化工学报 ›› 2019, Vol. 70 ›› Issue (9): 3601-3615.DOI: 10.11949/0438-1157.20190223
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罗振敏1,2,3(),苏彬1,2(),王涛1,2,程方明1,2,3
收稿日期:
2019-03-11
修回日期:
2019-06-09
出版日期:
2019-09-05
发布日期:
2019-09-05
通讯作者:
罗振敏,苏彬
作者简介:
罗振敏(1976—),女,博士,教授,基金资助:
Zhenmin LUO1,2,3(),Bin SU1,2(),Tao WANG1,2,Fangming CHENG1,2,3
Received:
2019-03-11
Revised:
2019-06-09
Online:
2019-09-05
Published:
2019-09-05
Contact:
Zhenmin LUO,Bin SU
摘要:
为研究C2H6/C3H8对甲烷爆炸极限参数及动力学特性的影响,采用标准的可燃气体爆炸极限测定装置测定了不同配比的C2H6/C3H8混合气体对甲烷爆炸极限的影响规律,同时得出了氮气惰化条件下甲烷爆炸临界参数的变化规律。此外,利用Chemkin软件模拟了C2H6/C3H8混合气体对甲烷爆炸过程中中间产物浓度的影响情况,并进行了敏感性分析。结果表明,C2H6/C3H8的存在降低了甲烷的爆炸上下限,增大了甲烷的爆炸危险度;在氮气惰化过程中甲烷的爆炸上限下降,爆炸下限上升,最终爆炸上下限重合,重合点处甲烷浓度和氮气临界浓度均随C2H6/C3H8的添加而逐渐减小;此外,C2H6/C3H8混合气体使甲烷爆炸过程中CO和·H的生成量逐渐增大,而CO2、·O和·OH的生成量则有下降趋势,通过对爆炸过程中甲烷体积的敏感性分析,发现C2H6/C3H8的存在在某种程度上促进了甲烷爆炸。对比不同配比的C2H6/C3H8混合气体,发现C3H8含量越高,其对甲烷爆炸过程中相关参数的影响越大,这可为工矿企业的安全生产提供一定的理论依据。
中图分类号:
罗振敏, 苏彬, 王涛, 程方明. C2H6/C3H8影响CH4爆炸极限参数及动力学特性研究[J]. 化工学报, 2019, 70(9): 3601-3615.
Zhenmin LUO, Bin SU, Tao WANG, Fangming CHENG. Study on effects of C2H6/C3H8 on explosion limits and chemical kinetics[J]. CIESC Journal, 2019, 70(9): 3601-3615.
序号 | C2H6/%(vol) | C3H8/%(vol) |
---|---|---|
配比1 | 0 | 0 |
配比2 | 100 | 0 |
配比3 | 75 | 25 |
配比4 | 50 | 50 |
配比5 | 0 | 100 |
表1 混合气体配比情况
Table 1 Ratios of gas mixture
序号 | C2H6/%(vol) | C3H8/%(vol) |
---|---|---|
配比1 | 0 | 0 |
配比2 | 100 | 0 |
配比3 | 75 | 25 |
配比4 | 50 | 50 |
配比5 | 0 | 100 |
序号 | 可燃气体/%(vol) | N2/%(vol) | O2/%(vol) | 初始温度/K | 初始压力/Pa | 计算时间/s |
---|---|---|---|---|---|---|
工况1 | 9.5CH4+2%配比1 | 71.495 | 19.005 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况2 | 9.5CH4+2%配比2 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况3 | 9.5CH4+2%配比3 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况4 | 9.5CH4+2%配比4 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况5 | 9.5CH4+2%配比5 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
表2 数值计算初始参数
Table 2 Initial parameters
序号 | 可燃气体/%(vol) | N2/%(vol) | O2/%(vol) | 初始温度/K | 初始压力/Pa | 计算时间/s |
---|---|---|---|---|---|---|
工况1 | 9.5CH4+2%配比1 | 71.495 | 19.005 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况2 | 9.5CH4+2%配比2 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况3 | 9.5CH4+2%配比3 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况4 | 9.5CH4+2%配比4 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
工况5 | 9.5CH4+2%配比5 | 69.915 | 18.585 | 1350 | 101325 | 0.02 |
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