夠顯著影響可燃?xì)怏w爆炸特性參數(shù)，特別是最大爆炸壓力上升速率和爆炸指數(shù)[27-29]。表1乙烯和聚乙烯粉塵爆炸特性參數(shù)Table1ExplosionparametersofethyleneandpolyethylenedustMaterialpmax/MPa(dp/dt)max/MPa·s1Kst/MPa·m·s1MEC/g·m3LFL/%ethylene0.84271.647.373—2.70polyethylene0.5737.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]聚丙烯產(chǎn)品料倉閃爆原因分析及對策措施[J]. 吳俊祿,季云彬.  石油化工安全技術(shù). 2003(06)



本文編號：3472641