天然气燃烧反应机理与爆炸极限

1、 天然气燃烧反应机理与爆炸极限 1. 自然气燃烧反应机理 和全部燃气燃烧一样，在合适条件下，自然气一旦开头燃烧，只要连续供气，燃烧就可以持续下去。自然气一空气混合物在某处点燃，其余部分无需再由外界供应热量就可燃烧起来，新流入的混合气会由于热流作用和反应的快速进展引起燃烧。自然气燃烧反应机理是含有自由基和自由原子参加的链式反应。自然气与空气的氧化反应在肯定条件下由缓慢氧化转化为猛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，并随着反应不断消逝、又不断形成，而且更多的形成，使自然气燃烧持续进行下去。 2. 自然气爆炸极限 在自然气与空气混合物中，如

2、自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3-1-1 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 CO2含量 H2O含量 N2含量 Vt 下限 上限 氢 H2+

3、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.

4、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 C4

5、H10+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