表1-3 一些可燃氣體在空氣中的著火溫度
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氣體名稱 | 著火溫度/℃ | 氣體名稱 | 著火溫度/℃ |
測得最小值 | 測得最大值 | 測得最小值 | 測得最大值 |
氫 | 530 | 590 | 苯 | 720 | 770 |
一氧化碳 | 610 | 658 | 甲苯 | 660 | 660 |
甲烷 | 645 | 850 | 硫化氫 | 290 | 487 |
乙烷 | 530 | 594 | 乙烯 | 510 | 543 |
丙烷 | 530 | 588 | 煉焦煤氣 | 640 | 640 |
丁烷 | 490 | 569 | 含二氧化碳頁巖氣 | 700 | 700 |
乙炔 | 335 | 500 |
表1-4 常見燃氣的參考爆炸濃度極限(體積比)
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爆炸濃度極限 | 天然氣 | 焦爐煤氣 | 液化石油氣 | 沼氣 | 輕烴氣 | 二甲醚 |
下限/% | 5.O | 4.5 | 1.7 | 8.8 | 1.3 | 3.4 |
上限/% | 15.0 | 35.8 | 9.7 | 24.4 | 8.5 | 17.0 |
六、水化物
1. 水化物的生成條件
如果碳氫化合物中的水分超過一定含量，在一定溫度壓力條件下，水能與液相和氣相的C1、C2、C3和C4生成結晶水化物CmHn·xH2O(對于甲烷，x=6～7；對于乙烷，x=6；對于丙烷及異丁烷，x=17)。水化物在聚集狀態(tài)下是白色的結晶體，或帶鐵銹色，依據(jù)它的生成條件，一般水化物類似于冰或致密的雪。水化物是不穩(wěn)定的結合物，在低壓或高溫的條件下易分解為氣體和水。
在濕氣中形成水化物的主要條件是壓力及溫度。同時，雜質、高速、紊流、脈動(例如由活塞式壓送機引起的)、急劇轉彎等因素也會對水化物的形成有影響。
如果氣體被水蒸氣飽和，即輸氣管的溫度等于濕氣的露點，則水化物即可以形成，因為混合物中水蒸氣分壓遠超過水化物的蒸氣壓。但如果降低氣體中水分含量使得水蒸氣分壓低于水化物的蒸氣壓，則水化物也就不存在了。
高壓輸送天然氣并且管道中含有足夠水分時，會遇到生成水化物的問題，此外，丙烷在容器內急速蒸發(fā)時也會形成水化物。
2. 水化物的防止
水化物的生成，會縮小管道的流通斷面，甚至堵塞管線、閥件和設備。為防止水化物的形成或分解已形成的水化物有如下兩種方法。
(1) 采用降低壓力、升高溫度、加入可以使水化物分解的反應劑(防凍劑)最常用來作為分解水化物結晶的反應劑是甲醇(木精)，其分子式為CH3OH。此外，還用甘醇(乙二醇)CH3CH2OH、二甘醇、三甘醇、四甘醇作為反應劑。
醇類之所以能用來分解或預防水化物的產(chǎn)生，是因為它的蒸氣與水蒸氣可形成溶液，水蒸氣變?yōu)槟鏊档土怂魵獾暮?，降低形成水化物的臨界點。醇類水溶液的冰點比水的冰點低得多，吸收了氣體中的水蒸氣，因而使氣體的露點降低很多。在使用醇類的地方，一般裝有排水裝置，將輸氣管中液體排出。
(2) 脫水使氣體中水分含量降低到不致形成水化物的程度。為此要使露點降低到大約低于輸氣管道工作溫度5～7℃，這樣就使得在輸氣管道的最低溫度下，氣體的相對濕度接近于60%，達到LPG標準要求。
七、華白數(shù)
??? 在燃氣工程中對不同類型燃氣間互換時，要考慮衡量熱流量(熱負荷)大小的特性指數(shù)(即華白數(shù))，華白數(shù)一般用下式計算：
式中QH——燃氣高熱值，kJ/m3；
S——燃氣的相對密度。
為了保證燃燒器具的燃燒穩(wěn)定，華白數(shù)的波動范圍，一般不超過5%。對于混合氣體的華白數(shù)，分別計算出混合氣體的熱值QH和相對密度s，即可求出混合氣體的華白數(shù)。
八、燃燒勢
內焰高度與離焰、回火和不完全燃燒工況密切有關，那就有可能得出一個反映內焰高度的指數(shù)來判定離焰、回火。該指數(shù)稱為燃燒勢，并是燃氣相對密度、燃燒速度的函數(shù)，而燃燒速度又是燃氣化學組成的函數(shù)。德爾布經(jīng)過大量實驗數(shù)據(jù)的整理，確定燃燒勢的表達形式為：
式中???????????? Cp——燃燒勢；
H、CO、CH4、CmHn——燃氣中氫、一氧化碳、甲烷和碳氫化合物(除甲烷外)的體積成分；
a、b、c、d——相應的系數(shù)；
??? ?????????S——燃氣的相對密度。
我國城市燃氣分類標準中燃燒勢可按下式計算：
式中k——燃氣中氧含量修正系數(shù)。
九、燃氣燃燒的穩(wěn)定性和互換性
1. 燃氣燃燒的穩(wěn)定性
以有無脫火、回火和黃焰的現(xiàn)象來衡量燃氣燃燒的穩(wěn)定性。正常燃燒時，燃氣離開火孔速度同燃燒速度相等，這樣在火孔上形成一個穩(wěn)定的火焰。如果燃氣離開火孔的速度大于燃燒速度，火焰就不能穩(wěn)定在火孔出口處，而離開火孔一段距離，并有些顫動，這種現(xiàn)象叫離焰；如果燃氣離開火孔的速度繼續(xù)增大，火焰繼續(xù)上浮，最后會熄滅，這種現(xiàn)象叫脫火。相反，當燃氣離開火孔的速度小于燃燒速度，火焰會縮入火孔內部，導致混合物在燃燒器內進行燃燒，破壞一次空氣的引射，并形成化學不穩(wěn)定燃燒，甚至會引起爆炸等危險，這個現(xiàn)象稱為回火。
當燃燒時空氣供應不足(如風門關小)，不會產(chǎn)生回火，但此時在火焰表面將形成黃色邊緣，這種現(xiàn)象稱為黃焰，它表明燃氣處于化學不完全燃燒狀態(tài)。但當過量增大一次空氣時，火焰就縮短，甚至火從進氣風門處冒出來，這也是常見的回火現(xiàn)象。
總之，脫火、回火、離焰和黃焰等現(xiàn)象，是與一次空氣系數(shù)、火孔出口流速、火孔直徑以及制造燃燒器的材料等因素有關。
2.燃氣互換性
任何燃具都是按一定的燃氣成分設計的，即燃具通常只適用于一種燃氣。在一些情況下，即使燃燒器不需要重新調整，也能適應燃氣成分發(fā)生的某些改變。當燃氣成分變化不大時，燃燒器燃燒工況雖有改變，但尚能滿足燃具原有設計要求，那么這種變化是允許的。但當燃氣成分變化過大時，燃燒工況的改變使得燃具不能正常工作，這種變化就是不允許的。
一般的，設某一燃具以A燃氣為基準進行設計和調整，由于某種原因要以S燃氣置換A燃氣，如果燃燒器不加以任何調整而能保證燃具正常工作，則表示S燃氣可以置換A燃氣，或稱S燃氣對A燃氣而言具有“互換性”。A燃氣稱為“基準氣”，S燃氣稱為“置換氣”。反之，如果燃具不能正常工作，則稱S燃氣對A燃氣而言沒有互換性。應該指出，互換性并不總是可逆的，既S燃氣能置換A燃氣，并不代表A燃氣一定能置換S燃氣。
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危險化學品目錄（2015版）
