二、爆炸的分類
?按照爆炸的性質(zhì)分類：
??? 物理爆炸、化學(xué)爆炸、核爆炸；
?按照爆炸的傳播速度分類：
??? 輕爆、爆炸、爆轟；
?按爆炸反應(yīng)物質(zhì)分類：
??? 氣相爆炸、凝相爆炸、混合相爆炸。?
（1）物理爆炸
?物理爆炸過程是純粹的物理變化過程，爆炸前后系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)只發(fā)生狀態(tài)變化，化學(xué)組成及化學(xué)性質(zhì)均不發(fā)生變化的爆炸。
?是由于內(nèi)部壓力增大，超過容器的承受能力的破裂，內(nèi)部壓縮的氣體瞬間釋放出能量。
物理爆炸的例子
1、蒸汽鍋爐的爆炸
2、氣瓶或壓力儲罐受熱超壓爆炸
3、壓力管道腐蝕破裂爆炸
4、少量水急速汽化爆炸
注意：物理爆炸泄漏的可燃?xì)怏w的二次爆炸不是物理爆炸。
（2）核爆炸
?原子核發(fā)生聚變或裂變反應(yīng)，瞬間放出巨大的能量而發(fā)生的爆炸為核爆炸。
?
?本書內(nèi)容不包括核爆炸。
（3）化學(xué)爆炸
? 化學(xué)爆炸是由于急劇化學(xué)反應(yīng)造成的；
? 爆炸過程中產(chǎn)生大量新的高溫高壓氣體，氣體高速膨脹引起爆炸。
?
? 化學(xué)爆炸的主要特征——物質(zhì)的化學(xué)成分和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)爆炸后均發(fā)生了質(zhì)的變化。
按爆炸反應(yīng)物質(zhì)分類?
① 純組元可燃?xì)怏w熱分解爆炸
② 可燃?xì)怏w混合物爆炸
③ 可燃粉塵爆炸
④ 可燃液體霧滴爆炸
⑤ 可燃蒸氣云爆炸
三、化工行業(yè)中常見的幾種爆炸類型
1、簡單分解爆炸
2、復(fù)雜分解爆炸
3、爆炸性混合氣體爆炸
4、粉塵爆炸
5、熔鹽池爆炸
6、化學(xué)爆炸的三要素
1、簡單分解爆炸
1、乙炔銅、乙炔銀、疊氮化鉛、疊氮化銀 等的分解爆炸
2、氣體的分解爆炸
分解爆炸的條件是：
??? （1）分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
??? （2）存在火源或熱源；
??? （3）系統(tǒng)初始壓力大于分解爆炸臨界壓力P。
?能夠發(fā)生分解爆炸的氣體包括：乙炔、乙烯、環(huán)氧乙烷、臭氧、聯(lián)氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氫、四氟乙烯等；
?當(dāng)氣體壓力超過某一壓力值時，受到觸發(fā)，即可分解，生成更多摩爾的新氣體，同時放出熱量，一般說來，分解熱在80kJ/mol以上，當(dāng)壓力降至此值時，系統(tǒng)便不發(fā)生分解爆炸，這個壓力稱作該氣體分解爆炸的臨界壓力。
?為避免乙炔在高壓狀態(tài)分解爆炸，乙炔不是直接壓縮進(jìn)入鋼瓶，而是將乙炔氣充灌到以丙酮作為溶劑的瓶中。另外，乙炔瓶內(nèi)裝填料，將溶解于丙酮中的乙炔加以分割，進(jìn)一步減少爆炸的危險(xiǎn)。
?通常所說的溶解乙炔就是因此而來的。
2、復(fù)雜分解爆炸
?主要指炸藥類的物質(zhì)的爆炸，其爆炸不需要氧氣，自身分解出大量的氣體，同時釋放出大量的熱量，局部壓力劇增。
?硝化甘油的爆炸反應(yīng)：
發(fā)生分解爆炸的化合物大都具有如下基團(tuán)結(jié)構(gòu)：
?????????????? —NO2??????????????? 硝酸鹽類物質(zhì)
????????????? —N＝N≡N??????? 疊氮化合物
????????????? —O—N＝C??????? 雷酸鹽類物質(zhì)
????????? ????—ClO3??????????????? 氯酸鹽類
????????????????? NX3???????????????? 氮鹵化物
????????????? —C≡C—?????????? 乙炔類物質(zhì)
????????????? ＝N≡N?????????????? 重氮類物質(zhì)
3、爆炸性混合氣體爆炸
?可燃?xì)怏w只有預(yù)先與空氣或氧氣等混合時才能爆炸；
?預(yù)混氣體從小孔中高速噴出時并點(diǎn)燃時，不爆炸；
?爆炸是不可控的整體快速燃燒過程；
?可燃?xì)怏w只在一定濃度范圍內(nèi)才爆炸，爆炸燃燒速度與濃度有關(guān)。
?在化工生產(chǎn)中，可燃?xì)怏w或蒸氣從工藝裝置、設(shè)備管線、儲存容器泄漏到廠房中與空氣混合，或空氣滲入裝有這種氣體的設(shè)備中，都可以形成爆炸性混合物，遇到火種，便會造成爆炸事故。
?化工生產(chǎn)中所發(fā)生的爆炸事故，大都是爆炸性混合物的爆炸事故。
?防止泄漏、通風(fēng)換氣、室外布置是主要的防范方法。
5、熔鹽池爆炸
?高溫的熔鹽、鐵塊、鋼水等與少量的水接觸的瞬間，水被氣化，體積急速膨脹，壓力驟然升高。
?氧化性的熔鹽與有機(jī)物接觸、混合，發(fā)生化學(xué)爆炸。
?少量空氣驟然受熱的膨脹爆炸。
6、化學(xué)爆炸的三要素
（1）反應(yīng)過程必須是放熱的
（2）反應(yīng)過程必須是高速的
（3）反應(yīng)過程必須有大量的氣體生成
混合氣體、粉塵的爆炸反應(yīng)速度都很快。
煤與TNT炸藥相比，就是反應(yīng)速度的差別。
?1kg的煤塊或1kg的煤氣的燃燒熱都是29000kJ；
?煤塊完全燃燒需要10min，而煤氣與空氣的混合物只需0.2s就燃燒完全，所以煤氣很容易爆炸。
?炸藥TNT的反應(yīng)熱只有4184kJ，明顯低于煤炭的燃燒熱，但其爆炸時間只有十萬分之一秒，分解出的氣體可被加熱到2000～3000℃，在不大的空間內(nèi)氣體壓力可達(dá)10～40000MPa。
? 預(yù)混氣體的爆炸極限
一、爆炸極限及其機(jī)理
二、爆炸極限的影響因素
三、爆炸極限的測定
四、爆炸極限在消防中的應(yīng)用
一、爆炸極限及其機(jī)理
?定義：爆炸極限是可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣混合后，遇火會產(chǎn)生爆炸的最高或最低濃度?！?/b>國家標(biāo)準(zhǔn)《消防術(shù)語》
?最低濃度——爆炸下限（LEL）
?最高濃度——爆炸上限（UEL）
一氧化碳與空氣構(gòu)成的混合物
遇火源時的燃爆情況?
?燃燒與爆炸之間沒有明顯的界限。
?同等的概念
????? ??爆炸極限
??????? 燃燒極限
??????? 燃爆極限
?液體在閃點(diǎn)溫度下形成的蒸氣濃度就是該液體爆炸極限的下限。
?濃度高于上限時的混合氣體并不是完全安全的氣體 。
機(jī)理解釋
?濃度低于下限時，體系內(nèi)含有過量的空氣，產(chǎn)生的熱量少，空氣的冷卻作用明顯，活化中心的銷毀數(shù)大于產(chǎn)生數(shù)，阻止了火焰的蔓延。
?當(dāng)濃度在上限以上時，含有過量的可燃性物質(zhì)，空氣（氧）不足，火焰也不能蔓延。?
二、爆炸極限的影響因素
（１）體系的初始溫度的影響
??????? 升溫：下限下降，上限上升
??????? 降溫：下限上升，上限下降
（2）體系初始壓力的影響
?壓力增加，分子間距縮小，碰撞幾率增加，更容易被引燃，所以爆炸極限隨之加寬。
（3）惰性介質(zhì)的影響
?圖3-2-2?甲烷爆炸極限隨惰性氣體濃度的變化?
（4）容器直徑的影響
?機(jī)理與對燃燒的影響相同
??? ——直徑小，利于散熱，不利升溫
??? ——直徑小，利于自由基銷毀
?燃燒與爆炸都不能傳播的最大直徑稱為臨界直徑。
（5）點(diǎn)火源能量大小的影響
?能量小的點(diǎn)火源不能點(diǎn)燃的氣體，用強(qiáng)的點(diǎn)火源就可能點(diǎn)燃；
?在點(diǎn)火源強(qiáng)度較低的范圍內(nèi)成立；
?最小點(diǎn)火能都是指某一確定條件下，比如接近化學(xué)計(jì)量比例濃度；
?對電壓為100V，電流強(qiáng)度為1A的電火花，不能引爆任何濃度的甲烷，當(dāng)電流增加到2A時，爆炸極限為5.9%～13.6%，而當(dāng)增至3 A時為5.85%～14.8%。?
（6）點(diǎn)火位置的影響
不同火焰?zhèn)鞑シ较驎r甲烷的爆炸極限
?火焰向上——5.35%～14.9%
?火焰向下——5.59%～13.5%
?火焰水平——5.40%～14.0%
（7）混合氣體中含氧量的影響
?通常給出的爆炸極限值是指在純粹空氣中的測定值；
?如果在空氣中引入惰性氣體，氧氣濃度自然降低；
?可燃?xì)怏w與純氧氣混合極限范圍寬；
?空氣可看成是在純氧中混入惰性氣體的混合氣體；
?惰性氣體占的比例越高，爆炸極限范圍自然越窄，高到一定程度時，爆炸范圍消失。
三、爆炸極限的測定
圖3-2-3?爆炸極限測定裝置
1.循環(huán)泵；2.接水銀壓力計(jì)；3.電極；4.爆炸管；5.阻火網(wǎng)；
6.接空氣；7.接試樣；8.接真空泵；9.排入大氣
四、爆炸極限在消防中的應(yīng)用
（1）估計(jì)物質(zhì)的燃燒爆炸危險(xiǎn)性大小
?
（2）作為工廠設(shè)計(jì)的依據(jù)?確定建筑物的耐火等級、設(shè)計(jì)廠房的通風(fēng)系統(tǒng)、防爆電氣的選型、可燃?xì)怏w檢測報(bào)警值確定等，都需要知道所涉及到的燃爆氣體的爆炸極限。
（3）作為制定安全生產(chǎn)操作規(guī)程的依據(jù)?
?爆炸極限的計(jì)算方法
一、爆炸極限數(shù)據(jù)的獲取方法
二、爆炸極限的計(jì)算方法
三、三元組分爆炸范圍圖
一、爆炸極限數(shù)據(jù)的獲取方法
（1）查閱手冊或其他資料?查到的只是純物質(zhì)的爆炸極限數(shù)據(jù)。
（2）進(jìn)行測試?采用《空氣中可燃?xì)怏w爆炸極限測定方法》進(jìn)行實(shí)際測定，得到實(shí)際混合氣體的爆炸極限值。
（3）進(jìn)行計(jì)算?利用現(xiàn)有的計(jì)算公式計(jì)算純物質(zhì)和多種可燃?xì)怏w組成的混合氣體的爆炸極限。
?計(jì)算混合氣體的爆炸極限更有實(shí)際意義。
二、爆炸極限的計(jì)算方法
（1）根據(jù)閃點(diǎn)計(jì)算爆炸極限下限
（2）根據(jù)完全燃燒時化學(xué)計(jì)量濃度近似計(jì)算
（3）根據(jù)爆炸下限計(jì)算爆炸上限
（4）根據(jù)分子中所含碳原子數(shù)估算爆炸極限
（5）多組分可燃性氣體混合物爆炸極限的計(jì)算（Le Chatelier公式）
（6）可燃?xì)怏w和惰性氣體混合物的爆炸極限
（7）壓力下爆炸極限的計(jì)算
（1）根據(jù)閃點(diǎn)計(jì)算爆炸極限下限
?液體閃點(diǎn)溫度下，液面上平衡的蒸氣濃度就是液體的爆炸極限下限，蒸氣分壓與濃度成正比。
（2）根據(jù)完全燃燒時化學(xué)計(jì)量濃度近似計(jì)算
?C0——?dú)怏w在完全燃燒時的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量濃度；
?no——一個氣體分子完全燃燒所需的氧分子（O2）數(shù)；
?0.21——空氣中氧氣的體積百分?jǐn)?shù)。?
????? ??????L下＝0.55C0
?乙烷完全燃燒時的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
?
C2H6＋3.5O2—→2CO2＋3H2O
?所需氧分子數(shù)no =3.5，所以
?爆炸下限為：L下＝0.55×5.66%＝3.11%
（3）根據(jù)爆炸下限計(jì)算爆炸上限
?此法主要適用于鏈烷烴在空氣中爆炸上限的計(jì)算。
（4）根據(jù)分子中所含碳原子數(shù)估算爆炸極限
?適用于脂肪族烴類化合物
?碳原子數(shù)越多，下限越低
（5）多組分可燃性氣體混合物爆炸極限的計(jì)算（Le Chatelier公式）
?Lm——混合氣體的爆炸極限（上限或下限），％；
?Li ——第i種組分的爆炸極限（上限或下限），％；
?Vi ——第i種組分在混合氣體中的摩爾分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)，％。
?適用于只由可燃?xì)怏w組成的可燃混合氣體。
某天然氣的組成如下：甲烷80%（爆炸極限5.3%～15%）、乙烷15%（3.0%～16%）、丙烷4%（2.1%～9.5%）和丁烷1%（1.5%～8.5%），計(jì)算混合氣體爆炸極限。
（6）可燃?xì)怏w和惰性氣體混合物的爆炸極限
?① Le Chatelier公式法
首先把每一種可燃?xì)怏w的百分濃度變成在可燃?xì)怏w中的百分?jǐn)?shù)，再代入公式中計(jì)算即可。
?例如：某回收煤氣的組分平均含量為：
組分氣體名稱??????? CO??? CO2??? N2??? O2??? H2
體積百分比，%??? 58???? 19.4?? 20.7?? 0.4??? 1.5
求該煤氣的爆炸極限。
?解：煤氣中CO和H2為可燃?xì)怏w，其它為不燃?xì)怏w。CO和H2的體積百分比之和為：58%+1.5%=59.5%，它們占可燃?xì)怏w的百分比分別為：
??? V(CO) = 58/59.5×100 = 97.48%
???? V(H2)?= 1.5/59.5×100 = 2.52%
??? 查表3-2-2得爆炸極限：CO為12.5%～74.2%，H2為4.1%～74.0%。把數(shù)據(jù)代入3-3-9式
?② 經(jīng)驗(yàn)公式法?? 包括惰性氣體在內(nèi)的極限
（7）壓力下爆炸極限的計(jì)算
? CH4??????????????? L上＝56.0(p—0.9)0.040
? C2H6?????????????? L上＝52.5(p—0.9)0.045
? C3H8?????????????? L上＝47.7(p—0.9)0.042
? C2H4?????????????? L上＝64.0(p—0.2)0.083
? C3 H6????????? ????L上＝43.5(p—0.2)0.095
?p為壓力，單位為atm
?（1atm = 0.101325MPa）。
三、三元組分爆炸范圍圖
圖3-3-1?三元組分混合氣體三角坐標(biāo)圖?
?
圖3-3-2?三種混合氣體的爆炸范圍圖?
?
圖3-3-4?空氣、甲烷、一氧化碳三組分爆炸范圍圖
在空氣中，甲烷的爆炸極限為5.3%～15%，CO為12.5%～74.2%
粉塵爆炸
一、粉塵爆炸的條件
二、粉塵爆炸的特點(diǎn)
三、粉塵爆炸的影響因素
四、粉塵爆炸的預(yù)防與控制
一、粉塵爆炸的條件
（一）粉塵本身是可燃的（包括無機(jī)和有機(jī)兩類粉塵）
（二）粉塵以一定濃度懸浮在空氣中
（三）懸浮粉塵濃度處于一定的范圍內(nèi)才能爆炸
二、粉塵爆炸的特點(diǎn)
（一）粉塵爆炸的機(jī)理
1．氣相點(diǎn)火機(jī)理
·粉塵點(diǎn)火過程分為顆粒加熱升溫、顆粒熱分解或蒸發(fā)汽化以及蒸發(fā)氣體與空氣混合形成爆炸性混合氣體并發(fā)火燃燒三個階段，
·首先，粉塵顆粒通過熱輻射、熱對流和熱傳導(dǎo)等方式從外界獲取能量，使顆粒表面溫度迅速升高；
危險(xiǎn)化學(xué)品目錄（2015版）
