天然气燃烧反应机理与爆炸极限

天然气燃烧反应机理与爆炸极限天然气燃烧反应机理与爆炸极限 1 1 天然气燃烧反应机理天然气燃烧反应机理 和所有燃气燃烧一样 在合适条件下 天然气一旦开始燃 烧 只要继续供气 燃烧就可以持续下去 天然气一空气混合 物在某处点燃 其余部分无需再由外界供给热量就可燃烧起来 新流入的混合气会由于热流作用和反应的迅速发展引起燃烧 天然气燃烧反应机理是含有自由基和自由原子参与的链式反应 天然气与空气的氧化反应在一定条件下由缓慢氧化转化为剧烈 氧化是由于混合气中还存在着少量 oh ch3 h 等这些活 化的自由基和自由原子 它们与 ch4反应 并随着反应不断消 失 又不断形成 而且更多的形成 使天然气燃烧持续进行下 去 2 2 天然气爆炸极限天然气爆炸极限 在天然气与空气混合物中 如天然气浓度低于某一限度 氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量 无法维持燃烧爆 炸 当燃气浓度超过某一限度时 由于缺氧也无法维持燃烧爆 炸 前一浓度限度称为着火下限 后一浓度限度称为着火上限 着火上 下限又称爆炸上 下限 上 下限之间的温度范围称 为爆炸范围 单组分可燃气体的爆炸上 下限见表 3 1 1 表表 3 1 13 1 1 一些单一气体的燃烧特性一些单一气体的燃烧特性 名 称 烧烧反应式 理 论空气 需要量 及耗氧 量 m3 m3 干燃气 理论烟气量 vt m3 m3干燃气 爆炸极限 20 101 325kpa 燃烧 热值 温度 着 火 温 度 空气 氧 气 co 2含 量 h2 o 含 量 n2含 量 vt 下 限 上 限 氢 h2 0 5o2 h2o 2 28 0 5 1 0 1 88 2 88 4 0 75 9 2210 400 一 氧 化 碳 c 0 5o2 co2 2 38 0 5 1 0 1 88 2 88 12 5 74 2 2370 605 甲 烷 ch4 2o2 co2 2h2o 9 52 2 0 1 0 2 0 7 52 10 52 5 0 15 0 2043 540 乙 炔 c2h2 2 5o2 2co2 h2o 11 90 2 5 2 0 1 0 9 40 12 40 2 5 80 0 2620 335 乙 烯 c2h4 3o2 2co2 2h2o 14 28 3 0 2 0 2 0 11 28 15 28 2 7 34 0 2343 425 乙 烷 c2h6 3 5o2 2co2 3h2o 16 66 3 5 2 0 3 0 13 16 18 16 2 9 13 0 2115 515 丙 烯 c3h6 4 5o2 3co2 3h2o 21 42 4 5 3 0 3 0 16 92 22 92 2 0 11 7 2224 460 丙 烷 c3h8 5o2 3co2 4h2o 23 80 5 0 3 0 4 0 18 80 25 80 2 1 9 5 2155 450 丁 烯 c4h8 6o2 4co2 4h2o 28 56 6 0 4 0 4 0 22 56 30 56 1 6 10 0 385 正 丁 烷 c4h10 6 5o2 4co2 5h2o 30 94 6 5 4 0 5 0 24 44 34 44 1 5 8 5 2130 365 异 丁 烷 c4h10 6 5o2 4co2 5h2o 30 94 6 5 4 0 5 0 24 44 34 44 1 5 8 5 2118 460 戊 烯 c5h10 7 5o2 5co2 5h2o 35 70 7 5 5 0 5 0 28 20 38 20 1 4 8 7 290 正 戊 烷 c5h12 8o2 5co2 6h2o 38 08 8 0 5 0 6 0 30 08 41 08 1 4 8 3 260 苯 c6h6 7 5o2 6co2 3h2o 35 70 7 5 6 0 3 0 28 20 37 20 1 2 8 0 2258 560 硫 化 氢 h2s 1 5o2 so2 h2o 7 14 1 5 1 0 1 0 5 64 7 64 4 3 45 5 1900 270 对于不含氧和不含惰性气体的燃气之爆炸极限可按下式近 似计算 l 100 vi li 式中 l 燃气的爆炸上 下限 li 燃气中各组分的爆炸上 下限 vi 燃气中各组分的体积分数 对含惰性气体的燃气之爆炸极限可参阅图 3 1 1 图 3 1 3 从图中可看出 一些可燃气体混入惰性气体后 其爆炸极限 的上 下限间的范围存在缩小的规律 含有惰性气体的燃气之爆炸极限也可按下式近似计算 式中 ld 含惰性气体燃气的爆炸