惰性气体影响乙烯爆炸极限参数及动力学特性

摘要

为研究惰性气体对乙烯爆炸极限参数及动力学特性的影响,使用标准可燃气体爆炸极限装置和CHEMKIN软件,对比分析了N_(2)和CO_(2)对乙烯的爆炸极限、临界氧浓度和爆炸三角形的影响,通过模拟得到乙烯爆炸过程中温度、压力、·H、·O、·OH浓度变化,并进行了敏感性分析。结果表明,N_(2)和CO_(2)都使乙烯爆炸极限缩小,爆炸危险度减小,达到爆炸临界点时,N添加量为60.1%,CO_(2)添加量为43.3%,此时CO_(2)惰化的临界氧浓度为11.1%,N惰化的临界氧体积分数为7.7%。通过分析爆炸三角形,CO_(2)惰化下的乙烯爆炸区和窒息比相比N惰化下的明显减小。此外,N_(2)和CO_(2)均使乙烯的点火延迟时间增加,且爆炸后的温度和压力及自由基浓度均有所减小,通过对两种惰化条件下的乙烯爆炸过程中关键自由基变化的敏感性分析,发现R38、R46、R112、R119、R285、R294对·H、·O、·OH的生成起促进作用,R25、R173对·H、·O、·OH的生成起抑制作用,在降低敏感性系数方面,CO_(2)抑制作用大于N抑制作用,也从一定程度说明CO_(2)的惰化效果优于N的惰化效果。