本文關(guān)鍵詞：硫鐵化合物低溫氧化過程研究　出處：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：原油中的活性硫很容易腐蝕設(shè)備,腐蝕產(chǎn)物與空氣接觸發(fā)生氧化反應(yīng),進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故,研究硫鐵化合物低溫氧化過程,具有重要意義。本文以鐵銹模擬物為原材料研究硫鐵化合物低溫氧化過程,鐵銹模擬物由Fe_2O_3、Fe_3O_4和Fe(OH)_3組成,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為61.5%、27.8%和10.7%,硫化后生成不穩(wěn)定的硫鐵化合物,與空氣接觸后極易自燃。通過硫鐵化合物樣品的氧化升溫曲線,研究不同干燥時間對氧化過程的影響,測定樣品自燃點并研究含水率、粒度和通風(fēng)條件對自燃點的影響;通過S單質(zhì)和硫酸根(SO_4~(2-))離子的含量變化研究固態(tài)S元素遷移過程,通過SO_2氣體濃度變化規(guī)律探究氣態(tài)S元素遷移過程。主要研究內(nèi)容如下:采用測溫系統(tǒng)研究不同干燥時間對硫鐵化合物樣品氧化升溫曲線的影響。結(jié)果表明:未干燥的樣品1和干燥0.5 h的樣品2溫度明顯升高,存在三個升溫階段,氧化速率較大,干燥1 h的樣品3和干燥2 h的樣品4沒有明顯升溫趨勢;樣品1和樣品2的最大升溫速率分別為2.81℃/s和2.77℃/s,氧化傾向性分別為647.14℃2/s和870.36℃2/s,表明二者具有較高的氧化自熱傾向性,樣品3和樣品4幾乎沒有氧化自熱傾向性。干燥0.5 h的樣品自燃點為77.2326℃,自燃點較低,表明樣品自熱傾向性較高;含水率為5%的樣品自燃點最低,自燃危險性最大,含水率較高(10%)和較低(1%)的樣品自燃點均較高,自燃危險性較小;樣品粒度越小,自燃點越低,自燃危險性越大,反之,自燃危險性越小;打開通風(fēng)櫥后,空氣流量增大,供氧條件得以改善,促進(jìn)氧化反應(yīng)進(jìn)行,使硫鐵化合物自燃點降低,樣品自燃危險性更大。研究S單質(zhì)在氧化過程中含量變化。結(jié)果表明:第一升溫階段樣品溫度低于自燃點,發(fā)生不完全氧化反應(yīng),S單質(zhì)質(zhì)量迅速增加;第二升溫階段S單質(zhì)的氧化反應(yīng)和樣品自燃進(jìn)程相互促進(jìn),S單質(zhì)質(zhì)量比第一升溫階段少,比未氧化時多;第三升溫階段S單質(zhì)被氧化生成SO_2氣體,質(zhì)量迅速減少,甚至低于未氧化時的。研究硫酸根(SO_4~(2-))離子各階段含量變化。結(jié)果表明:SO_4~(2-)離子含量隨氧化反應(yīng)進(jìn)行整體呈上升趨勢,SO_4~(2-)離子含量變化代表著樣品中硫化鐵被氧化的量,單位時間內(nèi)硫酸根離子(SO_4~(2-))含量變化越大,樣品氧化速率越大。運用ecom-D煙氣分析儀研究SO_2氣體濃度變化規(guī)律及空氣流量對氣體濃度的影響。結(jié)果表明:空氣流量為100ml/min時,樣品溫度沒有達(dá)到自燃點,釋放出極少量的SO_2氣體;空氣流量為200ml/min時,樣品溫度超過自燃點,釋放出大量的SO_2氣體;在研究范圍內(nèi),空氣流量越大,開始釋放出SO_2氣體的時間越早,SO_2氣體的最大濃度值越大,在最大濃度值附近持續(xù)時間也越長;結(jié)合升溫狀況,SO_2氣體濃度變化可以表征硫鐵化合物的氧化進(jìn)程。結(jié)合實驗結(jié)果,關(guān)于硫鐵化合物自燃防治措施,可以采用控制溫度、控制氧氣濃度、控制水分、利用鈍化法、添加緩蝕劑的預(yù)防措施;也可以采用設(shè)置SO_2氣體自動控制連鎖裝置,及時發(fā)出警報的治理措施。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.21

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本文編號：1310079