CO对CH₄爆炸及自由基发射光谱特性的影响

来源期刊：煤炭学报2019年第7期

论文作者：罗振敏 王涛 文虎 张江 程方明 赵婧昱 王秋红 王亚超 刘长春

文章页码：2167 - 2177

关键词：预混气体;爆炸极限;爆炸压力;基元反应;辐射强度;火焰光谱;

摘    要：为深入研究CO对CH₄爆炸特性的影响并分析其作用机制,采用可燃气体爆炸极限测定装置测定了CO作用下的CH₄爆炸极限参数;结合自主设计、改进的密闭球形爆炸实验测试系统与光谱测量系统获取了CO-CH₄-空气爆炸压力参数,并同步采集爆炸过程3种自由基（H^*,OH^*,CH₂O^*）的瞬态发射光谱参数,通过对比分析CO-CH₄-空气爆炸压力参数与火焰发射光谱强度参数,以宏观-微观相结合的方式评估了CO对CH₄爆炸特性的影响规律。结果表明:少量CO会增大CH₄爆炸危险性,减小其临界氧体积分数,并显著增加惰化混合体系所需的惰性气体量。CO对CH₄爆炸压力的影响主要取决于体系中的氧含量和其自身化学性质,在富氧状态下,CO会加剧预混体系的爆炸强度,随着体系中氧的减少促进作用逐渐减弱,在贫氧条件下则体现出阻尼效应。CO对CH₄爆炸压力参数和3种自由基发射光谱参数的影响规律具有良好的一致性,最大爆炸压力时间光谱强度极值时间的变化规律相互吻合,而自由基开始大量积累的时间与预混体系中可燃气体含量及爆炸强度存在相关性。爆炸强度越大则越早开始积累且积累速度越快,中间产物大量且快速的积累是造成体系爆炸加剧的原因之一。相关数据可加深对多元混合体系爆炸机制的理解,为优选化学抑爆介质、提升相关抑爆效能提供理论基础。即,进一步深入开展以气体燃爆过程中的关键自由基团为直接作用目标的化学抑制剂改性相关研究,通过提高其阻断链式反应进程水平的方式加强其抑爆效能。