研究金属粉尘爆燃及抑制机理,对保障涉金属粉尘工业生产安全具有重要意义。本书通过理论分析和实验研究相结合的方法,对典型金属粉尘爆炸特性及抑制机理进行研究,主要包括典型金属粉尘爆炸火焰阵面结构、火焰阵面传播行为、火焰微观精细结构特征等;不同阶段爆炸压力的演变规律;惰性粉体对典型金属粉尘爆炸抑制机理;以天然多孔材料为载体,以碳酸氢钠、磷酸二氢钾等化学活性粉体作为负载颗粒,制备具有物理与化学高效协同抑爆效应的新型复合粉体抑爆剂,揭示复合粉体抑爆剂抑制典型金属粉尘爆炸的机理。

在我国工业化进程加快的同时,工业生产带来的安全生产事故也越来越多,粉尘爆炸是其中的一种形式。据化工安全部门出具的统计数据,常见的7 类粉尘(金属、煤炭、饲料、农副产品、林产品、合成材料、粮食)引起的爆炸中,金属粉尘爆炸事故占到所有粉尘爆炸事故次数的24%,比重较高。金属粉尘相较于其他粉尘,爆炸性能更强,爆炸威力更大,更危险。而且金属粉尘爆炸引发的火灾不容易扑灭,对环境造成的破坏更大。因此,金属粉尘引发的爆炸事故一直备受社会关注。

铝粉尘爆炸火焰时间序列

铝粉尘爆炸火焰传播前期的微观结构图

铝粉尘爆炸火焰传播过程

本书对典型金属粉尘爆燃及抑制机理进行系统性分析和研究,希望能对推进抑制金属粉尘爆炸的研究做出一定贡献,从而有效避免金属粉尘爆炸带来的安全生产问题。

铝粉尘爆炸机理示意图

本书共8 章。第1 章为绪论,介绍本书的研究背景、国内外研究现状等。第2 章为粉尘爆炸及抑爆理论。第3~6 章分别对铝粉尘、铝镁合金粉尘、铁粉尘及钛粉尘爆炸特性、爆炸机理及抑制机理进行研究,从爆炸火焰传播特性、爆炸压力演变规律、爆炸机理和抑制机理等方面,对典型金属粉尘进行多角度分析研究。第7 章为改性氢氧化镁对铝镁合金粉尘爆炸的抑制研究,采用偶联剂KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)对其进行表面改性,分析改性抑爆粉体对铝镁合金粉尘爆炸的抑制效果。第8 章以天然多孔材料为载体,以碳酸氢钠、磷酸二氢钾等化学活性粉体作为负载颗粒,制备出具有物理与化学高效协同抑爆效应的新型复合粉体抑爆剂,研究并揭示新型复合粉体抑制铝粉尘及铝硅合金粉尘爆炸的抑制效果及机理。

近年来,我国频繁发生粉尘爆炸事故,这足以引起人们的深刻反思。一方面粉尘爆炸频率高,另一方面感应期长,粉尘破坏性强。当粉尘发生爆炸时,原始沉积或积聚的粉尘很容易扬起,引起两次爆炸、三次爆炸甚至更多的爆炸,极大增强了破坏力。因此,我们需要对粉尘爆炸特点、粉尘爆炸影响因素与相关参数做深入研究,这将对抑制粉尘爆炸有重要意义。

目前,对粉体抑爆剂的研究主要集中在以下几个方面。

(1)无机阻燃剂的抑爆作用。

(2)抑爆剂的纳米级细化。

(3)抑爆剂的表面改性。

(4)抑爆剂的复配技术。

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