【正文】 氣體），有時會發(fā)熱而發(fā)生分解 爆炸。 ? 在石油化工企業(yè)中， 以下 8 種情況應(yīng)當(dāng)引起十分關(guān)注。在密封的容器內(nèi)發(fā)生爆炸時，生成氣體的壓力可達(dá)到最初壓力的 7～ 10 倍。 ? 五、常見爆炸類型 ? 1. 混合氣體爆炸 ? 混合氣體爆炸指在可燃性氣體中，除了氮?dú)?、天然氣、乙炔、液化石油氣等外，還包括由汽油、苯、甲苯、醇類、醚類等可燃性液體蒸發(fā)出的蒸氣。 ? 可燃?xì)怏w或蒸氣與空氣的混合物中，火焰蔓延速度主要取決于混合物的組成，但其他因素也有影響?；鹧娴乃俣仍诰嚯x著火地點(diǎn) ～lm 處是固定的，為每秒若干米或者還要小一些，但以后即逐漸加速，可達(dá)每秒數(shù)百米（爆炸）以至數(shù)千米（爆轟）。爆炸混合物在一點(diǎn)上著火后，熱以及連鎖載體都向外傳播，促使鄰近的一層爆炸混合物起化學(xué)反應(yīng)，然后這一層又成為熱和連鎖載體的源泉，而引起另一層爆炸混含物的反應(yīng)。 ? 應(yīng)當(dāng)指出 ,可燃性混合物的濃度高于爆炸上限時 ,雖然不會著火和爆炸 ,但當(dāng)它從容器或管道里逸出 ,重新接觸空氣時卻能燃燒 ,因此仍有發(fā)生著火的危險。爆炸上限越高 ,則有少量空氣滲入容器 ,就能與容器內(nèi)的可燃物混合形成爆炸條件。 ? 可燃性混合物的爆炸極限范圍越寬 ,其爆炸危險性越大 ,這是因為爆炸極限越寬 ,則出現(xiàn)爆炸條件的機(jī)會就多。兩者也可稱為著火下限和著火上限。如上面所列一氧化碳與空氣混合物的爆炸極限為 %～ 80%。 ? 可燃物質(zhì) (可燃?xì)怏w、蒸氣和粉塵 )與空氣 (或氧氣 )必須在一定的濃度范圍內(nèi)均勻混合 ,形成預(yù)混氣 ,遇著火源才會發(fā)生爆炸 ,這個濃度范圍稱為爆炸極限(或爆炸濃度極限 )。例如 ,由一氧化碳與空氣構(gòu)成的混合物在火源作用下的燃爆實(shí)驗情況見下表。 ? ? 可燃?xì)怏w、可燃蒸氣或可燃粉塵與空氣構(gòu)成的混合物 ,并不是在任何混合比例之下都有著火和爆炸的危險 ,而必須是在一定的比例范圍內(nèi)混合才能發(fā)生燃爆?？扇夹曰旌衔锏谋ㄎｋU性較低 ,但較普遍 ,工業(yè)生產(chǎn)中遇到的主要是這類爆炸事故。 ? 通常稱可燃性混合物為有爆炸危險的物質(zhì) ,它們只是在適當(dāng)?shù)臈l件下才變?yōu)槲ｋU的物質(zhì)。 ? 1燃爆特性 ? 粉塵與空氣 (或氧氣 )組成的混合物均屬此類。若令可燃?xì)怏w或蒸氣預(yù)先與空氣混合并達(dá)到適當(dāng)?shù)谋壤?，燃燒的速度就不再取決于氣體或蒸氣擴(kuò)散的速度，而取決于化學(xué)反應(yīng)的速度，后者速度比前者速度大得多，這就成為爆炸。這種氣體或蒸氣與空氣的混合物，稱為爆炸性混合物。 ? 四、爆炸性混合物爆炸 ? 如果可燃性氣體或蒸氣預(yù)先按一定比例與空氣均勻混合，然后點(diǎn)燃、則因比較緩慢的氣體擴(kuò)散過程已經(jīng)在燃燒以前完成，燃燒的速度即取決于化學(xué)反應(yīng)速度。 達(dá)到最高壓力的時間，初壓為 l05Pa（即 2kgf／ cm2）時，時間是 ；初壓為 l05Pa（即 10kgf／ cm2）時，時間是。 ? 乙炔分解爆炸產(chǎn)生的熱量是 226kJ／ mol，假定沒有熱損失，火焰溫度可達(dá) 3100℃ 。此時初壓對爆炸壓力有很大影響。 ? 單一氣體分解爆炸和其他混合氣體爆炸情況一樣，根據(jù)火焰?zhèn)鞑ニ俣炔煌腥紵捅▋煞N狀態(tài)。例如：乙炔的臨界壓力是 l05 Pa （即 ／cm2），當(dāng)壓力高于該值時，乙炔就會發(fā)生分解爆炸。分解熱在這個范圍以上的氣體，其爆炸是很激烈的。 ? 三、分解爆炸性氣體爆炸 ? 具有分解爆炸特性的氣體一般是指該氣體分解可以產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的熱量。 ? （ 3） 爆炸性混合物的爆炸 如所有可燃?xì)怏w、蒸氣、霧滴、粉塵同空氣或氧氣的混合物所發(fā)生的爆炸。 ? （ 2） 復(fù)雜分解爆炸 這類爆炸物質(zhì)爆炸時伴有燃燒現(xiàn)象，燃燒所需之氧由本身分解時產(chǎn)生。 ? 某些氣體由于分解時產(chǎn)生很大熱量，在一定條件下（尤其是在受壓的情況下）可能產(chǎn)生分解爆炸。 ? （ 1） 簡單分解爆炸 引起簡單分解爆炸的爆炸物在爆炸時并不一定發(fā)生燃燒反應(yīng)，爆炸所需能量是由爆炸物本身分解時產(chǎn)生的，屬于這一類的有乙炔銀、疊氮化鉛等?；瘜W(xué)爆炸的特點(diǎn)是，爆炸發(fā)生過程中介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，形成爆炸的能源來自物質(zhì)迅速發(fā)生化學(xué)變化時所釋放的能量。 ? 2. 化學(xué)爆炸 ? 化學(xué)爆炸是物質(zhì)由一種化學(xué)結(jié)構(gòu)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N化學(xué)結(jié)構(gòu)，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象，如炸藥的爆炸，可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣形成的爆炸性混合物的爆炸，均屬化學(xué)爆炸。它的特點(diǎn)是，在爆炸現(xiàn)象發(fā)生過程中，造成爆炸發(fā)生的介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化，發(fā)生變化的僅是該介質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)（如溫度、壓力、體積）。 ? 二、爆炸分類 ? 研究石油化工生產(chǎn)的防火防爆技術(shù)，一般以物理爆炸和化學(xué)爆炸為主。 ? 一般說來，爆炸現(xiàn)象具有以下特征： ? （ l） 爆炸過程進(jìn)行得很快； ? （ 2） 爆炸點(diǎn)附近壓力急劇升高； ? （ 3） 發(fā)出或大或小的響聲； ? （ 4） 周圍介質(zhì)發(fā)生震動或鄰近物質(zhì)遭到破壞。 ? 從物質(zhì)運(yùn)動的表現(xiàn)形式來看，爆炸就是物質(zhì)劇烈運(yùn)動的一種表現(xiàn)。防火防爆 呂淑然 第二章 防爆基本原理 ? 第一節(jié) 爆炸及其種類 ? 一、爆炸概述 ? 爆炸是物質(zhì)的一種非常急劇的物理、化學(xué)變化。也是大量能量在短時間內(nèi)迅速釋放或急劇轉(zhuǎn)化成機(jī)械功的現(xiàn)象，它通常借助于氣體的膨脹來實(shí)現(xiàn)。 物質(zhì)運(yùn)動急劇增速，由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變成另一種狀態(tài)，并在極短時間內(nèi)釋放出大量能量的現(xiàn)象就是爆炸。 ? 整個爆炸過程，一般地說，可以分為兩個階段：第一階段，物質(zhì)的能量以一定的形式（定容、絕熱）轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)壓縮能；第二階段，強(qiáng)壓縮能急劇絕熱膨脹對外做功，引起被作用介質(zhì)的變形、移動和破壞。 ? 1. 物理爆炸 ? 物理爆炸就是物質(zhì)狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力、體積）迅速發(fā)生變化，在瞬間放出大量能量并對外做功的現(xiàn)象。例如各種氣體或液化氣體鋼瓶、鍋爐和壓力容器的超壓爆炸 ?；瘜W(xué)爆炸的本質(zhì)與燃燒相同，區(qū)別在于：燃燒是穩(wěn)定的和連續(xù)的，而爆炸則是瞬間完成的。 ? 化學(xué)爆炸按爆炸時所發(fā)生的化學(xué)變化的形式又可分為三類。這類物質(zhì)受震動即可引起爆炸，是較危險的。例如：乙炔在受壓下的分解爆炸即屬此類情況。這類爆炸物質(zhì)的危險性較簡單分解爆炸物稍低。石油化工企業(yè)中發(fā)生的爆炸多屬此類。當(dāng)分解熱達(dá)到 84～ 126kJ／ mol 的物質(zhì)在一定條件下點(diǎn)火后，火焰就能傳播開來。 ? 在高壓下容易引起分解爆炸的物質(zhì)，當(dāng)壓力降至某數(shù)值時，火焰便不再傳播，這個壓力叫做分解爆炸的臨界壓力。 ? 除此之外，乙炔類化合物也同樣具有分解爆炸性能，乙烯基乙炔分解爆炸的臨界壓力是 105 Pa （即／ cm2），甲基乙炔溫度為 20℃ 時分解爆炸臨界壓力是 105 Pa， 120℃ 時是 l06 Pa（ ／cm2）。在燃燒的情況下，可由分解熱導(dǎo)致分解的氣體膨脹而產(chǎn)生爆炸壓力。環(huán)氯乙烷在 125℃ 下，當(dāng)初壓由 l04Pa（即 1kgf／ cm2）增至 l06Pa（即 12kgf／ cm2）時，最大爆炸壓力 pm和初壓 p1之比，由 2倍增至。在容積 的容器中，測定出乙炔分解爆炸產(chǎn)生的壓力是初壓的 11倍。 ? 分解爆炸的誘導(dǎo)距離也與壓力有關(guān)，在一定的管徑里試驗，壓力越高，誘導(dǎo)距離就越短，表 214 為乙炔分解爆炸初壓與誘導(dǎo)距離的關(guān)系。在這樣的條件下，氣體的燃燒就有可能達(dá)到爆炸的程度。 ? 在一般的燃燒中，可燃?xì)怏w或蒸氣與助燃?xì)怏w的混合是在燃燒過程中逐漸形成的，這時燃燒的速度取決于擴(kuò)散的速度，作用比較緩慢，所進(jìn)行的燃燒是擴(kuò)散燃燒。所以可燃性混合物的爆炸和可燃性氣體的燃燒之不同點(diǎn)就在于爆炸是在瞬間完成的化學(xué)反應(yīng)。例如 ,一氧化碳與空氣混合的爆炸反應(yīng) : ? 2CO+02+===2C02++Q ? 這類爆炸實(shí)際上是在火源作用下的一種瞬間燃燒反應(yīng)。這些條件包括可燃物質(zhì)的含量、氧化劑含量以及點(diǎn)火源的能量等。因此 ,下面將著重討論可燃性混合物的危險性及其安全措施?；旌系谋壤煌?,其爆炸的危險程度亦不相同。 ? 表 CO與空氣混合在火源作用下的燃爆情況 Co 在混合氣中所占體積 /% 燃爆情況 ~30 =30 30~80 80 80 不燃不爆 輕度燃爆 燃爆逐漸加強(qiáng) 燃爆最強(qiáng)烈 燃爆逐漸減弱 輕度燃爆 不燃不爆 ? 表所列的混合比例及其相對應(yīng)的燃爆情況 ,清楚地說明可燃性混合物有一個發(fā)生燃燒和爆炸的濃度范圍 ,亦即有一個最低濃度和最高濃度 ,混合物中的可燃物只有在這兩個濃度之間 ,才會有燃爆危險。 ? 可燃?xì)怏w和蒸氣爆炸極限的單位 ,是以其在混合物中所占體積的百分比來表示的。 ? 可燃粉塵的爆炸極限是以其在單位體積混合物中的質(zhì)量數(shù) (g/m3)來表示的 ,例如鋁粉的爆炸極限為40g/m3,可燃性混合物能夠發(fā)生爆炸的最低濃度和最高濃度 ,分別稱為爆炸下限和爆炸上限 ,如上述 的１２ .５％和８０％。在兩限制外既不發(fā)火也不爆炸。爆炸下限越低 ,少量可燃物 (如可燃?xì)怏w稍有泄漏 )就會形成爆炸條件 。 ? 生產(chǎn)過程中 ,應(yīng)根據(jù)各種可燃物所具有爆炸極限的不同特點(diǎn) ,采取嚴(yán)防跑、冒、滴、漏和嚴(yán)格限制外部空氣滲入容器與管道內(nèi)等安全措施。 ? 從機(jī)理上來說，爆炸性混合物與火源接觸，便有原子或自由基生成而成為連鎖反應(yīng)的作用