[發(fā)明專利]用于測(cè)試微通道安全尺寸的測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811326845.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111156933B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱紅偉;孫冰;姜杰;石寧;王振剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中石化安全工程研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B13/00
• 分類號(hào): G01B13/00
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉偉;劉兵

本發(fā)明涉及化工安全領(lǐng)域，公開(kāi)了用于測(cè)試微通道安全尺寸的測(cè)試方法，其特征在于，包括下述步驟，S1：將多個(gè)不同尺寸的微通道(13)設(shè)置到微通道設(shè)置裝置(10)上；S2：利用供給裝置(20)將多個(gè)微通道(13)抽成真空后通入待測(cè)定氣體；S3：在預(yù)定條件下，利用點(diǎn)火裝置(30)從所述多個(gè)不同尺寸的微通道(13)中尺寸最小的微通道開(kāi)始依照尺寸大小依次分別點(diǎn)火，直至點(diǎn)火成功，在點(diǎn)火成功的微通道之前的微通道的尺寸為：所述待測(cè)定氣體在所述預(yù)定條件下的微通道安全尺寸。該測(cè)試方法能夠模擬實(shí)際工況下可燃?xì)怏w在微通道內(nèi)的情況，確定通道安全臨界尺寸，保證可燃?xì)怏w在微通道內(nèi)安全使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化工安全領(lǐng)域，具體涉及用于測(cè)試微通道安全尺寸的測(cè)試方法。

背景技術(shù)

微通道的概念自上世紀(jì)80年代首次被提出以來(lái)，因其與傳統(tǒng)化工過(guò)程相比，具有體積小、比表面積大、傳質(zhì)傳熱快、控制精度高、無(wú)放大效應(yīng)的特點(diǎn)，而成為了研究的熱點(diǎn)。時(shí)至今日，微型化、集成化微化工設(shè)備已經(jīng)在生物制藥、精細(xì)化工、生物檢測(cè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

利用微通道的微反應(yīng)器，通常是指把化學(xué)反應(yīng)控制在盡量小的空間內(nèi)，即提供尺寸數(shù)量極在微米甚至納米級(jí)別的反應(yīng)空間。或者，利用微通道所進(jìn)行的混合、換熱、分離和反應(yīng)等各種功能集成的微反應(yīng)系統(tǒng)。因其具有反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)品質(zhì)量高、過(guò)程控制精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

特別是，其安全環(huán)保的特性被越來(lái)越多地應(yīng)用在改變現(xiàn)有工藝上。例如美國(guó)Dupont公司于上個(gè)世紀(jì)90年代初率先開(kāi)展了微化工系統(tǒng)在危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，成功開(kāi)發(fā)出合成異氰酸甲酯的微型化工裝置。但是，該公司也曾嘗試在10％氫氣氣氛下直接合成過(guò)氧化氫，但因爆炸事故頻發(fā)，不得不關(guān)閉了一套中試裝置，

可見(jiàn)基于微通道的爆炸極限等的研究變得越來(lái)越迫切。對(duì)于微反應(yīng)器，隨著通道尺寸的減小，自由基與反應(yīng)分子之間的碰撞減小，而自由基與管壁碰撞的幾率增大。當(dāng)微反應(yīng)器的微通道小到某一數(shù)值時(shí)，由于通道的器壁效應(yīng)，自由基會(huì)在與管壁碰撞過(guò)程中淬滅，火焰不能傳播。

但是，如何確定火焰不能傳播的尺寸和在該微通道內(nèi)不發(fā)生燃爆尺寸是否相關(guān)，以及關(guān)于微通道內(nèi)原位測(cè)試可燃?xì)怏w的安全通道尺寸的測(cè)試方法還沒(méi)見(jiàn)報(bào)到。而且，為了提高反應(yīng)材料的利用率，在能夠利用微通道效應(yīng)的情況下，使反應(yīng)通量盡量大，人們希望微通道尺寸盡可能的大。在爆炸極限內(nèi)利用微流控技術(shù)使用可燃?xì)怏w改變現(xiàn)有工藝流程或者開(kāi)發(fā)新的工藝，同時(shí)又保證工藝安全變得越來(lái)越迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法確定微通道的安全臨界尺寸的問(wèn)題，提供用于測(cè)試微通道安全尺寸的測(cè)試方法，該方法能夠模擬實(shí)際工況下可燃?xì)怏w在微通道內(nèi)的情況，確定通道安全臨界尺寸，保證可燃?xì)怏w在微通道內(nèi)安全使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種用于測(cè)試微通道安全尺寸的測(cè)試方法，其特征在于，包括下述步驟，S1：將多個(gè)不同尺寸的微通道設(shè)置到微通道設(shè)置裝置上；S2：利用供給裝置將多個(gè)微通道抽成真空后通入待測(cè)定氣體；S3：在預(yù)定條件下，利用點(diǎn)火裝置從所述多個(gè)不同尺寸的微通道中尺寸最小的微通道開(kāi)始依照尺寸大小依次分別點(diǎn)火，直至點(diǎn)火成功，在點(diǎn)火成功的微通道之前的微通道的尺寸為：所述待測(cè)定氣體在所述預(yù)定條件下的微通道安全尺寸。

優(yōu)選地，步驟S2包括下述步驟，S2-1：所述待測(cè)定氣體從所述供給裝置(20)流經(jīng)所述微通道設(shè)置裝置的緩沖部進(jìn)入到所述多個(gè)微通道中。

優(yōu)選地，當(dāng)所述預(yù)定條件中的溫度高于室溫時(shí)，在進(jìn)行步驟S3之前，使所述微通道中的所述待測(cè)定氣體的溫度達(dá)到所述預(yù)定條件。

優(yōu)選地，步驟S2包括下述步驟，S2-2：先將多個(gè)供氣氣源中的單質(zhì)氣體按照所述待測(cè)定氣體所需比例供給到混合氣罐中；S2-3：再將混合氣罐靜置一定時(shí)間段；S2-4：之后將混合氣罐中均勻混合的所述待測(cè)定氣體通過(guò)供氣管道通入到所述微通道設(shè)置裝置中。