熱環(huán)境非絕熱條件H2O2分解反應(yīng)失控及泄放特性.pdf

1、因化學(xué)反應(yīng)放熱失控引起的反應(yīng)容器超壓破壞在工業(yè)事故中占有很大比例。深入研究典型放熱工藝的失控危險(xiǎn)性，獲得失控特性強(qiáng)度參數(shù)，是建立預(yù)防及控制技術(shù)的前提。在失控絕熱量熱數(shù)據(jù)測(cè)量上現(xiàn)有研究已經(jīng)開展了較多工作。但是實(shí)際反應(yīng)容器容易受到外部持續(xù)熱環(huán)境諸如火災(zāi)、光照等影響，且多處于非絕熱工況。相比絕熱工況，熱環(huán)境下非絕熱反應(yīng)失控危險(xiǎn)性大小、失控判據(jù)以及失控泄放能否采用基于絕熱研究得到的DIERS方法等一系列問(wèn)題均未有研究。
　　基于此，本文以

2、雙氧水分解反應(yīng)為研究對(duì)象，研究了非絕熱條件下雙氧水熱分解失控特性及其泄放過(guò)程特性。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)搭建了容積為5L的非絕熱反應(yīng)失控及泄放實(shí)驗(yàn)裝置。設(shè)計(jì)了反應(yīng)釜、泄放管線、收集罐等零部件結(jié)構(gòu)。采用持續(xù)熱輸入的方式模擬了外部的熱環(huán)境。確定采用雙氧水分解反應(yīng)作為研究對(duì)象。采用壓力傳感器、溫度傳感器實(shí)現(xiàn)了泄放參數(shù)的測(cè)量。設(shè)計(jì)及編制了數(shù)據(jù)采集程序。
　　(2)量化了本裝置與絕熱量熱設(shè)備VSP2的絕熱性能。對(duì)比研究了

3、雙氧水在不同工況下的失控特性。結(jié)果表明，相比絕熱工況，熱環(huán)境非絕熱工況下失控壓力、溫度、壓升速率幾乎不變。但由于外部熱量的存在大大縮小了反應(yīng)失控的發(fā)生時(shí)間，導(dǎo)致危險(xiǎn)性大大增加。
　　(3)實(shí)驗(yàn)研究了熱環(huán)境下雙氧水放熱分解失控過(guò)程。結(jié)果表明pH值為13的強(qiáng)堿性環(huán)境一定會(huì)導(dǎo)致雙氧水的失控。雙氧水失控過(guò)程為非緩和混合型泄放系統(tǒng)，釜內(nèi)超壓是由分解生成的氧氣與產(chǎn)生的蒸汽共同引起的，蒸汽壓占總壓的比例約為10％。
　　(4)開展了pH值

4、、雙氧水濃度、初始填充率對(duì)失控溫度、壓力影響的研究。結(jié)果表明，雙氧水在強(qiáng)堿性環(huán)境時(shí)常溫下就會(huì)發(fā)生較快分解，堿性越強(qiáng)，失控越快越劇烈;雙氧水濃度越高，造成的超壓越大，最大壓升速率越高，失控越劇烈，危害性越大;隨著填充率增大，最大壓力、最大壓升速率增大。同時(shí)分別以特性參數(shù)壓力P和溫度T作為失控的依據(jù)參數(shù)，建立了曲線一階導(dǎo)數(shù)及二階導(dǎo)數(shù)失控判據(jù)，并為開展泄放實(shí)驗(yàn)研究打下基礎(chǔ)。
　　(5)研究了不同條件下雙氧水失控泄放特性。結(jié)果表明雙氧水失