文章编号:1009-6094(2023)04-1093-08甲烷爆炸中尿素粉体浓度对典型自由基影响研究*李孝斌1，2，张瑞杰3，孙婧雯1，2，李昕晖1，2(1中国人民警察大学防火工程学院，河北廊坊065000;2河北省火灾预防与控制技术重点实验室，河北廊坊065000;3陕西省安康市消防救援支队，陕西安康725000)摘要:要有针对性地采取措施提高甲烷抑爆效果，深入分析尿素抑制甲烷爆炸的微观机理十分重要。采用光谱分析方法，利用试验获得的甲烷爆炸初期火焰发射光谱，分析了CHO、NO、HNO、C2、OH、CN、CO、HNO2和C3含量随时间的变化、随尿素粉体质量浓度的变化以及存在时长的变化规律。结果表明，NO、HNO、C2、CN、CO和C3自由基含量随时间呈现先上升后下降的趋势，CHO、OH和HNO2含量随时间基本保持在一定范围内波动。CHO、NO和HNO含量随加入尿素粉体质量浓度增大而增大，C2、OH和CN含量随加入尿素粉体质量浓度增大而降低，CO含量随加入尿素粉体质量浓度增大呈现先增大后降低的趋势。加入尿素后，CHO、NO、OH、CN、CO和HNO2自由基的存在时长会有明显的缩短，而尿素的加入对HNO、C2和C3自由基的存在时长基本没有影响。NO和HNO自由基是关键抑爆自由基，尿素在甲烷爆炸中抑制了C2、OH和CN自由基的产生，达到了弱化甲烷爆炸的效果。关键词:安全工程;爆炸;光谱分析;尿素;甲烷爆炸;自由基中图分类号:X932文献标志码:ADOI:10.13637/j．issn．1009-6094.2021.2116*收稿日期:2021－11－27作者简介:李孝斌，教授，博士，从事气体爆炸防控理论与技术、消防工程研究，wjxy_lxb@163.com。基金项目:国家自然科学基金项目(51774296)0引言瓦斯和天然气爆炸事故往往造成大量的人员伤亡和财产损失。甲烷是瓦斯和天然气的主要成分，研究抑爆剂对甲烷的抑爆机理对于有效提高瓦斯和天然气抑爆效果具有重要意义［1－2］。尿素(CO(NH2)2)作为一种抑爆材料，长期以来都有学者研究其抑爆效果。早在1980年，陈振豪［3］对氨基干粉和碳酸氢钠粉体的抑爆效果和机理进行了对比，使用Na+标定方法，利用光谱测定装置得出氨基干粉能有效抑制甲烷爆炸火焰，氨基干粉的抑爆效果比碳酸氢钠的抑爆效果要好。同时期，李棣云［4］认为从灭火效率上看，氨基干粉(毛耐克斯)效果最佳，其主要成分为尿素与碳酸氢钠或碳酸氢钾合成的新化合物，只是受当时生产工艺水平的限制和尿素价格的限制，未被推广使用。近年来，戴晓静［5］根据粉体抑爆的作用机理，对粉体抑爆剂的表面改良进行了全面的阐述，并提出了抑爆粉体超细化和干...
