油页岩的开发利用越来越受到世界各国的重视,油页岩干馏炼油已成为应对能源危机的有效方法。对油页岩干馏工艺过程中油页岩粉尘及粉-气杂混物爆炸特性进行系统地实验研究是油页岩干馏工艺的前沿需求,也是国际上的新动向。针对油页岩综合开发利用过程中存在的安全问题,本文从实验与理论结合的方法系统地研究了标准工况及高温条件下国内四种油页岩粉尘及其粉-气杂混物的爆炸特性规律及影响因素,并分别以氮气、二氧化碳为惰化剂研究了惰性气体对油页岩粉尘及粉-气杂混物的惰化效果,从本质安全角度为油页岩干馏工艺系统确定合适的氧浓度运行阈值提供科学依据。结合标准工况及高温条件下实验测得的爆炸特性参数及干馏工艺过程中存在的危险因素分析,考虑油页岩干馏炼油工艺中物料的危险性及工艺条件的危险性,提出了在油页岩综合利用过程中防止粉尘爆炸的控制技术,为油页岩综合开发利用过程中火灾爆炸的防治工作提供依据。采用标准测试装置对四种油页岩粉尘在标准工况下的爆炸特性进行了研究,得到了粉尘浓度、粒径、挥发分、灰分等对油页岩粉尘着火敏感度及爆炸猛度的影响规律,在对测试结果进行定性及定量分析的同时和烟煤的爆炸特性进行了对比分析。在实验分析基础上建立了油页岩粉尘最小点火能理论模型,进行了油页岩粉尘云着火理论分析、油页岩粉尘层着理论分析。通过实验分别对油页岩粉尘及粉-气杂混物的着火敏感度和爆炸猛度进行了研究,重点探讨了爆炸下限浓度以下的可燃气对四种油页岩粉尘爆炸特性的影响规律。研究表明杂混物的最小点火能随可燃气含量的增加而降低,尤其对挥发分含量相对低的油页岩影响更为显著,从J变为mJ级别。油页岩粉-气杂混物的爆炸下限浓度比单纯油页岩粉尘低,可燃气的参与,提高了爆炸危险性。存在最佳粉尘浓度,在该浓度下爆炸猛度最大,粉-气杂混物的爆炸强度要高于单纯的粉尘爆炸。利用1-m3爆炸测试装置,分别在氮气、二氧化碳惰化条件下研究了油页岩粉尘及粉-气杂混物的极限氧浓度,从本质安全角度为油页岩干馏工艺系统确定合适的氧浓度运行阈值提供了科学依据。建立了密闭容器中粉-气杂混物爆炸压力发展过程模型,并对油页岩粉-气杂混物在20L球内的爆炸压力发展过程进行了理论分析。将实验值与计算结果对比发现,所建模型能够反映油页岩粉粉气杂混物在20L球内的爆炸压力发展变化。在高温条件下研究了四种油页岩粉尘及其粉-气杂混物的着火敏感度和爆炸猛度。研究发现,在测试的温度范围内,随着初始温度的升高,四种粉样的最小点火能均表现出下降的趋势;粉-气杂混物的最小点火能也随着初始温度的升高呈下降趋势,杂混物中可燃气含量超过2%后,温度的升高使得最小点火能下降趋于平缓,温度对点火能的下降不再占主导作用,可燃气含量的影响远超过温度变化带来的影响。随着环境温度升高,无论是单纯油页岩粉尘还是油页岩粉-气杂混物,爆炸下限浓度均呈下降趋势,这说明随着环境温度的升高,爆炸范围在扩大,可燃气的存在进一步提高了其着火敏感度。在爆炸猛度方面,随着初始温度的升高,油页岩粉尘及粉-气杂混物的最大爆炸压力有降低趋势,到达最大爆炸压力的时间平均缩短了 30%,其最大压力上升速率、爆炸指数Kst随温度升高而增大。结果表明随着温度的升高,油页岩粉尘及粉-气杂混物的爆炸危险性逐渐增加,油页岩粉-气杂混物的爆炸危险性高于单独油页岩粉尘的爆炸危险性。以抚顺式干馏炉干馏工艺为背景,结合标准工况及高温条件下实验测得的爆炸特性参数及干馏工艺过程中存在的危险因素分析,考虑油页岩干馏炼油工艺中物料的危险性及工艺条件的危险性,提出了在油页岩综合利用过程中防止粉尘爆炸的控制技术,为油页岩综合开发利用过程中火灾爆炸的防治工作提供依据。本文对标准工况及高温条件下油页岩粉尘、油页岩粉-气杂混物爆炸特性的实验研究和理论分析对于油页岩利用过程中火灾爆炸的预防与控制具有指导意义。