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火災、爆炸事故的預防

  
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  例題1? 某天然氣含甲烷80%,乙烷15%,丙烷4%,丁烷1%。求天然氣的爆炸極限。假設a、b、c、d分別表示甲烷、乙烷、丙烷、丁烷。

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  由于理?查特理法則推導時引入了各種可燃氣組分同時著火的假設,所以(1)和(2)式適用于計算反應活性和活化能正相近的各種碳氫化合物混合氣的爆炸極限,對其他可燃性氣體混合物的計算結果有些偏差,但亦有一定的參考價值。

  根據經驗公式計算,含有惰性氣體的多組分可燃氣體混合物的爆炸極限可用下式計算:

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  煤氣的爆炸范圍為16.7%~84.8%。

  爆炸極限的影響因素。爆炸極限通常是在常溫、常壓等標準條件下測定出來的數據,它不是固定的物理常數。不同的物質有不同的爆炸極限。同一種可燃氣體、蒸氣的爆炸極限也不是固定不變的。它隨溫度、壓力、含氧量、惰性氣體含量、火源強度等因素的變化而變化。

  初始溫度。混合物著火前的初溫升高,會使爆炸極限范圍擴大,爆炸危險性就會增加。

  初始壓力。混合氣體的初始壓力增加,上限顯著提高,爆炸范圍擴大。例如甲烷的爆炸范圍在100 kPa下為5.3%~14%,在1000kPa下為5.7%~17。2%。混合氣體在減壓的情況下,爆炸范圍會隨著減小。壓力降到某一數值,上限與下限重合,這一壓力稱為臨界壓力。低于臨界壓力,混合物則無燃燒爆炸的危險。所以在化工生產中,對于一些燃爆危險性大的物料的生產、儲存,往往采用在臨界壓力以下的條件進行。

  含氧量。混合物中的含氧量增加,爆炸上限提高,爆炸范圍擴大,爆炸危險性增加。例如,甲烷在空氣中的爆炸范圍為5.3%~14%,在純氧中的爆炸范圍為5.0%~61%。

  惰性氣體。增加混合物中的惰性氣體含量,會使上限顯著降低,縮小爆炸范圍,惰性氣體含量達到一定濃度時,可使混合物不燃燒。所以惰性氣體可用于防火和滅火。

  點火源。點火源的強度高,熱表面的面積大,火源與混合物的接觸時間長,會使爆炸范圍擴大,增加燃燒、爆炸的危險性。

  由于爆炸極限的影響因素較多,所以在生產條件下控制危險濃度時,應結合具體情況進行考慮,并應適當留出一個安全裕度,以確保生產安全。

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