[发明专利]高温条件下可燃气体燃爆特性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温条件下可燃气体燃爆特性测试方法。

背景技术

化工生产过程中经常会涉及易燃易爆的气体混合物，极易发生火灾、爆炸等事故造成严重后果。工艺设计和生产操作中必须明确可燃气体的燃爆特性参数如爆炸极限、极限氧含量、自燃点和最小点火能等，这些参数是进行工程设计、设置报警联锁值、制定安全控制方案所必须的。因此，在工艺安全研究中要采取合适方法准确获得可燃气体的燃爆特性参数。

国外标准如ASTM E681-04、EC440-2008等，以及国内标准GB/T 21844-2008(空气中可燃气体爆炸极限测定方法)和GB/T 12474-2008(化合物(蒸汽和气体)易燃性浓度限值的标准试验方法)给出了常压和200℃以下可燃气体爆炸极限的测试方法，基于上述标准，一些研究者开发了不同的爆炸极限测试装置及方法(CN101912754A、CN102937603B、CN102937606A、CN102937604A、CN205210005U、CN202614707U)，这些装置的原理类似，大都在上述标准的基础上通过优化操作流程、控制方法、密封方式和电子元件等使之适用于不同的工况条件。这些装置主要包括反应系统、配气和进样系统、点火系统、加热系统、搅拌系统、泄放系统和温度、压力采集系统等，其中反应器主要分为管式、球式和釜式。

现有爆炸极限测试装置和方法用于高温高压工况时，存在可燃气与氧气接触后发生氧化反应、分解或自燃等状况，可能不会出现明显的温度、压力跃升，点火后也不会出现燃爆现象，采用肉眼或一般摄像机不能捕捉到这一变化，传统测试方法不能有效判断可燃气与氧气是否已经发生了反应，造成测试结果不准确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中不能有效判断可燃气与氧气是否发生了氧化或分解反应，以及不能准确判断是否发生了燃烧爆炸现象的问题，提供一种新的高温条件下可燃气体燃爆特性测试方法。该方法具有能有效判断可燃气与氧气是否发生了氧化或分解反应，并能准确判断是否发生了燃烧爆炸现象的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种高温条件下可燃气体燃爆特性测试方法，用于管式、釜式或球式反应器爆炸极限测试装置，包括如下步骤：(1)首先根据测试体系的温度和压力，对反应器进行加热升至目标温度；(2)采用真空泵对反应器进行抽真空，直至所连真空表读数稳定；(3)向反应系统进样，或根据所测气体组成采用分压法通过配气系统向反应器内通入气体，先通入氧气，再通入惰性气体，最后通入可燃气体；(4)对反应器内的混合气体搅拌2-5min，使之充分混合均匀；(5)对混合气进行色谱-质谱分析，判断点火前混合气是否已经发生反应；(6)对混合气体进行点火，采集、记录温度和压力数据，采用图像和光强采集卡对点火过程进行实时记录，判断是否发生燃爆现象；(7)对点火后的气体进行取样分析，根据反应产物可推测反应机理或历程；(8)上述测试流程中，如果对高温下混合气体取样分析表明有氧化或分解产物生成，说明此温度下该混合气中氧气和可燃气已经被消耗，点火后有可能不发生燃爆，即使有燃爆现象发生所测爆炸极限值也不准确，应降低初始温度重复上述步骤；如果高温下混合气体取样分析表明组成未发生变化，需点火后判断是否发生燃爆，然后改变气体组成重复上述实验步骤。

上述技术方案中，优选地，反应器采用加热瓦、加热带或坩埚进行加热。

上述技术方案中，优选地，反应器上装有爆破片或安全阀。

上述技术方案中，优选地，在反应器上通过侧线连接在线色谱-质谱分析仪，或根据测试过程对气体成分进行取样分析，

上述技术方案中，优选地，在反应器管体或釜体安装火焰传感器、图像和光强采集卡，对火焰燃烧状况进行实时捕捉。

上述技术方案中，优选地，所述高温指温度区间为200-600℃。

上述技术方案中，优选地，采用电火花或电阻丝方式对混合气体进行点火。