天然气燃烧反应机理与爆炸极限.docx
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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
Combustionreactionmechanismandexplosionlimitofnaturalgas
(安全管理)
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安全管理
天然气燃烧反应机理与爆炸极限
导语:
进行安全管理的目的是预防、消灭事故,防止或消除事故伤害,保护劳动者的安全与健康。
在安全管理的四项主要内容中,虽然都是为了达到安全管理的目的,但是对生产因養状态的控制,与安全管理目的关系更直接,显得更为突出。
L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.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z氧化
安全管理
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,后一浓度限度称为看火上限。
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-l-le
表3-1-1—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°Cz101.325kPa)/%
安全管理
燃烧热值温度/°c
着火温度/°c
空气
氧气
CO2
含量
H2
O含量
N2
含量
Vt
下限
上限
氢
H2
+0.502
安全管理
=H2
O
2.28
0.5
1.0
1.88
2.88
4.0
75.9
2210
400
—氧化碳
C+0.5O2
=CO2
2.38
安全管理
0.5
1.0
1.88
2.88
12.5
74.2
2370
605
甲烷
CH4
+202
=CO2
+2H2
O
9.52
安全管理
2.0
1.0
2.0
7.52
10.52
5.0
15.0
2043
540乙快
C2
H2+2.502=2CO2
+H2
O
安全管理
11.90
2.5
2.0
1.0
9.40
12.40
2.5
80.0
2620
335
乙烯
C2
H4
+302
=2CO2
+2H2
安全管理
O
14.28
3.0
2.0
2.0
11.28
15.28
2.7
34.0
2343
425
乙烷
C2
H6
+3.502
安全管理
+3H2
O
16.66
3.5
2.0
3.0
13.16
18.16
2.9
13.0
2115
515
丙烯
C3
H6
+4.502
安全管理
=3CO2
+3H2
O
21.42
4.5
3.0
3.0
16.92
22.92
2.0
11.7
2224
460丙烷
C3
安全管理
+502
=3CO2
+4H2
O
23.80
5.0
3.0
4.0
18.80
25.80
2.1
9.5
2155
450
丁烯
安全管理
H8
+602
=4CO2
+4H2
O
28.56
6.0
4.0
4.0
22.56
30.56
1.6
10.0
385正丁烷
安全管理
C4
H10
+6.502
=4CO2
+5H2
O
30.94
6.5
4.0
5.0
24.44
34.44
1.5
8.5
2130
安全管理
异丁烷
C4
H10+6.502=4CO2+5H2
O
30.94
6.5
4.0
5.0
24.44
34.44
1.5
8.5
2118
安全管理
460
戊烯
C5
H10
+7.502
=5CO2
+5H2
O
35.70
7.5
5.0
5.0
28.20
38.20
1.4
安全管理
290
正戊烷
C5
H12
+802
=5CO2
+6H2
O
38.08
8.0
5.0
6.0
30.08
41.08
1.4
安全管理
8.3
260
苯
C6
H6+7.502=6CO2+3H2
O
35.70
7.5
6.0
3.0
28.20
37.20
安全管理
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=100/2(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,%o
对含惰性气体的燃气之爆炸极限可参阅图3-1-1~图3-l-3o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
安全管理
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上、下限,%;
L——不含惰性气体燃气的爆炸上、下限,%;
Bi
——惰性气体的体积分数,%。
当天然气含有氧气时,可扣除氧含量及相应空气比例的氮含量,调整天然气各组分的体积分数,按式(3・1・2)近似计算其燃爆上、下限。
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