甲醇汽油爆炸极限及自燃温度测试研究

摘要

目前我国面临的能源、环境形势比较严峻，大力推广使用甲醇汽油是解决我国能源紧缺以及环境污染问题的重要举措之一。然而，作为易燃易爆的化学危险品，甲醇汽油在其调配、储运、使用等过程中，具有燃爆危险性，稍有不慎，就有可能发生严重的燃爆事故。
　　为评估甲醇汽油的燃爆危险特性，补充完善甲醇汽油的技术指标，分别采用FRTA爆炸极限测试仪、AIT551自燃温度测试仪测试研究甲醇汽油样品（M0、M15、M30、M50、M65、M85、M100）的爆炸极限、自燃温度，并分析甲醇浓度、样品浓度、初始温度等对甲醇汽油的爆炸极限、自燃温度及自燃延迟时间的影响规律。研究结果表明:
　　(1)M0、M15、M30、M50、M65、M85、M100等甲醇汽油蒸气的爆炸下限分别为1.129％、1.716%、2.252%、3.088%、3.952%、5.490%、6.523%。随着甲醇浓度的增大，甲醇汽油蒸气的爆炸下限升高，且爆炸下限升高的速率增大。
　　(2)随着初始温度从25℃升高至100℃，M50，M85甲醇汽油蒸气的爆炸下限均呈下降趋势，分别从25℃的（3.555%，5.991%）下降到了100℃的（3.002%，5.294%）。随着甲醇浓度的增大，温度对甲醇汽油蒸气爆炸下限的影响程度增大。与 M50、M85相比，M15甲醇汽油蒸气的爆炸下限受温度的影响很小。
　　(3)在40℃～120℃温度范围内，M15甲醇汽油蒸气的爆炸上限在最小值（11.253%）和最大值（11.451%）之间变化，考虑试验误差和测试精度，可以认为M15甲醇汽油蒸气的爆炸上限基本不受温度的影响。
　　(4)M0、M15、M30、M50、M65、M85、M100等甲醇汽油的自燃温度分别为323℃、375℃、405℃、420℃、427℃、439℃、443℃。随着甲醇浓度的增大，甲醇汽油的自燃温度升高，且升高的速率逐渐减小，即甲醇浓度对甲醇汽油自燃温度的影响程度逐渐减弱。
　　(5)在一定浓度范围内（样品体积为50～300μL），随着样品浓度的增大，M15甲醇汽油的自燃温度先降低后趋于稳定。当样品体积为150μL时，其自燃温度达到最小值375 ℃，当样品体积大于150μL时，样品浓度对M15甲醇汽油的自燃温度几乎没影响。
　　(6)M0、M15、M30、M50、M65、M85、M100等甲醇汽油发生自燃的延迟时间分别为7s、9s、18s、36s、51s、62s、67s。甲醇浓度越大，甲醇汽油发生自燃的延迟时间越长。甲醇汽油发生自燃的延迟时间受甲醇浓度的影响程度随甲醇浓度的增大逐渐减弱。
　　(7)样品浓度对M15甲醇汽油发生自燃的延迟时间也有影响，但是影响不大。当样品体积从50μL增大到300μL，延迟时间在最小值5s到最大值10s之间变化。与甲醇浓度对延迟时间的影响相比，同时考虑到试验误差的影响，可以认为样品浓度对M15甲醇汽油发生自燃的延迟时间影响较小。

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目录

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究内容

1.4 本章小结

2 可燃液体蒸气爆炸与燃烧基本理论

2.1 可燃液体蒸气爆炸基本理论

2.2 可燃液体燃烧基本理论

2.3 本章小结

3 测试装置与爆炸判据

3.1 测试装置

3.2 爆炸判据

3.3 本章小结

4 甲醇汽油爆炸极限测试研究

4.1 试验样品

4.2 试验原理与方法

4.3 甲醇汽油爆炸极限测定

4.4 初始温度对甲醇汽油爆炸极限的影响

4.5 本章小结

5 甲醇汽油自燃温度测试研究

5.1 试验原理与方法

5.2 甲醇汽油自燃温度的测定

5.3 样品浓度对甲醇汽油自燃温度的影响

5.4 甲醇汽油自燃延迟时间研究

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 不足与展望

附录

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢