(2)體系初始?jí)毫Φ挠绊?/div>?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(duì)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(duì)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(shí),爆炸極限為5.9%~13.6%,而當(dāng)增至3 A時(shí)為5.85%~14.8%。?
(6)點(diǎn)火位置的影響
不同火焰?zhèn)鞑シ较驎r(shí)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(cè)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(shí),爆炸范圍消失。
三、爆炸極限的測(cè)定
圖3-2-3?爆炸極限測(cè)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(jí)、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(cè)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(cè)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(cè)試?采用《空氣中可燃?xì)怏w爆炸極限測(cè)定方法》進(jìn)行實(shí)際測(cè)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(shí)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(shí)化學(xué)計(jì)量濃度近似計(jì)算
?C0——?dú)怏w在完全燃燒時(shí)的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量濃度;
?no——一個(gè)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(shí)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(gè)階段,
·首先,粉塵顆粒通過熱輻射、熱對(duì)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;