基于絕熱加速量熱方法的危險化學(xué)品的熱危險性評定及統(tǒng)計分級方法

劉 宏

中國人民武裝警察部隊學(xué)院基礎(chǔ)部，河北廊坊 065000

0 引言

在獲得這些數(shù)據(jù)后，可以對這些危險化學(xué)品的危險性有一個了解，還有一個任務(wù)就是要對這些危險品的危險性進(jìn)行分級。以往人們多采用聚類分析的方法進(jìn)行分級。這種方法的缺點在于把各項指標(biāo)的重要性看作一樣重要，其效果可想而知了。也有采用統(tǒng)計綜合評價方法，這種方法是把一項指標(biāo)線性的映射到〔0，100〕。這和實際的情況有較大的出入。還有其它的分類方法，比如非線模糊處理方法等。本文采用降半正態(tài)分布、升半正態(tài)分布對各項指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后對各項指標(biāo)的重要性進(jìn)行排序，采用降半正態(tài)分布得到各項指標(biāo)的權(quán)重，最后采用統(tǒng)計方法對危險化學(xué)品進(jìn)行分級。

1 各項指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化處理

f(x)的函數(shù)值隨x 的增大而減少。

f(x)的函數(shù)值隨x 的增大而增大。

對于初始放熱溫度T0（℃），把樣本的數(shù)據(jù)從小到大進(jìn)行排序，最小值為28.48 度，最大值為411.4 度，中值為246.14 度。由于初始放熱溫度T0（℃）其值越小越危險，所以采用降半正態(tài)分布。把28.48 所對應(yīng)的危險性設(shè)為1，246.14 所對應(yīng)的危險性設(shè)為0.5， 411.4 所對應(yīng)的危險性設(shè)為0.1，通過解方程得到對應(yīng)函數(shù)：

其圖像如下圖所示：

圖1 初始放熱溫度T0（℃）標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)圖像

同理可以得到最高溫升速率溫度、最高溫升速率時間的對應(yīng)函數(shù)。

其圖像如下圖所示：

圖2 最大溫升速率標(biāo)準(zhǔn)化函數(shù)圖像

同理可以得到絕熱溫升、最高放熱溫度、初始放熱溫升速率的對應(yīng)關(guān)系。

2 各個危險性因素標(biāo)準(zhǔn)化

讓最重要因素的比重設(shè)為1，第3 個的比重設(shè)為0.5，第7個的權(quán)重設(shè)為0.1?？梢越獾脵?quán)重函數(shù)：

即比重值分別為：1， 0.901， 0.709， 0.499， 0.319， 0.186， 0.099.

把它們歸一化后為：0.269，0.243，0.191，0.135，0.086，0.050，0.027.

3 采用統(tǒng)計方法進(jìn)行分級

4 本文方法的優(yōu)點

本文方法的優(yōu)點體現(xiàn)在四個方面。一是對各個指標(biāo)的量化。聚類分析把每一個危險化學(xué)品的各個指標(biāo)數(shù)值看成是同等重要的，而實際情況是初始放熱溫度T0（℃）的重要性是最大的，它代表危險化學(xué)品開始反應(yīng)的溫度。統(tǒng)計綜合評價方法是把一項指標(biāo)線性的映射到〔0，100〕，這和實際情況有很大的出入。比如初始放熱溫度T0（℃）的最小值是28.48℃，最大值為411.4℃。把28.48℃的危險性設(shè)為1，200℃的危險性為0.552.在平時生活的環(huán)境中，28.48℃是很容易達(dá)到的溫度，而200℃相應(yīng)的就比較難達(dá)到。用本文的量化方法，200℃的危險性為0.2195.這一數(shù)值更合理一些。

二是對其余的危險化學(xué)品進(jìn)行實驗后，所得的結(jié)果可以代入到相應(yīng)的對應(yīng)函數(shù)中，得到該危險化學(xué)品的危險性數(shù)值。比如初始放熱溫度T0（℃）的數(shù)值小于28.48℃時，它的危險性為1；初始放熱溫度T0（℃）大于411.4℃時，也可以代入公式得到它的危險性。

三是實驗的指標(biāo)增多時，本文的方法具有可擴展性、簡單易用性。文獻(xiàn)[4]給出的指標(biāo)體系有五項：初始放熱溫度、最大功密度、絕熱反應(yīng)溫升、熱自燃溫度、沸點。本文給出的指標(biāo)體系有七項。如果用層次分析法構(gòu)造判斷矩陣，那是一個比較麻煩的工作，并且還需要進(jìn)行一致性檢驗。當(dāng)指標(biāo)的多少變更時，需要重新進(jìn)行構(gòu)造判斷矩陣及一致性檢驗的工作。在對指標(biāo)的重要性排序后，用降半正態(tài)分布給出各指標(biāo)的權(quán)重，具有可擴展性、簡單易用性的特點。

四是把危險化學(xué)品分為五類符合人們的認(rèn)知規(guī)律。本文的分類結(jié)果是中等危險的危險化學(xué)品占比最大，其次是較高危險的危險化學(xué)品和中等危險的危險化學(xué)品，占比最小的是高危險的危險化學(xué)品和低危險的危險化學(xué)品。經(jīng)本專業(yè)的專家對分類結(jié)果的鑒別，認(rèn)為分級比較合理，有很好的實用價值。

[1]馮長根，傅智敏，等.絕熱方法評價熱安定性的改進(jìn)模型與應(yīng)用.北京理工大學(xué)學(xué)報，2003，2：23-25.

[2]楊春筍，等.化學(xué)品危險性鑒別分類研究的現(xiàn)狀與展望.中國安全科學(xué)學(xué)報，2009，3： 67-70.

[3]李榮平，李劍玲.多指標(biāo)統(tǒng)計綜合評價方法研究.河北科技大學(xué)學(xué)報：2004，68：85-87.

[4]顧靜.典型危險化學(xué)品反應(yīng)危險性分級與預(yù)防措施研究.青島科技大學(xué)，2010，6.