本發(fā)明涉及一種抑制乙炔氣分解爆轟的裝置及方法。
背景技術(shù)：
乙炔是一種重要的基本有機(jī)化學(xué)品單體，被廣泛應(yīng)用于合成聚乙炔、聚氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈、1,4-丁二醇、丙烯酸、乙炔炭黑、三氯乙烯等精細(xì)化學(xué)品，乙炔的生產(chǎn)在國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中具有重要的戰(zhàn)略地位。
當(dāng)乙炔儲(chǔ)存在容器中，特別是用管道輸送乙炔時(shí)，如果發(fā)生燃燒爆炸，在一定條件下可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z。乙炔氣開(kāi)始的燃燒波為正常的火焰?zhèn)鞑?，正常火焰產(chǎn)生的已燃?xì)?，溫度升高，體積膨脹，壓縮未燃?xì)猓纬蓧嚎s波。由于后面的壓縮波波速比前面的快，前后重疊在一起形成激波，火焰?zhèn)鞑ヅc激波引起的火焰合二為一。激波后面的已燃乙炔氣不斷連續(xù)向前傳遞一系列壓縮波，并不斷提供能量，阻止激波強(qiáng)度的衰減，形成爆轟波。乙炔在管道中發(fā)生分解爆炸進(jìn)而誘導(dǎo)形成的爆轟波，壓力可達(dá)初壓的50倍以上，溫度可達(dá)3000℃以上，破壞力極大。
目前現(xiàn)有的控制可燃?xì)怏w發(fā)生爆燃、爆轟的專利技術(shù)中，技術(shù)方案主要集中系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、安全控制、處置等方面，在生產(chǎn)、儲(chǔ)存和輸送過(guò)程中的確保設(shè)備管線做好嚴(yán)格密封，防止乙炔氣與空氣混合形成燃爆體系。但乙炔氣在無(wú)氧條件下也會(huì)引發(fā)分解爆炸，進(jìn)而引發(fā)爆轟，現(xiàn)有發(fā)明中控制預(yù)混可燃?xì)猱a(chǎn)生的技術(shù)方案已不再適用于預(yù)防乙炔氣分解爆炸。
在抑制乙炔氣發(fā)生爆炸的方案中，公開(kāi)號(hào)203757376“乙炔止火泄爆裝置”公開(kāi)了一種防止乙炔回火時(shí)火焰逆向反串入管道的止火裝置，該方案雖然可以有效防止乙炔回火引發(fā)分解爆炸，但如果乙炔輸送管道內(nèi)出現(xiàn)點(diǎn)火源時(shí)，卻無(wú)法有效阻止其發(fā)生分解爆轟。因此，為防止乙炔氣在輸送及使用過(guò)程中發(fā)生爆轟，開(kāi)發(fā)新的安全保障技術(shù)具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中安全性較差的問(wèn)題，提供一種新的抑制乙炔氣分解爆轟的裝置及方法。該方法具有安全性較好的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種抑制乙炔氣分解爆轟的裝置及方法，提供一種抑制乙炔氣分解爆轟的裝置，主要包括乙炔管路、抑制劑管路、混合器、過(guò)濾器；將經(jīng)過(guò)減壓、過(guò)濾后的乙炔氣和氣相抑制劑按照一定比例進(jìn)入混合器均勻混合，然后進(jìn)行儲(chǔ)存、輸送；所述氣相抑制劑組成：氮?dú)猓?～30％；氫氣：5～60％；甲烷：1～55％；乙烷：0～55％；氦氣：0～10％；二氧化碳：0～10％；氨氣：0～1％。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，氣相抑制劑與乙炔氣的體積比0.05～0.25:1。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，氣相抑制劑組成氮?dú)猓?～5％；氫氣：50～60％；甲烷：15～30％；乙烷：10～15％；氦氣：2～4％；二氧化碳：3～6％；氨氣：0.4～0.6％。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，乙炔氣和氣相抑制劑的流量通過(guò)流量計(jì)控制。
上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在爆轟管中測(cè)試混合氣的燃爆性能，爆轟管遠(yuǎn)端安裝壓力等級(jí)為250kpa爆破片，爆轟管的內(nèi)徑為0.3m，長(zhǎng)20m，每隔0.75m設(shè)置傳感器，檢測(cè)爆轟波的形成及爆炸指數(shù)。
本專利針對(duì)乙炔氣在存儲(chǔ)及管道輸送過(guò)程中發(fā)生事故誘導(dǎo)形成爆轟，進(jìn)而引發(fā)安全事故，開(kāi)發(fā)一種安全防控技術(shù)，抑制乙炔氣發(fā)生分解爆轟?，F(xiàn)有的技術(shù)方案，如設(shè)置安全閥、爆破片，一旦乙炔氣形成爆轟，即便是安全閥起跳，泄放出的乙炔仍會(huì)持續(xù)爆轟，如果泄放出的乙炔與空氣混合發(fā)生燃爆，引發(fā)的后果將更加嚴(yán)重。采用本技術(shù)方案，可以從根本上抑制乙炔氣的燃爆，即便是在輸送管道受火的情況下，也不會(huì)引發(fā)分解爆轟，取得了較好的技術(shù)效果。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖。
圖1中，pg1-6為壓力表；jpv1為乙炔管路減壓閥；jpv2為抑制劑管路減壓閥；f1、f2為過(guò)濾器；ft1、ft2為流量計(jì)；hv1、hv2、hv4、hv5為球閥；hv3、hv6、hv7為截止閥；cv1、cv2為單向閥；m1為混合器；sav1為安全閥。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
氣相抑制劑組成：氮?dú)?.7％；氫氣55％；甲烷22％；乙烷13％；氦氣3％；二氧化碳5％；氨氣0.3％。將上述氣相抑制劑按比例與乙炔氣均勻混合，其中氣相抑制劑與乙炔氣的體積比0.1:1，系統(tǒng)壓力為0.1mpa(絕壓)。在爆轟管中測(cè)試混合氣的燃爆性能，爆轟管遠(yuǎn)端安裝壓力等級(jí)為250kpa爆破片。
爆轟管的內(nèi)徑為0.3m，長(zhǎng)20m，每隔0.75m設(shè)置傳感器，檢測(cè)爆轟波的形成及爆炸指數(shù)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)火后系統(tǒng)內(nèi)未形成爆轟，檢測(cè)到的最高壓力0.8mpa(絕壓)，燃燒波的傳播速度為185m/s。
實(shí)施例2
氣相抑制劑組成：氮?dú)?.5％；氫氣45％；甲烷27％；乙烷19％；氦氣3％；二氧化碳5.5％。將上述氣相抑制劑按比例與乙炔氣均勻混合，其中氣相抑制劑與乙炔氣的體積比0.07:1，系統(tǒng)壓力為0.15mpa(絕壓)。測(cè)試方法同上。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)火后系統(tǒng)內(nèi)未形成爆轟，檢測(cè)到的最高壓力1.1mpa(絕壓)，燃燒波的傳播速度為210m/s。
實(shí)施例3
氣相抑制劑組成：氮?dú)?.5％；氫氣65％；甲烷7％；乙烷17％；氦氣3％；二氧化碳5.5％。將上述氣相抑制劑按比例與乙炔氣均勻混合，其中氣相抑制劑與乙炔氣的體積比0.13:1，系統(tǒng)壓力為0.19mpa(絕壓)。測(cè)試方法同上。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)火后系統(tǒng)內(nèi)未形成爆轟，檢測(cè)到的最高壓力1.4mpa(絕壓，燃燒波的傳播速度為230m/s。
對(duì)比例1
將乙炔氣充入爆轟管中，不加抑制劑，系統(tǒng)壓力為130kpa(絕壓)，測(cè)試方法同上。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)火后，在距離點(diǎn)火源8m處形成爆轟波，距離點(diǎn)火源15m處爆轟波傳播速度達(dá)到最大，為1700m/s，系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)到的最高壓力為5mpa。
對(duì)比例2
將乙炔氣充入爆轟管中，不加抑制劑，系統(tǒng)壓力為190kpa(絕壓)，測(cè)試方法同上。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：點(diǎn)火后，在距離點(diǎn)火源5m處形成爆轟波，距離點(diǎn)火源12m處爆轟波傳播速度達(dá)到最大，為2200m/s，系統(tǒng)內(nèi)檢測(cè)到的最高壓力為7mpa。