全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用_路长.pdf

文章编号:1009-6094(2023)04-1115-09全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用*路长1，2，苏振国2，陈硕2，孟琪2，班成伟2，段征2，刘金刚2，余明高3(1 河南理工大学煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心，河南焦作 454003;2 河南理工大学瓦斯地质与瓦斯治理国家重点实验室培育基地，河南焦作 454003;3 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044)摘要:为探究全氟己酮及其与 CO2、N2协同下的抑爆能力，通过改变全氟己酮用量和 CO2、N2的压力来观测其对甲烷爆炸传播特性的影响。结果表明:在试验条件下，单喷 CO2和N2不能实现对甲烷的完全抑爆;而单喷全氟己酮能实现对甲烷的完全抑爆;全氟己酮与 CO2或 N2混合喷出有利于全氟己酮完全汽化、提升其抑爆能力;与 N2混合，抑爆所需的全氟己酮最小量由 23 mL 下降到17 mL，与 CO2混合，阻爆所需全氟己酮最小量从 23 mL 下降到5 mL，全氟己酮与 CO2混合使用的抑爆能力强于全氟己酮与 N2混合使用的抑爆能力。全氟己酮/CO2的协同抑制机理在于全氟己酮产生的自由基 F会优先替代氧气产生的 O 参与基元反应，CO2作为第 3 体参与反应会优先阻断 OH 的放热反应，二者具有良好的协同互补关系，从而更好地抑制和阻断甲烷/空气链式反应。关键词:安全工程;甲烷;全氟己酮;二氧化碳;阻爆;抑爆机理中图分类号:X932文献标志码:ADOI:10.13637/j issn 1009-6094.2021.2240*收稿日期:2021 12 15作者简介:路长，教授，博士，从事消防工程、煤矿安全研究，luch hpu edu cn;余明高(通信作者)，教授，博士，从事煤矿安全、消防工程研究，mg_。基金项目:国家自然科学基金项目(51974107，51774059)0引言瓦斯爆炸事故严重威胁着矿工的生命安全，不仅限制了矿业的发展，也给煤炭企业带来了沉重的负担。如 2014 年内蒙古赤峰宝马矿业发生特大瓦斯爆炸事故，造成了巨大的财产损失和人员伤亡。为了降低瓦斯爆炸带来的危害，国内外学者在抑制瓦斯爆炸上做了很多研究1。目前，灭火剂类型主要分为惰性气体、卤代烷、水雾、干粉等，其中惰性气体主要有 CO2、N2等，卤代烷主要有七氟丙烷、四氟乙烷等，水雾主要有超细水雾、带电细水雾、含化学剂细水雾等，粉体主要有碳酸氢钠(BC 干粉)、超细磷酸二氢铵(ABC 干粉)、混合粉体等。由于惰性气体具有良好的灭火效果和无损伤效果，众多学者开展了大量的气体抑制剂的研究。Yang 等2 发现 N2对低密度聚乙烯(Low DensityPolyethylene，LDPE)粉尘和乙烯的混合物具有不同的抑制作用。Luo 等3 研究发现添加 CO2能够有效抑制液化石油气的爆炸。Yan 等4 研究发现二氧化碳比氮气具有更强的抑制爆炸压力的效果。Li等5 发现随着 CO2量的增加，爆炸产生的最大火焰速度和最大爆炸压力均减小。此外，卤代烷类灭火剂在具有环境友好特性前提下也具有良好的灭火效果。Cao 等6 和 Zhang 等7 系统研究了七氟丙烷在多种条件下对甲烷爆炸的抑制效果，发现七氟丙烷可以有效地降低甲烷的爆炸反应速率。2017 年，路长等8 首次采用阻爆的方法抑制甲烷爆炸，发现四氟乙烷主要由其分解产生的自由基 F 干扰和阻断碳氢燃料氧化链式反应，进而起到抑爆作用。Li 等9 发现对甲烷进行抑爆过程中，四氟乙烷的稀释效应强于氮气的稀释效应。Bundy 等10 研究了 CF3Br 对甲烷火焰的抑制作用，得出了 CF3Br 抑制甲烷火焰的临界体积分数。薛少谦11 发现当七氟丙烷体积分数在 5%17%时，随着其体积分数的增大，抑爆过程的最大超压上升速率增大。2002 年，Yuko12 研究了 CF4、CHF3、C3HF7、CF3Br、CF3I 等卤代烃抑制剂在甲烷燃烧反应中的抑制作用原理，为卤代烃抑制剂的使用奠定了基础。蔡闯等13 发现当七氟丙烷浓 度 较 低 时，无 法 阻 断 爆 炸 火 焰 的 传 播。Babushok 等14 发 现 在 C3F7H 中 加 入 少 量 的NaHCO3能更有效降低燃料的燃烧速度。陈培瑶等15、Pagliaro 等16 和 Li 等17 研究发现全氟己酮(C6F12O)具有无腐蚀、毒性小、安全余量高，且在大气中存留时间短，温室效应低，不破坏臭氧层等优点。ao 等18 发现 C6F12O 作为灭火剂能降低甲烷/空气火焰的燃烧速度。2013 年，Linteris 等19 在美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration，FAA)的模拟火灾测试中首次发现了灭火剂 C6F12O在气溶胶火灾中出现燃烧增强现象。Gatsonidesa等20 发现在富燃料条件下，C6F12O 能降低爆炸压力;在贫燃料条件下，C6F12O 却会增强燃烧。多种抑制剂联合使用受到众多研究者的重视，许多学者通过协同作用发现了许多新的抑爆方法。路长5111第 23 卷第 4 期2023 年 4 月安全 与 环 境 学 报Journal of Safety and EnvironmentVol 23No 4Apr，2023等21 22 通过氮气驱动 ABC 干粉对甲烷爆炸进行阻爆。Wang 等23 发现 ABC 干粉和三聚氰胺焦磷酸盐粉的复合材料的抑爆效果比单独使用二者的抑爆效果更好。张江等24 发现当 C2H4或 CO 体积分数一定时，随 N2体积分数的增加，甲烷的爆炸极限范围基本呈线性下降趋势。相对于水雾和干粉抑爆剂，气相灭火抑爆剂具有清洁、高效、不会污染破坏设备设施的特点，是阻爆抑爆研究中的重要分支。鉴于此，本文采用常温下液态的全氟己酮开展阻爆研究，探究气态 CO2、N2与液态全氟己酮的协同作用效果，并分析 2 种抑制剂在何种配比下对甲烷爆炸的抑制、阻爆效果达到最佳，以期为减弱爆炸所造成的危害和加强对甲烷爆炸的防治提供参考。1试验系统自制的管道爆炸试验装置见图 1，由管道、配气、点火、采集、抑爆等系统组成。水平管道是由透明的聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃板)制成，管道内空间的长 宽 高为 2000 mm 150 mm 150 mm，板厚度为 20 mm。管道的最左端用 PVC 薄膜进行密封。排气孔位于管道左端上表面，点火器和进气口均在管道的右端。以点火端为原点，两支压力传感器分别位于管道的 0.1 m 和 1.9 m 处，全氟己酮的喷出位置为 1.5 m 处。配气系统主要由质量流量计、甲烷气瓶和空气压缩机构成，通过设置质量流量计使得空气、甲烷气按预设的比例进行均匀混合，试验中甲烷体积分数为 9.5%。采用释放能量为 0.15J 的自制脉冲点火器作为点火源。点火后，火焰探测器探测到爆炸火焰的时刻在 23 30 ms 波动，电磁阀打开喷出抑爆剂的时刻在 50 73 ms 波动。采集系统由索尼 10 II 高频摄像机、安东 IP65 压力传感器、维芯 FO 火焰传感器、研华 4704 采集卡、计算机等设备组成，其中摄像机的图像采集速率为1 000 帧/s。抑爆剂喷头为气液两相混合喷头，液态全氟己酮和 CO2(或 N2)气体在喷头处混合后喷出。2试验过程试验前需要检查管道的密闭性和系统能否正常工作，检查合格后开始配气，然后向有机玻璃管道内充入体积分数为 9.5%的甲烷预混气。为了保证安全，用导管将排气法排出的管道内的气体排出室外，室内保持通风。充气完成后需要静置 10 min，以便于减少初始湍流对试验过程的影响。点火爆炸后，图 1试验装置图Fig 1Diagram of experimental setup抑爆系统输出电信号打开电磁阀，使液态全氟己酮和 CO2气体边混合边通过气液混合喷头喷出，驱动液态全氟己酮的氮气压力为 0.5 MPa(其中在全氟己酮全部喷完前驱动氮气不会喷出)。CO2(或 N2)的喷气压力有 0.1 MPa、0.3 MPa、0.5 MPa、0.7MPa、0.9 MPa、1.1 MPa 和 1.3 MPa 7 种情况，对应的喷出流率分别为 1.78 L/s、4.24 L/s、6.42 L/s、9.12 L/s、11.92 L/s、14.82 L/s 和 17.84 L/s。试验中全氟己酮的喷完时间多数在 260 ms 左右，喷射后1 mL 全氟己酮完全汽化的体积约为 126 mL。记录和保存试验中的各种数据。每次试验后，更换 PVC薄膜并清理管道，为下次试验做好准备。每组试验重复 2 3 次，得出具有良好重复性的数据。3试验结果与分析3.1单种抑制剂作用下的爆炸传播管道左侧用 PVC 薄膜密封，爆炸火焰从管道右侧向左传播，试验中分别只喷入 1 种抑制剂，即全氟己酮、二氧化碳或氮气。如果爆炸火焰前锋在抑制剂喷出位置附近被完全抑制而熄灭，不能继续向前传播，则阻爆成功;如果爆炸火焰能继续向前传播并冲出管道口，则阻爆失败。只喷入 CO2(0.9 MPa)的火焰传播图像见图 2，图片右端标注的数字为点火后时间(点火时刻为初始时间“0”)，图片下方数字标明管道长度。由图 2可以看出，甲烷预混气体被点燃后，开始时火焰呈淡蓝色，火焰面较为平滑，主要为层流火焰。随后火焰内部的湍流加大，其形状也由“指尖形”变为“郁金香形”。当爆炸火焰与喷出的 CO2气体相遇时，可看到湍流现象加剧，火焰的亮度也随之增加。爆炸火焰的传播没有被 CO2所阻止，在 135 ms 时爆炸火焰冲出管道。只喷入 23 mL 液态全氟己酮的火焰传播图像见6111Vol 23No4安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 4 期图 3。由图 3 可以看出，在 105 ms 之前，即爆炸火焰未遇到全氟己酮之前，火焰传播的形态、规律与图 2完全相同。由图 3 可以看出，全氟己酮液雾在 85 ms时刻喷出，在 95 ms、105 ms 的图片中也可以看到其喷出的图像。当火焰传播到 1.5 m 处与全氟己酮液滴相遇时，由于液滴散射作用而使火焰变得明亮。同时全氟己酮的强抑制作用使爆炸火焰传播被阻止，火焰不能到达左侧管口，实现了阻爆。表 1不同抑爆剂单独作用下的爆炸传播特性Table 1Explosion spread characters for different inhibitors solely used灭火剂类别压力/MPat1/mst2/ms抑爆剂量/mL阻爆情况N2气体0.9581103 099未阻爆N2气体1.1541053 853未阻爆N2气体1.3531174 638未阻爆CO2气体0.9561063 099未阻爆CO2气体1.1541133 853未阻爆CO2气体1.3521184 638未阻爆全氟己酮0.5(驱动)62132液态 22(汽化后 2 772)未阻爆全氟己酮0.5(驱动)63135液态 23(汽化后 2 898)阻爆注:1)t1为喷气时刻，t2为火焰达到喷头处时刻，未阻爆是指火焰冲出管道，阻爆是指火焰未能到达管口;2)对于抑爆剂量，全氟己酮为试验使用量;CO2、N2为参照完全喷出全氟己酮这段时长(约 260 ms)所喷出的气体体积。全氟己酮、CO2气体和 N2气体单独作用对甲烷气阻爆的影响见表1。由表1 可以看出，试验中喷射压力不大于 1.3 MPa 时，单独喷出的 CO2气体、N2气图 2单喷 CO2/0.9 MPa 抑爆过程Fig 2Suppression process of sole spray CO2/0.9 MPa体在各种压力下都无法实现阻爆。试验中单独喷出23 mL 全氟己酮灭火剂就能够阻止爆炸火焰的传播，因此全氟己酮具有相对更强的抑制阻爆能力。全氟己酮在常温、常压下是液态，在试验中用 0.5MPa 的 N2作为驱动气体将其喷入管道中，喷出后会雾化和汽化。在全氟己酮喷完前驱动氮气不会进入管道，这样就只有全氟己酮被喷进管道进行阻爆。3.2抑制剂协同作用下的阻爆采用气液两相喷头同时连接全氟己酮和 CO2(或全氟己酮和 N2)，观测 2 种抑制剂混合作用下抑爆情形。管道左侧用 PVC 薄膜密封，爆炸发生后图 3单喷 C6F12O/23 mL 抑爆过程Fig 3Suppression process of sole spray C6F12O/23 mL71112023 年 4 月路长，等:全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用Apr，2023PVC 薄膜破裂，爆炸火焰从管道右侧向左传播，电磁阀自动打开并喷出复合抑制剂。为便于比较 N2、CO2、C6F12O 的使用量，统一用它们的气态体积。喷射时间按喷完 C6F12O 的时间(约260 ms)计算，1 mL液态 C6F12O 试验条件下可变为126 mL 气态。图4(a)和(b)的条件分别为 0.3 MPa N2+17 mL C6F12O 液和 0.3 MPa N2+18 mL C6F12O 液(即1 102 mL N2+2 142 mL C6F12O 气和1 102 mL N2+2 268 mL C6F12O 气)。图 5(a)和(b)的条件分别为 0.7 MPa N2+16 mL C6F12O 液和 0.7 MPa N2+17 mL C6F12O 液(即 2 371 mL N2+2 016 mL C6F12O 气和 2 371 mLN2+2 142 mL C6F12O 气)。图 6(a)和(b)的条件分别为 0.3 MPa CO2+16 mL C6F12O 液和 0.3 MPaCO2+17 mL C6F12O 液(即 1 102 mL CO2+2 016mL C6F12O 气和 1 102 mL CO2+2 142 mL C6F12O气)。图 7(a)和(b)的条件分别为 0.7 MPa CO2+9mL C6F12O 液和0.7 MPa CO2+10 mL C6F12O 液(即2 371 mL CO2+1 134 mL C6F12O 气和 2 371 mLCO2+1 260 mL C6F12O 气)。图片右端标注的数字为爆炸火焰到达该位置的时间(点火时刻为时间0)，图片下方数字标明管道长度。由图 4 可知:在 0.3 MPa 的 N2下，实现阻爆需要18 mL 的 C6F12O，即1 102 mL 氮气和2 268 mL 气态全氟己酮。由图 5 可知:在 0.7 MPa 的 N2下，实现阻爆需要 17 mL 的 C6F12O，即 2 371 mL 氮气和2 142 mL 气态全氟己酮。图 4 中爆炸火焰遇到抑制剂后散射出很强的光，表明此时抑制剂中还有大量的 C6F12O 液滴。而图 5 中爆炸火焰遇到抑制剂后并没有散射出强光，表明在 0.7 MPa 的 N2混合下的C6F12O 已全部汽化。由图 6 和 7 可知:0.3MPa 的 CO2下实现阻爆需要 17 mL 的 C6F12O，即 1 102 mL 二氧化碳和 2 142mL 气态全氟己酮;在 0.7 MPa 的 CO2下实现阻爆仅需要10 mL 的 C6F12O，即2 371 mL 二氧化碳和1 260mL 气态全氟己酮。因此，随着 CO2压力的升高，阻爆所需的 C6F12O 量大幅减少，体现出 CO2与C6F12O 具有很强的协同阻爆作用。图6 中爆炸火焰遇到抑制剂后散射出少量的强光，表明此时喷出的抑制剂中还有少量的 C6F12O 液滴。而图 7 中爆炸火焰遇到抑制剂后完全没有强光，表明在 0.7 MPa的 CO2气体作用下 C6F12O 已全部汽化。实现阻爆时的全氟己酮/惰性气体用量关系见图8。图8 中的 2 条曲线分别是 N2/C6F12O、CO2/C6F12O复合抑制剂作用下阻爆所需 C6F12O 的最小量。在与 N2复合的情况下，最少全氟己酮用量从约 2.90 L图 40.3 MPa N2与全氟己酮联合抑制下的爆炸过程Fig 4Explosion propagation suppressed by N2under 0.3 MPa and C6F12O synergistically(23 mL 液态)减少到约 2.14 L(17 mL 液态)，最大降幅为 26.1%。N2的压力从 0.5 MPa 继续升高也未能继续减小全氟己酮量，表明二者的协同效果较弱。与 CO2复合的情况下，随 CO2压力的升高阻爆所需的最少全氟己酮量不断减小，CO2在1.1 MPa 以上时所需全氟己酮量约为 0.63 L(5 mL 液态)，最大降幅达 78.3%，这表明 C6F12O 与 CO2二者具有更加良好的协同抑爆性能。3.3爆炸超压变化各爆炸试验过程的超压变化见图 9。从图 9 可8111Vol 23No4安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 4 期图50.7 MPa 下 N2与全氟己酮联合抑制的火焰传播图像Fig 5Explosion propagation suppressed by N2under 0.7 MPa and C6F12O synergistically以看出，所有的爆炸压力曲线都呈现“双峰”构造，第 1 压力峰值的形成主要是由薄膜破碎造成的。第2 压力峰值是因为管道内燃烧反应的进行，爆炸火焰面积在不断增大(如图 2 6 中所示火焰区域和面积都随爆炸火焰的传播而增大)，使得管道内压力上升，随后管道内气体高速外流导致管内压力下降，从而形成第 2 压力峰值。形成超压第 1 峰值时，所喷出的灭火剂还没有作用到爆炸火焰，复合灭火剂主要对第 2 峰值产生影响。在图 9(a)中，单喷 N2的第 2 峰值比单喷图 6CO2在 0.3 MPa 下与全氟己酮协同抑制下的爆炸过程Fig 6Explosion propagation suppressed by CO2under 0.3 MPa and C6F12O synergisticallyC6F12O 的高，表明试验中后者比前者的抑爆能力强。在 N2/C6F12O 联合喷出时，总体趋势是随 N2压力的升高，第 2 峰值下降。同样，在图 9(b)中，单喷 CO2的第 2 峰值比单喷 C6F12O 的高，表明试验中后者也比前者的抑爆能力强。在 CO2/C6F12O 联合喷出时，CO2压力由0.1 MPa 升高到0.9 MPa 过程中，爆炸超压的第 2 峰值则呈现规则的单调下降趋势。3.4抑爆机理探讨一般认为，N2作为气体灭火剂只具有稀释和冷却甲烷预混气体的物理作用，不具备化学抑制作用，91112023 年 4 月路长，等:全氟己酮与惰性气体对甲烷爆炸的协同阻爆作用Apr，2023图70.7 MPa 下 CO2与全氟己酮协同抑制下的爆炸过程Fig 7Explosion propagation suppressed by CO2under 0.7 MPa with C6F12O synergistically因此 N2没有在化学方面与全氟己酮协同进行抑爆。全氟己酮和 CO2气体的抑爆机理可从物理和化学两个方面来分析。从物理作用来看，全氟己酮灭火剂常温下为液态，沸点为 49.2，极易汽化，同时 CO2气体也具有稀释甲烷预混气体体积浓度的作用。CO2或 N2气体高压喷射时，气流速度大，会使波后流场中全氟己酮液滴变形破碎、雾化加快，有利于它的快速汽化，从而快速吸收大量的热量。从化学作用来看，甲烷的链式反应主要过程分为式(1)(3)，其中式(3)是主要的放热过程。当燃烧反应发生图 8气液两相共同抑制下阻爆所需的全氟己酮最少量Fig 8Minimum C6F12O needed for explosion preventionunder synergistic suppression of gas and liquid图 9复合抑制剂作用下的爆炸超压Fig 9Explosion overpressure under composite inhibitor时，链式反应中产生了大量游离的 O、H、OH 等高能自由基，若要抑制碳氢化合物的燃烧反应，需要消耗式(1)(3)中的 O、H、OH。CO2作为稳定的第 3 体分子，可以与 O、H、OH 等高能自由基发生三元碰撞反应，使得原本高活性的自由基变成低活性的稳定分子，从而降低了燃烧反应速率，如式(4)和(5)。CH4+O2H+2O+CH3(1)0211Vol 23No4安全 与 环 境 学 报第 23 卷第 4 期H+O OH(2)2OHH2O+O(3)CO2(M)O+CO(M)(4)OH+COH+CO2(5)H+OH+MH2O+M(6)式(4)和(5)表明，CO2生成的 CO 优先与反应式(2)产生的 OH结合，从而阻断反应式(3)。反应式(6)中自由基 OH和 H被消耗，可以阻断反应式(2)和(3)。而且式(5)中产生的 CO2，再经过式(4)和(5)继续参加下一次的链反应，从而阻断燃烧反应式(2)和(3)中 O、H、OH的正常链式反应，进而抑制燃烧反应的进行。ao 等18 发现，在相同的温度条件下，C6F12O比 CO2更容易分解，这是因为 C6F12O 具有复杂的分子结构和较大的分子体积。C6F12O 的分解过程是属于吸热过程，如式(7)，因此在反应过程中产生了大量的 CF3、C3F7和 F等自由基。C6F12O 的分解产物也会进一步生成更多的自由基 F，如式(8)和(9)。C6F12OC3F7+CF3+CF2CO(7)C3F7C3F6+F(8)CF3+O CF2O+F(9)F+HHF(10)F+CH4HF+CH3(11)C3F6+OHCF3CHF+CF2O(12)如式(10)和(11)所示，大量的 F会优先代替O2与 CH4、H发生反应，从而阻断燃烧反应式(1)和(2)中 CH4、O、H、OH等自由基的正常链式反应，进而抑制爆炸的产生。此外，C6F12O 的分解产物还可以通过影响链的分支来抑制燃烧反应，如式(9)和(12)，其中 O 和 OH被消耗可以阻断式(2)和(3)所示的反应，从而起到断链的作用。当 CO2与全氟己酮协同抑制时，在物理方面，高压喷出的 CO2气体不仅稀释了甲烷的体积浓度，还促使全氟己酮完全汽化，汽化过程中吸收了大量的热量;在化学方面，CO2作为第 3 体会参与到基元反应中，使高活性自由基变成低活性稳定分子，尤其会阻断 OH 的放热反应，而全氟己酮生成的 F会优先替代氧气生成的 O 参与到基元反应中，因此 CO2和全氟己酮在抑爆中有很好的协同互补关系，更有利于抑制甲烷/空气的链式反应。4结论1)试验中单独喷出压力不超 1.3 MPa 的 CO2或N2都未能阻爆;而单喷 23 mL 常温下为液态的全氟己酮能实现阻爆，后者表现出更强的抑制阻爆性能。2)全氟己酮单独喷出时呈现气雾混合状态;与CO2或 N2复合喷出时，压力越大全氟己酮越容易被全部汽化，越有利于提升其抑制阻爆能力。相比于单独使用，在 0.3 MPa CO2或 0.3 MPa N2混合下，阻爆所需的最少全氟己酮量大幅度下降。3)N2/C6F12O 联合喷出阻爆时，N2的压力从 0.5MPa 继续升高也未能继续减少全氟己酮用量，二者协同效应弱。而 CO2/C6F12O 联合喷出阻爆时，CO2随着压力的升高阻爆所需的最少全氟己酮量不断减小。CO2在 1.1 MPa 以上时所需全氟己酮量从单独使用时的 23 mL 降为 5 mL，最大降幅可达 78.3%，表明 CO2/C6F12O 二者的协同抑爆能力更强。4)全氟己酮抑爆的物理机理主要在于其在汽化过程中会吸收大量的热量，化学机理在于其在高温下其会发生分解反应，产生了大量的 CF3、C3F7和 F等自由基，并优先和碳氢燃料 CH4及所产生O、H、OH结合。C6F12O/CO2联合时，CO2作为第 3 体参与反应，会使基元反应的高活性自由基变成低活性稳定分子，并优先阻断 OH的放热反应，从而大大加强对燃烧反应的抑制和阻断效果。参考文献(eferences):1 MAIA M，MAIA P，VENEA G，et al Influence ofinert gas addition on propagation indices of methane-airdeflagrations J Transactions of the Institution ofChemical EngineersProcess Safety and EnvironmentalProtection，2016，102:513 522.2 YANG K，CAO J J，ZHAO Y，et al Inerting effect of N2on explosion of LDPE dust/ethylene hybrid mixtures J Journal of Loss Prevention in the Process Industries，2021，70:104431.3 LUO Z M，WEI C C，WANG T，et al Effects of N2andCO2dilution on the explosion behaviorofliquefiedpetroleum gas(LPG)-air mixtures J Journal ofHazardous Materials，2021，403:123843.4 YAN C C，BI M S，LI Y C，et al Effects of nitrogen andcarbon dioxide on hydrogen explosion behaviors nearsuppression limitJ Journal of Loss Prevention in theProcess Industries，2020，67(2):104228.5 LI Y C，BI M S，YAN C，et al Inerting effect of carbondioxide on confined hydrogen explosion J InternationalJournal 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