常见可燃气体爆炸限度分析

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1、可燃气体特指32种气体,详见以上列表。

2、其它气体,符合下列规定之一者:

(1)根据日本一般高压气体保安规则第2条,由32种气体和其他气体,其爆炸下限小于10%或爆炸上限与下限之差在20%以上,定义为可燃性气体。

(2)根据日本一般高压气体保安规则第2条,把19种气体和其他气体,其值(容许浓度)在200ppm以下定为有毒气体。

当可燃气体达到了爆炸下限LEL以上就有爆炸的危险。为了计算和说明的方便,我们一般将爆炸下限LEL分成100份,即1LEL=100%。举个例子:如果甲烷单独存在100%LEL=5.3%VOL,即当环境中甲烷浓度达到0.53%体积时,就应该意识到危险状况的存在。

这里,我们还要提到另两个体积单位ppm(百万分之一,10-6)和ppb(十亿分之一,10-9),这两个浓度单位在中国计量标准已经被停止使用,但在以后有毒气体的检测中可能会经常遇到(特别是一些众多欧美气体检测仪器上),我们还应当对其有所了解。这里我们仅仅给出它们与VOL之间的关系。

1ppm=1000ppb=1/1000000VOL或者10-6

100%VOL=1000000ppm=1000000000ppb

还以甲烷为例,不难理解:10%LEL=0.53%VOL=53000ppm

如果是苯,则10%LEL=0.13%VOL=13000ppm

(注意:苯的立即致死量IDHL是500ppm!!)

可燃气体的爆炸上、下限是可燃气体的物理参数,它们会受到温度、压力和空气中氧含量等因素的影响。当环境中存在多种可燃气体时,其爆炸上下限也会发生变化。爆炸上、下限之差表明可燃气体与空气混合时的危险程度,爆炸下限越低,或者爆炸范围越大(也就是爆炸上限和爆炸下限之差越大),则该气体越危险。

对于两种或多种可燃蒸气混合物,假如已知每种可燃气的爆炸极限,那么根据下面的公式,可以估算出与空气相混合的气体的爆炸极限。

用Vn 表示一种可燃气在混合物中的体积分数,则:

LEL=100/(V1/LEL1+V2/LEL2+V3/LEL3)(%V)

同样,混合可燃气爆炸上限:

UEL=100/(V1/UEL1+V2/UEL2+V3/UEL3)(%V)

此方法对于碳氢化合物混合物质的计算较为准确,对于其它混合物可燃物质会出现较大的偏差,但也有一定的参考价值。

例如,一天然气组成如下:

甲烷80%VOL(LEL甲=5.3)、乙烷15%VOL(LEL乙=3.0)、丙烷4%VOL(LEL丙=2.2)、丁烷1%VOL(LEL丁=1.9),其混合物的爆炸下限:

Lm=100/(80/5.3+15/3.0+4/2.2+1/1.9)=4.46

可以看出,尽管甲烷占了大多数,但在实际应用中,天然气的爆炸下限由于乙烷、丙烷、丁烷的爆炸下限降低了很多。

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甲烷混合物的压力与爆炸极限的关系

蒸气是液体和固体的在某种温度条件下所形成的气体状态。固体和液体变成气体的过程,被称为气化或蒸发,气化或蒸发的速度是形成可燃气体混合物的重要因素。汽化和蒸发的速度是温度的函数,温度增加,速度增加,产生的气体浓度就高。相反,温度降低可能会降低汽化的速度,减少气体的浓度,有些气体可能还会因为冷凝转化为液体状态。

爆炸的前提是空气中存在可燃物质的蒸气或气体。一般规律下,液体是不会燃烧的,防火的重要概念是避免可燃气体产生足够以爆炸的浓度量。

在一定温度下,当可燃液体表面蒸气和空气混合与火焰接触时,会闪出火花并随即熄灭,这种瞬时的燃烧称为闪燃,液体能发生闪燃的最低温度就是“闪电”,闪点也是液体释放蒸气的最低温度,或者说是LEL/LFL形成的温度。这个参数也是物质的固有特征。

常见物质的闪点

实际工作中,工作人员在检测可燃气体势也要考虑到工作场所中可能存在的易燃液体。要十分注意,检测是周围环境的温度变化,温度的增加会显著地增加蒸气的量。温度增加的因素包括:太阳光对空间外表面的照射,反应器的温度变化等。温度的升高会增加爆炸和燃烧的危险,因此,有必要在工作过程中对环境内可燃气体进行连续监测。例如,在温度为10摄氏度的环境中,乙醇的蒸气还不会达到点燃程度。而在21摄氏度时,乙醇的蒸气就很容易被点燃。返回搜狐,查看更多