在探索中級注安《其他安全》的知識海洋時,可燃氣體爆炸這一章節如同暗流涌動的深水區,既充滿挑戰也孕育著無限可能。它要求我們不僅要理解爆炸的基本原理,更要掌握預防與應對的策略。中科建安深知這一領域的復雜性與重要性,因此整理了可燃氣體爆炸的知識點,并結合歷年考題進行了實戰模擬,旨在幫助考生們撥開迷霧,看清本質,為考試打下堅實基礎。
第一篇第四章 防火防爆安全技術
第一節 火災爆炸事故機理
考點三:可燃氣體爆炸(考頻 1 次)
1.分解爆炸性氣體爆炸
某些氣體如乙炔、乙烯、環氧乙烷等,即使在沒有氧氣的條件下,也能被點燃爆炸,其實質是一種分解爆炸。除上述氣體外,分解爆炸性氣體還有臭氧、聯氨、丙二烯、甲基乙炔、乙烯基乙炔、一氧化氮、二氧化氮、氰化氫、四氟乙烯等。
分解爆炸性氣體在溫度和壓力的作用下發生分解反應時,可產生相當數量的分解熱,這為爆炸提供了能量。一般說來,分解熱在 80kJ/mol 以上的氣體,在一定條件(溫度和壓力)下遇火源即會發生爆炸。分解熱是引起氣體爆炸的內因,一定的溫度和壓力則是外因。
以乙炔為例,當乙炔受熱或受壓時,容易發生聚合、加成、取代或爆炸性分解等反應。
乙炔是常見的分解爆炸氣體,因火焰、火花引起分解爆炸情況較多,也有因開關閥門所伴隨的絕熱壓縮產生熱量或其他情況下發火爆炸的案例。當乙炔壓力較高時,應加入氮氣等惰性氣體加以稀釋。
乙炔易與銅、銀、汞等重金屬反應生成爆炸性的乙炔鹽,這些乙炔鹽只需輕微的撞擊便能發生爆炸而使乙炔著火。為防止乙炔分解爆炸,安全規程中規定:不能用含銅量超過 65%銅合金制造盛乙炔的容器;在用乙炔焊接時,不能使用含銀焊條。
分解爆炸的敏感性與壓力有關。分解爆炸所需的能量,隨壓力的升高而降低。在高壓下較小的點火能量就能引起分解爆炸,而壓力較低時則需要較高的點火能量才能引起分解爆炸,當壓力低于某值時,就不再產生分解爆炸,此壓力值稱為分解爆炸的極限壓力(臨界壓力)。
乙烯分解爆炸所需的發火能比乙炔的要大,所以低壓下未曾發生過事故。但用高壓法工藝制造聚乙烯時,由于壓力高達 200MPa 以上,分解爆炸事故卻屢有發生。
2.可燃性混合氣體爆炸
一般說來,可燃性混合氣體與爆炸性混合氣體難以嚴格區分。由于條件不同,有時發生燃燒,有時發生爆炸,在一定條件下兩者也可能轉化。
燃燒反應過程一般可以分為三個階段:
(1)擴散階段??扇細夥肿雍脱鯕夥肿臃謩e從釋放源通過擴散達到相互接觸,所需時間稱為擴散時間。
(2)感應階段??扇細夥肿雍脱趸肿咏邮茳c火源能量,離解成自由基或活性分子,所需時間稱為感應時間。
(3)化學反應階段。自由基與反應物分子相互作用,生成新的分子和新的自由基,完成燃燒反應,所需時間稱為化學反應時間。
三段時間相比,擴散階段時間遠遠大于其余兩階段時間,因此是否需要經歷擴散過程,就成了決定可燃氣體燃燒或爆炸的主要條件。
歷年真題
甲烷從管道泄露后,在空氣中擴散遇點火源可能發生燃爆。整個過程一般分為四個階段,即泄漏、擴散、感應、化學反應,其中,甲烷分子和氧氣分子接受點火源能量,離解成自由基或活性分子,這一階段為()。
A.擴散階段
B.感應階段
C.化學反應階段
D.泄漏階段
【參考答案】B
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