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                  什么是可燃氣體
                  [發布時間:2017-08-09 16:00:58 ][閱讀次數:3560 次]



                         指能夠與空氣(或氧氣)在一定的濃度范圍內均勻混合形成預混氣,遇到火源會發生爆炸的,燃燒過程中釋放出大量能量的氣體。
                         分類介紹

                           可燃氣體很多,如氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)、乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)、丁炔(C4H6)、硫化氫(H2S)、磷化氫(PH3)等。

                          基本概念

                         一、分子原子與元素

                  1、分子:是物質保持其化學性質的最小微粒。

                  2、原子:是組成分子的更小微粒,它不保持原物質的性質。

                  3、元素:性質相同的一類原子稱元素。

                         二、壓強

                  (一)氣體壓強

                  1、氣體的壓強:大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。

                  2、氣體的壓強跟溫度有關,溫度升高壓強增大

                  3、氣體的壓強跟壓縮程度有關,一定量的氣體,體積減少,壓強增大。

                  (二)壓力的法定計量單位

                  1、兆帕(MPa); 千帕(kPa); 帕(Pa)

                  2、千克力/厘米2(kgf/cm2)

                  3、巴和毫巴符號為 bar 和 mbar

                  (三)常見壓力單位換算

                  1兆帕(MPa)=10千克力/厘米2(kgf/cm2)= 10bar

                  三、溫度

                  1、溫度是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。

                  2、目前國際上用得較多的溫標有華氏溫標(°F)、攝氏溫標(°C)、熱力學溫標(K)

                  3、我國使用攝氏度,其結冰點是0°C,沸點為100°C。

                  4、華氏度結冰點是32°F,沸點為212°F。  

                  5、絕對零度:當達到這一溫度時所有的原子和分子熱運動都將停止。是溫度的最低極限,相當于-273.15℃,

                  四、質量與體積

                  1、質量(m):物體含有物質的多少叫質量。質量不隨物體形狀、狀態、空間位置和溫度的改變而改變,質量的單位是噸、千克 kg

                  2、體積(V):是指物質或物體所占空間的大小;占據一特定容積的物質的量,體積的單位是m3, cm3(立方米,升)

                  3、密度:單位體積的質量叫做這種物質的密度,單位是ρ

                  ρ= m/ V

                  第二節物質的狀態

                  一、物質狀態的變化狀態:

                  1、物質狀態氣態、液態和固態;

                  2、物質從一種狀態變為另一種狀態,叫做物態變化

                  3、熔化、凝固、氣化、液化、升華、凝華。

                  (1)氣化:將液態物質轉化為有氣體物質生成的過程

                  (2)液化:物質由氣態轉變為液態的過程或物質由固態轉變為液態的過程

                  (3)凝固:物質由液態轉變為固體的過程

                  (4)升華:固態物質不經過液態階段直接變為氣體

                  (5)熔化:是物質從固態變成液態的過程。

                  (6)凝華:物質從氣態不經過液態而直接變成固態的現象

                  二、相平衡:當一個多相系統中各相的性質和數量均不隨時間變化時,稱此系統處于相平衡。

                  1、從宏觀上看,沒有物質由一相向另一相的凈遷移,

                  2、從微觀上看,不同相間分子轉移并未停止,只是兩個方向的遷移速率相同而已。

                  三、臨界狀態

                  1、物質的氣態和液態平衡共存時的一個邊緣狀態。

                  2、在此狀態時,氣液之間的分界面消失,處于臨界狀態的溫度、壓力和密度,分別稱為臨界溫度、臨界壓力和臨界密度。可用臨界點表示。

                  3、臨界溫度:物質處于臨界狀態時的溫度,物質以液態形式出現的最高溫度。溫度不超過某一數值,對氣體進行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無論加多大壓力都不能使氣體液化,這個溫度叫該氣體的臨界溫度。

                  4、臨界壓力:在臨界溫度下,使氣體液化所必須的最小壓力叫臨界壓力。

                  5、通常把在臨界溫度以上的氣態物質叫做氣體,把在臨界溫度以下的氣態物質叫做汽。

                  四、氣體的基本定律

                  1、玻—馬定律:一定質量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強P與體積V成反比.

                  玻意耳定律的公式 PV=常量 或者P1V1=P2V2

                  2、查理定律: 一定質量的氣體在體積不變的情況下,其壓強與熱力學溫度成正比。

                  3、呂薩克定律:壓強不變時,一定質量氣體的體積跟熱力學溫度成正比

                  4.理想氣體 :

                  (1)嚴格遵玻—馬定律、查理定律和蓋,呂薩克定律的氣體,稱為理想氣體。

                  (2),分子本身的體積和分子間的作用力都可以忽略不計的氣體,稱為是理想氣體,一般氣體均可視為理想氣體。

                  5、等溫變化 :一定量的氣體,在溫度不變時其壓強隨體積的變化叫做等溫變化.

                  第一節常用術語

                  1、壓縮氣體:永久氣體、液化氣體和溶解氣體的統稱

                  2、永久氣體:是指臨界溫度小于-10℃的壓縮氣體.如:空氣,氧,氮,氫,甲烷,一氧化碳等氣體.

                  3、液化氣體:介質在最高使用溫度下的飽和蒸氣壓力不小于0.1MPa,且臨界溫度大于或等于-10℃的氣體,是高壓液化氣體和低壓液化氣體的統稱。

                  4、高壓液化氣體:臨界溫度大于或等于-10℃,且小于或等于70℃的為高壓液化氣體;

                  5、低壓液化氣體:臨界溫度大于70℃的為低壓液化氣體

                  6、瓶裝氣體:以壓縮、液化、溶解等方式裝瓶儲運的氣體

                  7、溶解氣體:在壓力下溶解于氣瓶內溶劑中的氣體。

                  8、可燃性氣體:能夠引燃且在常溫常壓下呈氣體狀態的物質。

                  9、毒性氣體:泛指會引起人體正常功能損傷的氣體。

                  第二節瓶、裝氣體的分類

                  1、永久氣體的特點:

                  (1)、常溫常壓下為氣體,高壓下依然是氣體。

                  (2)、常用氣體充裝壓力為15Mpa(氧氣)、20 Mpa(天然氣).

                  2、液化氣體的特點:

                  (1)、常溫常壓下為氣體,常溫高壓下轉變為液體。

                  (2)、常溫常壓下為氣體,低溫高壓下轉變為液體。

                  (3)、常用液化氣體有液化石油氣(2.1 Mpa),液化天然氣(低溫)

                  3、溶解氣體的特點:

                  (1)、常溫常壓下為氣體,以溶解形式存在于氣瓶中。

                  (2)、只有乙炔氣體一種。

                  第三節瓶裝氣體的危險特性

                  一、瓶裝氣體的特殊性

                  1、有一定的壓力

                  2、內裝有毒、有害、易燃、易爆氣體。

                  二、燃燒性和爆炸性

                  (一)燃燒和爆炸的基本概念

                  1、燃燒和爆炸的共同點

                  (1)都是激烈氧化反應

                  (2)都是放熱反應

                  2、燃燒和爆炸的不同點

                  (1)燃燒與爆炸的區別在于氧化速度的不同。

                  (2)決定氧化速度的因素是在點火前可燃物質與助燃劑的混合均勻程度。

                  (3)同一種物質,在一種條件下可以燃燒,在另一種條件下可以爆炸。

                  (4)燃燒和爆炸都是發光發熱的劇烈的化學反應,但爆炸在瞬間完成并且伴有巨大的響聲。

                  (5) 燃燒可分為完全燃燒和不完全燃燒,爆炸是瞬間完成的的化學反應。

                  3. 爆炸是在有限的空間里發生的。一般有大量的氣態生成物產生,反應瞬間完成,溫度驟升,氣體體積急劇膨脹,爆炸瞬間放出大量的能量,會產生爆破及推動作用。

                  4、爆炸極限:可燃物質(可燃氣體、蒸氣和粉塵)與空氣(或氧氣)必須在一定的濃度范圍內均勻混合,形成預爆炸性合物,遇著火源才會發生爆炸,這個濃度范圍稱為爆炸極限,或爆炸濃度極限。

                  可燃性混合物能夠發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,在低于爆炸下限時不爆炸也不著火;在高于爆炸上限不會發生爆炸,

                  5、天然氣和空氣混合的爆炸下限和爆炸上限分別是5.3%、15%。

                  (二)可燃性氣體

                  1、可燃性氣體種類

                  自燃氣體:在溫度低于100 ℃下與空氣接觸能自發燃燒的氣體。

                  可燃氣體:爆炸下限大于10%且爆炸上下限小于20%的氣體

                  易燃氣體:爆炸下限小于10%且爆炸上下限差大于20%的氣體

                  2、可燃性液化氣體的燃燒爆炸危險性比易燃液體大的多。

                  3、燃燒三要素:物質燃燒需要同時具備可燃物、助燃物和著火源這三要素。

                  (1). 可燃物 :能與空氣中的氧或其他氧化劑起燃燒反應的物質

                  (2). 助燃物 :是能與可燃物發生氧化反應的物質。

                  (3). 著火源 :是指供給可燃物與助燃劑發生燃燒反應能量的來源。

                  4、要發生燃燒、爆炸三要素缺一不可。因此,如采取措施使三要素不同時存在,比如控制可燃物、隔絕空氣、消除著火源,即可阻止燃燒發生。

                  5、爆炸危險度:(爆炸上限-爆炸下限)/爆炸下限

                  三、毒性與腐蝕氣體

                  1、毒性氣體:作用于人體,對人體有毒害的氣體。

                  2、毒性氣體分級

                  氣體毒性級別 最高允許濃度

                  極度危害(Ⅰ) <0.1mg/m3

                  高度危害(Ⅱ) 0.1---1.0 mg/m3

                  中度危害(Ⅲ) 1.0---10mg/ m3

                  輕度危害(Ⅳ) ≥10mg/ m3

                  2、腐蝕氣體:是指能和和金屬發生緩慢化學相作用,使金屬性能發生變化,導致金屬受到損傷的氣體。

                  第四節常用氣體的主要物理化學性質、用途、制取方法及危害與防護

                  一、永久氣體

                  (一)氧氣

                  1、物理性質(O2)

                  1).色、味、態:通常情況下沒有顏色、沒有氣味的氣體

                  2). 密度:比空氣密度略大1.423kg/ m3

                  3).溶解性:不易溶于水

                  4).三態轉化:臨界溫度:-118℃、沸點-183℃、熔點-218℃。

                  2、化學性質

                  1)、在氧氣中燃燒比在空氣中劇烈并放出熱量

                  2)、和可燃氣體混合后爆炸極限擴大。

                  (二)天然氣(CH4)

                  1、天然氣的物理性質

                  1)天然氣是無色、無味的氣體。當天然氣中混有硫化氫氣時,就會出現強烈的刺鼻臭味。

                  2)密度 天然氣密度是指單位體積氣體的重量,以kg/ m3表示。在地面標準狀態下,天然氣混合物的密度一般為0.7~0.75kg/ m3,密度隨壓力增高而增大,隨溫度增高而變小。

                  3)天然氣的相對密度是指相同溫度、壓力條件下,天然氣密度與空氣密度的比值。天然氣混合物一般在0.56~1.0之間。

                  4) 三態轉化:臨界溫度:-82℃、沸點-161℃、熔點-182℃固體 .

                  5)干氣: C5以上重烴含量低于13.5cm3/m3

                  6)濕氣: C5以上重烴含量高于13.5cm3/m3

                  2、天然氣的化學性質

                  1)、天然氣是一種多組分的混合氣體,主要成分是烷烴,其中甲烷占>98%,高的可達99%以上,

                  2)、若天然氣在空氣中濃度為5%~15%的范圍內,遇明火即可發生爆炸,這個濃度范圍即為天然氣的爆炸極限。

                  3、天然氣的用途

                  1)、用于城市燃氣事業,特別是居民生活用燃料。隨著人民生活水平的提高及環保意識的增強,大部分城市對天然氣的需求明顯增加。

                  2)、壓縮天然氣汽車,以天然氣代替汽車用油,具有價格低、污染少、安全等優點。

                  3、車用天然氣質量要求;

                  4、天然氣加臭:如果發生泄漏能及時發現,防止著火、爆炸、人員中毒等事故發生。

                  二、溶解氣體(乙炔氣)

                  (一)、物理性質

                  1、乙炔是一種無色、無臭的可燃氣體它是由電石(CaC2)與水作用而制得。

                  2、分子式“C2H2,相對分子質量:26.04。

                  3、乙炔在標準狀態下的密度為1.17167kg/m3。

                  4、臨界溫度:35.2℃、熔點-83.8℃:。沸點:-81.8℃。

                  5、溶于丙酮、氯仿、苯

                  (二)、化學性質

                  1、乙炔與空氣溫合能形成爆炸性混合物,爆炸下限:2.1%(體積分數),爆炸上限:80.0%(體積分數)。

                  2、乙炔與氧氣溫合能形成爆炸性混合物,爆炸下限:2.8%(體積分數),爆炸上限:93%(體積分數)。


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