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安全与环境学报2024年第11期:纳米复合抑爆粉体抑制甲烷煤尘混合爆炸动力学机理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张延松;徐畅;秦江;牛艳杰;黄钰雄;张新燕;

单位:山东科技大学安全与环境工程学院;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;青岛市生产安全火灾事故智能控制工程中心;

摘要:为寻求高效的甲烷煤尘混合爆炸抑爆手段,对草酸钾-蒙脱石纳米复合抑爆粉体(Potassium Oxalate-Montmorillonite, OA-MMT)抑制甲烷煤尘混合爆炸机理开展了研究。通过红外光谱法研究OA-MMT对甲烷煤尘热氧化产物分布的影响,通过试验对OA-MMT的抑制性能进行研究,通过草酸钾抑制动力学模型揭示抑爆机理。结果表明,在OA-MMT干预下甲烷煤尘热解氧化气体产物CO_2体积分数明显提高,可燃气体的生成受到抑制,同时热解氧化固体产物在特征峰区域的官能团含量有所增加。在OA-MMT干预下甲烷煤尘混合爆炸的(dp/dt)_m显著降低,压力时间特征参数显著延迟。OA-MMT通过促进含钾基团之间的转换降低甲醛甲基氧化等放热反应的敏感性,从而抑制爆炸温度的升高,并且消耗维系爆炸链式反应的关键自由基H和OH。

关键词:安全工程;甲烷煤尘爆炸;爆炸超压;产物分布;基元反应;抑爆机理

基金资助:国家自然科学基金项目(51974179)