可燃性氣體精品課件

1、可燃性氣體第1頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二第1項：易燃氣體，如氨氣、一氧化碳、甲烷等。第2項：不燃氣體(包括助燃氣體)，如氮氣、氧氣等。第3項：有毒氣體，如氯(液化的)、氨(液化的)等。（3）易燃液體 本類物質在常溫下易揮發(fā)，其蒸氣與空氣混合能形成爆炸性混合物，分為3項：第1項：低閃點液體，即閃點低于-18的液體，如乙醛、丙酮等。第2項：中閃點液體，即閃點在-1823的液體，如苯、甲醇等。第3項，高閃點液體，即閃點在23以上的液體，如環(huán)辛烷、氯苯、苯甲醚等。（4）易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品 這類物品易于引起火災，按它的燃燒特性分為3項：第1項：易燃固體，指燃

2、點低，對熱、撞擊、摩擦敏感，易被外部火源點燃，迅速燃燒，能散發(fā)有毒煙霧或有毒氣體的固體。如紅磷、硫磺等。第2項：自燃物品，指自燃點低，在空氣中易于發(fā)生氧化反應放出熱量，而自行燃燒的物品。如黃磷、三氯化鈦等。第2頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二第3項：遇濕易燃物品，指遇水或受潮時，發(fā)生劇烈反應，放出大量易燃氣體和熱量的物品，有的不需明火，就能燃燒或爆炸。如金屬鈉、氫化鉀等。（5）氧化劑和有機過氧化物 具有強氧化性，易引起燃燒、爆炸，按其組成分為2項：第1項：氧化劑，指具有強氧化性，易分解放出氧和熱量物質，對熱、震動和摩擦較敏感，如氯酸銨、高錳酸鉀等。第2項：有機過氧化物

3、，指分子結構中含有過氧鍵的有機物，其本身是易燃易爆、極易分解，對熱、震動和摩擦極為敏感，如過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮等。（6）毒害品和感染性物品 指進入人(動物)肌體后，累積達到一定的量能與體液和組織發(fā)生生物化學作用或生物物理作用，擾亂或破壞肌體的正常生理功能，引起暫時或持久性的病理改變，甚至危及生命的物品。如各種氰化物、砷化物、化學農藥等等。第3頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二（7）放射性物品 放射性物品，它屬于危險化學品，但不屬于危險化學品安全管理條例的管理范圍，國家還另外有專門的“條例”來管理。（8）腐蝕品 指能灼傷人體組織并對金屬等物品造成損傷的固體或液體。這

4、類物質按化學性質分3項：第1項：酸性腐蝕品，如硫酸、硝酸、鹽酸等；第2項：堿性腐蝕品，如氫氧化鈉、硫氫化鈣等；第3項：其它腐蝕品，如二氯乙醛、苯酚鈉等。第4頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二5不燃氣體（無毒、不燃氣體，包括助燃氣體）如：壓縮空氣、氮氣等。易燃氣體，如：氫氣、一氧化碳、甲烷等。有毒氣體（毒性指標同第六類）如：一氧化氮、氯氣、氨等。（符號：黑色或白色，底色：正紅色） （符號：黑色或白色，底色：綠色） （符號：黑色，底色：白色） 第2類：壓 縮 氣 體 和 液 化 氣 體第5頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二6 指易燃液體、液體混合物或

5、含有固體物質的液體，但不包括由于其危險性已列入其它類別的液體。閉杯閃點等于或低于61。 本類物質在常溫下易揮發(fā)，其蒸氣與空氣混合能形成爆炸性混合物。按閃點分為以下三項：低閃點液體：閃點18 如：乙醚（閃點為-45） 乙醛（閃點為-38）等；中閃點液體：18閃點23 如：苯（閃點為-11） 乙醇（閃點為12）等；高閃點液體：23閃點61 如：丁醇（閃點為35） 氯苯（閃點為28）等。第3類易燃液體（符號：黑色或白色，底色：正紅色） 第6頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二7第4類：易燃固體、自燃物品和遇濕易燃物品本類物品易于引起和促成火災，按其燃燒特性分為以下三項易燃固體：

6、指燃點低、對熱、撞擊、摩擦敏感，易被外部火源點燃，燃燒迅速，并可能散發(fā)出有毒煙霧或有毒氣體的固體。如：紅磷、硫磺等；自燃物品：指自燃點低，在空氣中易于發(fā)生氧化反應，放出熱量，而自行燃燒的物品，如：白磷、三乙基鋁等；遇濕易燃物品：指遇水或受潮時，發(fā)生劇烈化學反應，放出大量的易燃氣體和熱量的物品。有些不需明火，即能燃燒或爆炸。如：鈉、鉀等。（符號：黑色，底色：白色紅條） （符號：黑色，底色：上白下紅） （符號：黑色或白色，底色：藍色） 第7頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二8第5類：氧化劑和有機過氧化物本類物品具有強氧化性，易引起燃燒、爆炸。本類物品按其組成分為以下二項：氧

7、化劑 指處于高氧化態(tài)，具有強氧化性，易分解并放出氧和熱量的物質。包括含有過氧基的無機物，其本身不一定可燃，但能導致可燃物的燃燒；與粉末狀可燃物能組成爆炸性混合物，對熱、震動或摩擦較為敏感，如：過氧化鈉、高錳酸鉀等；有機過氧化物 指分子組成中含有過氧鍵的有機物，其本身易燃易爆、極易分解，對熱、震動和摩擦極為敏感，如：過氧化苯甲酰、過氧化甲乙酮等。（符號：黑色，底色：檸檬黃色） （符號：黑色，底色：檸檬黃色） 第8頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二工業(yè)燃爆危險品燃爆性可燃性氣體和蒸汽易燃和可燃液體可燃固體其他危險物質 自燃性物質 忌水性物質 氧化劑和有機過氧化物第9頁，共6

8、8頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二 燃燒的定義 強烈放熱和發(fā)光的快速氧化反應過程。 燃燒現(xiàn)象 火焰、放熱 燃燒現(xiàn)象是流動、傳熱、傳質和化學反應同時發(fā)生又相互作用的復雜的物理化學現(xiàn)象。 第10頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二 燃燒分類（1）按化學反應傳播的 特性和方式分 強烈熱分解特點：化學反應在整個物質內部展開 反應速度與環(huán)境溫度有關 緩燃 （普通燃燒）特點：產生的能量通過熱傳導、熱擴散及熱輻射作用傳入未燃混合物，逐層加熱、逐層燃燒 爆震detonation 特點：沖擊波對可爆震混合物一層層強烈沖擊壓縮作用使其發(fā)生高速化學反應 第11頁，共68頁，20

9、22年，5月20日，19點37分，星期二（2）按是否有火焰 有火焰 舉例：火花點火發(fā)動機無火焰特點：容積釋熱第12頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二（3）按燃料相態(tài) 氣體燃料燃燒 ：燃燒相對簡單液體燃料燃燒：存在燃料霧化、蒸發(fā)、混合和燃燒 固體燃料燃燒：以煤為例，燃燒過程由預熱、干燥、揮發(fā)分析出和焦碳生成、揮發(fā)分燃燒與焦碳燃燒等一系列階段構成，是復雜的多相燃燒 第13頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二（4）按燃料和氧化劑是否預先混合 預混燃燒 非預混燃燒 層流預混火焰湍流預混火焰 層流非預混火焰湍流非預混火焰 預混-非預混復合層流火焰：家用煤氣灶

10、 基于流動動力燃燒 擴散燃燒 第14頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二層 流第15頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二湍 流第16頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二過渡狀態(tài)第17頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二湍流燃燒和擴散燃燒湍流燃燒 層流燃燒擴散燃燒 預混燃燒一、湍流燃燒 空氣和可燃氣的流動呈湍流狀態(tài)的燃燒。（一）層流和湍流1、層流：流體質點在流動時，各層間互不相混，互不干擾，各自沿直線向前流動，稱層流；2、湍流：流體質點在流動時，處于安全無規(guī)則的亂流狀態(tài)，甚至出現(xiàn)旋渦，稱湍流。3、判據雷諾數(shù)R

11、e第18頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二湍流燃燒和擴散燃燒一、湍流燃燒（二）湍流燃燒特點層流火焰與湍流火焰外形第19頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二湍流燃燒和擴散燃燒一、湍流燃燒（二）湍流燃燒特點比層流火焰短火焰增厚發(fā)光區(qū)模糊有明顯噪聲第20頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二湍流燃燒和擴散燃燒一、湍流燃燒（三）湍流燃燒特點成因1、湍流使火焰彎曲，增大了燃燒面積；2、湍流加劇了熱和自由基的傳遞速度，使單位面積上的燃燒速度加快；3、湍流使已燃氣、未燃氣混合時間縮短。第21頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，

12、星期二湍流燃燒和擴散燃燒一、湍流燃燒（四）湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋⊿T）的實驗結果Re 0 4 8 12 16 2010354321Re數(shù)對火焰速度的影響大尺度脈動小ReSL6000Re溫度壓力SLTnPn/2-1STT0.25P-0.25ST/SL第22頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二二、擴散燃燒（一）擴散燃燒外形空氣 燃料 空氣過量供氣火焰供氣不足火焰第23頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二二、擴散燃燒（二）火焰橫向物質濃度分布燃料氧氣產物量氮氣r 0 r 21%79%0%火焰鋒面 中心線 火焰鋒面 第24頁，共68頁，2022年，5月20日，1

13、9點37分，星期二二、擴散燃燒（二）擴散火焰橫向溫度分布T 0 TT0TfTfTT火焰鋒面 中心線 火焰鋒面 第25頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二燃燒形式擴散燃燒 動力燃燒如火炬、氣焊的火焰、燃氣加熱?？扇細怏w與空氣在燃燒過程中混合，燃燒穩(wěn)定，燃燒速度一般小于05ms。只要控制得當，就不會造成火災。可燃氣體與空氣在燃燒之前按一定比例均勻混合，遇火源發(fā)生爆炸式燃燒。 可燃氣體凡是遇火，受熱或與氧化劑接觸能著火或爆炸的氣體第26頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二第27頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二預混的層流平面火焰和本

14、生燈火焰示意圖 第28頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、火焰高度（一）層流燃燒容積流量一致時，噴嘴橫截面積如何影響火焰高度？V（m3/s）第29頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、火焰高度（一）層流燃燒可燃氣流速一致時，噴嘴橫截面積如何影響火焰高度？u（m/s）第30頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、火焰高度（一）層流燃燒1mol可燃氣完全燃燒需要氧氣摩爾數(shù)不同，火焰高度如何變化？AB1A+10O21B+1O2 第31頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、火焰高度（一）層流燃燒環(huán)境供氧量變

15、小，火焰高度如何變化？氧氣不足氧氣充足第32頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二噴流式燃燒如果可燃氣體處于壓力而受沖擊、摩擦或其他著火源作用，則發(fā)生噴流式燃燒。如氣井的井噴火災。這種形式的火災，較難撲救，需較多救火力量和滅火劑，應設法斷絕氣源，使火災徹底熄滅。 特點：速度極快；較難撲災。第33頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二井噴中原油田采油廠井噴四川宣漢縣井噴現(xiàn)場第34頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二四川宣漢縣井噴現(xiàn)場 第35頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二可燃氣體分類 按照爆炸下限分為兩級一級

16、：爆炸下限10，如氫氣、甲烷、天然氣等絕大多數(shù)氣體均屬此類。二級：爆炸極限10，如氨、一氧化碳等少數(shù)可燃氣體屬于此類。 在生產或貯存可燃氣體時，將一級可燃氣體劃為甲類火災危險，二級可燃氣體劃為乙類火災危險。第36頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二可燃氣體檢測儀第37頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二二、燃燒速率 氣體燃燒速率 氣體燃燒無需像固體、液體那樣經過熔化、蒸發(fā)等過程，所以氣體燃燒速率很快。氣體的燃燒速率隨物質的成分不同而異。單質氣體如氫氣的燃燒只需受熱、氧化等過程；而化合物氣體如天然氣、乙炔等的燃燒則需要經過受熱、分解、氧化等過程。所以，

17、單質氣體的燃燒速率要比化合物氣體的快。在氣體燃燒中，擴散燃燒速率取決于氣體擴散速率，而混合燃燒速率則只取決于本身的化學反應速率。因此，在通常情況下，混合燃燒速率高于擴散燃燒速率。第38頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二氣體的燃燒性能常以火焰?zhèn)鞑ニ俾蕘肀碚?，火焰?zhèn)鞑ニ俾视袝r也稱為燃燒速率。燃燒速率是指燃燒表面的火焰沿垂直于表面的方向向未燃燒部分傳播的速率。在多數(shù)火災或爆炸情況下，已燃和未燃氣體都在運動，燃燒速率和火焰?zhèn)鞑ニ俾什⒉幌嗤?。這時的火焰?zhèn)鞑ニ俾实扔谌紵俾屎驼w運動速率的和。 管道中氣體的燃燒速率與管徑有關。當管徑小于某個小的量值時，火焰在管中不傳播。若管徑大于這

18、個小的量值，火焰?zhèn)鞑ニ俾孰S管徑的增加而增加，但當管徑增加到某個量值時，火焰?zhèn)鞑ニ俾时悴辉僭黾?，此時即為最大燃燒速率。表41列出了烴類氣體在空氣中的最大燃燒速率。第39頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二 表41 烴類氣體在空氣中的最大燃燒速率第40頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二氣體的燃燒速度影響因素(1)氣體的燃燒速度常以火焰?zhèn)鞑ニ俣葋砗饬俊?2)單一化學成分的氣體比復雜氣體的燃燒速度快（受熱、分解、氧化）。(3)動力燃燒速度大于擴散燃燒速度。 (4)可燃氣體混合物的火焰?zhèn)鞑ニ俣扔绊懸蛩兀焊鷿舛扔嘘P：完全反應濃度時，燃燒速度最大；惰性氣體濃度：

19、濃度增加，燃燒速減小初始溫度下:T 0越高，燃燒速度越快在不同管道（D：管徑）中傳播： D 增加，燃燒速度增加,若D= Dmax 時,速度不再增大； D 減小，燃燒速度減小,若D= Dmin 時,燃燒速為0，停止傳播，燃燒熄滅；第41頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、影響爆炸極限的因素 1.溫度。溫度越高，則爆炸下限越低，上限提高，爆炸極限范圍擴大，爆炸危險性增加。2.氧含量?；旌衔镏泻趿吭黾樱O限范圍擴大。例如氫與空氣混合的爆炸極限為475，而氫與純氧混合的爆炸極限為495。第42頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、影響爆炸極限的因

20、素3.惰性介質。摻入不燃燒的惰性氣體，隨著其百分數(shù)的增加，爆炸極限范圍縮小，惰性氣體的濃度提高到某一數(shù)值，亦可以使混合物變成不可爆炸。4.壓力。壓力對爆炸極限有很大影響，壓力增大，爆炸極限范圍也擴大，尤其是爆炸上限顯著提高。原始壓力增加，爆炸極限范圍擴大，上限提高尤為顯著，但下限變化不明顯，且無規(guī)則，但原始壓力減少時，爆炸極限范圍縮小，壓力將至某一數(shù)值時，上限和下限相會成一點，壓力再減少 ，混合物不燃爆,此時對應的壓力為爆炸的臨界壓力,如C2H2的臨界壓力為0.14MP。第43頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、影響爆炸極限的因素5.容器或管道直徑。容器或管道直徑越小

21、，火焰在其中越難蔓延，混合物的爆炸極限范圍則越小。當容器直徑小到某一數(shù)值時，火焰不能蔓延，可消除爆炸危險，這個直徑稱為臨界直徑。如甲烷的臨界直徑為0405mm，氫和乙炔為0102mm等。（可以用鏈式反應理論解釋。）第44頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二各地燃氣管道輸送公司第45頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二三、影響爆炸極限的因素6.著火源。能源強度越高，加熱面積越大，作用時間越長，爆炸極限范圍越寬。各爆炸性混合物都有一個最低引爆能量，即點火能量，它是指能引起爆炸性混合物發(fā)生爆炸的最小火源所具有的能量，它也是混合物爆炸危險性的一項重要的性能參

22、數(shù)。爆炸性混合物的點火能量越小，其燃爆危險性就越大。 火花的能量、熱表面的面積、光、火源和混合物的接觸時間等，對爆炸極限均有影響。第46頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二可燃氣體在普通情況(20及101 325Pa)下的爆炸極限 第47頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二四、評價燃爆危險性的技術參數(shù) 1.爆炸危險度?？扇細怏w或蒸氣的爆炸危險性可以用爆炸極限和爆炸危險度來表示，爆炸危險度即是爆炸濃度極限范圍與爆炸下限濃度之比值： 爆炸危險度爆炸上限濃度爆炸下限濃度爆炸下限濃度第48頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二幾種典型氣體

23、的爆炸危險度 爆炸危險度說明：當氣體或蒸氣的爆炸濃度極限范圍越寬，爆炸下限濃度越低，爆炸上限濃度越高時，其爆炸危險性就越大。第49頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二2.傳爆能力。是爆炸性混合物傳播燃燒爆炸能力的一種度量參數(shù)，用最小傳爆斷面表示。 1)當火焰經過兩個平面間的縫隙或小直徑管子時，如果其斷面小到某個數(shù)值，火焰即熄滅，稱為縫隙隔爆。 四、評價燃爆危險性的技術參數(shù) 第50頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二可燃氣體或蒸氣爆炸性混合物按照傳爆能力的分級 2) 火焰尚能傳播而不熄滅的最小斷面稱為最小傳爆斷面。設備內部的可燃混合氣被點燃后，通過25

24、mm長的結合面，能阻止將爆炸傳至外部的可燃混合氣的最大間隙，稱為最大試驗安全間隙。 四、評價燃爆危險性的技術參數(shù)第51頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二可燃冰第52頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二四、評價燃爆危險性的技術參數(shù)3.爆炸威力指數(shù)?？扇夹曰旌衔锉〞r產生的壓力為爆炸壓力，它是度量可燃性混合物將爆炸時產生的能量用于作功的能力，如果爆炸壓力大于容器的極限強度，容器便發(fā)生破裂。 爆炸威力指數(shù)最大爆炸壓力爆炸壓力上升速度典型氣體和蒸氣的爆炸威力指數(shù) 第53頁，共68頁，2022年，5月20日，19點37分，星期二四、評價燃爆危險性的技術參數(shù)4.爆炸壓力 可燃性混合物爆炸時產生的壓力為爆炸壓力，它是度量可燃性混合物將爆炸時產生的熱量用于作功的能力。發(fā)生爆炸時，如果爆炸壓力大于容器的極限強度，容器便發(fā)生破裂。各種可燃氣體或蒸氣的爆炸性混合物，在正常條件下的爆炸壓力，一般都不超