天然气
香蕉的成熟过程
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。
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 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。
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。
⑤ 爆炸极限 爆炸极限又称燃烧极限，是对爆炸上限(UEL)和爆炸下限(EIE)的 统称，当可燃气体(蒸汽)/空气混合后的浓度低于下限或高于上限 时都不可能发生爆炸。可燃气体(熬气)/空气混合物的爆炸极限一 般用体积分数来表示。处于爆炸上限与下限之间的浓度范围称为 爆炸区，在此以外的浓度范围称为非爆炸区。 ⑥ 最大试验安全间隙 在标准试验装臵及测试条件下，点燃壳体内所有浓度范围的被实 验气体(蒸汽)/空气混合物后，通过25 mm长法兰接合面均不能点 燃壳外爆炸性气体混合物的外壳空腔与壳内两部分之间的最大间 隙，称为最大试验安全间隙(MESG)，MESG值是确定防场电气设备 和阻火设备隔爆外壳级别的重要依据。 ⑦ 爆炸指数 在标准爆炸容器及测试方法下，测得可燃气体/空气混合物每次试 验的最大爆炸超压称为爆炸指数P。所测爆超压一时间曲线升段上 的最大斜率称为爆炸指数 ，并定义 。与爆炸容器容积(V)立方根 之积为爆炸指数K。
三、气体爆炸特性
1.气体混合物爆炸
可燃气体/空气混合物爆炸，是可燃气体在空气中迅速燃 烧引起压力急骤升高的过程。气体爆炸可以发生在设备、管道、 建筑物或船舱内，也可以在户外敞开场所发生。当可燃气体或 液体蒸气意外泄漏到大气中后。如果遇到火源则被点燃起火， 如果泄漏时没有立即遇到火源作用，而是与空气混合形成预混 可燃气体混合物后再遇到点火源作用，则会发生气体混合物爆 炸。一般来说，泄漏时间越长，形成可燃气体混合物的规模及 爆炸范围就越大。
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。
由于上述链式反应中间两步均生成了两个活化中心。因此， 这些链式反应会发生分支。
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。
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。
化学计量 浓度C0%
9.5 5.6 4.0 3.1 3.1 2.5 2.5
爆炸下限L下/% 计算值 实验值 5.2 3.3 2.2 1.7 1.7 1.4 1.3 5.0 3.0 2.1 1.5 1.8 1.4 1.4
爆炸上限L上/% 计算值 14.3 10.7 9.5 8.5 8.5 7.7 7.7 实验值 15.0 12.5 9.5 8.5 8.4 8.0 7.6
在可燃气体/空气混合物所有浓度范围内，所测 、 及K值之中最大者分别称为爆炸指数 (最大爆炸压力)、 (最大爆炸压力上升速率)和 。
关于各爆炸指数定义及相互关系如图2－3所示。
（2）可燃气体爆炸极限计算
可燃性气体或蒸气与空气组成的混合物能使火焰蔓延的最低浓度，称为 该气体或蒸气的爆炸下限；同样能使火焰蔓延的最高浓度称爆炸上限， 浓度若在下限以下及上限以上的混合物则不会着火或爆炸。但上限以上 的混合物在空气中是能燃烧的。 爆炸极限一般可用可燃性气体或蒸气在混合物中的体积百分数来表示， 有时也用单位体积气体中可燃物的含量来表示（g/m³或mg/L）。

计算公式：
L下
100% 4.76 （N 1） 1
L上
4100% 4.76 N 4
式中，L下——爆炸下限； L上——爆炸上限； N——每摩尔可燃气体完全燃烧所需的氧原子数。
示例

试求乙烷在空气中爆炸浓度下限和上限
乙烷的燃烧反应式 ： 2C2H6+7O2→4CO2+6H2O
可知N=7 ，代入公式，计算得：
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。

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பைடு நூலகம்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。
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。
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。
)浓度变化而变化。闪点与可燃物浓度关系如
右图所示。
② 自燃与自燃温度 可燃物质在无外界明火作用下发生自发着火燃烧的现象称为 自燃，一般分受热自燃与自热自燃两种情况。可燃物质在外界热 源作用下温度升高到自燃温度所发生的着火燃烧现象称为受热自 燃；自热自燃是指在无外界热源作用下。可燃物质因内部发生物 化或生化过程而产生热积蓄使物质温度升高到自燃温度时所发生 的一种着火燃烧现象。在所有浓度范围内，可燃物质发生自燃的 最低温度称为自燃温度(AIT)。 ③ 最小点火能量 最小点火能量是在标准实验装臵及测试条件下，点燃可燃气 体/空气混合物并使火焰自行传播所需的最小放电火花能量，称为 单次试验的最小点火能量，在所有浓度范围内所测最小点火能量 中的最小值，称为可燃气体/空气混合物的最小点火能量(MIE)。 ④ 最小点燃电流及最小点燃电流比 在标准测试条件下，采用直流24 V和95 mH电感电路火花试验 装臵进行点燃试验时，在最易点燃的浓度下。点燃可燃气体/空气 混合物所需的最小电流称为最小点燃电流(MIC)。可燃气体/空气 混合物最小点燃电流与甲烷/空气混合物最小点燃电流之比值称为 最小点燃电流比(MICR)。
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
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
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。
（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： rc ——反应速率， mol /( m³·S)； k 0 ——频率因子，m³ /(mol ·s )； cB ——反应物A和B的浓度，mol/ m³ ； cA ， E——活化能，kJ/mol； R——气体普适常数，kJ/(mol·K) ； T——绝对温度，K。