爆炸极限计算.doc

爆炸极限计算爆炸反应当量浓度、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。可燃气体或蒸气分子式一般用 C αH βO γ表示,设燃烧 1mol 气体所必需的氧摩尔数为 n, 则燃烧反应式可写成: C αH βO γ+nO 2→生成气体按照标准空气中氧气浓度为 %,则可燃气体在空气中的化学当量浓度 X(%), 可用下式表示: 可燃气体在氧气中的化学当量浓度为 Xo( %),可用下式表示: 也可根据完全燃烧所需的氧原子数 2n的数值,从表 1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。 1)根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限,其经验公式如下。爆炸下限公式: (体积) 爆炸上限公式: (体积) 式中 L 下——可燃性混合物爆炸下限; L 上——可燃性混合物爆炸上限; n—— 1mol 可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表 2: 表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较从表中所列数值可以看出,实验所得与计算的值有一定差别,但采用安全系数后,在实际生产工作中仍可供参考。 2)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。计算公式如下: 此计算公式用于链烷烃类,其计算值与实验值比较,误差不超过 10%。例如甲烷爆炸极限的实验值为 5%~ 15%,与计算值非常接近。但用以估算 H 2、C 2H 2以及含 N 2、Cl 2等可燃气体时,出入较大,不可应用。(3) 多种可燃气体组成混合物的爆炸极限。由多种可燃气体组成爆炸混合气的爆炸极限,可根据各组分的爆炸极限进行估算,其计算公式如下: 式中 Lm——爆炸性混合气的爆炸极限(%); L 1、L 2、L 3、Ln——组成混合气各组分的爆炸极限(%); V 1、V 2、V 3、…Vn——各组分在混合气中的浓度(%)。 V 1+V 2+V 3+…Vn=100 该公式用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确,而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及二硫化碳的混合气体,则计算的误差较大,不得应用。——摘自《安全科学技术百科全书》(中国劳动社会保障出版社,2003 年6月出版) explosive limit 可燃性气体或蒸气与助燃性气体形成的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值。助燃性气体可以是空气、氧气或其他助燃性气体。一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限。能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限;最高浓度称为爆炸上限。混合系的组分不同,爆炸极限也不同。同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介