磷酸二氢铵对金属粉尘的爆炸抑制研究

发布时间：2017-08-17 05:24

  本文关键词：磷酸二氢铵对金属粉尘的爆炸抑制研究

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【摘要】：工业上，金属粉尘的爆炸事故频繁发生，从而导致了大量的人员伤亡和巨大的财产损失。目前，在预防、抑制粉尘爆炸方面国内外主要有以下几种方法：第一，消除点火源；第二，避免粉尘云的形成；第三，采用隔离、泄放、通风等一系列保护措施。由于工业生产中潜在的点火源非常多，而且还有很多不可避免的静电环境和静电效应，消除点火源几乎是不可能的。而在粉体加工时，会有大量的粉尘暴露在空气中形成可引发爆炸的粉尘云，所以要想避免形成粉尘云也非常困难。采取通风、泄放、隔离等一系列保护措施确实能有效减少粉尘爆炸的可能性，但是如果这些保护措施失效，后果将会无法想象。而将粉尘惰化能有效提高粉尘最小点火能，从而避免爆炸事故的发生，属于本质安全方法。 本文通过查阅国内外粉尘抑爆技术和方法的研究现状，利用1.2L Hartmann试验装置进行试验，研究了磷酸二氢铵对镁粉、铝粉、钛粉三种金属粉尘的爆炸抑制作用。试验结果表明： （1）在金属粉尘镁粉、铝粉、钛粉中分别添加质量分数为60%、10%、70%粒径为75μm的磷酸二氢铵时，连续点火10次金属粉尘都不能被引燃，此时金属粉尘被完全惰化；而在金属粉尘中分别添加质量分数分别为80%、40%、90%粒径为75μm的碳酸钙时，，金属粉尘才能被完全惰化；结果表明：磷酸二氢铵作为金属粉尘的抑爆剂，抑爆效果比碳酸钙更显著。 （2）在金属粉尘镁粉、铝粉、钛粉中添加粒径分别为75μm、90μm、109μm的磷酸二氢铵，要达到金属粉尘完全惰化所需磷酸二氢铵的质量分数不同，镁粉为60%、80%、110%，铝粉为10%、15%、20%，钛粉为70%、90%、120%，通过试验结果和数据分析可得：随着金属粉尘中所添加的磷酸二氢铵粒径不断增大，能使金属粉尘完全惰化所需的质量分数也不断增大；三种金属粉尘抑爆试验中，磷酸二氢铵对铝粉的抑爆效果最佳，对镁粉的抑爆效果次之，对钛粉的抑爆效果最差。 （3）在金属粉尘镁粉、铝粉、钛粉中添加相同粒径的磷酸二氢铵，随着质量分数的增加，混合粉尘皆由剧烈爆炸到轻微爆炸或剧烈燃烧再到无法被引燃，试验现象表明：在金属粉尘被完全惰化之前，金属粉尘中所添加的磷酸二氢铵的质量分数越大，对金属粉尘的抑爆效果越好。
【关键词】：磷酸二氢铵 镁粉 铝粉 钛粉 粉尘爆炸 抑爆
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X928.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-20
• 1.2.1 工业粉尘研究现状12-16
• 1.2.2 抑爆方法研究现状16-18
• 1.2.3 惰性粉尘抑爆研究现状18-20
• 1.3 本文的主要工作20-22
• 2 相关理论知识22-32
• 2.1 粉尘爆炸理论22-28
• 2.1.1 粉尘爆炸的发生条件22-23
• 2.1.2 粉尘爆炸的特点23-24
• 2.1.3 粉尘爆炸的机理24-25
• 2.1.4 粉尘的爆炸特性25-27
• 2.1.5 粉尘爆炸的影响因素27
• 2.1.6 粉尘爆炸的危害27-28
• 2.2 磷酸二氢铵抑爆机理28-29
• 2.3 爆炸极限29-30
• 2.4 最小点火能30-32
• 3 粉尘抑爆试验系统32-40
• 3.1 实验系统的组成32-37
• 3.1.1 哈特曼管32-35
• 3.1.2 供气系统35
• 3.1.3 防护系统35-36
• 3.1.4 操作系统36-37
• 3.1.5 图表记录器37
• 3.2 试验方法及计算37-39
• 3.2.1 试验测试方法37-38
• 3.2.2 火花能量的计算38-39
• 3.3 试验过程39-40
• 4 金属粉尘抑爆试验研究40-58
• 4.1 磷酸二氢铵和碳酸钙抑爆效果比较试验40-45
• 4.1.1 磷酸二氢铵和碳酸钙对镁粉的抑爆效果比较试验41-42
• 4.1.2 磷酸二氢铵和碳酸钙对铝粉的抑爆效果比较试验42-43
• 4.1.3 磷酸二氢铵和碳酸钙对钛粉的抑爆效果比较试验43-45
• 4.2 磷酸二氢铵对金属粉尘的抑爆试验45-58
• 4.2.1 磷酸二氢铵对镁粉的抑爆试验46-50
• 4.2.2 磷酸二氢铵对铝粉的抑爆试验50-54
• 4.2.3 磷酸二氢铵对钛粉的抑爆试验54-58
• 5 结论及展望58-60
• 5.1 结论58
• 5.2 本文的不足和展望58-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士期间发表论文情况65-66
• 致谢66-67

【参考文献】

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本文编号：687333