关于气体爆炸的一些基础知识
来源:气体检测专家  发布时间:2020年08月12日  点击量:

第一部分:基础知识

火灾:在时间和空间上失去人为控制蔓延而形成的一种灾害性燃烧现象。必须同时具备可燃物质、助燃物、着火源、且三者之间发生作用,只要消除这必要条件中的一个,火灾就不会发生。以吸烟为例,必须有烟、火机、空气(存在周围),然后用火机去点燃,吸烟才能发生。

爆炸:物质在瞬间以机械功的形式释放大量气体和能量的现象。

爆炸极限:可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限。例如一氧化碳与空气混合的爆炸极限为12.5%~74%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为爆炸下限和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限时不会爆炸,但能燃烧。这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延;而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故。

爆炸:在极短时间内,释放出大量能量,产生高温,并放出大量气体,在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化,同时破坏性极强。

可燃物质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限。

可燃性混合物的爆炸极限有爆炸(着火)下限和爆炸(着火)上限之分:分别称为爆炸下限和爆炸上限。上限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的高浓度。在高于爆炸上限时,空气不足,导致火焰不能蔓延不会爆炸,但能燃烧。下限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的低浓度。由于可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延,因此在低于爆炸下限时不爆炸也不着火。

在日常生活和化工生产中,为了降低爆炸浓度极限,可以加入惰性气体或其他不易燃的气体来降低浓度或者在排放气体前,或者以涤气器、吸附法来清除可爆的气体。

点燃在空气中的气体,气体可能会引爆,或者会很快停止。是哪个情况,是由气体在空气中的浓度来决定的。当气体浓度太低,没有足够燃料来维持爆炸;当气体浓度太高,没有足够氧气燃烧。气体只有在两个浓度之间才可能引爆,这两个浓度称为爆炸下限(LEL)、爆炸上限(UEL),惯以百分比表示。它们是气体的爆炸极限(又称爆炸界限)。气体或蒸汽爆炸极限是以可燃性物质在混合物中所占体积的百分比(%)来表示的,如氢与空气混合物的爆炸极限为4%~75%。可燃粉尘的爆炸极限是以可燃性物质在混合物中所占体积的质量比来表示的,例如铝粉的爆炸极限为40g/m1

爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下:

(1)爆炸反应当量浓度

爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例,在恰好能发生完全的化合反应时,则爆炸所析出的热量最多,所产生的压力也最大。实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度,这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。

也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值,从表中直接查出可燃气体或蒸气在空气(或氧气)中的化学当量浓度。其中可燃气体(蒸气)在空气中和氧气中的化学当量浓度。

(2)爆炸下限和爆炸上限

各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限,可用专门仪器测定出来,或用经验公式估算。爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入,其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成,而无法考虑其他一系列因素的影响,但仍不失去参考价值。

(3)根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度,可以估算有机物的爆炸下限和上限。

(4)多种可燃气体组成混合物的爆炸极限。

数值

可燃性蒸气的爆炸极限值是由可燃液体表面产生的蒸气浓度决定的。对于可燃液体而言,爆炸下限浓度对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度;爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度。

危害

编辑

可燃性混合物的爆炸极限范围越宽、爆炸下限越低和爆炸上限越高时,其爆炸危险性越大。这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多;爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件;爆炸上限越高则有少量空气渗入容器,就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。应当指出,可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时,虽然不会着火和爆炸,但当它从容器或管道里逸出,重新接触空气时却能燃烧,仍有发生着火的危险。



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