工业气体爆炸与防治
现代科技和规模经济的发展使工业生产及经济运行过程的技术密集性、物质高能性和过程高参数性更为突出，使工业事故更具突发性、灾害性和社会性。工业生产环境的特点：在封闭或半封闭的作业空间中，常常面临着工业气体的威胁；加之当前安全设备水平不高、工人技术素质低、抗灾能力差等原因和生产中还存在着重生产轻安全的状况，使工业事故时有发生，其中尤以工业气体爆炸事故后果最为严重。
工业生产过程中，特别是化工和石油化工生产中，可燃性气体得到广泛应用。绝大多数情况下，可燃性气体会密封在密闭空间中，反应器、反应釜、贮罐、管道等装置通常可用来储存或输送这类气体。由于装置设备本身的缺陷或人为因素导致装置内混入空气形成可燃气体混合物而达到爆炸极限，遇引燃源就会发生气体爆炸事故。一旦发生该类事故，就会导致财产损失和人员伤亡。据统计，在石油化工、塑料、橡胶合成及天然气等行业，可燃气体爆燃在事故总数中所占的比例分别高达46%、42%和60%，而且单次事故所造成的人员伤亡和财产损失也大大高于其它事故。如果能够在事前对工业气体爆炸有正确的认识和掌握爆炸事故规律，了解爆炸事故发生前的条件，采取正确的预防和避灾方法，对工业安全生产具有重要的现实意义。而一旦发生工业气体爆炸事故时，能够做到不惊慌失措，采取正确的预防和避灾方法，控制事故扩大和恶化，尽量减少因爆炸事故造成的人员伤亡和损失。
1 工业气体及其危险特性
工业上，把常温常压下呈气态的产品统称为工业气体产品。气体产品种类繁多，大致可以分为一般工业气体和特种气体两大类。一般工业气体产销量大，但对纯度要求不高。特种气体产销量虽小，但根据不同的用途，对不同特种气体的纯度或组成、有害杂质允许的最高含量、产品的包装贮运等都有极其严格的要求，属于高技术，高附加值产品。通常，可以将特种气体分为三类，即高纯或超高纯气体、标准校正气体和具有特定组成的混合气体。
在生产、存储或加工工业气体过程中，释放出的气体、蒸汽或薄雾可能与空气混合形成有毒有害、有爆炸性的环境。在一定条件下将对人员和设备造成危害。因此工业气体的主要危险特性有:
（1）燃烧性:燃烧往往同时伴有发光、发热的激烈反应，对周围环境造成破坏。
（2）毒害性：工业气体通过呼吸侵入人体，与人体组织发生化学或物理化学作用，从而造成对人体器官的损害，并破坏人体的正常生理机能，引起功能或器质性病变，导致暂时性或持久性病理损害，甚至危及生命。
（3）窒息性：部分工业气体虽然无毒，但是在空气中的浓度增大时，能够使空气中的氧气含量相对降低，而使人窒息。当空气中的瓦斯含量达到一定程度时，能使人窒息死亡。
（4）腐蚀性：部分工业气体具有腐蚀性，能够对设备和人员造成危害。
（5）爆炸性：可燃的工业气体在空气中的含量达到适当浓度时，遇到引爆热源能够引起燃烧和爆炸。
2 工业气体爆炸的条件及其影响因素
我们将气体爆炸定义为预混气云（即燃料空气或燃料氧化剂）预混物燃烧引起压力快速上升的过程。气体爆炸可以发生在加工设备或者管道、建筑物或海洋钻井平台的内部，也可以发生在敞开的工艺区域或者无约束的区域。
2.1 工业气体爆炸的条件
（1）工业气体具有可燃性或爆炸性。在很大程度上，气体爆炸发生的后果严重度与发生概率与燃料的种类有关。在类似的实验条件下，不同的燃料空气混合物产生的爆炸压力不同。
（2）工业气体爆炸的浓度。只有当气云燃料浓度处在爆炸下限和爆炸上限之间时，预混燃料空气混合物才可能爆炸。当气云燃料浓度接近可燃极限时，燃烧速度会变得很低。要在可燃极限浓度附近产生较高的爆炸压力，气云需要处于约束状态。典型地，在可燃极限处燃料空气混合物定容燃烧的最终压力约为四倍初始压力。
图1给出了在1m楔形容器中实验测得的峰值压力。对单一燃料，其最大爆炸压力通常发生在化学计量浓度或稍接近富燃的浓度下。
图 1 峰值压力随空气混合物中燃料浓度(% vol.)的变化 (Bj?rkhaug, 1988)
（3）具有引燃、引爆工业可燃气体的高温热源。在新鲜空气中，一定条件下可燃工业气体可能发生燃烧爆炸。比如，引燃的烟头的温度在千度以上，所以明火、电火花以及摩擦火花，都可能引起工业气体爆炸。爆炸场中引起瓦斯爆炸的点火源主要有如下几类：①机械类：机械运行中的摩擦、机器设备之间的碰撞。
②电气类：电火花、电弧、电器失爆等。③火焰类：有燃烧反应的点燃，如吸烟、火灾、焊接等。④其他类：如炽热表面和炽热气体等。
（4）氧气浓度。混合气体中氧气的浓度不低于一定值。当氧气的浓度低于一定值时，工业气体中的可燃气体失去爆炸性。这是最容易获得的条件，因为在正常环境中氧气的浓度通常大于20%，而引起氧气浓度降低的原因有自身消耗和其他气体的涌入稀释。工业气体爆炸和火灾都会消耗空气中的氧，但由于风流的流动，对于开放区域，空气中的氧气可以得到迅速的补充。
虽然工业气体爆炸必须同时具备上述四个条件，但火源和氧气在爆炸场中都是很难时刻监控的。因此，要杜绝工业气体爆炸，关键是注意通风，加强检查，防止工业气体泄漏和积聚，同时控制各种火源的产生。
2.2工业气体爆炸的影响因素
工业气体爆炸界限并不是固定不变的，其变化与工业气体中其他可燃气体、惰性气体的多少及混合气体的所在环境温度的高低、压力大小等因素有关。
（1）其他可燃气体的渗入。多种气体的混入，增加了爆炸性混合气体的浓度，使工业气体爆炸界限扩大。
（2）初始温度。工业可燃气体—空气的混合气体爆炸时，初始温度的高低影响瓦斯的爆炸界限。实践证明，初始温度越高，工业可燃气体的爆炸浓度范围越大。
（3）初始压力。工业可燃气体—空气的混合气体爆炸时，初始压力的大小影响瓦斯的爆炸界限。实践证明，初始压力越大，工业气体的爆炸浓度范围越大。
（4）点燃源能量的影响。不同的工业可燃气体发生爆炸时具有相应的最小点燃能量。当点燃源能量高于该工业可燃气体的最小点燃能量时，该气体才能发生燃烧爆炸。
3 工业气体爆炸的基本原理、特性及其危害
我们将气体爆炸定义为预混气云（即燃料空气或燃料氧化剂）预混物燃烧引起压力快速上升的过程。气体爆炸产生的后果取决于约束起因的环境或气云包绕的情况。因此，气体爆炸通常可以根据爆炸发生的环境分为：（1）容器、管道、通道或坑道等内部的约束气体爆炸；（2）房间、建筑物或海洋石油平台等的部分约束爆炸；（3）加工厂和其他无约束区域的无约束爆炸。值得指出的是，这些叫法没有严格的定义。在偶然爆炸事故中，很难将发生的爆炸进行上述划分。工艺场所发生的无约束爆炸实际例子中，也可能涉及到房间内发生的部分约束爆炸（当气云泄漏进入这些房间时）。
3.1 工业气体爆炸的基本原理
工业气体的燃烧和爆炸是有规律的。其规律主要决定于工业可燃气体在空气中的浓度.当可燃气体浓度小于爆炸浓度范围下限时，遇到火源能燃烧，不能爆炸；当可燃气体浓度大于爆炸浓度范围上限时，在混合气体内遇到火源不能燃烧，也不能爆炸，如有新鲜空气供给，在可燃气体与新鲜空气的接触面上，遇火就会燃烧；其浓度在爆炸浓度范围内时，遇火源就会爆炸。对单一燃料，其最大爆炸压力通常发生在化学计量浓度或稍接近富燃的浓度下。
工业气体爆炸属于可燃气体爆燃现象，该过程通常是处于爆炸限内的工业可燃气体和空气的混合气体首先在点火源处被引燃，形成厚度很薄的火焰峰面。该
火焰峰面向未燃的混合气体中传播，传播的速度称为燃烧速度。工业可燃气体燃烧产生的热使燃烧峰面前方的气体受到压缩，产生一个超前于燃烧峰面的压力波，该压力波以当地音速向前传播，行进在燃烧峰面前，称为前驱冲击波。压力波作用于未燃气体使其温度升高，从而使火焰的燃烧速度进一步增大，这样就产生压力更高的压力波，从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压力波相互追赶并叠加，形成具有强烈破坏作用的冲击波，这就是爆炸。工业可燃气体爆炸特征的参数主要有火焰峰面的传播速度、爆炸火焰的温度、爆炸产生的最大压力、爆炸压力的上升速率等，这些参数由于爆燃过程的多样性和工业场所环境的复杂性，其值还受到多种因素的影响。
3.2 工业气体爆炸的特性
（1）爆炸极限。当工业可燃气体浓度处于可燃上限和可燃下限之间时，预混燃料空气混合物才能发生爆燃。在空气中，爆炸极限与初始温度和初始压力有关。当初始温度、压力增加时，可燃范围变宽。
（2）化学计量组成。化学计量组成是燃料和氧气（空气）处于平衡，此时当化学反应完成后没有多余的燃料或氧气时混合物的组成情况。实际运用中，化学计量组成可以看成是能达到最大爆炸压力时某种组分燃料的浓度。
（3）最低点火能量。最低点火能量是表征采用如电火花等局部点火源成功点燃燃料氧化剂混合物所需的能量。对大多数燃料，当在正常条件下的空气时，点火能量与燃料浓度有关，其最低点火能量在0.1到0.3mJ范围。
（4）爆炸压力叠加。气体爆炸过程中的压力叠加过程与发生爆炸的几何结构有很大的关系。每一种燃料发生压力叠加的方式各有差异，与发生压力叠加的条件有关。
3.3 工业气体爆炸的危害
（1）产生有毒有害气体。工业气体爆炸是一种激烈的化学反应。工业可燃气体爆炸后，能产生大量有毒有害气体，使空气中的氧含量大大降低，其中对人危害最大的为一氧化碳气体。
（2）产生高温火焰。工业气体爆炸时，能产生大量的热量，形成火焰，温度可达几千摄氏度。这样的高温及火焰能使人员被烧伤，还会引起火灾。
（3）工业气体爆炸产生的高温、高压气体形成冲击波及高速碎片。工业可燃气体爆炸时，由于空气温度的骤然升高，使爆源附近的气体压力急剧增大。一般，爆炸后的气体压力是爆炸前气体压力的 7-8倍，因而形成强大的冲击波。
这种直接冲击波，使爆源附近的气体以每秒几百米甚至几千米的速度向外传播，从而建筑物、设备破坏及人员伤亡工业可燃气体爆炸后，在爆源附近，由于空气稀薄及温度的急剧下降，形成了低压区，因而又形成了爆炸波的反向冲击，对建筑物、设备会形成更大的破坏，对人员也形成更大的威胁。同时，工业可燃气体爆炸形成高速飞行的碎片，造成对建筑物、设备破坏及人员伤亡。
4 工业气体爆炸严重程度的影响因素
(1)燃料和氧化剂种类。在很大程度上，气体爆炸发生的后果严重度与发生概率与燃料和氧化剂的种类有关。在类似的实验条件下，不同的燃料空气混合物产生的爆炸压力不同。
(2)可燃气云的规模和燃料浓度。只有当燃料浓度处在可燃下限和可燃上限（LFL,UFL）之间时，预混燃料空气混合物才可能燃烧。当气云燃料浓度接近可燃极限时，燃烧速度会变得很低。要在可燃极限浓度附近产生较高的爆炸压力，气云需要处于约束状态。同时，可燃气云规模越大，爆炸威力越大。
(3)点火源位置、强弱。爆炸压力的产生对点火源位置的影响非常敏感。在很多事故过程中，如果点火源从最不容易引起爆炸增强的位置变化最佳点火位置，则其产生的峰值爆炸压力可能相差达一个数量级。点火源的强度将影响爆炸的激烈程度。
(4)泄压面积大小、位置和类型。气体爆炸的后果与泄压设置情况有很大的关系。几何布局很小的变化都可能引起爆炸压力很大的改变
(5)结构物和设备所处位置与尺寸大小。气体爆炸的后果与结构物和设备的几何布局（即工艺设备、管道等的设置）有很大的关系。几何布局很小的变化都可能引起爆炸压力很大的改变。
(6)所采用的爆炸抑制方法。如采用喷水雾、洒岩粉等方法抑制工业气体爆炸。工业气体发生爆炸后，水和岩粉吸收爆炸产生的能量，降低爆炸产生的危害。
5 工业气体爆炸事故的防治措施
预防工业气体爆炸的基本思路：消除引发爆炸的基本条件，即防止工业可燃气体的泄漏、积聚和点火源的出现。
5.1 防止工业气体泄漏和积聚
防止工业气体的泄漏和积聚，就是防止工业气体的泄漏和将爆炸性物质的浓度维持在低于它与空气的混合物会爆炸的含量，或者排除爆炸性混合物燃烧所需要的氧的可能性，即把氧的浓度保持在低于氧的极限浓度以下。
可以通过下面的措施达到对爆炸性环境量的限制和分布控制：
(1)封闭系统(不泄漏结构)；当发现或检测到工业气体发生大面积泄漏和积聚时，采取封闭系统的方法防止工业气体爆炸。
(2)自动断开装置；当工业气体发生泄漏时，导致系统的相应参数发生改变，使该装置自动断开，防止工业气体继续泄漏。
(3)浓度限制(通风措施)；就通风来说，有强迫通风和自然通风之别，一般只有在露天情况下后者才适用。强迫通风产生更大量的空气循环，并且控制气流(比如，防止通风不畅的空间)。对于比空气重的可燃性气体以及蒸汽来说，必须把通风排气出口设置在靠近地面。而对于比气轻的可燃性气体，排气出口必须要设置得靠近天花板。必须注意较重的气体和蒸汽像液体一样，会以同样的方式流进地面或场地的凹坑处，而在非控制状态下蔓延。
(4)浓度监控(气体检测设备)；气体报警器可以对特殊运行情况下可能出现爆炸性环境的区域进行监控。例如，使用气体报警器可以使保护措施被自动触发，或在紧急情况下停止设备运行。尽管如此，气体报警系统必须要与预定的应用情况相匹配，并且必须在规定的维护间隔时间检查其运行性能。
5.2 防止点火源的出现
防止点火源的出现，就是严格管理和限制生产中可能出现的火源、热源，特别是容易工业可燃气体积聚的地点。
（1）加强管理，提高防火意识。
（2）将工作温度可靠地维持在低于闪点值以下。
（3）在泄漏区或积聚区内，防止电器火源和静电火源。
（4）在泄漏区或积聚区内，防止摩擦和撞击点火。
（5）在泄漏区或积聚区内，防止明火点燃。
（6）防止其他火源。
5.3 防止灾害扩大的措施
工业气体爆炸的突发性、瞬时性，使得在爆炸发生时，难以进行救治。因此，防止工业气体爆炸扩大的措施应该集中在灾害发生前的预备设施和灾害发生时的快速反应。具体措施：（1）危险源的分区布置。分区布置是防止灾害蔓延扩大的有效措施，将危险源与其他场所间隔一定距离，可以减小工业气体爆炸产生的危害，并控制爆炸的扩大。（2）设置隔爆、阻爆装置。如设置防爆墙等。
5.4 编制工业气体爆炸的灾害预防和处理计划
（1）反应工业区状况的资料。
（2）灾害处理计划。①爆炸发生后可能造成的影响。②灾区人员的避灾路线。③灾害区域的断电方法。④如何防止爆炸引起的火灾、二次爆炸及灾害的扩大。⑤救灾人员的安全路线。
6 结语
以上介绍了工业气体的性质，工业气体爆炸的条件、基本原理、危害、影响因素及其防治措施。其目的是对工业气体爆炸有一个正确的认识，有效控制工业气体爆炸的发生，从而使工业的安全工作向持续、稳定好转的方向发展，同时对提高抗灾能力，减少伤亡事故也是有益的。
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爆炸性气体环境区域的划分 世界各国对危险场所区域划分不同，但大致分为两大派系：中国和大多数欧洲国家采用国际 电工委员会（IEC）的划分方法，而以美国和加拿大为主要代表的其他国家采用北美划分方法。 中国标准GB3836.14－2000《爆炸性气体环境用电气设备第14部分：危险场所分类》的规定如下： 0区：爆炸性气体环境连续出现或长时间存在的场所； 1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体环境的场所； 2区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体环境，如果出现也是偶尔发生并且仅是短时间存在的场 所。 0区一般只存在于密闭的容器、缸罐等内部气体空间，在实际设计过程中1区也很少涉及，大多数 情况属于2区。 防爆电气设备分类 1.防爆电气设备分为两类： Ⅰ类：煤矿用电设备 Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备 2.Ⅱ类电气设备，按其场所适用的爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比，分 为ⅡA、ⅡB、ⅡC三类；并按其最高表面温度分为T1～T6六组。 3.爆炸性气体混合物，按其最大试验安全间隙（MESG）或最小点燃电流比（MIC)分级如下： 4.爆炸性气体混合物按引燃温度分组如下： 防爆电气设备的防爆型式及防爆原理 1.隔爆型电气设备“d” 一种具有隔爆外壳的电气设备。隔爆外壳能承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损坏，并且通过外壳上的任何接合面或结构孔不会引燃一种或多种气体或
蒸气所形成的外部爆 炸性环境的电气设备外壳。 2.增安型电气设备“e” 一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取一些附加措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧或火花的电气设备。3.本质安全型电气设备“i” 本质安全通常指某个系统，而不是指某一个设备。人们通常说一个变送器或传感器是本质安全时，这是一种简化说法，实际上本质安全指变送器或传感器经电缆与关联设备（安全栅等）组成的本质安全系统。本质安全系统框图示意如下： 本质安全电路 本质安全电路指在规定条件（包括正常工作和规定的条件）下产生的任何火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。 本质安全设备 本质安全设备指在其内部的所有电路都是本质安全电路的电气设备。 关联设备 关联设备指内部装有本质安全电路和非本质安全电路，且结构使非本质安全电路不能对本质安全电路产生不利影响的电气设备。关联设备在危险场所安装使用时，应加其他形式防爆外壳保护，例如隔爆型、正压型等；在安全场所安装使用时，其外壳可选用一般型。在本质安全系统中与本质安全设备有电气连接，接口部分有限压，限流环节（限制能量）的电气设备可认为是关联电气设备，如齐纳安全栅、隔离式安全栅、本质安全电源、光电隔离接口电器等。 4.正压型电气设备“p” 一种通过保持内部保护气体的压力高于周围爆炸性环境压力的措施来达到安全的电气设备。 5.浇封型电气设备“m” 整台设备或其中部分浇封在浇封剂中，在正常运行和认可的过载或认可的故障下均不能点燃周围的爆炸性混合物的电气设备。
蓝色风琴 1级 2008-03-15 气体检测浓度单位mg/m3与ppm的关系及换算公式 对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法有两种： 1、质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3 2、体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm 质量浓度（mg/m3）=物质分子量（M）/22.4(标准状态下气体的摩尔体积B)*体积浓度(ppm) 体积浓度(ppm)= 质量浓度（mg/m3）/ [物质分子量（M）/22.4(标准状态下气体的摩尔体积B)] 注：SO2分子量：64 NOX分子量：46 CO分子量：28 SO2原始浓度(mg/m3)=64/22.4*SO2的ppm NOX原始浓度(mg/m3)=48/22.4*NOX的ppm CO原始浓度(mg/m3)=28/22.4*CO的ppm 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3）表示。 这两种气体浓度单位mg/m3与ppm有何关系呢？其间如何换算？ 使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同；实际测量时需要同时测定气体的温度和大气压力。而在使用ppm作为描述污染物浓度时，由于采取的是体积比，不会出现这个问题。 浓度单位ppm与mg/m3的换算：按下式计算： 质量浓度mg/m3=M气体分子量/22.4*ppm数值*[273/(273+T气体温度)]*（Ba压力/101325）M为气体分子量，ppm为测定的体积浓度值，T为温度、Ba为压力，如果湿度很大时，例如在100%相对湿度下，还需另外一项。气体分子量,分子量的计算可在以下软件中输入分子式以后得出。 浓度单位ppm与mg/m3的换算：mg/m3=(M/22.4)*ppm*[273/(273+T)]* （Ba/101325） ppm相当于mg/kg，1ppm就是1毫克/千克，mg / m3 与ppm是无法直接换算的。 0.26ppm就是1kg空气中有0.26mg的甲醛。
常见气体的爆炸极限 气体名称化学分子式/在空气中的爆炸极限(体积分数) / % 下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷C2H6 3.0 15.5 乙醇C2H5OH 3.4 19 乙烯C2H4 2.8 32 氢气H2 4.0 75 硫化氢H2S 4.3 45 甲烷CH4 5.0 15 甲醇CH3OH 5.5 44 丙烷C3H8 2.2 9.5 甲苯C6H5CH3 1.2 7 二甲苯C6H5(CH3)2 1.0 7.6 乙炔C2H2 1.5 100 氨气NH3 15 30.2 苯C6H6 1.2 8 丁烷C4H10 1.9 8.5 一氧化碳CO 12.5 74 丙烯C3H6 2.4 10.3 丙酮CH3COCH3 2.3 13 苯乙烯C6H5CHCH2 1.1 8.0
空气中体积浓度在5.0％～15％之间时，遇火源会爆炸，否则就不会爆炸。可可燃气（粉尘）的重量百分数表示（克／米*或是毫克／升）。爆炸极限是一个气体分级和确定其火灾危险性类别的依据。我国目前把爆炸下限小于是10％的可燃气体等，都需要知道该场所存在的可燃气体（蒸气、粉尘）的爆炸极限数值。（将可燃气体（蒸气、粉尘）的浓度控制在爆炸下限以下。为保证这一点，在制定安全生产警等。 空气(氧气或氧化剂)均匀混合形成爆炸性混合物，其浓度达到一定的范围时，遇到明火度称为爆炸浓度上限，爆炸浓度的上限、下限之间称为爆炸浓度范围。可可燃物质的爆炸极限受诸多因素的影响。如可燃气体的爆炸极限受温度、压力、合物中所占体积的百分比(％)来表示的，表5—3中一氧化碳与空气的混合物的爆炸极限为359／m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少，爆炸所产生的压力不大，温度不高，爆炸威力也小。当可燃物的浓度大致相当于反应当宽，其爆炸危险性越大，这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会越多。爆炸下限炸条件。生产过程中，应根据各可燃物所具有爆炸极限的不同特点，采取严防跑、冒、滴容器里或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，因此，仍有发生着火的危险。 反应时，爆炸所析出的热量最多，产生的压力也最大，实际的反应当量浓度稍高于计算的热量和压力就会随着可燃物质在混合物中浓度的增加而减小；如果可燃物质在混合物中的全燃烧时在混合物中该可燃物质的含量。根据化学反应计算可燃气体或蒸2C0+02+3．76N2=2C02+3．76N2 根据反应式得知，参加反应0％=29．6％(三)爆炸极限的影响因素爆炸极限通常是在常含氧量、惰性气体含量、火源强度等因素的变化而变化。1．初始温度 爆炸危险性。2．初始压力增加混合气体的初始压力，通常
爆炸性物质的分类、分级和分组 爆炸性气体、易燃液体和闪点低于或等于环境温度的可燃液体、爆炸性粉尘或易燃纤维等统称为爆炸性物质。在大气条件下，气体、蒸气、薄雾、粉尘或纤维状的易燃物质与空气混合，点燃后，燃烧将在整个范围内迅速传播的混合物，称为爆炸性混合物。 一、爆炸性物质的分类 爆炸性物质可分为三类： Ⅰ类：矿井甲烷； Ⅱ类：爆炸性气体混合物（含蒸气、薄雾）；ⅡA＜ⅡB＜ⅡC Ⅲ类：爆炸性粉尘（含纤维）。 二、爆炸性混合物的分级和分组 爆炸性混合物的危险性，是由它的爆炸极限、传爆能力、引燃温度和最小点燃电流决定的。各种爆炸性混合物按最大试验安全间隙和最小点燃电流分级，按引燃温度分组，主要是为了配置相应电气设备，以达到安全生产的目的。 （一）爆炸性气体混合物的分级分组 1.按最大试验安全间隙（MESG）分级 最大试验安全间隙是在标准试验条件下，壳内所有浓度的被试验气体或蒸气与空气的混合物点燃后，通过25mm长的接合面均不能点燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔两部分之间的最大间隙。可见，安全间隙的大小反映了爆炸性气体混合物的传爆能力。间隙愈小，其传爆能力就愈强，危险性愈大；反之，间隙愈大，其传爆能力愈弱，危险性也愈小。爆炸性气体混合物，按最大试验安全间隙的大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级。ⅡA安全间隙最大，危险性最小，ⅡC安全间隙最小，危险性最大。 2.按最小点燃电流（MIC）分级 最小点燃电流是在温度20—40℃，latm，电压为24V，电感为95 mH的试验条件下，采用IEC 标准火花发生器对空心电感组成的直流电路进行3000次火花试验，能够点燃最易点燃混合物的最小电流。 最易点燃混合物，是在常温常压下，需要最小引燃能量的混合物。 爆炸性气体混合物，按照最小点燃电流的大小分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三级，最小点燃电流愈小，危险性就愈大。 3.按引燃温度分组 爆炸性混合物，不需要用明火即能引燃的最低温度，称为引燃温度。引燃温度愈低的物质，愈容易引燃。爆炸性气体混合物按引燃温度的高低，分为T1、T2、T3、T4、T5、T6六组。 （二）爆炸性粉尘混合物的分级分组 爆炸性粉尘混合物级组根据粉尘特性（导电或非导电）和引燃温度高低分为ⅢA、ⅢB二级，T11、T12、T13三组。
气体浓度换算方法 1）换算方法一：《空气和废气检测分析方法（第四版增补版）》（中国环境科学出版社）空气中气体污染物浓度的表示方法 空气中污染物的浓度是以单位体积内所含污染物的质量来表示，即毫克每立方米（mg/m3）和微克每立方米（ug/m3）。在实际工作中，往往习惯于用体积分数表示气体污染物浓度，即ppm或ppb（1ppm=1000ppb），它表示1000000单位体积空气中含气体污染物的体积数。 两个单位可以用以下公式互相换算： C=C′×M 22.4 式中：C为以mg/m3表示的气体污染物浓度； C'为以ppm表示的气体污染物浓度； M为污染物的分子量； 22.4为空气在标准状态下（0℃，101.325kPa）的平均摩尔体积。 但应注意该换算关系仅适用于空气在标准状态下的计算，存在局限性。 2）换算方法二：诸多文献均有可以收集到 使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同；实际测量时需要同时测定气体的温度和大气压力。而在使用ppm作为描述污染物浓度时，由于采取的是体积比，不会出现这个问题。 浓度单位ppm与mg/m3的换算：
C=C′?M 22.4?273 (273+t) ?Pa 101325 式中：C为以mg/m3表示的气体污染物质量浓度； C'为以ppm表示的气体污染物体积浓度； M为污染物的分子量； 22.4为空气在标准状态下（0℃，101.325kPa）的平均摩尔体积； t为大气环境温度，℃； Pa为大气压力，Pa。
常见气体的爆炸极限 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
常见气体的爆炸极限 气体名称化学分子式/在空气中的爆炸极限 (体积分数) / % 下限(V/V) 上限(V/V) 乙烷 C2H6 乙醇 C2H5OH 19 乙烯 C2H4 32 氢气 H2 75 硫化氢 H2S 45 甲烷 CH4 15 甲醇 CH3OH 44 丙烷 C3H8
甲苯 C6H5CH3 7 二甲苯 C6H5(CH3)2 乙炔 C2H2 100 氨气 NH3 15 苯 C6H6 8 丁烷 C4H10 一氧化碳 CO 74 丙烯 C3H6 丙酮 CH3COCH3 13 苯乙烯 C6H5CHCH2
炸，这个浓度范围称为爆炸极限(或爆炸浓度极限)。形成爆炸性混合物的最低浓度称为爆炸浓度下限，最高浓度称为爆炸浓度上限，爆炸浓度的上限、下限之间称为爆炸浓度范围。可燃性混合物有一个发生燃烧和爆炸的浓度范围，即有一个最低浓度和最高浓度，混合物中的可燃物只有在其之间才会有燃爆危险。可燃物质的爆炸极限受诸多因素的影响。如可燃气体的爆炸极限受温度、压力、氧含量、能量等影响，可燃粉尘的爆炸极限受分散度、湿度、温度和惰性粉尘等影响。可燃气体和蒸气爆炸极限是以其在混合物中所占体积的百分比(％)来表示的，表5—3中一氧化碳与空气的混合物的爆炸极限为12．5％～80％。可燃粉尘的爆炸极限是以其在混合物中所占的比重(g／m3）来表示的，例如，木粉的爆炸下限为409／m3，煤粉的爆炸下限为359／m3可燃粉尘的爆炸上限，因为浓度太高，大多数场合都难以达到，一般很少涉及。例如，糖粉的爆炸上限为135009／m3，煤粉的爆炸上限为135009／m3，一般场合不会出现。可燃性混合物处于爆炸下限和爆炸上限时，爆炸所产生的压力不大，温度不高，爆炸威力也小。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度(表中的30％)时，具有最大的爆炸威力。反应当量浓度可根据燃烧反应式计算出来。可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，其爆炸危险性越大，这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会越多。爆炸下限越低，少量可燃物(如可燃气体稍有泄漏)就会形成爆炸条件；爆炸上限越高，则有少量空气渗入容器，就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件。生产过程中，应根据各可燃物所具有爆炸极限的不同特点，采取严防跑、冒、滴、漏和严格限制外部空气渗入容器与管道内等安全措施。应当指出，可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时，虽然不会着火和爆炸，但当它从容器里或管道里逸出，重新接触空气时却能燃烧，因此，仍有发生着火的危险。(二)爆炸反应当量浓度的计算爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例恰好能发生完全化合反应时，爆炸所析出的热量最多，产生的压力也最大，实际的
1,GB3836-2000体系中的电气设备保护方法
五、环境用电气设备防爆标志举例： DIP A20 TA170℃(或TA,T3) IP54 DIP B21 TB200℃(或TB,T3) IP65防护等级防护等级 设备最高表面温度设备最高表面温度 A型20区 B型21区 六、可燃性粉尘环境用电气设备
生可燃浓度的可燃性粉尘与空 气混合物的场所。 时，则应划分为21区。2,IP防护等级 IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起草。将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。 目录 表一： 表二： - 防水试验 两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二所示： 表一： 数字防护范围说明 0 无防护对外界的人或物无特殊的防护 1 防止大于50mm的 固体外物侵入防止人体(如手掌)因意外而接触到电器内部的零件，防止较大尺寸(直径大于50mm)的外物侵入 2 防止大于12.5mm 的固体外物侵入防止人的手指接触到电器内部的零件，防止中等尺寸(直径大于12.5mm)的外物侵入 3 防止大于2.5mm 的固体外物侵入防止直径或厚度大于12.5mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件 4 防止大于1.0mm 的固体外物侵入防止直径或厚度大于1.0mm的工具、电线及类似的小型外物侵入而接触到电器内部的零件 5 防止外物及灰尘完全防止外物侵入，虽不能完全防止灰尘侵入，但灰尘的侵入 量不会影响电器的正常运作 6 防止外物及灰尘完全防止外物及灰尘侵入 表二： 第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度
气体检测浓度单位ppm 与毫克/立方米的换算关系 对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法有两种： 质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3 体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示，我们国家的标准规也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3）表示。 这两种气体浓度单位mg/m3 与ppm 有何关系呢？其间如何换算？使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气 污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。但质量浓 度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同；实际测量 时需要同时测定气体的温度和大气压力。而在使用ppm 作为描述污染物浓度时，由于采取的是体积比，不会出现这个问题。 浓度单位ppm 与mg/m3 的换算：按下式计算： mg/m3=M/22.4·ppm·[273/(273+T)]＊（Ba/101325） 上式中： M－－－－为气体分子量ppm－－ －－测定的体积浓度值T－－－－ 温度Ba－－－－压力浓度及浓度 单位换算 质量-体积浓度 用单位体积（1 立方米或 1 升）溶液中所含的溶质质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，以符 号g/m3 或 mg/L 表示。例如，1 升含铬废水中含六价铬质量为 2 毫 克，则六价铬的浓度为 2 毫克/升（mg/L） 质量-体积浓度=溶质的质量数（克或毫克）/溶液的体积（立方米或升） ppm 是重量的百分率，ppm=mg/kg=mg/L
PPM于气体浓度体积浓度和质量-体积浓度换算关系 对大气中的污染物，常见体积浓度和质量-体积浓度来表示其在大气中的含量。 1、体积浓度 体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数（立方厘米）或（ml/m3）来表示，常用的表示方法是ppm，即1ppm=1立方厘米/立方米=10^-6。除ppm外，还有ppb和ppt，他们之间的关系是： 1ppm=10^-6 = 一百万分之一，part per million 1ppb=10^-9 = 十亿分之一， part per billion 1ppt=10^-12 = 万亿分之一， part per trillion 1ppm=10^3ppb=10^6ppt 2、质量-体积浓度 用每标立方米大气中污染物的质量数来表示的浓度叫质量-体积浓度，单位是毫克/标立方米或克/标立方米。 它与ppm的换算关系是： X=C M /22.4 C= X 22.4/M ， ppm = 22.4 * mg/m3 / 分子量 式中： X—污染物以每标立方米的毫克数表示的浓度值； C—污染物以ppm表示的浓度值； M—污染物的分之子量。 由上式可得到如下关系： 1ppm=M/22.4(mg/Nm3)=1000.m/22.4ug/m3 例1：求在标准状态下，30毫克/标立方米的氟化氢的ppm浓度。 解：氟化氢的分子量为20，则：C=30*22.4/20=33.6ppm 例2、已知大气中二氧化硫的浓度为5ppm，求以mg/Nm3表示的浓度值。 解：二氧化硫的分子量为64。 X =5*64/22.4mg/m3=14.3mg/Nm3
浓度单位及其换算 环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法有两种： 1、质量浓度表示法：每立方米空气中所含污染物的质量数，即mg/m3 2、体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数，即ppm ppm 是“百万分之一”的英文缩写，是针对微量的测量相对“单位”。如果重量计算中以克(g)为单位的ppm ，则有关系： 1ppm = 10^(-6)g = 10^（-3） mg ， mg/m^3 = 10^3 ppm/m^3 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm ）。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m3）表示。使用质量浓度单位（mg/m3）作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计算出污染物的真正量。但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同；实际测量时需要同时测定气体的温度和大气压力。而在使用ppm 作为描述污染物浓度时，由于采取的是体积比，不会出现这个问题。 浓度单位ppm 与mg/m3的换算，按下式计算： 质量浓度（mg/m3）= 4.22气体分子量×气体温度 273273×101325 ）气体压力（Pa ×ppm 浓度数值 排污许可标准 SO2: M=64 400 mg/m3 = 150.22 ppm NO2: M=46 80 (国标) mg/m3 = 41.8 ppm N0: M=30 80 (国标) mg/m3 = 59.7 ppm
爆炸性气体环境危险区 域划分 Standardization of sany group #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
爆炸性气体环境危险区域划分 第２．２．１条爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区： 一、０区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境； 二、１区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 三、２区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。 注：正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器盖的开闭，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。 第２．２．２条符合下列条件之一时，可划为非爆炸危险区域： 一、没有释放源并不可能有易燃物质侵入的区域； 二、易燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的１０％； 三、在生产过程中使用明火的设备附近，或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近； 四、在生产装置区外，露天或开敞设置的输送易燃物质的架空管道地带，但其阀门处按具体情况定。
第２．２．３条释放源应按易燃物质的释放频繁程度和持续时间长短分级，并应符合下列规定。 一、连续级释放源：预计长期释放或短时频繁释放的释放源。类似下列情况的，可划为连续级释放源： １．没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的表面； ２．油、水分离器等直接与空间接触的易燃液体的表面； ３．经常或长期向空间释放易燃气体或易燃液体的蒸气的自由排气孔和其它孔口。 二、第一级释放源：预计正常运行时周期或偶尔释放的释放源。类似下列情况的，可划为第一级释放源： １．在正常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门等的密封处； ２．在正常运行时，会向空间释放易燃物质，安装在贮有易燃液体的容器上的排水系统； ３．正常运行时会向空间释放易燃物质的取样点。 三、第二级释放源：预计在正常运行下不会释放，即使释放也仅是偶尔短时释放的释放源。类似下列情况的，可划为第二级释放源： １．正常运行时不能出现释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处； ２．正常运行时不能释放易燃物质的法兰、连接件和管道接头；
常见可燃性气体爆炸极限 三氯氢硅SiHCl3 1. 别名?英文名
硅氯仿、硅仿、三氯硅烷；Trichlorosilane 、Silicochloroform ． 2. 用途 单晶硅原料、外延成长、硅液、硅油、化学气相淀积、硅酮化合物制造、电子气。 3. 制法 (1) 在高温下Si 和HCl 反应。 (2) 用氢还原四氯化硅(采用含铝化合物的催化剂) 。 4. 理化性质 分子量：135.43 熔点(101.325kPa) : -134C ；沸点(101.325kPa) : 31.8 C；液体密度(0 C): 13 50kg/m3;相对密度(气体，空气=1): 4.7 ;蒸气压(-16.4 C) : 13.3kPa ; (14. 5C) : 53.3kPa ;燃点：-27.8 C；自燃点：104.4 C；闪点：-14C ;爆炸下限：9.8%；毒性级别：3；易燃性级别：4；易爆性级别：2 三氯硅烷在常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。在空气中极易燃烧，在-18C以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧，燃烧时发出红色火焰和白色烟，生成SiO2、HCl 和Cl2： SiHCI3 O2-SiO2 HCI CI2 ;三氯硅烷的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气，受热时引起猛烈的爆炸。它的热稳定性比二氯硅烷好，在900C时分解产生氯化物有毒烟雾(HCl)，还生成Cl2和Si。 遇潮气时发烟，与水激烈反应:2SiHCI3 3H2O—- (HSiO)2O 6HCI ; 在碱液中分解放出氢气:SiHCl3 3NaOH H2O—-Si (OH)4 3NaCl H2 ; 与氧化性物质接触时产生爆炸性反应。与乙炔、烃等碳氢化合物反应产生有机氯硅烷: SiHCl3 CH三CH一—CH2CHSiCl3、SiHCl3 CH2=CH2-->CH3CH2SiCl3 在氢化铝锂、氢化硼锂存在条件下，SiHCl3 可被还原为硅烷。容器中的液态Si HCl3 当容器受到强烈撞击时会着火。可溶解于苯、醚等。无水状态下三氯硅烷对铁和不锈钢不腐蚀，但是在有水分存在时腐蚀大部分金属。 5. 毒性 小鼠-吸入LC50 1.5?2mg/L 最高容许浓度：1mg/m3 三氯硅烷的蒸气和液体都能对眼睛和皮肤引起灼伤，吸入后刺激呼吸道粘膜引起各种症状(参见四氯化硅)。 6. 安全防护 液体用玻璃瓶或金属桶盛装，容器要存放在室外阴凉干燥通风良好之处或在易燃液体专用库内，要与氧化剂、碱类、酸类隔开，远离火种、热源，避光，库温不宜超过25 r。可用氨水探漏。 火灾时可用二氧化碳、干石粉、干砂，禁止用水及泡沫。废气可用水或碱液吸收。 三氯硅烷有水分时腐蚀性极强。可用铁、镍、铜镍合金、镍钢、低合金钢，不能用铝、铝合金。可以用聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯聚合体、氟橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、玻璃等。
爆炸危险场所划分\爆炸性物质分类\爆炸性气体温度组别划分 1.各国爆炸危险场所划分 爆炸性气体环境用防爆电气设备的通用要求的标准是：国际电工技术委员会IEC60079-0/1998和欧洲电工标准化组 EN50014-1992，我国相应的通用要求标准是GB 3836.1-83。 中国国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-94，根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，将爆炸性气体环境分为0区、1区和2区(与IEC60079-10/1998标准等效) NEC （美国电气规程NEC550-4 ）爆炸危险场所划分方法： 1级1区（Class 1, Division 1）:相当于IEC 规范的0区和1区 1级2区（Class 1, Division 2） 2级1区（Class Ⅱ, Division 1）：存在可燃性粉尘的场合 2级2区（Class Ⅱ, Division 2） 3级1区（Class Ⅲ, Division 1）：存在可燃性纤维的场合 3级2区（Class Ⅲ, Division 2） 2．中国关于爆炸性物质分类 根据可能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为四个危险等级(Ⅰ、ⅡA 、ⅡB 、ⅡC), 爆炸性粉尘、纤维类分为两级（III A 、III B ），如下表:
3．爆炸性气体温度组别划分（GB3836.1-83，IEC60079-8，NEC500-2） 燃气种类点火温度（℃) 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 乙烯 氢 一氧化碳700 550 540 530 540 550 570 4.防爆方法对危险场所的适用性 防爆型式代号国家标准防爆措施适用区域 隔爆型 d GB3836.2 隔离存在的点火源Zone1,Zone2 增安型 e GB3836.3 设法防止产生点火源Zone1,Zone2 本安型ia GB3836.4-2000 限制点火源的能量Zone0,Zone1,Zone2 ib GB3836.4-2000 限制点火源的能量Zone1,Zone2 正压型p GB3836.5 危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2 充油型o GB3836.6 危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2 充砂型q GB3836.7 危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2 无火花型n GB3836.8 设法防止产生点火源Zone2 浇封型m GB3836.9 设法防止产生点火源Zone1,Zone2 气密型h GB3836.10 设法防止产生点火源Zone1,Zone2 本安型防爆等级说明： ia等级：( ia 是唯一适用于Zone0区域的的防爆型式） 在正常工作、一个故障和二个故障时均不能点燃爆炸性气体混合物的电气设备。
爆炸极限计算 爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下： (1)爆炸反应当量浓度。爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例，在恰好能发生完全的化合反应时，则爆炸所析出的热量最多，所产生的压力也最大。实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度，这是因为爆炸性混合物通常含有杂质。 可燃气体或蒸气分子式一般用C αHβOγ表示，设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n，则燃烧反应式可写成： C αHβOγ+nO2→生成气体 按照标准空气中氧气浓度为20．9％，则可燃气体在空气中的化学当量浓度X(％)，可用下式表示： 可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo(％)，可用下式表示： 也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值，从表1中直接查出可燃气体或蒸气在 空气(或氧气)中的化学当量浓度。其中。 可燃气体（蒸气）在空气中和氧气中的化学当量浓度
(2)爆炸下限和爆炸上限。各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限，可用专门仪器测定出来，或用经验公式估算。爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入，其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成，而无法考虑其他一系列因素的影响，但仍不失去参考价值。 1)根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限，其经验公式如下。 爆炸下限公式： (体积) 爆炸上限公式： (体积) 式中 L ——可燃性混合物爆炸下限； 下 L ——可燃性混合物爆炸上限； 上 n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。 某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2： 表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种： 莱·夏特尔定律 对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则： LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%） 混合可燃气爆炸上限：
UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%） 此定律一直被证明是有效的。 理·查特里公式 理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln） 式中Lm——混合气体爆炸极限，%； L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%； V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。 例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=%）、乙烷15%（L下=%）、丙烷4%（L下=%）、丁烷1%（L下=%）求爆炸下限。 Lm=100/（80/5+15/+4/+1/）= 德迈数据计算： 废气风量：19000Nm3/h 废气中可燃性成分：戊烷7kg/h；甲醛29kg/h，其它约5kg/h（当甲醛计算） 戊烷体积=7000/72*1000=h体积分数=19000=% 甲醛体积分数=h体积分数=19000=% 由公式：LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%）得： 混合气体的爆炸下限=%/（+7）=% 结论：混合气体中可燃气体的总体积分数为%，混合气体的爆炸下限为%，可燃气体浓度是爆炸下限浓度的1/38，放心烧吧！
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 目录 第一章总则 第二章爆炸性气体环境 第一节一般规定 第二节爆炸性气体环境危险区域划分 第三节爆炸性气体环境危险区域的范围 第四节爆炸性气体混合物的分级、分组 第五节爆炸性气体环境的电气装置 第三章爆炸性粉尘环境 第一节一般规范 第二节爆炸性粉尘环境危险区域划分 第三节爆炸性粉尘环境危险区域的范围
第四节爆炸性粉尘环境的电气装置 第四章火灾危险环境 第一节一般要求 第二节火灾危险区域划分 第三节火灾危险环境的电气装置 附录一名词解释 附录二爆炸危险区域划分示例图及爆炸危险区域划分条件表附录三气体或蒸气爆炸性混合物分级分组举例 附录四爆炸性粉尘特性 第一章总则 第1．0．1条为了使爆炸和火灾危险环境 电力装置设计贯彻预防为主的方针，保障 人身和财产的安全，因地制宜地采取防范 措施，做到技术先进，经济合理、安全适 用，制定本规范。
第1．0．2条本规范适用于在生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸和火灾危险环境的新建、扩建和改建工程的电力设计。 本规范不适用于下列环境： 一、矿井井下； 二、制造、使用或贮存火药、炸药和起爆药等的环境； 三、利用电能进行生产并与生产工艺过程直接关联的电解、电镀等电气装置区域； 四、蓄电池室； 五、使用强氧化剂以及不用外来点火源就能自行起火的物质的环境； 六、水、陆、空交通运输工具及海上油井平台。
第1．0．3条爆炸和火灾危险环境的电力设计，除应符合本规范的规定外，尚应符合现行的有关国家标准和规范的规定。 第二章爆炸性气体环境 第一节一般规定 第2．1．1条关于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现下列爆炸性气体混合物环境之一时，应进行爆炸性气体环境的电力设计： 一、在大气条件下、易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等易燃物质与空气混合形成爆炸性气体混合物； 二、闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物；
爆炸性气体环境 第一节一般规定 第２．１．１条对于生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现下列爆炸性气体混合物环境之一时，应进行爆炸性气体环境的电力设计； 一、在大气条件下、易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾等易燃物质与空气混合形成爆炸性气体混合物； 二、闪点低于或等于环境温度的可燃液体的蒸气或薄雾与空气混合形成爆炸性气体混合物； 三、在物料操作温度高于可燃液体闪点的情况下，可燃液体有可能泄漏时，其蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物。 第２．１．２条在爆炸性气体环境中产生爆炸必须同时存在下列条件： 一、存在易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾，其浓度在爆炸极限以内； 二、存在足以点燃爆炸性气体混合物的火花、电弧或高温。 第２．１．３条在爆炸性气体环境中应采取下列防止爆炸的措施： 一、首先应使产生爆炸的条件同时出现的可能性减到最小程度。 二、工艺设计中应采取消除或减少易燃物质的产生及积聚的措施： １．工艺流程中宜采取较低的压力和温度，将易燃物质限制在密闭容器内；２．工艺布置应限制和缩小爆炸危险区域的范围，并宜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； ３．在设备内可采用以氮气或其它惰性气体覆盖的措施； ４．宜采取安全联锁或事故时加入聚合反应阻聚剂等化学药品的措施。 三、防止爆炸性气体混合物的形成，或缩短爆炸性气体混合物滞留时间，宜采取下列措施： １．工艺装置宜采取露天或开敞式布置； ２．设置机械通风装置； ３．在爆炸危险环境内设置正压室； ４．对区域内易形成和积聚爆炸性气体混合物的地点设置自动测量仪器装置，当气体或蒸气浓度接近爆炸下限值的５０％时，应能可靠地发出信号或切断电源。 四、在区域内应采取消除或控制电气设备线路产生火花、电弧或高温的措施。 第二节爆炸性气体环境危险区域划分 第２．２．１条爆炸性气体环境应根据爆炸性气体混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区： 一、０区：连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境； 二、１区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境 三、２区：在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。
爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求（GB 3836.1-2000） Eqv IEC 60079-0”1998（等同采用） 1、适用范围：本标准规定了爆炸性气体环境用电气设备、Ex引入装置、Ex元件的结构、检验和标志的通用要求及检验程序。 2、电气设备分类和温度组别 1）爆炸性气体环境用电气设备分为： Ⅰ类：煤矿用电气设备； Ⅱ类：除煤矿外的其他爆炸性气体环境用电气设备。 用于煤矿的电气设备，其爆炸性气体环境除了甲烷外，可能还含有其他成份的爆炸性气体时，应按照Ⅰ类和Ⅱ类相应气体的要求进行制造和检验。该电气设备应有相应标准（例如ExdⅠ/ⅡBT3或ExdⅠ/Ⅱ（NH3））。 2）Ⅱ类电气设备可以按爆炸性气体的特性进一步分类。 （1）Ⅱ类隔爆型“d”和本质安全型“i”电气设备又分为ⅡA、ⅡB和ⅡC类。 3）标志牌（铭牌）必须包括下列各项： 1）制造厂名称或注册商标。 2）制造厂所规定的产品名称及型号。 3）符号Ex，它表明这些电气设备符合1.2所述的某一种或几种防爆型式的规定。 4）所应用的各种防爆型式的符号：充油型 o、正压型 p、充砂型 q、隔爆型 d、增安型 e、本质安全型 a类 ia、本质安全型b类 ib、浇封型 m 注：对无火花型“n”见本标准第1章注1。不符合本标准和1.2专用标准的电气设备，如经检验单位认可，可在产品上标示符号“s”做为特殊型。 4）电气设备的类型符号： Ⅰ（煤矿用电气设备）； Ⅱ或ⅡA、ⅡB、ⅡC（除煤矿外其他爆炸性气体环境用电气设备）。 如果电气设备只允许使用在某一特定的气体中，则在符号Ⅱ后面写上气体的化学符号或名称。 5）Ⅱ类设备的温度组别或最高表面温度（℃），或者两者并有。当这两个符号都用时，温度组别放在后面，并用括号括上。 例如：T1或350℃，或者350℃（T1）。 最高表面温度超过450℃的Ⅱ类电气设备，应标出温度数值。 例如：600℃ 用于特殊气体的Ⅱ类电气设备，不必标出相应温度。在符合本标准5.2规定时，标记上应包括Ta或Tamb和环境温度范围或符号×。
1、爆炸物和爆炸性危险区域： 爆炸危险区域，是指存有爆炸危险性气体或（液体、蒸汽）与空气混合形成爆炸性气体混合物，当有引爆源时，即可产生爆炸或燃烧的区域（以下简称危险区域）。 爆炸性物质的状态划分为两种：一种是气体、液体或液体蒸气与空气混合而形成爆炸性气体的危险区域，称为第一种区域。另一种是爆炸性粉尘的危险区域，称为第二种区域。 爆炸性气体混合物的传爆能力，标志着其爆炸危险程度的高低，传爆能力越大，其危险性越高。爆炸性混合物的传爆能力可用最大试验安全间隙表示。同时，爆炸性气体、液体蒸气、薄雾被点燃的难易程度也标志着其爆炸危险程度的高低，它用最小点燃电流比表示。 II类隔爆型电气设备或本质安全型电气设备，按其适用于爆炸性气体混合物的最大试验安全间隙或最小点燃电流比，进一步分为IIA、IIB和IIC类。参见下表： Ⅱ类可燃性气体、蒸气级别，温度组别 级别 气体、蒸气名称 温度组别 A 级 甲烷、乙烷、丙烷、环乙烷、环庚烷、苯乙烯、甲基苯乙烯、苯、甲苯、二甲 苯、三甲苯、萘、动力苯、一氧化碳、二丙醚、庚醇、辛醇、壬醇、酚、甲酚、 4—羟基—4—甲基戊酮（双丙酮醇）、聚乙醛、丙酮、丁酮、戊—2—酮、戊基 甲基酮、醋酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、醋酸、氯甲烷、氯乙烷、溴乙烷、1—氯 丙烷、二氯丙烷、氯苯、苄基氯、二氯苯、二氯乙烯、d.d.d—三氯甲苯、二氯 甲烷、氨、氰甲烷、三乙胺、2—氨基乙醇（乙醇胺）、2—二乙胺基乙醇、苯胺、 苯胺基丙烷、甲苯胺、氮（杂）苯 T1 丁烷、环戊烷、甲基环戊烷、丙烯、乙苯、异丙基苯、甲基异丙基苯、甲醇、 乙醇、丙醇、丁醇、戊—2、4—二酮、环乙酮、甲酸甲酯、甲酸乙酯、醋酸乙 酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、乙酰基 乙酸乙酯、二氯乙烷、烯丙基氯、氯乙烯、氯乙醇、噻吩、硝基甲烷、硝基乙 烷、甲胺、二甲胺、二乙胺、正丙胺、正丁胺、二氨基乙烷、NN—二甲基苯胺、 T2 戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、葵烷、环己烷、甲基环己烷、甲基环丁烷、 乙基环丁烷、乙基环己烷、十氢化萘（萘烷）、松节油、石脑油、煤焦油石脑油、 石油（包括汽油）、溶剂石油或洗净石油、燃料油、煤油、柴油、戊醇、己醇、 环乙醇、甲基环乙醇、氯丁烷、溴丁烷、乙酰氯、乙硫醇、四氢噻吩、环乙胺、 T3乙醛、三甲胺、 T4
浓度单位ppm与mg/m3的换算公式 一、浓度单位ppm与mg/m3的换算公式： 质量浓度mg/m3=M气体分子量/22.4*ppm数值*[273/(273+T气体温度)]*（Ba 压力/101325） 人类文明的高度发展造成的环境破坏是21世纪所面临的一个严肃而尖锐的问题。为了自身的生存发展，对大气环境中污染物的排放进行严格控制成为全世界人民的共同呼声。因此，开发有效的气体检测设备已成为当务之急。 目前，人们对气体的检测手段主要方法有以下几种[1]：热导分析（常用于气相色谱分析）、磁式氧分析、电子捕获分析、紫外吸收分析、光纤传感器、半导体气敏传感器、化学发光式气体传感器、化学分析、电化学式传感器。在众多的分析设备中，一些设备，如化学发光式气体分析仪等，虽然具有检测灵敏度高、准确性强等优点，但由于体积庞大，不能用于现场实时监测，而且价格昂贵，超出一般检测用户的承受能力，所以其应用受到很大限制；其它一些分析设备，如半导体气敏传感器（如SnO2，ZnO等）[2-4]，灵敏度虽然比较高，但稳定性较差，工作温度大数在300℃以上，需要加热装置，一般只能用作报警器。相对而言，电化学式传感器既能满足一般检测中对灵敏度和准确性的需要，又具有体积小、操作简单、携带方便、可用于现场监测且价格低廉等优点，所以，在目前已有的各类气体检测设备中，电化学传感器占有很重要的地位。 二、电化学式气体传感器的分类 电化学式气体传感器是一种化学传感器，按照工作原理，一般分为下面几种类型： （1）在保持电极和电解质溶液的界面为某恒电位时，将气体直接氧化或还原，并将流过外电路的电流作为传感器的输出； （2）将溶解于电解质溶液并离子化的气态物质的离子作用于离子电极，把由此产生的电动势作为传感器输出； （3）将气体与电解质溶液反应而产生的电解电流作为传感器输出； （4）不用电解质溶液，而用有机电解质、有机凝胶电解质、固体电解质、固体聚合物电解质等材料制作传感器。 表1汇集了正在实用化的电化学气体传感器的种类、检测原理与性能。 三、各种传感器的工作原理及研究进展 （1）恒电位电解式气体传感器 恒电位电解式气体传感器的原理是：使电极与电解质溶液的界面保持一定电位进行电解，通过改变其设定电位，有选择的使气体进行氧化或还原，从而能定量检测各种气体。对特定气体来说，设定电位由其固有的氧化还原电位决定，但又随电解时作用电极的材质、电解质的种类不同而变化。电解电流和气体浓度之间的关系如下式表示： I=(nFADC)/ δ（1）