可燃气体的燃烧爆炸ppt课件

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链式反应机理的一般过程
链式反应机理大致分为如下三个阶段： (1)链引发
游离基生成，链式反应开始。 (2)链传递
游离基与原始反应物作用生成稳定化合物，并产生新游离基。 (3)链终止
游离基消失，链式反应终止。导致游离基消失的原因很多，如 游离基相互碰撞生成分子、与非活性同类分子或惰性分子相互 碰搜导致能量分散、与器壁撞击被吸附等。
程中进行的，则发生稳定式的燃烧，称为扩散燃烧。 （2）动力燃烧。如果可燃气体与空气是在燃烧之前按一
定比例均匀混合的，形成预混气，遇火源则发生爆炸 式燃烧，称动力燃烧。
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两种燃烧形式的特点
如图所示的火炬燃烧，火焰的明亮区是扩散区，可 燃气体和氧分别从火焰中心（燃料锥）和空气扩散到 达扩散区的。这种火焰燃烧速度很低，一般小于 0.5m/s。由于可燃气体与空气是逐渐混合并逐渐燃烧 消耗掉，因而形成稳定的燃烧，只要控制得好就不会 发生火灾。除火炬燃烧外，气焊的火焰和燃气加热等 也属于这类扩散燃烧。 在预混气的空间里，充满了可以燃烧的混合气，一 处点火，整个空间立即燃烧起来，发生瞬间的燃烧， 即爆炸现象。此外，如果可燃气体处于压力而受冲击、 摩擦或其他着火源作用，则发生喷流式燃烧。像气井 的井喷火灾，高压气体从燃气系统喷射出来时的燃烧 等。对于这种喷流燃烧形式的火灾，较难扑救，需较 多救火力量和灭火剂，应当设法断绝气源，使火灾彻 底熄灭。
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（1）热爆炸临界条件及点火过程的分析
为说明热爆炸临界条件及点火过程，考虑某种由A，E两种组分 组成的气体混合物，并按如下形式发生双分子反应生成产物C：
A + B→C 根据Arrhenius反应速率定律，考虑2级反应，反应速率可表述为：
式中：r c ——反应速率， mol /( m³·S)；
k0 ——频率因子，m³ /(mol ·s )；
4.可燃性气体在空气中完全燃烧的理论混合比
理论混合比指的是在常温常压下，可燃性气体在空气中完全 燃烧时，空气中的可燃性气体的浓度。
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二、气体爆炸机理
气体爆炸包括可燃气体/空气混合物爆炸 和单一气体分解爆炸两个方面，两者爆炸 机理及过程虽有所不同，但本质上都是由 于化学反应的能量快速释放，导致压力急 剧升高而引起爆炸。
c c， A
B
——反应物A和B的浓度，mol/
m³
；
E——活化能，kJ/mol；
R——气体普适常数，kJ/(mol·K) ；
T——绝对温度，K。
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（2）热爆炸判据切线求法
如图2一1所示，图中曲线4代表系统放热速率，直线1，2和3分 别表示不同散热条件下系统热损失速率，直线2与曲线4之切点C为热 爆炸临界状态。在数学上，切点C处必须同时满足系统热产生速率 与热损失速率相等及两曲线斜率相等两个条件，即：
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氯/氢混合物链式反应机理
在上述链式反应中，最初的游 离基(活性中心)在某种外界能源(热、 光、氧化、还原、催化等)作用下 生成，由于游离基比普遍分子具有 更多的活化能，活动能力极强，一 般条件下非常不稳定，极易与其他 分子发生反应生成新的游离基，或 自行结合生成稳定分子。也就是说。 如果在外界能源作用下能在反应物 中产生少量游离基。这些游离基即 可引发链锁反应，使燃烧反应得以 持续下去：一旦活化中心(游离基) 消失。链式反应就会中断，燃烧反 应停止。
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链式反应分为分支链式反应和不分支链式反应
链式反应分为分支链式反应和不分支链式反应两种。氯和氢气 发生光化学反应属不分支链式反应，即每活化一个氯分子出现两个 氯游离基，每个氯游离基都进行自己的链式反应。且每次反应只引 出一个新游离基。典型分支链式反应是氢/氧混合气体发生光化学反 应。
可燃气体的燃烧爆炸
目录
➢ 一、概述 ➢ 二、气体爆炸机理 ➢ 三、气体爆炸特性 ➢ 四、气体爆燃与爆轰理论
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一、概述
1.可燃气体的定义
凡是常温、常压下以气体状态存在，在受热、受压、撞击 或遇火花等外界能量作用下具有燃烧或爆炸性能的气体通称为 可燃性气体。如氢气、矿井瓦斯(甲烷)、乙烯、乙炔、环氧乙 烷、天然气、石油液化气等。
式中
，q L
——分别为系统热产生和热
损失速率，kJ/s
V——反映物体积，
Q v
——化学反应热，
h —— 热传导系数，
A ——ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表面积，
T a —— 环境温度，K
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联立式（1）～式（4），求得系统爆炸临界温度
该式表明，若均热系统升温
，热爆炸就不会发生，
否则，系统将由自热引起爆炸。在不同 和E条件下，爆炸发
生前的升温 并不相同，一般为几十摄氏度。
2.链式反应机理
热点火理论认为，气体混合物爆炸是由加热和温度升高所 引起，但实际过程却有许多例外。如某些缓慢反应在一定条件 下也会自动加速，但并不是因为加热，而是可燃气体混合物中 积累了具有催化作用的活化中间产物所致，即某些可燃气体在 受到外界热、光等激发时，分子键被击破而发生离解形成游离 基，这些游离基与原始混合气体会发生一系列链式反应生成最 终产物，并释放出燃烧反应热，这种能使活化中间产物再生的 反应称为链式反应。链式反应每消耗掉一个活化中间产物的同 时，便会引起下一链反应的成长。
天然气
香蕉的成熟3过程
2.可燃性气体危险特性 可燃性气体危险特性主要体现在燃烧性、爆炸性、扩 散性以及毒害、腐蚀和窒息性等几个方面。
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3.可燃气体的燃烧形式
气体的燃烧与液体和固体的燃烧不同，他不需要经过 蒸发、融化等过程，气体在正常条件下就具备了燃烧 的条件，所以比液体和固体更容易燃烧。
气体的燃烧有扩散燃烧和动力燃烧两种形式。 （1）扩散燃烧。如果可燃气体与空气的混合是在燃烧过
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1.热点火机理
在热点火理论中，物质因自热而引起着火，从阴燃到明燃 直至发生爆炸的现象，称为热爆炸或热自燃，习惯上也称自动 着火或自动点燃。从化学反应动力学观点看，热爆炸是一个从 缓慢氧化放热反应突然变为快速燃烧反应的过程，当化学反应 系统中放热速率超过热损失速率时，由于热积累致使反应物自 动加热，反应过程不断自动加速，直至爆炸发生。判断爆炸发 生与否的临界点的数学描述称为临界条件，由临界条件导出的 系统物理、化学和热力学参数称为热爆炸判据。