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      可燃性液體水溶液閃點測試

      • 發布時間:2022-07-15
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      前言

      閃點,又稱為閃火點,是表征液態或固態物質揮發性和蒸氣易燃性的重要參數。對于純組分物質,容易通過文獻資料查找閃點值,進而判定該物質的火災危險性等級。但在工業領域,閃點并不明確的混合溶液,特別是可燃性液體與水組成的二元或多元互溶體系在涂料、農藥、水處理、制藥、精細化工、紡織等行業內都存在大規模應用,作為溶劑、分散劑或沉淀劑等。測定這類可燃性液體水溶液的閃點對于生產作業場所燃爆風險識別、危險等級劃分以及管控措施制定具有重要意義。

      本文利用 FP CC-420A 微量連續閉口閃點儀研究了無水乙醇、丙烯酸和二甲基乙酰胺三種典型可燃液體水溶液的閉口閃點與溶液濃度之間的關系,并比較了 ASTM D6450 和 ASTM D7094 兩種測試方法在閃點值和檢測下限濃度等方面的差異。


      閃點儀.png

      仰儀科技FP CC-420A 微量連續閉口閃點儀


      實驗部分

      1. 樣品準備

      實驗物料如表 1 所示,各樣品分別與純水按比例配制一定濃度梯度的溶液。

      表1 物料信息表

      表1.PNG


      2. 實驗結果

      圖 1 (a)乙醇、(b)丙烯酸和(c)二甲基乙酰胺溶液閃點稀釋曲線


      如圖 1 所示,乙醇、丙烯酸和二甲基乙酰胺溶液的閃點值均隨稀釋過程單調上升,這是由于三種雙組份溶液雖然不滿足理想溶液,不服從拉烏爾定律,但氣液平衡狀態下易燃組分的氣相摩爾分數通常隨液相摩爾分數正向變化(參見圖 2),所以稀溶液中可燃液體的飽和蒸氣壓相對較低,需要在更高溫度下才能達到有機蒸氣的爆炸下限 LFL。

      同時三種樣品的閃點檢測下限濃度(易燃組分最低液相摩爾分數)分別為乙醇 1.6%、丙烯酸 56%和二甲基乙酰胺 61%。低于下限濃度時,由于測試腔內惰性的水蒸氣分壓過高,有機蒸氣將無法發生閃燃。同時,下限濃度與純物質的沸點與開口閃點值正相關,可以認為樣品揮發性與易燃性越強,通常其水溶液能夠發生閃燃的濃度范圍越大。

      另外,ASTM D6450 和 ASTM D7094 兩種方法對于單一濃度閃點值的測試結果呈現較高的一致性,但在樣品量、加熱速率、空氣導入量等方面的差異導致測定的濃度下限存在一定區別(見圖 2 和表 1)。由于測試流程中蒸氣濃度累積至 LFL 是一個復雜的非線性、多因素耦合過程,濃度下限與檢測方法之間并沒有體現出很好的規律性。


      圖 2 (a)乙醇、(b)丙烯酸和(c)二甲基乙酰胺與水的二元體系氣液平衡相圖


      表2.PNG


      實驗結論

      可燃性液體水溶液的閃點隨稀釋程度單調上升,而閃點可檢測濃度范圍取決于純物質揮發性與易燃性,同時又受到檢測方法的影響。

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