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什么是可燃氣體
[發(fā)布時(shí)間:2017-08-09 16:00:58 ][閱讀次數:9934 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(huì )發(fā)生爆炸的,燃燒過(guò)程中釋放出大量能量的氣體。
       分類(lèi)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(zhì)保持其化學(xué)性質(zhì)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(zhì)的性質(zhì)。

3、元素:性質(zhì)相同的一類(lèi)原子稱(chēng)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(guān),溫度升高壓強增大

3、氣體的壓強跟壓縮程度有關(guān),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(jiàn)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(guān)上來(lái)講是物體分子熱運動(dòng)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(xué)溫標(K)

3、我國使用攝氏度,其結冰點(diǎn)是0°C,沸點(diǎn)為100°C。

4、華氏度結冰點(diǎn)是32°F,沸點(diǎn)為212°F?! ?

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

四、質(zhì)量與體積

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

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

3、密度:?jiǎn)挝惑w積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度,單位是ρ

ρ= m/ V

第二節物質(zhì)的狀態(tài)

一、物質(zhì)狀態(tài)的變化狀態(tài):

1、物質(zhì)狀態(tài)氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài);

2、物質(zhì)從一種狀態(tài)變?yōu)榱硪环N狀態(tài),叫做物態(tài)變化

3、熔化、凝固、氣化、液化、升華、凝華。

(1)氣化:將液態(tài)物質(zhì)轉化為有氣體物質(zhì)生成的過(guò)程

(2)液化:物質(zhì)由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程或物質(zhì)由固態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)的過(guò)程

(3)凝固:物質(zhì)由液態(tài)轉變?yōu)楣腆w的過(guò)程

(4)升華:固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)過(guò)液態(tài)階段直接變?yōu)闅怏w

(5)熔化:是物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過(guò)程。

(6)凝華:物質(zhì)從氣態(tài)不經(jīng)過(guò)液態(tài)而直接變成固態(tài)的現象

二、相平衡:當一個(gè)多相系統中各相的性質(zhì)和數量均不隨時(shí)間變化時(shí),稱(chēng)此系統處于相平衡。

1、從宏觀(guān)上看,沒(méi)有物質(zhì)由一相向另一相的凈遷移,

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

三、臨界狀態(tài)

1、物質(zhì)的氣態(tài)和液態(tài)平衡共存時(shí)的一個(gè)邊緣狀態(tài)。

2、在此狀態(tài)時(shí),氣液之間的分界面消失,處于臨界狀態(tài)的溫度、壓力和密度,分別稱(chēng)為臨界溫度、臨界壓力和臨界密度??捎门R界點(diǎn)表示。

3、臨界溫度:物質(zhì)處于臨界狀態(tài)時(shí)的溫度,物質(zhì)以液態(tài)形式出現的最高溫度。溫度不超過(guò)某一數值,對氣體進(jìn)行加壓,可以使氣體液化,而在該溫度以上,無(wú)論加多大壓力都不能使氣體液化,這個(gè)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(tài)物質(zhì)叫做氣體,把在臨界溫度以下的氣態(tài)物質(zhì)叫做汽。

四、氣體的基本定律

1、?!R定律:一定質(zhì)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(zhì)量的氣體在體積不變的情況下,其壓強與熱力學(xué)溫度成正比。

3、呂薩克定律:壓強不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積跟熱力學(xué)溫度成正比

4.理想氣體 :

(1)嚴格遵?!R定律、查理定律和蓋,呂薩克定律的氣體,稱(chēng)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(chēng)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(shí)其壓強隨體積的變化叫做等溫變化.

第一節常用術(shù)語(yǔ)

1、壓縮氣體:永久氣體、液化氣體和溶解氣體的統稱(chēng)

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(zhì)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(chēng)。

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?jì)\的氣體

7、溶解氣體:在壓力下溶解于氣瓶?jì)热軇┲械臍怏w。

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

9、毒性氣體:泛指會(huì )引起人體正常功能損傷的氣體。

第二節瓶、裝氣體的分類(lèi)

1、永久氣體的特點(diǎn):

(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(diǎn):

(1)、常溫常壓下為氣體,常溫高壓下轉變?yōu)橐后w。

(2)、常溫常壓下為氣體,低溫高壓下轉變?yōu)橐后w。

(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(diǎn):

(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(diǎn)

(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(diǎn)

(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(diǎn)火前可燃物質(zhì)與助燃劑的混合均勻程度。

(3)同一種物質(zhì),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(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)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(xué)反應。

3. 爆炸是在有限的空間里發(fā)生的。一般有大量的氣態(tài)生成物產(chǎn)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(huì )產(chǎn)生爆破及推動(dòng)作用。

4、爆炸極限:可燃物質(zhì)(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(zhù)火源才會(huì )發(fā)生爆炸,這個(gè)濃度范圍稱(chēng)為爆炸極限,或爆炸濃度極限。

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(chēng)為爆炸下限和爆炸上限,在低于爆炸下限時(shí)不爆炸也不著(zhù)火;在高于爆炸上限不會(huì )發(fā)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(lèi)

自燃氣體:在溫度低于100 ℃下與空氣接觸能自發(fā)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(zhì)燃燒需要同時(shí)具備可燃物、助燃物和著(zhù)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(zhì)

(2). 助燃物 :是能與可燃物發(fā)生氧化反應的物質(zhì)。

(3). 著(zhù)火源 :是指供給可燃物與助燃劑發(fā)生燃燒反應能量的來(lái)源。

4、要發(fā)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(shí)存在,比如控制可燃物、隔絕空氣、消除著(zhù)火源,即可阻止燃燒發(fā)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(fā)生緩慢化學(xué)相作用,使金屬性能發(fā)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(xué)性質(zhì)、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(zhì)(O2)

1).色、味、態(tài):通常情況下沒(méi)有顏色、沒(méi)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(tài)轉化:臨界溫度:-118℃、沸點(diǎn)-183℃、熔點(diǎn)-218℃。

2、化學(xué)性質(zhì)

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(zhì)

1)天然氣是無(wú)色、無(wú)味的氣體。當天然氣中混有硫化氫氣時(shí),就會(huì )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(tài)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(tài)轉化:臨界溫度:-82℃、沸點(diǎn)-161℃、熔點(diǎn)-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(xué)性質(zhì)

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(fā)生爆炸,這個(gè)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(yè),特別是居民生活用燃料。隨著(zhù)人民生活水平的提高及環(huán)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(chē),以天然氣代替汽車(chē)用油,具有價(jià)格低、污染少、安全等優(yōu)點(diǎn)。

3、車(chē)用天然氣質(zhì)量要求;

4、天然氣加臭:如果發(fā)生泄漏能及時(shí)發(fā)現,防止著(zhù)火、爆炸、人員中毒等事故發(fā)生。

二、溶解氣體(乙炔氣)

(一)、物理性質(zhì)

1、乙炔是一種無(wú)色、無(wú)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(zhì)量:26.04。

3、乙炔在標準狀態(tài)下的密度為1.17167kg/m3。

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

5、溶于丙酮、氯仿、苯

(二)、化學(xué)性質(zhì)

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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