第二节易燃气体

　　易燃气体是指温度在20℃、标准大气压101.3kPa时，爆炸下限≤13%(体积)，或燃烧范围不小于12个百分点(爆炸浓度极限的上、下限之差)的气体。如氢气、乙炔气、一氧化碳、甲烷等碳五以下的烷烃、烯烃，无水的一甲胺、二甲胺、三甲胺，环丙烷、环丁烷、环氧乙烷，四氢化硅、液化石油气等。

　　一、易燃气体的分级

　　易燃气体分为二级。

　　I级：爆炸下限<10%;或不论爆炸下限如何，爆炸极限范围≥12个百分点;

　　II级：10%≤爆炸下限<13%，且爆炸极限范围<12个百分点。

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　　二、易燃气体的火灾危险性

　　(一)易燃易爆性

　　易燃气体的主要危险性是易燃易爆性，所有处于燃烧浓度范围之内的易燃气体，遇火源都可能发生着火或爆炸，有的易燃气体遇到极微小能量着火源的作用即可引爆。易燃气体着火或爆炸的难易程度，除受着火源能量大小的影响外，主要取决于其化学组成，而其化学组成又决定着气体燃烧浓度范围的大小、自燃点的高低、燃烧速度的快慢和发热量的多少。综合易燃气体的燃烧现象，其易燃易爆性具有以下3个特点：

　　①比液体、固体易燃，且燃速快，一燃即尽。这是因为一般气体分子间引力小,容易断键，无需熔化分解过程,也无需用以熔化、分解所消耗的热量;

　　②一般来说,由简单成分组成的气体，如氢气(H2)比甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)等，比复杂成分组成的气体易燃，燃速快，火焰温度高，着火爆炸危险性大，这是因为单一成分的气体不需受热分解的过程和分解所消耗的热量。简单成分气体和复杂成分气体的火灾危险性比较如表1-4-1所示;

　　表1-4-1 简单成分气体和复杂成分气体火灾危险性比较

　　③价键不饱和的易燃气体比相对应价键饱和的易燃气体的火灾危险性大。这是因为不饱和气体的分子结构中有双键或叁键存在，化学活性强，在通常条件下，即能与氯、氧等氧化性气体起反应而发生着火或爆炸，所以火灾危险性大。

　　(二)扩散性

　　处于气体状态的任何物质都没有固定的形状和体积，且能自发地充满任何容器。由于气体的分子间距大，相互作用力小，所以非常容易扩散。气体的扩散特点主要体现在以下几方面：

　　①比空气轻的气体逸散在空气中可以无限制地扩散与空气形成爆炸性混合物，并能够顺风飘荡，迅速蔓延和扩展;

　　②比空气重的气体泄漏出来时，往往飘浮于地表、沟渠、隧道、厂房死角等处，长时间聚集不散，易与空气在局部形成爆炸性混合气体，遇着火源发生着火或爆炸;同时，密度大的易燃气体一般都有较大的发热量，在火灾条件下，易于造成火势扩大。掌握气体的相对密度及其扩散性，不仅对评价其火灾危险性的大小，而且对选择通风门的位置、确定防火间距以及采取防止火势蔓延的措施都具有实际意义。常见可燃气体的相对密度与扩散系数的关系如表1-5-2所示。

　　表1-5-2 常见可燃气体的相对密度与扩散系数的关系

　　(三)可缩性和膨胀性

　　任何物体都有热胀冷缩的性质，气体也不例外，其体积也会因温度的升降而胀缩，且胀缩的幅度比液体要大得多。气体的可缩性和膨胀性特点如下：

　　①当压力不变时，气体的温度与体积成正比，即温度越高，体积越大。通常气体的相对密度随温度的升高而减小，体积却随温度的升高而增大;

　　②当温度不变时，气体的体积与压力成反比，即压力越大，体积越小。如对100L、质量一定的气体加压至1013.25kPa时，其体积可以缩小到10L。这一特性说明，气体在一定压力下可以压缩，甚至可以压缩成液态。所以，气体通常都是经压缩后存于钢瓶中的;

　　③在体积不变时，气体的温度与压力成正比，即温度越高，压力越大。这就是说，当储存在固定容积容器内的气体被加热时，温度越高，其膨胀后形成的压力就越大。如果盛装压缩或液化气体的容器(钢瓶)在储运过程中受到高温、暴晒等热源作用时，容器、钢瓶内的气体就会急剧膨胀，产生比原来更大的压力。当压力超过了容器的耐压强度时，就会引起容器的膨胀，甚至爆裂，造成伤亡事故。因此，在储存、运输和使用压缩气体和液化气体的过程中，一定要注意防火、防晒、隔热等措施;在向容器、气瓶内充装时，要注意极限温度和压力，严格控制充装量，防止超装、超温、超压。表1-5-3列出了各组分液化石油气在不同温度下的饱和蒸气压，可从中看出温度的影响程度。

　　表1-5-3 各组分液化石油气在不同温度下的饱和蒸气压 单位：Mpa

　　(四)带电性

　　从静电产生的原理可知，任何物体的摩擦都会产生静电，氢气、乙烯、乙炔、天然气、液化石油气等从管口或破损处高速喷出时也同样能产生静电。其主要原因是气体本身剧烈运动造成分子间的相互摩擦，气体中含有固体颗粒或液体杂质在压力下高速喷出时与喷嘴产生的摩擦等。影响压气体静电荷产生的主要因素有：

　　(1)杂质。气体中所含的液体或固体杂质越多，多数情况下产生的静电荷也越多。

　　(2)流速。气体的流速越快，产生的静电荷也越多。

　　据实验，液化石油气喷出时，产生的静电电压可达9000V，其放电火花足以引起燃烧。因此，压力容器内的可燃气体，在容器、管道破损时或放空速度过快时，都易因静电引起着火或爆炸事故。带电性是评定可燃气体火灾危险性的参数之一，掌握了可燃气体的带电性，可采取设备接地、控制流速等相应的防范措施。

　　(五)腐蚀性、毒害性

　　1.腐蚀性

　　这里所说的腐蚀性主要是指一些含氢、硫元素的气体具有腐蚀性。如硫化氢、硫氧化碳、氨、氢等，都能腐蚀设备，削弱设备的耐压强度，严重时可导致设备系统裂隙、漏气，引起火灾等事故。目前危险性最大的是氢，氢在高压下能渗透到碳素中去，使金属容器发生"氢脆"。因此，对盛装这类气体的容器，要采取一定的防腐措施。如用高压合金钢并含铬、钼等一定量的稀有金属制造材料，定期检验其耐压强度等。

　　2.毒害性

　　一氧化碳、硫化氢、二甲胺、氨、澳甲烷、二硼烷、二氯硅烷、锗烷、三氟氯乙烯等气体，除具有易燃易爆性外，还有相当的毒害性，因此，在处理或扑救此类有毒气体火灾时，应特别注意防止中毒。

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