惰性气体对甲烷爆炸极限的影响

利用公式△U=-0.1196n/λ计算20℃、0.1MPa、惰性气体处于临界浓度时甲烷爆炸反应形成的温度T2,进而计算了爆炸形成的压力p2.若惰性气体为CO2,则T2=1380K,p2=0.47MPa;若惰性气体为CCl4,则T2=1372K,p2=0.47MPa;若惰性气体为N2,则为T2=1361K,p2=0.46MPa;若惰性气体为Ar,则T2=1354K,p2=0.46MPa;若无惰性气体,甲烷的浓度为爆炸下限,则T2=1341K,p2=0.46MPa.     

甲烷在直流放电等离子体中形成自由基研究

采用发射光谱分析法对直流辉光放电等离子体裂解甲烷所产生的自由基H·(656.3nm),CH3·(724.6nm),CH2·(341.9nm)及CH·(431.42nm)的发射光谱强度进行了在线测量和分析描述.结果表明:在甲烷等离子体空间存在激发态的甲基、亚甲基、次甲基、氢自由基,各自由基的形成规律具有相似性,即其光谱强度都有一个开始时大幅上升,达到峰值后下降或稳定,最后伴有强度的小波动逐渐进入准动态平衡过程,但各自由基的成分比例在放电的不同时间是不同的,且随放电条件而异;各自由基的形成规律受进料量(气压)的影响是不同的.     

甲烷和正庚烷的爆炸特性试验

为有效防止工业生产中气体和液体(蒸气)爆炸事故的发生,需要获得相关物质的爆炸特性参数.对此,基于传统的20 L球形爆炸测试装置,对宏观静止和流动状态下甲烷和正庚烷的最大爆炸压力(pmax)、最大爆炸压力上升率((dp/dt)max)和爆炸指数(KG)进行了测量和分析.结果表明:在2种状态下,甲烷的pmax和(dp/dt...     

水平管道内甲烷爆炸压力传播实验

借助自行研制的瓦斯爆炸水平管道模拟巷道,通过实验研究低浓度瓦斯爆炸特征参数及爆炸压力在水平管道内的传播规律。结果表明：爆炸极限范围内的甲烷气体,在燃爆腔体内（点火段附近）爆炸超压随甲烷浓度的增大呈先增大后减小的趋势;甲烷体积分数为9．4％时,爆炸压力最大,为0．165670MPa,对应时间为76．8ms。在燃爆腔体一扩散管路内,气体爆炸压力峰值呈波动性变化;距点火段3600mm处、体积分数为9．4％的甲烷气体爆炸压力最大,爆炸超压为0．181228MPa。实验中甲烷爆炸超压的体积分数为9．4％。该研究为管道及煤矿巷道瓦斯爆炸事故分析提供了参考。     

超细Al(OH)3粉体抑制甲烷爆炸的实验研究

粉体材料能够有效地抑制矿井瓦斯爆炸,其粒径越小,抑爆作用越明显,但对于不同浓度的甲烷和空气混合气体而言,粉体材料抑制爆炸的效果不同.文中采用20 L球形不锈钢爆炸罐试验系统,考察粒径1.3μm超细Al(OH)3粉体对不同浓度的甲烷和空气混合气体的抑爆效果.实验结果表明,超细Al(OH)3粉体对抑制甲烷爆炸有效果,对于不同甲烷浓度的甲烷-空气混合气体,可使其最大爆炸压力平均降低11.08%,最大压力上升速率平均降低66.15%,到达最大爆炸压力的时间平均降低57.53%.研究结果对于超细粉体应用于矿井瓦斯爆炸的控制具有一定的指导意义.     

等离子体催化转化甲烷合成C2烃的研究进展

甲烷是天然气的主要成份,由于其化学性质稳定。因而将甲烷直接转化合成C2烃难度很大。本文论述了利用等离子体活化及等离子体与催化剂协同活化甲烷转化的国内外研究进展。同时对其反应机理进行了讨论,分析了当前利用等离子体活化甲烷所存在的问题。并提出了今后的研究方向。     

半封闭空间甲烷爆炸初期火焰传播时空分布研究

通过小尺度实验,研究了半封闭空间甲烷爆炸火焰前沿位置、传播速度随时间和空间的变化规律,以及甲烷浓度对其的影响。研究得出：在时间分布上,甲烷爆炸初期欠焰前沿位置和传播速度随时间近似呈指数型增长,传播速度存在波动性;甲烷浓度越大,火焰初始传播速度越大。在空间分布上,在火焰前沿达到管道长径比蓬～6之前,传播速度在20m/s以下,达到4～6处,速度开始明显增大;在管径相确的管道中,甲烷在化学当量比附近由燃烧达到爆炸的距离最短;当甲烷浓度向大小两个方向变化时,由燃烧达到爆炸的距离逐渐增大。     

甲烷直流放电等离子体中氢自由基形成规律研究

目的研究了甲烷直流放电等离子体中氢自由基的形成规律、高纯度(体积比99.99%)甲烷气的分解规律,以及氢自由基的吸收光谱强度随放电时间的变化规律。方法用光电光谱技术代替常规的化学测试方法,测量了纯甲烷直流放电等离子体中甲烷的红外发射光谱2.3μm和氢自由基的656.3 nm吸收光谱。为甲烷气的分解与再利用研究提供了实验依据。结果由氢的吸收光谱强度变化证明了甲烷在直流放电等离子体中的分解过程是一个开始时迅速分解,尔后逐渐减慢,直到最后达到动态平衡的过程。结论在上述分解过程中,甲烷分子总量经历了一个开始不断减少,最终达到动态平衡的过程。这个过程伴随着氢自由基的变化。为甲烷的分解与再利用研究提供了实验依据。     

甲烷氧化偶联制C2烃La2O3基催化剂的研究

本文的实验结果表明,具有开放型本征构型的La_2O_3对甲烷氧化偶联反应有相当好的活性和选择性,在750℃、原料气空速6.O×10~4ml.g~(-1).h~(-1),CH_4:O_2:N_2=3.7:l.0:9.0(V/V)的反应条件下,氧接近全部转化,甲烷转化率达25.4％,C_2烃选择性为43.6％,添加碱土金属(Ca、Sr、Ba)氧化物或碳酸盐能显著地改善催化剂的性能,在上述反应条件下,60mol％Ba-La_2O_3催化剂的C_2烃选择性达到58％。     

甲烷浓度和煤粉粒径对混合爆炸火焰传播速度的影响

为评价瓦斯空气煤粉混合爆炸危险性大小,探究爆炸机理,方便相关事故原因分析,利用水平透明玻璃式爆炸管道,探究了甲烷浓度、煤粉粒径对复合爆炸中火焰传播速度的影响。实验结果表明:随着甲烷浓度的增大,火焰传播速度先增大后减小,在接近爆炸上限浓度和爆炸下限浓度时达到最大值;随着煤粉粒径的增大,火焰传播速度逐渐变小,最大火焰传播速度也变小,甲烷浓度为10%,煤粉粒径为30μm时火焰传播速度最大。     

N2对甲烷-空气预混气体爆炸火焰传播稳定性的影响

为了探究N2惰化作用对甲烷-空气预混气体火焰稳定性的影响,利用自主搭建的1m3球形爆炸实验系统,实验研究了球形火焰稳定性及其影响因素。通过研究结果表明,仅改变甲烷浓度：贫燃条件下,热-质扩散不稳定性与流体力学不稳定性的共同作用是火焰前期失稳的主要因素,在甲烷浓度在化学计量比附近时,火焰稳定性最弱;继续增大甲烷浓度,热扩散因素开始制约D-L不稳定性对火焰表面扰动的影响,因此甲烷浓度为13%的火焰稳定性仅略大于10%的甲烷浓度。随着甲烷浓度向爆炸极限靠近时,可以明显观察到火焰上浮,浮力不稳定性成为主导因素。改变氮气添加比：相较于热-质扩散不稳定性,流体力学不稳定性对氮气添加比的变化更为敏感,添加比大于8%时,在流体力学不稳定性影响下,火焰稳定性迅速增强。     

鲁米诺-H2O2-CuS04体系中针剂维生素C的抗自由基活性

采用鲁米诺-H2O2-CuSO4化学发光体系，测定了2种不同厂家生产的维生素C的抗自由基活性，比较了2种维生素C针剂的自由基清除率。结果表明，该体系可以用于抗自由基活性检测，方法简单快速。     

超细水雾对甲烷-煤尘爆炸过程抑制机理研究

为了研究超细水雾对甲烷-煤尘混合爆炸过程的作用规律,在20 L长方体爆炸装置中进行了抑爆实验.同时基于甲烷气体、雾滴颗粒、煤尘颗粒在受限空间内的蒸发、脱挥发、燃烧过程,建立了超细水雾抑制甲烷-煤尘混合爆炸的数学模型.同实验进行对比可知,数值模拟得到的爆炸压力可准确反映实际爆炸过程.结果表明,超细水雾的加入改变了爆炸的传播规律.与无抑制的甲烷-煤尘混合爆炸相比,加入超细水雾降低了已燃区的气相温度及煤尘颗粒温度,并推迟了火焰阵面沿轴向的传播过程.煤尘颗粒温度分布表明,超细水雾在推迟煤尘颗粒升温过程的同时,反应区煤尘颗粒的中位温度也明显降低.随着超细水雾浓度的不断增加,其对甲烷-煤尘混合爆炸的气相燃烧过程和颗粒脱挥发及燃烧过程的抑制效果也不断增强.研究可为工业生产中甲烷-煤尘爆炸强度预测和水雾抑制提供参考.     

茜素紫光度法检测H2O2／CO2+产生的羟自由基

研究了用茜素紫的氧化来显色测定Co     

SO_2,NO 等离子体净化中自由基行为的分析

建立一个简单而合理的化学反应模型，对等离子体条件下活性自由基在ＳＯ２和ＮＯ净化中的行为和作用进行化学动力学分析．结果表明，ＯＨ，Ｏ和ＨＯ２基在ＳＯ２和ＮＯ气相氧化脱除中起主导作用，在整个净化机制中，气相反应的贡献仅占２０％左右；气溶胶表面的催化作用加强了ＳＯ２和ＮＯ的氧化速度，异相反应对ＳＯ２和ＮＯ净化有重要贡献，一个气溶胶可提供１０７ｃｍ－３的自由基．动力学模拟结果与实验结果定性相符．动力学研究结果为等离子体过程的优化提供依据     

C_7H_15自由基裂解反应机理及速率常数的理论研究

采用CBS-QB3方法构建了C7H15自由基裂解反应势能剖面。计算结果表明,4种不同构型的C7H15自由基(1-C7H15,2-C7H15,3-C7H15,4-C7H15)发生多种不同类型的β位断裂,裂解成C2—C6烯烃和新的自由基。新的自由基继续发生β位断裂,形成诸如CH3自由基以及CH2CH2、CH3CHCH2等烯烃。此外,利用VKLab程序包及Wigner校正模型在200~3 000 K温度范围内计算了4种C7H15自由基各类β位断裂反应速率常数。其中1-C3H7→C2H4+CH3反应速率常数的结果与试验结果非常吻合。     

CF2自由基电子激发态解离通道的静力学分析

本文根据原子分子反应静力学的基本原理,利用对称性关联的方向性原则,研究了三原子CF2体系的可能解离通道.在轨道和自旋规则限制下,得到了母体自由基特定电子态与解离碎片电子态之间的对应关系,并具体给出了CF2自由基在不同电子态下可能的解离通道.     

NH2自由基电子基态及激发态解离通道的静力学分析

本文利用原子分子反应静力学的基本原理,研究了NH2自由基体系的可能解离通道,得到了NH2自由基电子基态2B1及第一激发态2A1合理的解离通道。     

氢化物BH2自由基分子光谱强度和吸收系数的研究

利用乘积近似法构建配分函数模型,再将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温,进一步编制程序,计算了氢化物BH2自由基分子配分函数和001-000跃迁带不同温度下的谱线强度和吸收系数.结果表明计算的配分函数值与高斯计算和五阶多项式拟合值,不管是在常温还是高温下,都符合较好,这说明构建的模型是可靠的,可以用来进一步研究谱线强度和吸收系数;从获得不同温度段的模拟光谱强度图也可以看出,本文计算结果与文献中的非对称陀螺分子谱带形状基本一致.这对进一步从实验上测量自由基分子高温光谱具有一定的参考作用.