常见气体的爆炸极限
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CO12.574.2
C2H63.012.5
C6H61.47.1
C7H81.46.7
C2H4O3.080.0
(C2H5)ODD1.948.0
CH3CHODD4.155.0
(CH3)2CO3.011.0
C2H5OH4.319.0
CH3OH5.536
C4H8O22.59
4.075.64.075.64.075.65.0155.015
()5―312580(gm3409m3359m3135009m3135009m3(30)
2C0+02+376N2=2C02+376N2
2+1+376=6761002
X=2/6.76×100=296
53145O6112
10.1~10m/s
210~1000m/s
LowExplosion-LevelLELUpperExplosion-LevelUEL
100V1A2A5.9%-13.6%3A5.85%-14.8%
3.3.2.250%
c0――20.9%c0
c0=20.9/0.209+n0
CH4+2O2→CO2+2H2O
L=0.55×20.9/0.209+2=5.25%10%
LEL=P1+P2+P3/P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3V%
UEL=P1+P2+P3/P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3V%
Lm=100/V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln
L1L2L3――%
V1V2V3――%
80%L=5.0%15%L=3.22%4%L=2.37%1%L=1.86%
Lm=100/80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86=4.369
20-60g/m32-6kg/m3
空气中可燃气体爆炸极限测定方法
GB／T 12474―90
国家技术监督局批准 实施
&爆炸极限应用于可燃气体危险性的分类。有爆炸性危险的工艺设备内允许可燃气体的浓度，爆炸性气体环境的通风和供热系统的计算，动火作业时安全浓度的确定等都同这一参数有关。
&可燃气体和空气混合气的爆炸极限与以下因素有关：
&a． 可燃气体的种类及化学性质；
&b． 可燃气体的纯度；
&c． 可燃气体和空气混合气的均匀性；
&d． 点火源的形式、能量和点火位置；
&e． 爆炸容器的几何形状和尺寸；
&f 可燃气体和空气混合气的温度、压力和湿度。
1 主题内容与适用范围
&本标准规定了测定可燃气体在空气中爆炸极限的方法。
&本标准适用于常温常压下测定可燃气体在空气中的爆炸极限值。
&本标准不适用于测定其他安全技术参数。
&注：按照本标准规定的方法点燃混合气后未形成火焰传播，不能认为该混合气不会爆炸，具体情况由有关专家予以解释。
&爆炸范围 explosion range
&可燃气体与空气的混合气中，可燃气体的爆炸下限与爆炸上限之间的浓度范围称为爆炸范围。
3 试验方法
3．1 试验装置
&爆炸极限测定装置见示意图。主要由反应管、点火装置、搅拌装置、真空泵、压力计、电磁阀等组成。装置的主要部分是一个用硬质玻璃为材质的反应管，管长1400±50mm，管内径φ60±5mm，管壁厚不小于2mm，管底部装有通径不小于φ25mm泄压阀。装置安放在可升温至50℃的恒温箱内。恒温箱前后各有双层门，一层为普通玻璃，一层为有机玻璃，用以观察实验并起保护作用。
爆炸极限装置示意图
1一安全塞；2一反应管；3一电磁阀；4一真空泵；5一干燥瓶；6一放电电极；7一电压互感器；8一泄压电磁阀；9一搅拌泵；10一压力计；M1、M2一电动机
&可燃气体和空气混合气利用电火花点燃，电火花能量应大于混合气的点燃能量。放电电极距反应管底部不小于100mm处位于管的横截面中心，电极间距离为3～4mm。
&注：建议采用300VA电压互感器作为点火电源，产生高压为10kV(有效值)，火花持续时间为0.5s左右。
3．2 试验步骤
&先检查装置的密闭性，将装置抽真空至不大于668Pa(5mmHg)的真空度，然后停泵。经5min压力计压力下降不大于267Pa(2mmHg)，认为真空度符合要求。按分压法进行混合气配制，为了使反应管内可燃气在空气中均匀分布，配好气后利用无油搅拌泵搅拌5～10min，停止搅拌，然后打开反应管底部泄压阀进行点火，并观察火焰是否传至管顶。点火时恒温箱的有机玻璃门应处在关闭状态。
&每次试验后要用湿度低于30％的清洁空气冲洗试验装置，反应管壁及点火电极若有污染应清洗。用渐近法通过测试寻找极限值，如果在同样条件下进行三次试验，点火后火焰均未传至管顶，则可改变进样量，进行下一个浓度的试验。测爆炸下限时样品增加量每次不大于10％，测爆炸上限时样品减少量，每次不小于2％。新组装的测定装置应做10次左右的试验再进行正式测定。
3．3 测试结果计算
&通过实验找到最接近的火焰传播和不传播两点的体积分数，并按下式计算爆炸极限值。
式中： φ――爆炸极限；
φ1――传播体积分数；
φ2――不传播体积分数。
&注：反应管内可燃气与空气混合后被电火花点燃，形成火焰面并燃烧至管顶定为传播，如未燃烧至管顶定为不传播。
4 试验结果说明
4．1 重复性
&同一个测试人员测得的重复试验结果，误差不应大于5％。
4．2 再现性
&不同实验室测得的重复试验结果的平均值，误差不应大于10％。
5 装置的考察
&安装后的装置进行正式测定前，用纯度不低于99.9％的乙烯考察(乙烯的爆炸下限值为0.0315，爆炸上限值为0.345)，如测定结果符合第4．2条即认为装置运转正常。
6 试验报告
&试验报告应包括以下内容：
&a． 可燃气体种类及主要物理化学性质；
&b． 试验时可燃气体和空气混合气的温度和大气压力；
&c． 爆炸极限值；
&d． 若试验操作与本标准规定有偏离应加以说明；
&e． 试验日期。
&附加说明：
&本标准由中华人民共和国公安部提出。
&本标准由全国消防标准化技术委员会归口。
&本标准由公安部天津消防科学研究所负责起草。
爆炸极限的意义
可燃物质(、蒸气和)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。例如与空气混合的爆炸极限为12.5％～80％。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为和爆炸上限，这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限和高于爆炸上限浓度时，既不爆炸，也不着火。这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足，导致火焰不能蔓延的缘故。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时，具有最大的爆炸威力(即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例)。
爆炸极限的表示
爆炸极限的单位气体或蒸气的爆炸极限的单位，是以在混合物中所占体积的百分比(％)来表示的，如氢与空气混合物的爆炸极限为4％～75％。可燃粉尘的爆炸极限是以混合物中所占体积的质量比g／m^3来表示的，例如铝粉的爆炸极限为40g／m^3。
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execute:46.875爆炸极限是表征可燃气体危险性的主要示性数。下列关于爆炸极限的说法中，正确的有（&& ）。
A、可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大
B、可燃性混合物的爆炸下限越低，其爆炸危险性越大
C、可燃性混合物的爆炸下限越高，其爆炸危险性越大
D、爆炸极限是一个物理常数
E、爆炸极限随条件的变化而变化
【正确答案】ABE
【答案解析】本题考查的是爆炸。可燃性混合物的爆炸下限越低，H值越大，其爆炸危险性越大，所以C错误。爆炸极限值不是一个物理常数，它随条件的变化而变化，所以D错误。
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举一反三：
与爆炸极限是表征可燃气体危险性的主要示性数。下列关于爆炸极限的说法中，正确的有（
）。类似的试题有
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a控制火灾爆炸危险性物质的数量
优先使用不燃或难燃物质以代替可燃物，不用或少用强氧化剂。尽可能减少生产场所、贮存场所中火灾爆炸危险性物质的数量。例如有重大危险的可燃液体贮罐与其他建筑设施过近，不便迁移时，可通过减少贮量降低危险等级，使防火间距落在安全范围以内。再如烟花爆竹各生产岗位，对现场的火药、半成品、成品存量均有严格限定。
b，合理布置总平面和单体平面
在总平面布置中应尽量限制和缩小危险区域的范围，将不同等级的爆炸危险区，或爆炸危险区与非爆炸危险区分隔在各自的厂房或界区内，尽量将易爆厂房与其他非爆炸厂房、露天生产装置、油罐区分隔开，并留有一定的安全距离。有火灾爆炸危险的生产厂房，宜采用敞开或半敞开式布置，有利于可燃性气体(蒸气)、粉尘(纤维)的扩散和稀释，缩短滞留时间，使其不易达到爆炸极限。对于少数爆炸危险性大的设备，也可设在坚固的防爆构筑物内，以防爆墙与周边相隔离(同时可设定向泄爆口)。工艺管网应合理布置放空口、排放口、取样口，管线应减少地下沟、坑的敷设，尽量减少地下或半地下建、构筑物。建、构筑物的耐火等级、层数、防火分区、防火间距、泄爆面积、安全疏散等防火防爆条件，应符合《建筑防火设计规范》(2001年修订版)的规定。
对于易燃或强氧化性物质，尽可能采用密闭生产装置、贮罐和输送管道系统，并尽量防止泄漏。密闭不良而发生跑冒滴漏，是化工行业的普遍特点和难治顽疾。无论是常压、正压系统内危险物质的外泄，还是外部物质渗入常压、负压系统内，以及系统内不同部位之间的隔断阀门产生内漏，都可能形成火灾爆炸性混合物。常用的密闭和防治泄漏措施如下。
①在保证安装检修方便的前提下，危险系统的连接尽可能采用焊接，尽量减少法兰、丝扣等活动连接部位。机泵等运转设备端面密封选用防漏效果较好的机械密封方式。密封垫圈、填料的选用应符合耐温、耐压、耐腐蚀等要求，一般常用石棉橡胶垫圈，高温、高压和强腐蚀性介质中常用聚四氟乙烯塑料或金属垫圈。采用填料密封仍达不到要求时，可加水封和油封等液封，例如氢气压缩用的水环泵、氯气压缩用的浓硫酸液环泵等。
②严格检漏、试漏。停车时进行水压、液压试验和气密性检验，运行时通过在线浓[成分分析、压力或液位测定有关参数变化，在环境中安装可燃气体(如H2、CO)检测苌头等，均可直接或间接发现泄漏。此外，实用的查漏方法还有：把小型容器充气后浸入K中，看何处冒气泡；在接缝处涂抹肥皂液并进行充气，看是否起肥皂泡；在盛装氯气或底化氢的设备外不同部位用氨水试熏，看是否产生白烟；在贮有酸性或碱性气体的设备外日潮湿的pH试纸测，看是否变色等。
③发现泄漏，应采取正确方法及时处理。如关闭断气(液)法、注水升液法、手钳电管法、卡箍夹管法、用物堵塞法、冻结止漏法、堵漏剂充填法、法兰加垫法、罐口加盖左、泄气减压法、转移倒罐法等。泄漏处理时应特别注意人员的个体防护和避免引入点火源。
要求设备达到绝对密闭是不现实的，因此有必要采取通风措施，使环境中玎燃气体、蒸气或粉尘达不到爆炸浓度范围。可燃气体(蒸气)比空气轻时，排风口应设生室内建筑的上部(如氢气站屋顶开天窗或装通风帽)；比空气重时，则排风口应设在下弗(如输油泵房下部装百叶窗)。当自然通风不能满足要求时应采取机械通风(送风或排风)。有火灾爆炸危险场所的风机应为防爆型，通风管内应设有防火挡板，使着火时能迅塞阻断管路以免波及他处。散发可燃气体(蒸气)、可燃粉尘(纤维)场所的空气，未经争化处理达标，不可再循环使用，其排、送风设施应设独立通风室。在爆炸危险环境附近)9独立仪表控制室、在线分析室、变配电室等，可通过送风(洁净空气)形成正压通风室，防止可燃物质侵入。
巳惰性介质置换和保护
当可燃性物质难免与空气中的氧气接触时，用惰性介质保萨是防止形成爆炸混合物的重要措施。化工生产中常用的惰性气体有氮气、二氧化碳、水蒸气及烟道气等。常用于以下场合。①在易燃固体粉碎、研磨、筛分、混合及粉料输送时，用惰性气体覆盖保护。②对于易燃液体，利用惰性气体进行充压输送。③对于易燃液体贮罐、易燃固体(如粉、粒状)料仓，充惰性介质以与空气隔离(如氮封)。④对于易燃易爆物料的加工、输送、贮存系统(包括机泵设备、容器、管路等)，在开工、停工、检修等过程中，用惰性介质进行清洗、置换。例如对于盛放过易燃液体的容器，在动火焊补前，须用水蒸气、热水蒸煮，将可燃残液及沉淀物彻底清洗干净并分析合格。⑤在有爆炸危险的场所，对有可能引起火花的非防爆电气设备、仪表等，采用充氮气正压保护。⑥当易燃易爆物料泄漏跑料时，用作灭火剂用。⑦当排放尾气有可能成为爆炸性混合气体时(如尿素生产)，充人惰性气体稀释，使其脱离爆炸极限范围。但使用惰性气体时，应注意防止使人窒息。
L可燃粉尘环境
具有粉尘爆炸危险的设备(如研磨机、混料机、斗式提升机、集尘器、集料罐等)，尽可能密闭、负压运转以防止粉尘外泄。进、排料口配备不产生火花的除尘系统，使设备内部形成负压、粉尘浓度控制在爆炸极限范围之外。设备内部应光滑、没有粉尘聚集的死角，并设置必需的泄压装置。必要时设置自动注入抑爆、惰性化的不燃气体装置。为预防二次爆炸和连锁性多重爆炸，爆炸性粉尘的生产装置、除尘系统等应适度分散布置、分段隔离，应具有一定的抗爆强度或设置隔爆、阻爆装置。散发可燃性粉尘的生产、贮存场所和除尘器室、除尘管道、地沟等，表面应平整光滑、易于清扫，并有及时吸清积尘的设施和措施。在粉尘爆炸危险环境，可根据情况对物料加湿，降低空气粉尘悬浮量。如输煤系统的翻车机室、皮带头部、碎煤机室、皮带转运站等处应装设水喷雾装置，可降低空间粉尘含量。
8，混存禁配
相互接触能引起燃烧爆炸的物质不能混存，常用危险化学晶的存放应符合禁忌物配存规定。
对潮湿易爆炸物品(如金属钾、钠、钙、电石、锌粉等)应有良好的防潮湿包装；其库房应远离循环水冷却塔等产生大量水雾的设施；地面应高出周围至安全位置；四周有良好排水、排湿措施；门、窗及装卸区应有遮雨设施。
在重视原材料、中间物料、产成品的火灾爆炸危险性的同时，不应忽视废水、废气、废渣排放系统的防火防爆，避免其形成火灾爆炸性混合物。处理排放可燃气体的火炬和烧燃料气的加热炉，应设长明灯并宜设置火焰监测器。加热炉燃料气管道上的分液罐的凝液，不应敞开排放而应回收集中处理。含油废水须经除油等处理无害后才能排放。
点火源控制技术措施
点火源的控制是防火防爆的重要组成部分。化工企业涉及的点火源，按能量来源大致可分为四类：①化学火源，如明火、化学分解、发热自燃；②热火源，如高温表面、热射线(日光)；③机械火源，如撞击、摩擦，绝热压缩；④电火源，如电火花、静电火花、
雷电火花等。据有关资料统计，各种点火源中由明火引起的火灾爆炸事故最多，电气火花和危险温度则是仅次于明火的第二位原因。消除或控制点火源的技术措施很多，举例如下。
明火指敞开的火焰、火星等，主要有生产过程中的加热用火、维修用火及其他火源。
包括各种燃料加热炉、燃烧反应炉、火炬、烟囱、焚烧炉、放炮、焊割、燃火照明或加热灯(如气灯、喷灯)、燃油燃气机动车辆、取暖炉、烟头、火柴、打火机等产生的明火。
其种类繁杂，分布广泛，控制困难，防不胜防。所以应高度重视，措施须针锋相对，并常备不懈。
①加热易燃物料时，尽量避免直接采用明火，宜采用蒸汽、过热水、中间载热体或电热等间接加热。如必须采用明火，设备应严格密闭，燃烧室应与设备分开或隔离。砖砌物宜包在铁壳内并外刷白色，以便发现漏烟处。为防易燃液滴人燃烧室，应定期作强度和密闭性试验。装置中明火加热设备的布置，应与可能泄漏易燃气体或蒸气的工艺设备及罐区保持足够的安全距离。当加热炉燃料气调节阀前的管道压力≤0．4MPa(表)，且无低压自动保护仪表时，为防止回火爆炸，应在每个燃料气调节阀与加热炉之间设置阻火器。在生产区熬炼(特别是可燃物质)时，注意熬炼地点的选择。经常检查熬炼设备，防止烟道窜火、熬锅破漏和物料过满而溢出。
②根据火灾爆炸危险性大小划定禁火区域，禁火区内禁止明火(含化学能火源)作业。必须明火作业时应采取安全措施，清除作业场所的燃、爆物质，设置警示标志等有针对性的安全防护措施。动火前须进行动火分析，以确认可燃物浓度是否在安全范围内。在爆炸危险的厂房、库房和积存有可燃气体、蒸气的容器、地沟、深坑、下水道内及，在没有消除危险之前，不能进行明火作业，并不能使用蜡烛、火柴或普通灯具照采用封闭式或防爆型电气照明。有可能产生明火的机动车辆，不允许进入禁火区要时，进入的汽车和拖拉机等必须在有可能喷发火星的排气管上，预先加装火星熄安全装置。
严格控制维修用火(如焊接、切割、喷灯、熬炼用火)。焊割作业时飞溅的火花和珠落在周围可燃物上、气焊作业时引起回火，都是发生火灾爆炸事故的常见原因。
点距油罐区、气柜、货垛、易燃易爆车间等危险场所，动火地点距乙炔瓶，以及乙氧气瓶之间，都应保持足够的防火间距。动火场所周围应清除一切可燃物，如不便可用石棉板或其他耐火材料遮盖和隔离。电焊的导线保持绝缘良好，接地线不能连设备上。所要焊接的金属管线的另一端不准堆放可燃物。焊割完毕应仔细检查现任何火种时才可离开。维修作业用喷灯进行化冻、烤模和焊接等局部加温时，要将点的可燃易爆物质清理干净。喷灯加热金属物件和管道时，要防止热传导引起着冻结的设备和水管进行加热解冻时，要先把可燃的保温材料清除掉。
为防止发生火灾爆炸时火源在相邻设备装置间传播蔓延，根据需要在系统中设置、阻火器、液封、隔爆装置等。例如，汽油罐区防火堤内的含油污水管道引出防火应在堤外设切断装置，并应在防火堤的排水管出口处设水封井。氢气放空管应设阻煤气生产的煤气洗涤净化装置前后应设隔断水封。
为防止烟囱飞火引起的火灾爆炸，炉膛内的燃烧要充分，烟囱应有足够高度，必部应装火星熄灭器。烟囱周围不能堆放可燃物品，也不能搭建易燃建筑物。火灾爆区内严禁吸烟。对于绝对禁止吸烟有困难的人，有条件时可设置专门的安全吸在重要部位装设火灾监测仪表和报警、连锁保护系统，如感温、感光、感烟报警及早发现火灾苗头，以便及时扑救。
体表面温度超过可燃物的燃点时，可燃物接触可能一触即燃，或长时间烘烤升温而常见的高温热体有：加热装置外壳；高温物料输送管线及机泵；高温反应器、塔，管道、缸体、炉体、疏水管道；锻件；通电电炉丝；某些电气灯具；烟道；高温炉融金属等。
温热体，应尽量避开火灾爆炸危险物质或与之可靠隔离。当难以避开时，高温表面好的保温隔热措施，使表面温度远低于介质的自燃温度及闪点。经常清除高温表面以防其分解自燃。加热温度高于物料自燃点的工艺过程，应严防物料外泄或空气进。外壳或表面温度很高的照明灯具，如卤钨灯、高压汞灯、白炽灯泡等，其装设位距可燃物料过近。
艺设备运转部位的轴承应选用合适材料、防尘密封、润滑良好、冷却正有火灾爆炸危险的厂房、库房和积存有可燃气体、蒸气的容器、地沟、深坑、下水道内及其附近，在没有消除危险之前，不能进行明火作业，并不能使用蜡烛、火柴或普通灯具照明，应采用封闭式或防爆型电气照明。有可能产生明火的机动车辆，不允许进人禁火区内。必要时，进入的汽车和拖拉机等必须在有可能喷发火星的排气管上，预先加装火星熄灭器等安全装置。
③严格控制维修用火(如焊接、切割、喷灯、熬炼用火)。焊割作业时飞溅的火花和金属熔珠落在周围可燃物上、气焊作业时引起回火，都是发生火灾爆炸事故的常见原因。
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