爆炸极限的计算
爆炸与防爆前言（1）爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化，在变化过程中，伴有物质所含能量的快速转变，即变为该物质本身、变化产物或周围介质的压缩能和运动能。
其重要特征是大量能量在有限的时间里突然释放或急剧转化，这种能量能在有限的时间和有限的体积内大量积聚造成高温高压等非寻常状态，对邻近介质形成急剧的压力突跃和随后的复杂运动，显示出不寻常的移动或破坏效应。
在石油、化工等行业生产过程中，从原料到成品，使用、产生的易燃易爆物质很多，一旦发生爆炸事故，常会带来非常严重的后果，造成巨大的经济损失和人员伤害，譬如泵房垮塌、油罐爆炸着火、装置报废、人员伤亡。
正因如此，控制爆炸是石油、化工等行业的重中之重。
要科学有效地控制气体、粉尘爆炸，就不能不对爆炸极限有一个正确的理解。
爆炸极限的定义（2）可燃性气体或蒸气与助燃性气体的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值，称为爆炸极限。
助燃性气体可以是空气、氧气或辅助性气体。
一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限，能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限Low Explosion - Level（LEL），最高浓度Upper Explosion - Level称为爆炸上限（UEL）。
影响爆炸极限的因素（3）1 可燃气体1.1 混合系的组分不同，爆炸极限也不同。
1.2 同一混合系，由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等都能使爆炸极限发生变化。
a.温度影响因为化学反应与温度有很大的关系，所以，爆炸极限数据必定与混合物规定的初始温度有关。
初始温度越高，引起的反应越容易传播。
一般规律是，混合系原始温度升高，则爆炸极限范围增大即下限降低，上限增高。
但是，目前，还没有大量的系统实验结果。
因为系统温度升高，分子内能增加，使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统。
初始温度对混合物爆炸极限的影响示例见表1。
b.压力影响系统压力增高，爆炸极限范围也扩大，明显体现在爆炸上限的提高。
这是由于压力升高，使分子间的距离更为接近，碰撞几率增高，使燃烧反应更容易进行，爆炸极限范围扩大，特别是爆炸上限明显提高。
压力减小，则爆炸极限范围缩小，当压力降至一定值时，其上限与下限重合，此时的压力称为为混合系的临界压力，低于临界压力，系统不爆炸。
以甲烷为例说明压力对爆炸极限的影响（见表2）。
c.惰性气体含量影响混合系中惰性气体量增加，爆炸极限范围缩小，惰性气体浓度提高到某一数值时，混合系就不能爆炸。
惰性气体种类不同，对爆炸极限的影响也不同。
以汽油为例，其爆炸极限范围按氮气、燃烧废气、二氧化碳、氟利昂21、氟利昂12、氟利昂11顺序依次缩小。
d.容器、管径影响容器、管子直径越小，则爆炸范围越小，当管径小到一定程度时，单位体积火焰所对应的固体冷却表面散发出的热量就会大于产生的热量，火焰便会中断熄灭。
火焰不能传播的最大管径称为临界直径。
容器材料也有很大影响，如氢和氟在玻璃器皿中混合，即使在液态空气温度下，置于黑暗处仍可发生爆炸，而在银器中，在一般温度下才能发生爆炸反应。
e.点火强度影响点火能的强度高，燃烧自发传播的浓度范围也就越宽。
尤其是爆炸上限向可燃气含量较高的方向移动。
如甲烷在100V电压、1A电流火花作用下，无论何种混合比例情况均不爆炸；若电流增加到2A，其爆炸极限为5.9%-13.6%；电流上繁荣昌盛到3A时，其爆炸极限为5.85%-14.8%。
f.干湿度影响通常可燃气与空气混合物的相对湿度对于爆炸宽度影响虽小，但在极度干燥时，爆炸范围宽度为最大。
g.热表面、接触时间的影响热表面的面积大，点火源与混合物的接触时间长等都会使爆炸极限扩大。
h.除此之外，混合系统接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围。
i.可燃气体的爆炸上限和氧与氮在空气中的比例几乎无关。
因为氧和氮的比热相近，燃烧热传递到这两种气体都会导致相同的燃烧温度，所以，混俣气体一旦被点燃，过剩的氧是否被氮所取代，无关紧要。
j.在生产实践中，爆炸上限与空气中的氧含量有很大的关系。
这是由于可燃气或可燃蒸气过剩，也就是氧气不足所致2 可燃蒸气a.可燃蒸气的爆炸极限是由可燃液体产生的蒸气浓度决定的。
对于可燃液体而言，爆炸下限对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度，爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度。
b.可燃蒸气的爆炸上限和氧与氮在空气中的比例几乎无关。
原因与上述2.1.2i一样。
c.爆炸上限与空气中的氧含量有很大的关系。
原因也是由于氧气不足致使可燃气或可燃蒸气过剩。
3 可燃粉尘3.1 可燃粉尘爆炸机理粉尘爆炸是因其粒子表面氧化而发生的。
其爆炸过程如下：粒子表面接受热能时，表面温度上升；粒子表面的分子产生热分解或干馏作用成为气体排放在粒子周围；该气体同空气混合成为爆炸性混合气体，发火产生火焰；这种火焰产生的热，进一步促进粉末的分解不断成为气相，放出可燃气体与空气混合而发火、传播。
3.2 粉尘爆炸极限受以下因素影响（1）粒度粉尘爆炸下限受粒度的影响很大，粒度越高（粒径越小）爆炸下限越低。
（2）水分含尘空气有水分存在时，爆炸下限提高，甚至失去爆炸性。
欲使产品成为不爆炸的混合物，至少使其含50%的水。
（3）氧的浓度粉尘与气体的混合物中，氧气浓度增加将导致爆炸下限降低。
（4）点燃源粉尘爆炸下限受点燃源温度、表面状态的影响。
温度高、表面积大的点燃源，可使粉尘爆炸下限降低。
4 对爆炸极限的正确认识以上叙述表明，决不可把爆炸特性值看作是物理常数。
而在实际工作中，却有很多人把其当作一个常数，这对处理实际工作中遇到的特殊情况有很大的危害。
这些值与测定时所采用的方法有很大的关系。
正因如此，同一种气体，其爆炸极限数值在国内、国外权威部门发布的数据也是有所不同。
仅以甲烷为例（见表4）。
但是，这些数值由于本身差别并不大，而在进行气体监测报警时，更是取其爆炸下限的10%进行报警，因此，差别就更加微小，一般情况下不影响正常使用，但是，作为一个管理者而言，应该知道这个数值的来源，并根据自己的实际情况予以科学掌握使用，特别是在特殊情况下，比如热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间长的情况下，就应该充分考虑到爆炸极限的扩大。
如果一成不变，死搬教条，就易引发事故，影响生产的正常运行。
爆炸极限的计算（4）1 根据化学理论体积分数近似计算爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下： L下≈0.55c0式中 0.55——常数；c0——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数。
若空气中氧体积分数按20.9%计，c0可用下式确定c0=20.9/（0.209+n0）式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。
如甲烷燃烧时，其反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O此时n0=2则L下=0.55×20.9/（0.209+2）=5.2由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。
2 对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算目前，比较认可的计算方法有两种：2.1 莱·夏特尔定律对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。
用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则： LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%）混合可燃气爆炸上限：UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%）此定律一直被证明是有效的。
2.2 理·查特里公式理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。
该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。
Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln）式中Lm——混合气体爆炸极限，%；L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%；V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。
例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L 下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。
Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.3693 可燃粉尘许多工业可燃粉尘的爆炸下限在20-60g/m3之间，爆炸上限在2-6kg/m3之间。
碳氢化合物一类粉尘如能完全气化燃尽，则爆炸下限可由布尔格斯-维勒关系式计算：c×Q=k式中c——爆炸下限浓度；Q——该物质每靡尔的燃烧热或每克的燃烧热；k——常数。
超过爆炸极限的危险性（5）超过爆炸极限可能产生的危险，许多资料都是这样描述的：超过爆炸下限则可燃气或蒸气就既不爆炸也不着火；超过爆炸上限也是如此。
从发生机理上讲，爆炸是在经历气体受热、发生燃烧并在特殊情形下发生爆炸。
由此来看，上述将爆炸极限与燃烧极限混为一谈是不严密的，因为，这里面涉及一个燃烧极限问题。
超过爆炸极限不再发生爆炸显然是正确的，但是，在具别情况下，不发生爆炸但仍可能发生燃烧。
只是这个爆炸极限与燃烧极限的差值一般很小，在很多情况下可以视为等值，但不应视为等值，从而一概把超过爆炸极限的危险状况认定为既不爆炸也不燃烧的“安全状况”。
利用这一原理，可以在燃烧情况下进行带压不置换动火，从而省时省力。
爆炸控制（6）由于爆炸造成的后果大多非常严重，在化工生产作业中，爆炸压力的作用和火灾的蔓延，不仅会使生产设备遭受损失，而且使建筑破坏，甚至致人死亡。
因此，科学防爆是非常重要的一项工作。
防止爆炸的一般原则是：一是控制混合气体的组分处在爆炸极限以外；二是使用惰性气体取代空气；三是使氧气浓度处于其极限值以下。
为此应防止可燃气向空气中泄漏，或防止空气进入可燃气体中；控制、监视混合气体组分浓度；装设气体组分接近危险范围的报警装置。
防止爆炸的具体措施主要有以下几点：1 惰性介质保护由于爆炸的形成需要有可燃物质和氧气，以及一定的点火能量。
利用惰性气体取代空气中的氧气，就消除了引发爆炸的一大因素，从而使爆炸过程无法完成。
在化工生产中，采取的惰化气体主要用氮气、二氧化碳、水蒸气、烟道气等。
1.1 易燃固体物质的粉碎、筛选处理及其粉末输送时，采用惰性气体进行覆盖保护。
1.2 处理可燃易爆的物料系统，在进料前，用惰性气体进行置换，以排除系统中原有的气体，防止形成爆炸性混合物。
1.3 将惰性气体通过管线与有火灾爆炸危险的设备、贮槽等连接起来，在万一发生危险时使用。
1.4 易燃液体利用惰性气体充压输送。
1.5 在有爆炸性危险的生产场所，对有引起火灾危险的电器、仪表等采用充氮正压保护。
爆炸极限计算
爆炸极限计算爆炸反应当量浓度、爆炸下限和上限、多种可燃气体混合物的爆炸极限计算方法如下：1爆炸反应当量浓度;爆炸性混合物中的可燃物质和助燃物质的浓度比例,在恰好能发生完全的化合反应时,则爆炸所析出的热量最多,所产生的压力也最大;实际的反应当量浓度稍高于计算的反应当量浓度,这是因为爆炸性混合物通常含有杂质;可燃气体或蒸气分子式一般用CαHβOγ表示,设燃烧1mol气体所必需的氧摩尔数为n,则燃烧反应式可写成：C αHβOγ+nO2→生成气体按照标准空气中氧气浓度为20．9％,则可燃气体在空气中的化学当量浓度X％,可用下式表示：可燃气体在氧气中的化学当量浓度为Xo％,可用下式表示：也可根据完全燃烧所需的氧原子数2n的数值,从表1中直接查出可燃气体或蒸气在空气或氧气中的化学当量浓度;其中;可燃气体蒸气在空气中和氧气中的化学当量浓度2爆炸下限和爆炸上限;各种可燃气体和燃性液体蒸气的爆炸极限,可用专门仪器测定出来,或用经验公式估算;爆炸极限的估算值与实验值一般有些出入,其原因是在计算式中只考虑到混合物的组成,而无法考虑其他一系列因素的影响,但仍不失去参考价值;1根据完全燃烧反应所需的氧原子数估算有机物的爆炸下限和上限,其经验公式如下;爆炸下限公式：体积爆炸上限公式：体积式中 L下——可燃性混合物爆炸下限；L上——可燃性混合物爆炸上限；n——1mol可燃气体完全燃烧所需的氧原子数;某些有机物爆炸上限和下限估算值与实验值比较如表2：表2 石蜡烃的化学计量浓度及其爆炸极限计算值与实验值的比较从表中所列数值可以看出,实验所得与计算的值有一定差别,但采用安全系数后,在实际生产工作中仍可供参考;2根据化学当量浓度计算爆炸极限和爆炸性混合气完全燃烧时的化学当量浓度,可以估算有机物的爆炸下限和上限;计算公式如下：此计算公式用于链烷烃类,其计算值与实验值比较,误差不超过10％;例如甲烷爆炸极限的实验值为5％～15％,与计算值非常接近;但用以估算H2、C2H2以及含N2、Cl2等可燃气体时,出入较大,不可应用;3多种可燃气体组成混合物的爆炸极限;由多种可燃气体组成爆炸混合气的爆炸极限,可根据各组分的爆炸极限进行估算,其计算公式如下：式中 Lm——爆炸性混合气的爆炸极限％；L 1、L2、L3、Ln——组成混合气各组分的爆炸极限％；V 1、V2、V3、…Vn——各组分在混合气中的浓度％;V 1+V2+V3+…Vn=100该公式用于煤气、水煤气、天然气等混合气爆炸极限的计算比较准确,而对于氢与乙烯、氢与硫化氢、甲烷与硫化氢等混合气及二硫化碳的混合气体,则计算的误差较大,不得应用;——摘自安全科学技术百科全书中国劳动社会保障出版社,2003年6月出版explosive limit 可燃性气体或蒸气与助燃性气体形成的均匀混合系在标准测试条件下引起爆炸的浓度极限值;助燃性气体可以是空气、氧气或其他助燃性气体;一般情况提及的爆炸极限是指可燃气体或蒸气在空气中的浓度极限;能够引起爆炸的可燃气体的最低含量称为爆炸下限；最高浓度称为爆炸上限;混合系的组分不同,爆炸极限也不同;同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化;一般规律是：混合系原始温度升高,则爆炸极限范围增大,即下限降低、上限升高;因为系统温度升高,分子内能增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统;系统压力增大,爆炸极限范围也扩大,这是由于系统压力增高,使分子间距离更为接近,碰撞几率增高,使燃烧反应更易进行;压力降低,则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时,其上限与下限重合,此时对应的压力称为混合系的临界压力;压力降至临界压力以下,系统便不成为爆炸系统个别气体有反常现象;混合系中所含惰性气体量增加,爆炸极限范围缩小,惰性气体浓度提高到某一数值,混合系就不能爆炸;容器、管子直径越小,则爆炸范围就越小;当管径火焰通道小到一定程度时,单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量,火焰便会中断熄灭;火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径;点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大;除上述因素外,混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围;可燃性蒸气的爆炸极限值是由可燃液体表面产生的蒸气浓度决定的;对于可燃液体而言,爆炸下限浓度对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度；爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度;混合气体、蒸汽的爆炸极限可以根据理.查特里法则计算L下= 1/N1/L1+N2/L2.....100%L上= 1/N1/L1+N2/L2.....100%理查特公式是对两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算,它是根据各组分已知的爆炸极限来计算的,适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物;Lm=100/V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln式中Lm——混合气体爆炸极限,%；L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限,%；V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数,%;•爆炸与防爆：爆炸极限的计算42008/6/241 根据化学理论体积分数近似计算爆炸气体完全燃烧时,其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限,公式如下：L下≈0.55c0式中——常数；c0——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数;若空气中氧体积分数按%计,c0可用下式确定c0=+n0式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数;如甲烷燃烧时,其反应式为CH4+2O2→CO2+2H2O此时n0=2则L下=×+2=由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%;2 对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算目前,比较认可的计算方法有两种：莱·夏特尔定律对于两种或多种可燃蒸气混合物,如果已知每种可燃气的爆炸极限,那么根据莱·夏特尔定律,可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限;用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数,则：LEL=P1+P2+P3/P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3 V%混合可燃气爆炸上限：UEL=P1+P2+P3/P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3 V%此定律一直被证明是有效的;理·查特里公式理·查特里认为,复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限,可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之;该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物;Lm=100/V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln式中Lm——混合气体爆炸极限,%；爆炸极限的意义可燃物质、蒸气和与空气或氧气必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸极限,或爆炸浓度极限;例如与空气混合的爆炸极限为％～80％;可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限;在低于爆炸下限时不爆炸也不着火；在高于爆炸上限不会发生爆炸,但会着火;这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延；而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故;当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时,具有最大的爆炸威力即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例;影响爆炸极限的因素混合系的组分不同,爆炸极限也不同;同一混合系,由于初始温度、系统压力、惰性介质含量、混合系存在空间及器壁材质以及点火能量的大小等的都能使爆炸极限发生变化;一般规律是：混合系原始温度升高,则爆炸极限范围增大,即下限降低、上限升高;因为系统温度升高,分子内能增加,使原来不燃的混合物成为可燃、可爆系统;系统压力增大,爆炸极限范围也扩大,这是由于系统压力增高,使分子间距离更为接近,碰撞几率增高,使燃烧反应更易进行;压力降低,则爆炸极限范围缩小；当压力降至一定值时,其上限与下限重合,此时对应的压力称为混合系的临界压力;压力降至临界压力以下,系统便不成为爆炸系统个别气体有反常现象;混合系中所含惰性气体量增加,爆炸极限范围缩小,惰性气体浓度提高到某一数值,混合系就不能爆炸;容器、管子直径越小,则爆炸范围就越小;当管径火焰通道小到一定程度时,单位体积火焰所对应的固体冷却表面散出的热量就会大于产生的热量,火焰便会中断熄灭;火焰不能传播的最大管径称为该混合系的临界直径;点火能的强度高、热表面的面积大、点火源与混合物的接触时间不等都会使爆炸极限扩大;除上述因素外,混合系接触的封闭外壳的材质、机械杂质、光照、表面活性物质等都可能影响到爆炸极限范围;爆炸极限与可燃物的危害可燃性混合物的爆炸极限范围越宽、爆炸下限越低和爆炸上限越高时,其爆炸危险性越大;这是因为爆炸极限越宽则出现爆炸条件的机会就多；爆炸下限越低则可燃物稍有泄漏就会形成爆炸条件；爆炸上限越高则有少量空气渗入容器,就能与容器内的可燃物混合形成爆炸条件;应当指出,可燃性混合物的浓度高于爆炸上限时,虽然不会着火和爆炸,但当它从容器或管道里逸出,重新接触空气时却能燃烧,仍有发生着火的危险;爆炸极限的表示爆炸极限的单位气体或蒸气的爆炸极限的单位,是以在混合物中所占体积的百分比％来表示的,如氢与空气混合物的爆炸极限为4％～75％;可燃粉尘的爆炸极限是以混合物中所占体积的质量比g／m^3来表示的,例如铝粉的爆炸极限为40g／m^3;可燃性蒸气的爆炸极限值是由可燃液体表面产生的蒸气浓度决定的;对于可燃液体而言,爆炸下限浓度对应的闪点温度又可以称为爆炸下限温度；爆炸上限浓度对应的液体温度又可以称为爆炸上限温度;可燃气体或蒸气分子式爆炸极限%下限上限氢气H2 75氨NH3 27一氧化碳CO甲烷CH4 14乙烷C2H6乙烯C2H4 32乙炔C2H2 81苯C6H6甲苯C7H8环氧乙烷C2H4O乙醚C2H5O乙醛CH3CHO丙酮CH32CO乙醇C2H5OH甲醇CH3OH 36醋酸乙酯C4H8O2 9常用可燃气体爆炸极限数据表LEL/UEL及毒性物质名称分子式爆炸浓度V% 毒性下限LEL 上限UEL甲烷CH4 5 15 ——乙烷C2H6 3丙烷C3H8丁烷C4H10戊烷液体C5H12己烷液体C6H14庚烷液体CH3CH25CH3辛烷液体C8H18 1乙烯C2H4 36丙烯C3H6 2丁烯C4H8 10丁二烯C4H6 2 12 低毒乙炔C3H4 100环丙烷C3H6煤油液体C10-C16 5城市煤气 4液化石油气 1 12汽油液体C4-C12松节油液体C10H16苯液体C6H6 中等甲苯C6H5CH3 低毒氯乙烷C2H5CL 中等氯乙烯C2H3CL 33氯丙烯C3H5CL 中等二氯乙烷CLCH2CH2CL 16 高毒四氯化碳CCL4 轻微麻醉三氯甲烷CHCL3 中等环氧乙烷C2H4O 3 100 中等甲胺CH3NH2 中等乙胺CH3CH2NH2 14 中等苯胺C6H5NH2 11 高毒二甲胺CH32NH 中等乙二胺H2NCH2CH2NH2 低毒甲醇液体CH3OH 36乙醇液体C2H5OH 19正丁醇液体C4H9OH甲醛HCHO 7 73乙醛C2H4O 4 60丙醛液体C2H5CHO 17乙酸甲酯CH3COOCH3 16乙酸CH3COOH 16 低毒乙酸乙酯CH3COOC2H5 11丙酮C3H6O丁酮C4H8O 10氰化氢氢氰酸HCN 40 剧毒丙烯氰C3H3N 28 高毒氯气CL2 刺激氯化氢HCL氨气NH3 16 25 低毒硫化氢H2S 神经二氧化硫SO2 中等二硫化碳CS2 50臭氧O3 刺激一氧化碳CO 剧毒氢H2 4 75本表数值来源基本上以SH3063-1999 石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警器设计规范为主,并与常用化学危险品安全手册进行了对照,补充;。
爆炸极限及其计算
本文为安徽理工大学化工学院弹药08-5班陈运成编辑爆炸极限及其计算爆炸极限是指可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气或氧气在一定的浓度范围内均匀混合形成预混气时，与火源发生爆炸的浓度范围或极限。
它是表征可燃气体和粉尘危险性的重要参数在此浓度范围内的混合气体（粉尘）称为爆炸性混合气体（粉尘）。
爆炸极限可用混合气体（粉尘）中可燃物的体积浓度和质量浓度来表示。
可燃气体和蒸气的爆炸极限以混合物中可燃气体（蒸气）所占的体积百分比L 表示，33/m m ；可燃粉尘的爆炸极限以单位体积内混合物中可燃粉尘的质量浓度Y 表示3/m g 。
在20℃时L 与Y 有如下的关系：4.2/2932731004.221000M L L M Y ∙=⨯⨯= 式中 M ——可燃气体的相对分子质量。
爆炸上限和爆炸下限分别表示爆炸性混合物能够发生爆炸的可燃物的最高浓度和最低浓度。
另外，爆炸下限越低，说明只要少量的预混气遇到火源就能发生爆炸；爆炸上限越高，说明在可燃物中只要混入少量空气（氧气）与火源就能发生爆炸。
所以可燃物的爆炸极限越宽越危险。
当可燃气体、蒸气或粉尘的浓度小于爆炸下限时，由于混合物中有过量的空气，过量空气起冷却作用的同时，同时可导致可燃物浓度不足，可燃物燃烧时得热小于失热，燃烧不能进行下去，最终熄灭不可能发生爆炸；同样可燃物的浓度大于爆炸上限时，可燃物浓度过量，燃烧时可燃物会因缺氧而熄灭，不可能发生爆炸。
第一节爆炸极限的影响因素爆炸极限不是一个恒定不变的的常数，它受压强、温度、氧气的体积分数、点火源的能量、容器的形状和大小、惰性气体、杂质的量等因素的影响。
A、温度的影响混合物的原始温度升高，则爆炸下限降低，上限增高，爆炸极限范围扩大，爆炸危险性升高。
温度升高的情况下，活化分子数增高，分子热运动加剧，致使爆炸更容易发生。
B、氧的体积分数的影响混合物中氧的体积分数增加，爆炸极限范围扩大，尤其是爆炸上限提高较多。
C、压力的影响混合物原始的压力增大，爆炸极限的范围也增大。
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式
爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种：
莱·夏特尔定律
对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。
用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：
LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%）
混合可燃气爆炸上限：
UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%）
此定律一直被证明是有效的。
2.2 理·查特里公式
理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已
知的爆炸极限按下式求之。
该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。
Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln）
式中Lm——混合气体爆炸极限，%；
L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%；
V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。
例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。
Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369。
爆炸极限及危险度计算公式
爆炸极限及危险度计算公式引言。
在现代社会中，爆炸事故往往会给人们的生命财产安全带来巨大的威胁。
因此，对爆炸物质的爆炸极限及危险度进行准确的计算和评估显得尤为重要。
本文将从爆炸极限和危险度两个方面展开讨论，并介绍相关的计算公式和方法。
一、爆炸极限的概念及计算公式。
爆炸极限是指在一定条件下，爆炸物质在混合气体中能够发生爆炸的最低和最高浓度范围。
在这个范围内，爆炸物质与空气的混合物能够发生燃烧或爆炸。
爆炸极限的计算公式一般采用下面的形式：LFL = (100 φ) / (φα)。
UFL = (100 φ) / (φβ)。
其中，LFL表示下限爆炸浓度，UFL表示上限爆炸浓度，φ表示爆炸物质的最小燃烧浓度，α和β分别表示燃烧产物中氧气的最小和最大浓度。
这两个公式是用来计算爆炸物质在混合气体中的最低和最高浓度的，能够帮助我们更好地了解爆炸物质的危险程度。
二、危险度的概念及计算公式。
危险度是指爆炸物质对周围环境和人体造成危害的程度。
在工程实践中，我们常常需要对爆炸物质的危险度进行评估，以便采取相应的安全措施。
危险度的计算公式一般采用下面的形式：H = P × V。
其中，H表示危险度，P表示爆炸物质的爆炸压力，V表示爆炸物质的体积。
这个公式是用来计算爆炸物质的危险度的，能够帮助我们更好地评估爆炸物质的危险程度。
三、爆炸极限及危险度的计算方法。
在实际工程中，我们可以通过实验或者计算的方法来确定爆炸物质的爆炸极限和危险度。
对于爆炸极限，我们可以通过实验来测定爆炸物质在混合气体中的最低和最高浓度，然后利用上面提到的计算公式来计算出具体的数值。
对于危险度，我们可以通过实验来测定爆炸物质的爆炸压力和体积，然后利用上面提到的计算公式来计算出具体的数值。
此外，我们还可以利用一些现成的数据表格或者计算软件来进行爆炸极限及危险度的计算。
这些方法能够帮助我们更快速地获取爆炸物质的相关参数，从而更好地评估其危险程度。
四、结论。
爆炸下限和爆炸上限计算公式
爆炸下限和爆炸上限计算公式
爆炸下限和爆炸上限的计算公式因所指的情境或物理参数不同而变化。
以下是几个常见的计算公式示例：
1. 爆炸下限（LEL，Lower Explosive Limit）和爆炸上限（UEL，Upper Explosive Limit）的计算公式通常用于气体或蒸汽混合物的爆炸性质分析：
- LEL = （最低爆炸浓度） / （混合物中气体总体积）
- UEL = （最高爆炸浓度） / （混合物中气体总体积）
2. 当涉及到材料的爆炸性质时，可以使用爆炸下限和爆炸上限的计算公式：
- 爆炸下限 = （材料的最小爆炸浓度） / （材料的总质量）
- 爆炸上限 = （材料的最大爆炸浓度） / （材料的总质量）
上述公式中，爆炸浓度指的是混合物或材料中导致爆炸的气体或蒸汽的最低或最高浓度。
爆炸浓度一般用体积份额或质量份额表示。
这些公式可用于评估材料或混合物在给定条件下的爆炸性质。
但请注意，具体使用哪种公式以及公式中涉及的参数取决于所研究的物质或情境。
爆炸极限的计算
1、爆炸反应当量浓度的计算爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定可燃物的爆炸下限，公式如下：C =20.9/（0.209+n0）爆炸下限（LEL）=0.55×C爆炸上限（UEL）=4.8(C) ^0.5C——爆炸性气体完全燃烧时的化学计量浓度；0.55——常数；20.9%——空气中氧体积分数；n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。
例如：求丙烷的爆炸极限。
丙烷化学反应式：一分子丙烷+五分子氧气→三分子二氧化碳+四分子水丙烷（LEL）=0.55×C=2.21%丙烷（UEL）=4.8(20.9/（0.209+5）)^0.5=9.62%2、由分子中所含碳原子数估算爆炸极限爆炸下限（LEL）=1/（0.1347n+0.04343）爆炸上限（UEL）=1/(0.01337n+0.05151)n——分子中所含碳原子数3、两种以上可燃气体组成的混合体系爆炸极限的计算3.1、莱夏特尔定律对于两种以上可燃气体混合体系，已知每种可燃气体的爆炸极限和所占空间体积分数，可根据莱夏特尔定律算出混合体系的爆炸极限。
（爆炸下限）LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（爆炸上限）UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）Pn——每种可燃气在混合物中的体积分数3.2、理查特里公式对于两种以上可燃性混合体系可用理查特里公式，该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃性混合体系。
EL=100/（V1/EL1+V2/EL2+……+Vn/ELn）EL——混合体系爆炸极限；ELn——混合体系中各组分的爆炸极限；Vn——各组分在混合气体中的体积分数。
4、含惰性气体的可燃性混合体系的爆炸极限对于有惰性气体混入的多元可燃性混合体系的爆炸极限，可用以下公式：EL=ELr/（1-D+（ELr×D）/100）EL——含惰性气体的可燃性混合体系的爆炸极限；ELr——可燃性混合体系中部分可燃物的爆炸极限；D——为惰性气体含量。
多组分可燃气体混合物爆炸极限的计算
多组分可燃气体混合物爆炸极限的计算一、多组分可燃气体混合物爆炸极限的概念在工业生产和日常生活中，可燃气体的使用是非常常见的。
然而，当可燃气体与空气混合在一定的比例范围内时，就会形成可燃混合物。
当这些混合物遭受热源或火焰时，就可能发生爆炸。
了解可燃气体混合物的爆炸极限是非常重要的，这有助于预防火灾和爆炸事故的发生。
爆炸极限是指可燃气体混合物的最小和最大浓度范围，在这个范围内混合物会发生燃烧或爆炸。
计算多组分可燃气体混合物的爆炸极限是非常重要的。
二、多组分可燃气体混合物爆炸极限的计算方法1. 利用Le Chatelier定律进行计算Le Chatelier定律是用来描述化学平衡条件下当外界条件发生变化时，系统会偏离平衡态的方向。
当涉及到可燃气体混合物的爆炸极限计算时，Le Chatelier定律可以用来计算混合物的最小和最大浓度。
通过改变混合物中各组分的浓度，可以计算出可燃气体混合物的爆炸极限范围。
2. 利用燃烧热值进行计算燃烧热值是指单位质量燃料完全燃烧时放出的热量。
通过叠加各组分的燃烧热值，可以得到混合物的总燃烧热值。
然后通过计算混合物在不同浓度下的热值，可以确定混合物的爆炸极限范围。
3. 利用爆炸极限公式进行计算爆炸极限通常通过爆炸极限公式进行计算，而对于多组分可燃气体混合物，可以采用扩展的Le Chatelier公式或其他相应的公式进行计算。
通过测定各组分在混合物中的体积比例、燃烧特性等参数，可以得到混合物的爆炸极限范围。
三、多组分可燃气体混合物爆炸极限的影响因素在计算多组分可燃气体混合物的爆炸极限时，有一些因素需要考虑：1. 各组分的浓度：不同组分的浓度对混合物的爆炸极限有很大影响。
2. 温度和压力：温度和压力的变化会影响混合物的爆炸极限范围。
3. 反应速率：混合物反应速率的快慢也会影响爆炸极限的计算。
四、对多组分可燃气体混合物爆炸极限计算的个人观点和理解在进行多组分可燃气体混合物爆炸极限计算时，我认为需要充分考虑混合物中各组分的性质和浓度，以及温度、压力等环境因素的影响。
混合气体的爆炸极限怎么计算
混合气体的爆炸极限怎么计算混合气体的爆炸极限怎么计算爆炸极限L=1/（Y1/L1 Y2/L2 Y3/L3）其中：Y1、Y2、Y3代表混合物中组成、L2、L3代有混合气体各组份相应的爆炸极限求混合物爆炸下限（或上限）时，L1、L2、L3分别为各纯组份的爆炸下限（或下限）；爆炸极限的计算根据化学理论体积分数近似计算爆炸气体完全燃烧时，其化学理论体积分数可用来确定链烷烃类的爆炸下限，公式如下：下≈0.55c0式中 0.55——常数；——爆炸气体完全燃烧时化学理论体积分数。
若空气中氧体积分数按20.9%计，c0可用下式确定=20.9/（0.209 n0）式中 n0——可燃气体完全燃烧时所需氧分子数。
如甲烷燃烧时，其反应式为2O2→CO2 2H2O此时n0=2则L下=0.55×20.9/（0.209 2）=5.2由此得甲烷爆炸下限计算值比实验值5%相差不超过10%。
对于两种或多种可燃气体或可燃蒸气混合物爆炸极限的计算目前，比较认可的计算方法有两种：.1 莱?夏特尔定律对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱?夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。
用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：=（P1 P2 P3）/（P1/LEL1 P2/LEL2 P3/LEL3）（V%）混合可燃气爆炸上限：=（P1 P2 P3）/（P1/UEL1 P2/UEL2 P3/UEL3）（V%）此定律一直被证明是有效的。
.2 理?查特里公式理?查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。
该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。
=100/（V1/L1 V2/L2 …… Vn/Ln）:x式中Lm——混合气体爆炸极限，%；、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%；、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式
爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种：莱·夏特尔定律????对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。
用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）?（V%）混合可燃气爆炸上限：UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）?（V%）?此定律一直被证明是有效的。
2.2?理·查特里公式????理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。
该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。
Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln）????式中Lm——混合气体爆炸极限，%；????L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%；????V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。
????例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=5.0%）、乙烷15%（L下=3.22%）、丙烷4%（L下=2.37%）、丁烷1%（L下=1.86%）求爆炸下限。
????Lm=100/（80/5+15/3.22+4/2.37+1/1.86）=4.369德迈数据计算：废气风量：19000Nm3/h废气中可燃性成分：戊烷7kg/h；甲醛29kg/h，其它约5kg/h（当甲醛计算）戊烷体积=7000/72*22.4/1000=2.178Nm3/h体积分数=2.178/19000=0.012%甲醛体积分数=25.39Nm3/h体积分数=25.39/19000=0.134%混合气体中可燃气体的总体积分数=0.146%由公式：LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）?（V%）得：混合气体的爆炸下限=0.146%/（0.012/1.7+0.134/7）=5.57%结论：混合气体中可燃气体的总体积分数为0.146%，混合气体的爆炸下限为5.57%，可燃气体浓度是爆炸下限浓度的1/38，放心烧吧！。
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式
常见气体的爆炸极限及爆炸极限计算公式
The final revision was on November 23, 2020
爆炸极限计算方法：比较认可的计算方法有两种：
莱·夏特尔定律?对于两种或多种可燃蒸气混合物，如果已知每种可燃气的爆炸极限，那么根据莱·夏特尔定律，可以算出与空气相混合的气体的爆炸极限。
用Pn表示一种可燃气在混合物中的体积分数，则：
LEL=（P1+P2+P3）/（P1/LEL1+P2/LEL2+P3/LEL3）（V%）
混合可燃气爆炸上限：
UEL=（P1+P2+P3）/（P1/UEL1+P2/UEL2+P3/UEL3）（V%）
此定律一直被证明是有效的。
理·查特里公式
理·查特里认为，复杂组成的可燃气体或蒸气混合的爆炸极限，可根据各组分已知的爆炸极限按下式求之。
该式适用于各组分间不反应、燃烧时无催化作用的可燃气体混合物。
Lm=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln）式中Lm——混合气体爆炸极
限，%； L1、L2、L3——混合气体中各组分的爆炸极限，%； V1、V2、V3——各组分在混合气体中的体积分数，%。
例如：一天然气组成如下：甲烷80%（L下=%）、乙烷15%（L下=%）、丙烷4%（L下=%）、丁烷1%（L下=%）求爆炸下限。
Lm=100/（80/5+15/+4/+1/）=。