煤尘云最低着火温度及抑制技术研究

发布时间：2017-09-28 14:21

  本文关键词：煤尘云最低着火温度及抑制技术研究

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【摘要】：煤在生产、加工、运输和存储过程中,会产生大量煤粉,煤粉悬浮于空气中形成易燃易爆的煤尘云,遇到点火源,就可能发生燃烧爆炸事故。惰性粉体抑制技术能够预防煤粉燃烧爆炸事故的发生,是保障安全生产的关键。因此,研究煤粉燃烧爆炸特性,探索惰性粉体对煤粉燃烧爆炸的抑制机理及抑制规律具有非常重要的实际意义。本文论述了国内外粉体抑制技术的研究及发展现状,讨论了惰性粉体的抑制机理,利用粉尘云最低着火温度测试系统Godbert-Greenwald恒温炉对煤尘云最低着火温度及影响因素进行了研究,定性定量研究了分散压力、煤粉浓度、煤粉粒径和环境因素对煤尘云最低着火温度的影响。探究了惰性粉体磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、磷酸二氢钙(Ca(H2PO4)2)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸氢钾(KHCO3)、碳酸钙(CaCO3)、氢氧化铝(Al(OH)3)、二氧化硅(SiO2)、氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)对煤尘云最低着火温度的抑制机理及抑制规律,研究结果表明:(1)煤尘云的最低着火温度与分散压力和环境因素有关,煤尘云最低着火温度随分散压力的增大先减小后增大,存在最佳分散压力,此时煤尘云的最低着火温度最小;高浓度煤尘云的最佳分散压力要高于低浓度煤尘云,煤粉浓度为0.454、1.364、2.273、4.540 kg/m3,其最佳分散压力分别为0.02、0.03、0.03、0.035 MPa;煤尘云的最低着火温度随环境温度升高而降低,随环境湿度升高而升高。(2)煤尘云的最低着火温度受浓度和粒径影响,煤尘云的最低着火温度随着煤粉浓度增加先降低后缓慢升高,存在敏感浓度,此浓度下煤尘云的最低着火温度最小;此外,煤尘云的敏感浓度随分散压力升高而升高,分散压力为0.03、0.04、0.05 MPa时,煤尘云的敏感浓度依次为1.364、2.273、2.273 kg/m3;煤尘云的最低着火温度随煤粉粒径增大而增大。(3)煤尘云的最低着火温度随惰性粉体含量升高而升高,存在突变浓度,即此浓度的惰性粉体对煤尘云的最低着火温度抑制效果显著提高;煤尘云的最低着火温度随着惰性粉体粒径增大而降低,粒径对CaCO3抑制效果的影响程度要比NH4H2PO4大。(4)物理抑制机理的惰性粉体对煤尘云最低着火温度的抑制效果大小依次为CaCO3Al(OH)3SiO2,CaCO3抑制效果最佳,对煤尘云最低着火温度的完全抑制浓度为66.7%,CaCO3、SiO2和Al(OH)3的突变浓度为40%;化学抑制机理的惰性粉体NaCl的抑制效果强于KCl,NaCl的突变浓度出现在40%;物理化学抑制机理的惰性粉体的抑制效果从强到弱依次为NH4H2PO4Ca(H2PO4)2KH2PO4NaHCO3KHCO3,磷酸二氢盐的抑制效果强于碳酸氢盐;NaHCO3的抑制效果要强于KHCO3。(5)NH4H2PO4的抑制效果最好,CaCO3、Ca(H2PO4)2和KH2PO4的抑制效果优异,Al(OH)3、NaCl和NaHCO3的抑制效果一般,SiO2、KCl和KHCO3的抑制效果较弱。NH4H2PO4和CaCO3的混合粉体的抑制效果介于NH4H2PO4和CaCO3之间,惰性混合粉体中随着NH4H2PO4的质量占比的升高抑制效果增强。
【关键词】：煤尘云 最低着火温度 惰性粉体 抑制
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD714.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景与意义10-14
• 1.2 国内外研究现状14-20
• 1.2.1 粉尘燃烧爆炸机理15
• 1.2.2 粉尘爆炸特性参数15-19
• 1.2.3 惰性粉体抑制剂19-20
• 1.3 本课题的主要研究内容20-22
• 2 粉尘燃烧爆炸理论22-28
• 2.1 粉尘燃烧爆炸条件22-23
• 2.2 粉体燃烧爆炸机理23-24
• 2.3 粉体燃烧爆炸特性24-25
• 2.4 粉体燃烧爆炸影响因素25-28
• 3 粉尘最低着火温度及惰性粉体抑制理论28-32
• 3.1 粉尘最低着火温度28-29
• 3.1.1 粉尘最低着火温度定义及测试方法28
• 3.1.2 粉尘最低着火温度影响因素28-29
• 3.2 惰性粉体抑制理论29-32
• 3.2.1 惰性粉体抑制剂及抑制机理29-31
• 3.2.2 惰性粉体抑制作用影响因素31-32
• 4 实验设备装置32-38
• 4.1 最低着火温度测试系统32-36
• 4.4.1 测试系统组成32-34
• 4.4.2 实验原理34
• 4.4.3 实验步骤34-36
• 4.2 真空干燥箱36-37
• 4.3 行星球磨机37-38
• 5 煤尘云最低着火温度及影响因素研究38-48
• 5.1 煤尘云最低着火温度研究38-39
• 5.1.1 研磨筛分38
• 5.1.2 真空干燥38-39
• 5.1.3 煤尘云最低着火温度测试39
• 5.2 煤尘云最低着火温度影响因素研究39-47
• 5.2.1 分散压力39-41
• 5.2.2 煤粉浓度41-43
• 5.2.3 煤粉粒径43-44
• 5.2.4 环境因素44-47
• 5.3 本章小结47-48
• 6 惰性粉体对煤尘云最低着火温度影响研究48-62
• 6.1 物理抑制作用研究48-51
• 6.2 化学抑制作用研究51-53
• 6.3 物理化学抑制作用研究53-56
• 6.4 惰性粉体抑制效果对比研究56-57
• 6.5 惰性粉体粒径对煤尘云最低着火温度影响研究57-59
• 6.6 混合粉体抑制效果研究59-60
• 6.7 本章小结60-62
• 7 结论与展望62-65
• 7.1 结论62-64
• 7.2 展望64-65
• 参考文献65-71
• 攻读硕士期间发表的论文及取得的研究成果71-72
• 致谢72-73

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本文编号：936330