中国安全科学学报 ›› 2026, Vol. 36 ›› Issue (9): 1-8.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2026.09.0319
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罗振敏1,2, 郝若琳1, 苏彬1,2,**(
), 刘利涛1, 刘璐1, 王涛1,2
收稿日期:2026-04-10
修回日期:2026-07-04
出版日期:2026-10-20
通信作者:
作者简介:![]() |
罗振敏 (1976—),女,山东济宁人,博士,教授,主要从事能源化工火灾与爆炸防控方面的基础与应用研究。E-mail:zmluo@xust.edu.cn。 |
王 涛 教授
基金资助:
Luo Zhenmin1,2, Hao Ruolin1, Su Bin1,2,**(
), Liu Litao1, Liu Lu1, Wang Tao1,2
Received:2026-04-10
Revised:2026-07-04
Published:2026-10-20
摘要:
为系统总结合成气燃爆危险性及惰化抑爆技术进展,基于近20年国内外文献,归纳分析合成气点火敏感性、爆炸动力学、反应机制及抑爆方法。首先,总结爆炸极限、最小点火能(MIE)和点火延迟时间(IDT)等参数变化特征,分析H2含量、温度、压力和湍流的影响;其次,综述爆炸压力、压升速率、层流燃烧速度及火焰传播行为,讨论组分比例、边界条件和空间结构的作用;再次,从反应动力学角度归纳H2/CO氧化的主要反应路径及关键自由基作用,分析多因素耦合下微观机制与宏观特征的关联;最后,总结N2/CO2惰化、细水雾、化学抑爆剂及复合抑爆技术,比较不同方法的适用条件。研究表明:H2含量升高通常增强反应活性并提高燃爆危险性;CO2整体惰化效果优于N2;复合抑爆体系因多机制协同获得更好的综合防控效果。当前研究在多因素耦合机制、统一评价体系、预测模型普适性和工程验证方面仍存在不足,未来应加强多场耦合研究,建立标准化评价体系,推动防控技术向智能化和工程化发展。
中图分类号:
罗振敏, 郝若琳, 苏彬, 刘利涛, 刘璐, 王涛. 合成气燃爆特性及其惰化抑爆研究综述[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(9): 1-8.
Luo Zhenmin, Hao Ruolin, Su Bin, Liu Litao, Liu Lu, Wang Tao. Review on explosion hazard characteristics of syngas and its inerting suppression technology[J]. China Safety Science Journal, 2026, 36(9): 1-8.
表3
合成气及相关体系抑爆方法的机制、关键参数及典型效果对比
| 抑爆/惰化方式 | 主要协同机制 | 关键控制参数 | 典型效应 | 适用边界与局限 |
|---|---|---|---|---|
| N2惰化 | 稀释氧体积分数+吸热 | 添加体积分数、混合 均匀性、温压条件 | 降低Pmax、(dP/dt)max, 提高MOC | 工艺成熟,但通常需较 高添加量 |
| CO2惰化 | 稀释+更强吸热+ 一定化学抑制 | 体积分数、H2比例、 温压条件 | 整体优于N2,MOC 提高更明显 | 高体积分数可能影响 工艺品质 |
| 细水雾 | 蒸发吸热+稀释+ 冷却火焰 | 粒径、反应物体积 分数、喷射时序 | 降低火焰温度、 速度和超压 | 受空间流场与布雾 均匀性影响大 |
| 多孔材料 | 导热吸热+淬熄+ 扰流 | 孔隙率、孔隙势 指数、布置 | 削弱火焰传播、 降低超压 | 某些条件下可能诱导 湍流促进燃烧 |
| CF3I等化学剂 | 自由基捕获终止 链反应 | 反应物体积分数、 分散均匀性 | 小剂量高效抑爆 | 成本、环境与兼容 性需考虑 |
| 碳酸氢盐粉 剂/气溶胶 | 热分解吸热+碱金属 自由基捕获 | 粒径、反应物体积 分数、沉降特性 | 显著降低Pmax 和压升率 | 易沉降,工程 实施复杂 |
| N2/CO2+超细 水雾 | 稀释+吸热+ 冷却协同 | 惰化体积分数、水雾粒 径和时序 | ΔPmax降幅可达69.8%~ 74.4%,T降43%~52% | 系统复杂度增加 |
| 细水雾+KCl+ CO2/N2 | 冷却+盐类化学抑制+ 气体惰化 | 复配比例、喷射方式 | 综合抑制显著优于 单一手段 | 配方与喷射匹配 要求高 |
| CO2+CF3I | 物理惰化+自由 基捕获 | 组分比例、工况匹配 | 在较低剂量下实 现高效抑爆 | 成本和环境适配需 综合评估 |
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