表1-5-2 常見可燃氣體的相對密度與擴散系數(shù)的關(guān)系
氣體名稱 | 擴散系數(shù)(c㎡/s) | 相對密度 | 氣體名稱 | 擴散系數(shù)(c㎡/s) | 相對密度 |
氫 | 0.634 | 0.07 | 乙烯 | 0.130 | 0.97 |
乙炔 | 0.194 | 0.91 | 甲醚 | 0.118 | 1.58 |
甲烷 | 0.196 | 0.55 | 液化石油氣 | 0.121 | 1.56 |
氨 | 0.198 | 0.5962 | ? | ? | ? |
?
(三)可縮性和膨脹性
任何物體都有熱脹冷縮的性質(zhì),氣體也不例外,其體積也會因溫度的升降而脹縮,且脹縮的幅度比液體要大得多。氣體的可縮性和膨脹性特點如下:
①當壓力不變時,氣體的溫度與體積成正比,即溫度越高,體積越大。通常氣體的相對密度隨溫度的升高而減小,體積卻隨溫度的升高而增大;
②當溫度不變時,氣體的體積與壓力成反比,即壓力越大,體積越小。如對100L、質(zhì)量一定的氣體加壓至1013.25kPa時,其體積可以縮小到10L。這一特性說明,氣體在一定壓力下可以壓縮,甚至可以壓縮成液態(tài)。所以,氣體通常都是經(jīng)壓縮后存于鋼瓶中的;
③在體積不變時,氣體的溫度與壓力成正比,即溫度越高,壓力越大。這就是說,當儲存在固定容積容器內(nèi)的氣體被加熱時,溫度越高,其膨脹后形成的壓力就越大。如果盛裝壓縮或液化氣體的容器(鋼瓶)在儲運過程中受到高溫、暴曬等熱源作用時,容器、鋼瓶內(nèi)的氣體就會急劇膨脹,產(chǎn)生比原來更大的壓力。當壓力超過了容器的耐壓強度時,就會引起容器的膨脹,甚至爆裂,造成傷亡事故。因此,在儲存、運輸和使用壓縮氣體和液化氣體的過程中,一定要注意防火、防曬、隔熱等措施;在向容器、氣瓶內(nèi)充裝時,要注意極限溫度和壓力,嚴格控制充裝量,防止超裝、超溫、超壓。表1-5-3列出了各組分液化石油氣在不同溫度下的飽和蒸氣壓,可從中看出溫度的影響程度。
表1-5-3? 各組分液化石油氣在不同溫度下的飽和蒸氣壓?? 單位:Mpa
氣體組分溫度/℃ | 丙烷 | 丙烯 | 正丁烷 | 異丁烷 | 正丁烯 | 異丁烯 | 25%丁烷 | 50%丁烷 | 75%丁烷 |
75%丙烷 | 50%丙烷 | 25%丙烷 |
-50 | 0.08 | 0.09 | 0.010 | 0.017 | 0.009 | ? | 0.062 | 0.045 | 0.027 |
-40 | 0.12 | 0.14 | 0.18 | 0.027 | 0.017 | ? | 0.094 | 0.069 | 0.043 |
-30 | 0.18 | 0.20 | 0.028 | 0.044 | 0.027 | 0.044 | 0.142 | 0.104 | 0.066 |
-20 | 0.27 | 0.30 | 0.045 | 0.069 | 0.041 | 0.069 | 0.213 | 0.157 | 0.101 |
-10 | 0.37 | 0.41 | 0.068 | 0.102 | 0.064 | 0.102 | 0.295 | 0.219 | 0.143 |
O | 0.47 | 0.59 | 0.103 | 0.106 | 0.130 | 0.160 | 0.384 | 0.288 | 0.192 |
10 | 0.64 | 0.76 | 0.150 | 0.230 | 0.140 | 0.230 | 0.517 | 0.395 | 0.272 |
20 | 0.80 | 0.98 | 0.200 | 0.295 | 0.250 | 0.320 | 0.690 | 0.530 | 0.370 |
30 | 1.10 | 1.33 | 0.290 | 0.420 | 0.270 | 0.420 | 0.900 | 0.695 | 0.492 |
40 | 1.43 | 1.70 | 0.390 | 0.550 | 0.360 | ? | 0.170 | 0.910 | 0.650 |
50 | 1.80 | 2.10 | 0.510 | 0.710 | 0.480 | 0.710 | 1.475 | 1.155 | 0.832 |
(四)帶電性
從靜電產(chǎn)生的原理可知,任何物體的摩擦都會產(chǎn)生靜電,氫氣、乙烯、乙炔、天然氣、液化石油氣等從管口或破損處高速噴出時也同樣能產(chǎn)生靜電。其主要原因是氣體本身劇烈運動造成分子間的相互摩擦,氣體中含有固體顆?;蛞后w雜質(zhì)在壓力下高速噴出時與噴嘴產(chǎn)生的摩擦等。影響壓氣體靜電荷產(chǎn)生的主要因素有:
(1)雜質(zhì)。氣體中所含的液體或固體雜質(zhì)越多,多數(shù)情況下產(chǎn)生的靜電荷也越多。
(2)流速。氣體的流速越快,產(chǎn)生的靜電荷也越多。
據(jù)實驗,液化石油氣噴出時,產(chǎn)生的靜電電壓可達9000V,其放電火花足以引起燃燒。因此,壓力容器內(nèi)的可燃氣體,在容器、管道破損時或放空速度過快時,都易因靜電引起著火或爆炸事故。帶電性是評定可燃氣體火災危險性的參數(shù)之一,掌握了可燃氣體的帶電性,可采取設(shè)備接地、控制流速等相應的防范措施。
(五)腐蝕性、毒害性
1.腐蝕性
這里所說的腐蝕性主要是指一些含氫、硫元素的氣體具有腐蝕性。如硫化氫、硫氧化碳、氨、氫等,都能腐蝕設(shè)備,削弱設(shè)備的耐壓強度,嚴重時可導致設(shè)備系統(tǒng)裂隙、漏氣,引起火災等事故。目前危險性最大的是氫,氫在高壓下能滲透到碳素中去,使金屬容器發(fā)生"氫脆"。因此,對盛裝這類氣體的容器,要采取一定的防腐措施。如用高壓合金鋼并含鉻、鉬等一定量的稀有金屬制造材料,定期檢驗其耐壓強度等。
2.毒害性
一氧化碳、硫化氫、二甲胺、氨、澳甲烷、二硼烷、二氯硅烷、鍺烷、三氟氯乙烯等氣體,除具有易燃易爆性外,還有相當?shù)亩竞π?,因此,在處理或撲救此類有毒氣體火災時,應特別注意防止中毒。