混合可燃气体爆炸极限怎么计算

有机可燃气体爆炸极限的推荐计算方法

第32卷第1期昆明理工大学学报(理工版)

2007年2月　JournalofKunmingUniversityofScienceandTechnology(ScienceandTechnology)Vol.32　No.1

　Feb.2007

有机可燃气体爆炸极限的推荐计算方法

刘彬

(公安消防部队昆明指挥学校,云南昆明650208)

摘要:提出一种利用氧气系数计算纯净有机可燃气体和由多种有机可燃气体组成的混合气体爆炸极限的计算方法,对目前常用的经验公式进行了整合与修正,简化了对混合气体爆炸极限的计算,也提供了对复杂组成的混合有机可燃气体爆炸极限的快速估算,估算结果与实测值能较好吻合.

关键词:可燃气体;爆炸极限;氧气系数;计算方法

中图分类号:X932文献标识码:A文章编号:1007-855X(2007)01-0119-06

RecommendedCalculatiofLimitationforis

IUin

(mofFireForce,Kunming650208,China)

Abstract:Anonontheexplosionlimitationofthepurelyorganicburninggasandthemixtur

爆炸极限L=1/（Y1/L1 + Y2/L2 + Y3/L3）

其中：Y1、Y2、Y3代表混合物中组成

L1、L2、L3代有混合气体各组份相应的爆炸极限

求混合物爆炸下限（或上限）时，L1、L2、L3分别为各纯组份的爆炸下限（或下限）；

爆炸极限的计算

1 根据化学理论体积分数近似计算

爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下：

L下≈0.55c0

式中 0.55——常数；

c0——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数。若空气中氧体积分数按20.9%计，c0可用下式确定

c0=20.9/（0.209 n0）

式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。

如甲烷燃烧时，其反应式为

CH4 2O2→CO2 2H2O

此时n0=2

则L下=0.55×20.9/（0.209 2）=5.2由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。

2 对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算

目前，比较认可的计算方法有两种：

2.1 莱?夏特尔定律

可燃性混合气体爆炸特性计算

摘要对可燃气体（或蒸汽）爆炸特性参数的测定方法进行研究，给出丙烷、丙烯、甲烷三种可燃气体与空气混合物混合爆炸的爆炸极限和最小点火能数据。为防灾提供相应的数据参考，能更好的把握可燃气体的性质及危险性。

关键词：可燃气体;爆炸;爆炸极限;最小点火能。

1 绪论

气体混合物的爆炸是生产生活，特别是化工生产中极为普遍的爆炸现象。气体混合物有两种情况：一是单一的可燃气体与空气的混合；另有一种是多种可燃气体与空气的混合。在这两种情况并非在任何情况下都发生爆炸，只有在一定的爆炸浓度范围，还需要一定的能量的点燃，才可能发生爆炸。由此可知对气体混合物的爆炸的最小点火能和爆炸极限的测定是相当重要了，也对生产生活特别是化工生产有着积极的指导意义。

2 可燃性混合气体爆炸特性计算的相应条件

可燃性混合气体爆炸参数影响的因素很多，例如，可燃气体及氧化剂的种类；气体浓度；点火源能量大小；点火位置；爆炸空间的封闭程度,障碍物的大小，数量及现状等。在文章中其他条件不变的情况下，仅仅对丙烷、丙烯、甲烷三种可燃气体与空气混合物混合爆炸的爆炸极限和最小点火能进行计算和研究。

3 可燃性混合气体爆炸特性计算

3.1 最小点火能的计算

3.1.1 常用最小点火能的计算

可燃气

常见气体的爆炸极限 气体名化学分子式 下限(V/V) (体积分上限(V/V) (体积分称 乙烷 乙醇 乙烯 氢气 硫化氢 甲烷 甲醇 丙烷 甲苯 二甲苯 乙炔 氨气 苯 丁烷 丙烯 丙酮 苯乙烯 C2H6 C2H5OH C2H4 H2 H2S CH4 CH3OH C3H8 C6H5CH3 C2H2 NH3 C6H6 C4H10 C3H6 CH3COCH3 C6H5CHCH2 数) / % 3.0 3.4 2.8 4.0 4.3 5.0 5.5 2.2 1.2 1.5 15 1.2 1.9 12.5 2.4 2.3 1.1 数) / % 15.5 19 32 75 45 15 44 9.5 7 7.6 100 30.2 8 8.5 74 10.3 13 8.0 C6H5(CH3)2 1.0 一氧化碳 CO 爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种： 莱·夏特尔定律

对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：

LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3） （V%）

常见气体的爆炸极限 气体名化学分子式 下限(V/V) (体积分上限(V/V) (体积分称 乙烷 乙醇 乙烯 氢气 硫化氢 甲烷 甲醇 丙烷 甲苯 二甲苯 乙炔 氨气 苯 丁烷 丙烯 丙酮 苯乙烯 C2H6 C2H5OH C2H4 H2 H2S CH4 CH3OH C3H8 C6H5CH3 C2H2 NH3 C6H6 C4H10 C3H6 CH3COCH3 C6H5CHCH2 数) / % 3.0 3.4 2.8 4.0 4.3 5.0 5.5 2.2 1.2 1.5 15 1.2 1.9 12.5 2.4 2.3 1.1 数) / % 15.5 19 32 75 45 15 44 9.5 7 7.6 100 30.2 8 8.5 74 10.3 13 8.0 C6H5(CH3)2 1.0 一氧化碳 CO 爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种： 莱·夏特尔定律

对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：

LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3） （V%）

常见气体的爆炸极限

气体名称 化学分子式/在空气中的爆炸极限 (体积分数) / %

下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷 C2H6 乙醇 C2H5OH 乙烯 C2H4 氢气 H2 硫化氢 H2S 甲烷 CH4 甲醇 CH3OH 丙烷 C3H8 甲苯 C6H5CH3 二甲苯 C6H5(CH3)2 乙炔 C2H2 氨气 NH3 苯 C6H6 丁烷 C4H10 一氧化碳 CO 丙烯 C3H6 丙酮 CH3COCH3

常见气体的爆炸极限

气体名称 化学分子式/在空气中的爆炸极限 (体积分数) / %

下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷 C2H6 乙醇 C2H5OH 乙烯 C2H4 氢气 H2 硫化氢 H2S 甲烷 CH4 甲醇 CH3OH 丙烷 C3H8 甲苯 C6H5CH3 二甲苯 C6H5(CH3)2 乙炔 C2H2 氨气 NH3 苯 C6H6 丁烷 C4H10 一氧化碳 CO 丙烯 C3H6 丙酮 CH3COCH3

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CαHβOγ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：

CαHβOγ+nO2→生成气体

按照标准空气中氧气浓度为20．9％，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

目录

1前言 ................................................................... 1 2总体方案设计 ........................................................... 2 2.1方案比较 ............................................................ 2 2.2方案选择 ............................................................ 3 3单元模块设计 ........................................................... 4 3.1各单元模块电路设计及功能介绍 ........................................ 4 3.1.1 直流稳压电源模块 ................................................ 4 3.1.2 串口电路模块...........................

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1前言 ................................................................... 1 2总体方案设计 ........................................................... 2 2.1方案比较 ............................................................ 2 2.2方案选择 ............................................................ 3 3单元模块设计 ........................................................... 4 3.1各单元模块电路设计及功能介绍 ........................................ 4 3.1.1 直流稳压电源模块 ................................................ 4 3.1.2 串口电路模块...........................