如何防止燃气与空气形成爆炸混合物？-《消防燃烧学》

凡是能产生、储存和输送可燃气体的设备和管线，应严格密封，防止可燃气体泄漏到大气中，与空气形成爆炸性混合气体。在重要防爆场所应装置监测仪，以便对现场可燃气体泄漏情况随时进行监测。

在不可能保证设备绝对密封的情况下，应使厂房、车间保持良好的通风条件，使泄漏的少量可燃气体能随时排走，不形成爆炸性的混合气体。在设计通风排风系统时，应考虑可燃气体的密度。有的可燃气体比空气轻（如氢气），泄漏出来以后，往往聚积在屋顶，与屋顶空气形成爆炸性混合气体，屋顶应有天窗等排气通道；有的可燃气体比空气重，有可能聚积在地沟等低洼地带，与空气形成爆炸性混合气体，应采取措施排走。为此设置的防爆通风排风系统，其鼓风机叶片应采用撞击下不会产生火花的材料。

当厂房内或设备内已充满爆炸性气体又不易排走，或某些生产工艺过程中，可燃气体难免与空气（氧气）接触时（如利用氨和氧生产硝酸，利用甲醇和氧生产甲醛，汽油罐液面上的油蒸气和空气混合），可用惰性气体（如氮气、二氧化碳等）进行稀释，使之形成的混气不在爆炸极限之内，不具备爆炸性。这种方法称为惰性气体保护。在易燃固体物质的压碎、研磨、筛分、混合以及粉状物质的输送过程中，也可以用惰性气体进行保护。

将可燃气体与氧气在不同比例的惰性气体中的爆炸浓度范围画在三角形线图上，可以得到3种成分的混合气体的爆炸界限图。甲烷-氧-氮3种成分混合气体的爆炸界限图如图6-3所示。

图6-3 甲烷-氧-氮的爆炸界限图

1—空气组分线 2—临界氧气含量线

图中三角形区域为爆炸区。连接正三角形顶点CH₄和对边（含氧量坐标线）21%处点的直线称空气组分线，因为在该直线上任意一点，氧与氮之比等于21：79。空气组分线与爆炸三角区的交点x_上、x_下即为甲烷在空气中的爆炸上限和爆炸下限。平行氮气坐标线作爆炸三角区的切线，得到临界氧气含量线，该线与氧坐标线的交点（约12%处）即为氧气含量的临界值。在添加惰性气体时，只要混气中的氧含量处在临界值以下，混气遇火就不会发生爆炸。甲烷的临界氧含量为12%（温度为26℃，atm）。各种可燃气体在常温常压下的临界氧含量（体积分数）值见表6-4。

表6-4 各种可燃性气体的临界氧含量（常温常压） （%）

要使三组分混合气体中的氧气含量小于临界值，惰性气体用量可用下式计算

式中 V——惰性气体需用量（m³）；

C_O——表6-4中查到的临界氧含量（%）；(www.xing528.com)

V₀——设备内原有的空气容积（其中氧占21%）（m³）。

如使用的惰性气体中含有部分氧气，则惰性气体用量可用下式计算

式中 C^/_O——惰性气体中的氧气含量（%）。

【例题6-2】乙烷用氮气保护，临界氧含量值为11%，设备内原有空气容积为100m³，试求氮气用量是多少？

解：

答：氮气用量为90.9m³。

这就是说必须向空气容积为100m³的设备内送入90.9m³的纯氮气，乙烷和空气才不能形成爆炸性混气。

【例题6-3】若加入的氮气中含有6%的氧气，求该种氮气的用量为多少？

解：

答：通入200m³的该种氮气才是安全的。