防火防爆技术

1防火防爆

防火防爆技术是以防止火灾、爆炸事故为目的的应用技术；是研究火、爆事故发生的过程、原因及其预防措施的一门学科。2第一章燃烧的基本概念1.1燃烧及其特性1.1.1燃烧与氧化1.定义：是一个同时有光(火焰/烟)和热发生的剧烈的氧化还原反应。2.燃烧的特征3.氧化还原反应不一定是燃烧，如：

电焊属于燃烧吗？化工生产中，从哪几个方面来采取措施防止爆炸性混合气体火灾爆炸事故的发生的？31.1.2燃烧条件：1.燃烧三要素，也称燃烧三角形，缺一不可。

必要条件充分条件可燃物浓度氧化剂（助燃物）浓度点火源（激发能）强度可燃物氧化剂点火能42.燃烧四要素，也称燃烧四面体即三要素再加“不受抑制的连锁反应”氧化剂不受抑制的连锁反应激发能可燃物5例：卤代烷灭火剂的灭火机理•61.1.3燃烧过程及形式1.燃烧过程：气体液体固体蒸发或分解熔化、蒸发、升华或分解着火（自燃／点燃）持续燃烧放热吸热氧化分解

大多数可燃物质的燃烧，是在蒸气／气态下进行的。燃烧过程随性状（不同物质，气、液、固）而异。7

2.燃烧形式（类型）

1）扩散燃烧

2）混合燃烧

3）蒸发燃烧

4）分解燃烧

5）表面燃烧

当可燃气体泄漏时，在泄漏源还没有关闭或堵住的情况下，是否可以灭火？1.1.4燃烧种类1.着火

——可燃物在有足够的氧存在的条件下，受外界火源直接作用而持续燃烧的现象。开始着火的最低温度叫燃点（着火点）2.闪燃1）定义

——可燃液体表面的蒸汽与空气形成的混合气，遇明火后，只出现瞬间闪火的现象叫闪燃。引起闪燃时，液体的最低温度叫闪点。火焰型燃烧82）闪点的影响因素（1）F.P随组份而变，如乙醇水溶液：乙醇重量％闪点℃乙醇重量％闪点℃100％12℃20％35.5℃90％17.5℃5％60℃50％22.5℃3％（2）同系物，如甲、乙、丙、丁醇，F.P依次升高为11℃，12℃，22.5℃，34℃（3）饱和蒸气压高的液体，其闪点低（4）两元混合物的闪点，可能出现的几种情况：最高闪点介于两液体之间的闪点最低闪点无闪点9对出现混合液闪点>各单一物质的闪点者，没有什么新的危险。对出现混合液闪点介于两单一物质的闪点者，只要以原低闪点考虑措施。对出现混合液闪点<单一物质较低的闪点者，须引起充分注意，采取必要措施。如：甲苯F.P＝6℃，组份32％丁醇F.P＝34℃，组份68％混合后，F.P=5.5℃在甲醇中加入CCl4达41％时，可使该溶液不燃。（5）一般正构体比异构体FP略高：如正丙醇FP22.5℃>异丙醇11.67℃10（6）影响FP测试值的因素

a.点火焰的大小及与液面的距离

b.加热速率

c.试样的均匀程度

d.试样的纯度：能溶于水的，随水分增大，FP增大

e.测试容器：开杯闭杯

f.大气压

113）液体的燃点当可燃液体的温度升高至超过闪点一定温度时，液体蒸发出的蒸气，在点燃以后是以维持持续燃烧，此时的最低液体温度称为液体的着火点（或燃点）。液体的燃点与闪点相差不大，对易燃液体而言约5℃左右，对可燃液体而言可能相差几十度。4）上部闪点通常此称“闪点”是对应于爆炸（燃烧）下限时的可燃气体（蒸气）的浓度，可燃液体的爆炸上限也有一个对应浓度下的温度值，此温度即是“上部闪点”，对大于此温度的蒸气压（浓度），即处于爆炸上限以上，点火也不会引起火焰的传播。125）闪点是可燃液体的分级依据（1）《危险货物分类和品名编号》GB6944-2005

易燃液体：FP闭杯≤60.5℃或

FP开杯≤65.6℃（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2006

甲类易燃液体：F.P<28℃

乙类可燃液体：28℃≤F.P<60℃

丙类可燃液体：F.P≥60℃（3）《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008

液化烃、可燃液体的火灾危险性分类（见下表）13液化烃、可燃液体的火灾危险性分类类别名称特征甲A液化烃15℃时的P>0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体B可燃液体甲A类以外，闪点<28℃乙A28℃≤闪点≤45℃B45℃<闪点<60℃丙A60℃≤闪点≤120℃B闪点>120℃1.操作温度超过其闪点的乙类液体应视为甲B类液体；

2.操作温度超过其闪点的丙A类液体应视为乙A类液体；

3.操作温度超过其闪点的丙B类液体应视为乙B类液体；操作温度超过其沸点的丙B类液体应视为乙A类液体。143）自热自燃的热源（1）氧化热：

a.油脂

b.煤的自燃3.自燃1)定义

----可燃物质在没有外部火花、火焰等火源（即明火）的作用下，因受热或自行发热所产生的自然燃烧。自燃点（温度）——在规定的条件下，可燃物质产生自燃的最低温度2）自燃的分类自燃受热自燃——受外界能量作用（高温、撞击、摩擦……但非明火），油浴、高温表面自热自燃——自身发生的化学，物理或生化过程而产生热量，在适宜的条件下，积热达到自燃点而引燃15c.硫化铁的自燃硫化铁有三种即FeS2(黄铁矿)、FeS（黑色）、Fe2S3

硫化铁的自燃，在常温下就能发生氧化，高温下更剧烈。在化工石化工业中，生成硫化铁的环境很多：常温下：（常温下单质S也很活泼，起氧化剂作用）16案例：2010年5月9日某公司石脑油罐火灾事故高温下：有充分氧时：

硫化铁自燃，不出现火焰，只发热到炽热状态，温度升高，从而引起其他可燃物质着火／爆炸。如某汽油加氢反应器，冷却后，由于FeS未除净，缓慢氧化，升温引燃。17（2）分解热：硝化棉、有机过氧化物等案例：硝铵的分解NH4NO3概况：美国德克萨斯州深港大本营号法国货轮大爆炸，船上装有2500吨NH4NO3，纸袋包装（沥青纸），硝铵涂有石蜡；同时引起附近高空飞轮号在4.17晨爆炸，此轮装有硝铵及硫磺。后果：约600人死亡，3500人受伤，损失约3.3亿美元。附近的孟山都公司办事处、仓库、丙烷裂解装置、苯乙烯装置、苯罐等全遭破坏。苯罐烧了七天。原因：硝铵高温分解：

初期采用了封仓（窒息），无效果。案例：2010年7月6日大连中石油国际储运公司输油管道爆炸1819（3）聚合热丁二烯过氧化自聚物很不稳定丁二烯端聚物阻止聚合发生的措施：①过程中使用高纯N2（99.99%）；②工艺水为脱O2水（O2浓度<0.1%）；③储温≯15℃；④加阻聚剂：亚硝酸钠、对叔丁醛邻苯二酚（TBC）；⑤每隔2~3天，倒罐循环/每班循环，以使阻聚剂均匀。

案例：2006年11月13日，华谊集团，丙烯酸酯中间储罐发生爆炸。20

当天气9.8~15℃，丙烯酸甲酯的电阻率10829Ω.cm，输送流速1.8m/s。CH3OOCCHCH-=-=)(2丙烯酸甲酯：沸点80.3℃2.8~25%（V），温度极限-3~43℃

引燃温度（自燃点）=468℃

丙烯酸甲酯蒸气在活性炭上吸附氧化放热，热量积蓄，使活性炭被加热（温度达500～600℃）。（4）吸附、发酵例：丙烯酸甲酯储罐爆炸事故21（5）化学物品混合接触

黄磷自燃点约为30℃

遇光即可剧燃

遇光即可剧燃4）自燃点测试的影响因素：（1）压力：压力增大，自燃点减少，如苯在一个大气压时，680℃；苯在10个大气压时，590℃。（2）加热容器的材质：如汽油在铁管中测试，自燃点685℃；在石英管中测试，自燃点585℃；在铂坩埚中测试，自燃点390℃。（3）挥发分：该愈多，自燃点下降，如木材，自燃温度250～350℃；煤自燃温度为400℃～500℃。案例：1993.8.5，深圳市清水河危化品的仓库特大爆炸事故，15人死亡，25人重伤，损失2亿元。（过硫酸铵与硫化碱接触）22（4）粉碎度（5）随组分而异（6）添加剂／杂质影响：（7）θ——着火延滞时间。“把试样投进的时间和在烧瓶中开始着火的时间之差”称为着火延滞时间，用θ(s)表示。T——着火时烧瓶温度(K)。A、B——决定于试样性质的常数。北川彻三《化学安全工程学》t(时间)T温度T初T自T燃T氧T’自τ231.1.5氧指数1.定义：

——模拟材料在大气中的着火条件，如温度、湿度，气流速度，在不同氧浓度的O2—N2混合气中点火燃烧，测出能维持材料有燃烧时氧的最低浓度（V%），即为氧指数，也称临界氧浓度COC、极限氧浓度LOC。2.作用：

——用于固体材料可燃性评价、分类

COC高者，不易燃；COC低者，易燃一般概念：COC>50%时，该材料称不燃材料

COC27％～50％时，为难燃材料

COC20％～27％时，为可燃材料

COC<20%，为易燃材料24《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92，第4.1.1条二：“设备和管道的保温层，应用非燃烧材料，当其保冷层采用泡沫塑料制品时，其氧指数不应小于30”消防部门规定：有机玻璃钢COC必须>30；用于冷却塔的玻璃钢>26;

硬质聚氨脂泡沫塑料>263.影响：

COC受环境条件影响，火场高温COC下降251.1.6最小点火能1.定义：

使一定浓度（爆炸范围内）可燃气（蒸气）—空气混合气燃烧或爆炸时需要的能量临界值。2.点火能的影响因素：1)物质的燃速，快者，E小2)热传导系数，小者，E小3)混合气浓度，略高于化学计算量，E最小如：

或

264)混合气温度，,5)氧分压，氧分压，6)与电极的形状、间隙有关3.部分可燃气体的最小点火能可燃气体浓度%E最小/mJ(空气中)可燃气体浓度%E最小/mJ(空气中)CS2

6.520.015丙烯4.440.282H2

29.50.019乙烷6.00.31C2H2

7.730.02丙烷4.020.31乙烯6.520.096乙醛7.720.376乙烯基乙炔4.020.082正丁烷3.420.38环氧乙烷7.720.105丁酮3.670.53甲基乙炔4.970.152四氢呋喃3.670.54271.2燃烧机理1.活化能理论物质分子间发生化学反应，必须相互碰撞。在标准状态下，单位时间，单位体积内气体分子相互碰撞约1028次。碰撞时，只有少数活化分子碰撞才能发生反应。活化分子所具有的能量比普通分子高一定值，这种超过分子平均能量的定值即为活化能。反应过程EωKΔE反应物QΙ生成物Ⅱ282.过氧化物理论气体分子在各种能量作用下可被活化，首先是氧分子被活化形成过氧键，这个基团加在被氧化物的分子上而成为过氧化物，此过氧化物不仅能氧化形成过氧化物的物质，也能氧化其他难氧化的物质。如：3.链锁反应理论一个活化分子只能与一个分子起反应，但HCl的生成反应中，引入一光量子能量能生成十万个HCl分子，这就迫使学者们去寻找更能说明问题的解释。实验证明，自由基和分子之间产生化学反应所需活化能一般为几千卡，少数为十到廿千卡；饱和价分子间产生反应的时候，所需活化能则达十至一百千卡；自由基具有自由价，可用它的化学力去和那些与其相连分子的成键电子相作用，产生一系列的链锁反应。29

燃气燃烧是一种化学反应，符合基本的化学定律。一切燃气的燃烧都是链锁反应。理论指出，气态分子间的作用，不是两个分子直接作用得出最后产物，而是活化分子自由基与另一分子作用，产生新基，新基又参与反应，如此连续下去形成一系列的链锁反应（自由基反应）。链锁反应有直链、支链反应。典型的直链反应：··+¾®¾+ClHClClH22HHH¾®¾+··30典型的支链反应：•31链反应之所以能连续下去是因为：①自由基价饱和分子反应时所需活化能较低②自由基价饱和分子反应时有新的自由基产生（1个/大于1个）任何链反应都由三个阶段组成①链的引发（生成）②链的传递③链的销毁（中/终止）321.3燃烧速度

由于物态的不同（气、液、固），燃烧过程的差异，所以物质的燃烧速度和表述也不同；由燃烧过程知，一般燃速为：气>液>固；烃类：炔>烯>烷1.3.1气体的燃烧速度气体的燃烧可以是燃气进入空气（氧）环境后进行的燃烧反应，即所谓的扩散燃烧。气体的燃烧也可以是燃气与空气预先混合的可燃气，在一定条件下的燃烧，即所谓的混合燃烧。燃烧的速度取决于扩散速度和化学反应速度化学反应速度>扩散速度混合燃烧速度>扩散燃烧速度简单构成的可燃气比复杂可燃气燃烧速度快。331.火焰传播速度火焰传播是指火焰从火源处借助在燃烧极限区内的可燃混合物的传输而扩散的火焰传播现象。火焰传播速度火焰传播速度可用一根圆管形火焰传播测定器测定（如下图）管内充满混合可燃气，点火后，记录火焰传播时间和距离，即可得火焰传播速度。342.影响可燃混合气火焰传播速度的因素

1)烃类结构和分子量不同，V也不同，如炔>烯>烷

2)氧取代空气中N2时（即氧增加），V加快

3)可燃气浓度处在生成自由基的最佳浓度时（略高于理论值），V最快

4)T初，V快

5)管径有影响，φ小到一定程度，火焰不能传播351.3.2液体燃速1.表述方式质量速度直线速度2.影响因素：T初大，V快；罐φ大，V小；火焰辐射热大，V快；含水，V慢；液位高，V慢1.3.3固体燃速固体的燃速取决于物性：如硝基化合物>碳氢化合物比表面积362.1爆炸及其分类2.1.1爆炸定义

——物系自一种状态迅速转变为另一种状态，并在瞬间以机械功形式放出大量能量的现象。具有如下特征：过程快，放热，或有声响；对外做机械功，造成破坏。——整个爆炸过程，一般来说，可以分成两个阶段：第一阶段，物质的能量以一定的形式（定容、绝热）转变为强压缩能；第二阶段，强压缩能急剧绝热膨胀对外作功，引起被作用介质的变形、移动和破坏。

第二章爆炸及其特性37按爆炸性质分物理爆炸化学爆炸核爆炸

按传播速度分轻炸爆炸爆轰按反应相分气相爆炸可燃气体与氧化性气体混合爆炸物质的热分解爆炸可燃性粉尘爆炸可燃性液体雾滴爆炸凝聚相爆炸液相爆炸聚合爆炸蒸发爆炸不同液体混合爆炸固相爆炸爆炸性物质爆炸固态物质的混合、混融引起的爆炸电流过流引起的导线爆炸按事故爆炸过程分着火破坏型爆炸泄漏着火型爆炸自燃着火型爆炸反应失控型爆炸传热型蒸气爆炸平衡破坏型蒸气爆炸爆炸分类2.1.2分类38(本讲座以“按爆炸性质分类”中的化学爆炸为内容作一介绍)核爆炸：以核裂变/核聚变所释放出的核能形成的爆炸物理爆炸：物理变化所引起。特征：爆炸前后物质的化学组成及化学性质不变。如：压缩气罐、水蒸气爆炸；液化气罐和高温饱和水爆炸。化学爆炸：由化学变化引起。特征：爆炸前后物质的化学组成和化学性质都发生了变化。3911.26某冷轧厂锌锅锌液喷溅事故事故情况2007年11月26日14∶00左右某冷轧厂C308机组开始按计划更换锌锅沉没辊／稳定辊设备，在将沉没辊／稳定辊辊架（己按规定提前5小时预热到500℃左右）吊入锌锅后10分钟，至15:00突然发生锌液喷溅事故。据事故现场附近的人员介绍，听到主锌锅有响声发出。事故造成1人死亡，2人大面积烧伤（80％），另有多人轻度烫伤。

40轴头开孔处加工图轴头部分加工示意图41稳定辊修复工艺稳定辊从冷轧厂运到机械厂需要辊子和辊架一起浸泡在5％的磷酸溶液内退锌，浸泡时间2～3天。从退锌槽内吊出后高压水冲洗干净，稳定辊下架，割除端盖，加工辊面，然后再去除轴套，轴头经过处理后再将新的轴套和端盖焊接安装，探伤后试车出厂，送现场交货。冷轧厂使用后再送回机械厂修复，如此反复。事故后发现有两根辊子的中心孔位置有少量的锌42化学爆炸：由化学变化引起。特征：爆炸前后物质的化学组成和化学性质都发生了变化。1）简单分解爆炸：特征：①不一定有燃烧现象②由于分解放出热量，产生气体如：

(V提高1.5万倍，T达3480℃)属于这一类的有叠氮类化合物，如叠氮银、叠氮铅等；乙炔类化合物，如乙炔铜、乙炔银等432）复杂分解爆炸特征：①伴有燃烧现象②燃烧所需O2，由自身供给如硝化甘油：(V提高1.6万倍，T达4690℃)3）爆炸性混合物爆炸气相爆炸：①混合气爆炸；②喷雾（滴）爆炸；③粉尘爆炸液相爆炸：聚合爆炸、不同液体的混合爆炸固相爆炸：固相物质的混合爆炸442.1.3化学爆炸三要素1.反应的放热性2.反应的快速3.生成气体产物2.1.4爆炸性混合气体爆炸的条件可燃气（蒸气）氧化剂点火源45?燃烧和化学性爆炸就其本质来说，都是相同的，都是可燃物质的氧化反应。燃烧和化学性爆炸的主要区别在于物质的燃烧速度。化学性爆炸实质上是瞬间的燃烧。爆炸性混合气体的爆炸也可以称为混合燃烧。462.2混合可燃气的爆炸极限2.2.1爆炸极限1.定义：——在一定的温度及压力条件下，使可燃气／蒸气与空气／O2组成的混合气在点火以后，可以使火焰蔓延的浓度范围，即爆炸极限。其最高浓度，称为爆炸上限其最低浓度，称为爆炸下限下限以下不燃不爆，是因为可燃气含量太少;上限以上不燃不爆，是因为氧含量太少。472.爆炸极限条件混合可燃气的燃烧与爆炸，仅是反应速度不同。在燃烧波面上的基本反应是其能量关系为：，或设波面上基本反应密度为n

则单元体积基本反应放出能量等于nw（第一层）考虑活化概率α<1，第二层待反应分子得到的能量仅是αnw，则第二层反应分子数为则第二层反应放出能量为反应要继续下去，必须是一批一批放出能量相等或更大。wEQ48能量越来越小，不能传播火焰能量相等，可传播火焰能量越来越大，可传播火焰当当当时时时——爆炸极限条件低浓度时活化概率（α）与浓度成正比，设活化概率（α）∝L下

即，将之代入设49则得——爆炸下限理论表达式讨论：当Q>>E时，燃烧热值Q越大，该可燃物越低，燃爆危险性越大。据材料：烷烃的醇、醚、酮、烯烃利用此关系可估算同系物的503.爆炸极限的影响因素爆炸极限不是一个固定值，随各种不同因素的影响而变化1）原始温度温度升高，L范围变宽(如图A)02468101214161820400300200100爆炸范围甲烷，％图A温度对甲烷爆炸极限的影响512）原始压力一般P增大，L变宽一般P减小，L变窄（P减小一定程度，如甲烷20℃时出现临界压133mmHg）即上、下限重合，过了临界压，则不会爆炸了。爆炸范围0102030406070320024001600800压力，磅／英寸2图B甲烷——空气混合物爆炸极限，％（大气压以上）52图C甲烷——空气混合物爆炸极限，％（大气压以下）压力，毫米汞柱5301030402050468121420181614121010HeArN2

水蒸气CO2CCl43）惰性介质：加入惰性，L变窄，上限下降很快。(见图D)例外：Ar的加入L上下降，L下也下降。图DΨ(氧)/%Ψ(惰性气体)/%Ψ(甲烷)/%54表部分物质在空气和氧气中的爆炸下限物质名称在空气中的爆炸下限（％）在氧气中的爆炸下限（％）甲烷5.35.1乙烷33正丁烷1.51.81-丁烯1.61.8氯乙烯3.64三氯乙烯12.57.5氢44CO12.515.5氨1515554）湿度：一般湿度增大，L变窄5）容器的尺寸对L有影响6）能源基本要求是达到最小点火能量，但能源的强度、表面积的大小，火源与混合物接触时间的长短均对L产生影响。如下表数据：标准大气压下，点燃能量对甲烷与空气混合物爆炸极限的影响（容器V=7升）点燃源能量（焦耳）L下（V%）L上（V%）14.913.8104.614.21004.2515.110003.617.5567）火焰传播方向有三种情况：由下向上传；水平方向;由上向下传对由下向上传播时测得：L下最低L上最大L下高（相对于由下向上传）L上低（相对于由下向上传）水平传播时测得数值介于上述情况之间。管式测试装置，应取下部点火。8）混合气中含氧量含O2量增大，L会扩大，但以上限显著。对由上向下传播时测得：572.3爆炸极限的计算查文献：如《常用化学危险物品安全手册》测试估算对L的取得581.单一物质爆炸极限的计算1）闪点法：——闪点时的浓度，与闪点时的饱和蒸气压相对应，这正是着火下限（上限）浓度可用公式P闪——闪点时的饱和蒸气压，P总——混合气的总压力，以mmHg柱表示，常温常压为760;以MPa表示，常温常压为1.013×105≈0.101MPa估算单一物质多组分可燃混合气含有惰性气体的可燃混合气59例：已知乙醇在闪点时的蒸气分压为

25.08mmHg，求乙醇的爆炸下限。解：60用内插法求得时的T例：已知苯的L上＝7.9％（v），求苯的爆炸上限温度，（在常压下）解：由资料查得苯在10℃时20℃时其结果15.1℃，即为L上（7.9％）就对应的温度，表明在15.1℃以上，常压下，容器上部空间的苯蒸汽浓度是大于L上的，不会燃爆10℃x20℃44.7560.0474.8mmHg612)按完全燃烧时，化学理论浓度计算Jones发现许多碳氢化合物在空气中的L上、L下是燃料的化学计算（量）浓度的函数“化工过程安全性原理及应用”在常压和25℃下

C0——气体在完全燃烧时的物质的量浓度

62例：己烷在空气中燃烧（或爆炸），求其L下解：写出反应方程式：如写成燃烧方程式：633.混合可燃组分的L计算根据LeChateier公式Lm——混合可燃气的L上或L下Li——混合可燃气中i组分的L上或L下Yi——混合可燃气中i组分的摩尔分数或体积分数n——可燃组份数上式适用于E、Q、K近似相等的物质应用时Ya+Yb+Yc+……＝1（100）64例：

求混合可燃在空气中L。解：组分H2COCH4浓度(%)30.6967.571.73爆炸下限(%)412.55.3爆炸上限(%)757414%(v)654.含有惰性组分的可燃混合气L的计算修正式：式中：66例：组分H2COCH4CO2N2%12.427.30.76.253.459.6解：

4240.40.727.312.4＝＋＋＝可燃部分组分CHCOH++67

算出可燃气的L：由计算结果知，修正式只适用于下限惰性气体部分：59.653.46.2％＝＋＝B68例：已知某装置的尾气中含混合气组分如下气体组分1％组分2％组分3％L(V%)己烷0.80.80.81.1～75甲烷2.52.52.55～15乙烯1.51.51.52.7～36氧气201025氮气75.285.270.2问此混合气体有无燃爆危险性？69己烷：0.8／4.8＝16.67％甲烷：2.5／4.8＝52.08％乙烯：1.5／4.8＝31.25％解：先确定O2与N2是否为空气组分20％的组成空气，应有20％×3.76(N2)＝75.2％的N2故此混合气中的O2与N2正好组成空气，20％＋75.2％＝95.2％各可燃组分的mol分数：2混合气体中可燃气体组成空气0.8＋2.5＋1.5＝4.8％13

混合气中可燃组分总量为：0.8＋2.5＋1.5＝4.8％，介于2.69％～21.9％之间∴该尾气当遇到激发能点火，在系统内即有爆炸危险。70讨论：A.若系统组分中，O2为10％，N2为85.2%，其他组分不变，该如何判断其危险性？

解：10％的O2组成空气需N210％×3.76＝37.6％过剩N2=（85.2%-37.6%）/（100%-37.6%-10%）=90.8%

应用修正式：∴混合物的L下’＝8.59％，L上’<21.9%，尾气中混合气52.4％，故不会爆燃。讨论：B.若系统组分中含O2=25％，N2=70.2％，其他组分不变。解：70.2％的N2组成空气需O2=70.2/3.76=18.67%，系统中过剩O2=25％-18.6％=6.33％由于氧的含量过剩，目前尚无计算式，只有取样测试或根据爆炸范围图进行确定。712.4可燃气体爆炸范围图2.4.1混合气的组成成份：可以是二组分、三组分或更多的组分二组分的混合气量：可燃气与氧化性气体，其爆炸范围可用一直线表示0100L下L上可燃气F，氧化性气体S，惰性气I可燃气F1、F2

，氧化性气体S可燃气F，氧化性气S1，S2

三组分混合气量可有三种情况72

三成份的三种情况，其对应的三角坐标图（爆炸范围图）如下FSIF1SF2FS1S2爆炸范围73COO2N2L下L上L上’(94)L下’(15.5)ⅠⅡMⅢQA(21%O2)PC2.4.2爆炸范围图的作法（以等边三角形坐标为例）作图：必须知道可燃组分在空气中的L上、L下必须知道可燃组分在氧气中的L上、L下74L上L下CO2N2L上’A(21%O2)QPCOL下’LOC化学计量组成线75PN2QC为绝对不燃不爆区：当只加入可燃物或只加入助燃物时，不会发生爆炸。O2N2APQCL下L上密闭安全区燃爆区安全区COL上’L下’LOCL下’O2PC为安全区：处于爆炸下限之下；COL上’CQ为密闭安全区：处于爆炸上限之上；L上’L下’c为燃爆区：处于爆炸极限范围之内；76P点是气体介质中氧的极限浓度。2.4.4应用可判别混合组分气体的危险性，如已知CO为60%O2为20％N2为20％在爆炸范围图中可找出M点坐标，则可判断此组份点火可燃／爆反之知道坐标点M,也可知道该气体的组分。L上’L下’c三角形部分为爆炸区COL上’CQ区域为密闭安全区L下’O2N2QC为不燃不爆区在密闭系统不燃不爆空气进入系统，点火可燃／爆逸出，点火则定向燃烧；逸出气进入一定空间，再点火则可爆2.4.3范围图中的三（四）个区域可判断在富氧环境中的爆炸上下限772.5几种爆炸现象2.5.1爆轰（震）1.爆轰（震）现象——混合可燃气体处在密闭或堵塞的场所，局部着火，可形成通常的爆炸（V为数百米／秒）；但在某一适宜条件下，由于燃烧波传播到某距离后，其速度会突然增加达103m/s,压力更高，达数10个大气压，产生更大的破坏力，此现象称为爆轰（震）。2.原因：由于通常爆炸（燃烧波）的传播，气体的（高温的）膨胀，压缩未反应的气体，使其密度升高，由于压缩波的迭加，压力更高，传播速度达到超声，从而出现爆轰。爆轰理论：燃烧转变为爆轰的过程是由于燃烧加速的结果。在一端封闭的管中点燃混合气，燃烧产物膨胀压迫火焰前方气体发生运动，附着管壁气层的火焰受到阻尼，加快了管中心气体运动，气体发生湍流，并增大了燃烧面积，从而又增加物质燃速（反应速）；由于加速，火焰阵面前产生了压缩波，当压缩波迭加起来，就形成冲击波，继续加强，直至形成爆轰。未燃气燃烧产物783特点：1）爆轰是可燃混合气，在某一适合条件下出现的，传播过程有一个长径比L/D

在管子和小直径容器中适于爆轰的长径比（常压非扰动的初始条件）可燃混合气适于爆轰的最小比例(L/D)备注饱和烃和空气75P增大，L/D缓慢减少氢和空气50P增大，L/D很快减少炔和氧气<10混合气爆炸极限％爆轰极限％下限上限下限上限氢～空气47518.359.0CO~氧气15.59438.090.0C2H2~空气2.5804.150.0丙烷～氧气2.355.03.237.02）在某种浓度范围内出现，有爆轰极限793）传播速度快，达1000～3000m/s4）有冲击波的作用，产生摧毁性冲击5）峰值压力高（1）正常爆炸，峰值为原始压力的3～10倍（2）爆轰，峰值为原始压力的20～70倍

至今无论从理论／实验中，尚无足够认识。4预防：

1）避免任何正常/不正常时，有可能出现的混合气存在的长距离管线；

2）从工艺上消除可燃混合气的存在。802.5.2分解爆炸性气体爆炸——具有分解爆炸特性的气体，一般是指此种气体分解可以产生相当数量的热量。当分解热达到20～30千卡／摩尔的物质在一定条件下点火之后火焰就能传播开来。（化工安全技术）“一定条件下”，可理解为压力——在高压下容易引起分解爆炸的物质，当压力降到某数值时，火焰便不再传播，此压力叫分解爆炸的临界压力。若把142KPa的乙炔点火，就会发生分解爆炸。这一压力称为“临界压力”。日本规定乙炔发生装置的压力限值为140KPa，某些国家限定为130KPa。试验得知，乙炔在常压、温度为635℃时会发生分解，但不会迅速传播，也不会导致爆炸。（生产工艺防火）以上说明乙炔的分解爆炸，需要有一定的压力和温度。由BIOS（英国情报资料调查小组委员会）报导的资料81温度压力327℃7.5atm658℃2.65atm1083℃1.84atm1773℃1.4atm

乙炔在对应温度和压力下产生分解爆炸的关系（德国资料）“可燃气体、蒸气、积累火灾危险性参数手册”：乙炔L2.5～100％(A)L2.1~80%(M)国际海协“防火检查手册”：乙炔L2.5~82%822.5.3粉尘爆炸粉尘爆炸：——是可燃固体微粒在空气中浮游时触及到火焰（明火）或电火花等点火源时发生的爆炸现象。1803年，英国Wallsend煤矿爆炸，是世界第一次煤矿爆炸，也是粉尘可以爆炸的第一个有记载认识的开始。（1886年才被证实）1987年3月15日哈尔滨麻纺厂发生了一次特大纤维粉尘爆炸。粉尘如其,可作为气溶胶状态分布在空气中，与液体的微粒即雾的状态几乎是同样的，这具有与可燃气体同样的危险。832.能引起爆炸的粉尘必须具备的条件（1）粉尘必须是可燃的（2）粉尘必须是悬浮的（3）浓度必须在爆炸范围内（4）必须是微粒，分散度要高。粉尘颗粒的大小，对于不同的物质，变动范围在0.1~0.0001mm（5）点火能源某些物质粉尘爆炸的参数粉尘最小点火能mJ爆炸下限g/m3钛1045镁4020聚苯乙烯1515玉米粉3040砂矿3035硫磺1535棉纤维

5084对边长a为50μm，密度ρP为106mg/m3的粒子，在浓度50g/m3时，其粒子中心距L为1.35mm。粒子间距为1.3mm，这时已基本上不透光。若采用25w灯泡照射浓度为40g/m3煤粉尘云，在2m内人眼看不见灯光。85表863.哈尔滨麻纺厂麻纤维爆炸事故时间：1987.3.15后果：死54人，伤左右182人，绝大多数20岁左右，最小16岁，工龄24小时。36000m2厂房连成一片，9500m2被爆毁