Концентрационные пределы воспламеняемости и взрываемости метана. Факторы, влияющие на интенсивность воспламеняемости и взрываемости. Предел взрываемости природного газа. Физические свойства газа Парциальное давление, МПа

Газовоздушные смеси могут воспламеняться (взрываться) только тогда, когда содержание газа в смеси находится в определенных (для каждого газа) пределах. В связи с этим различаютнижний и верхний концентрационные пределы воспламеняемости. Нижний предел соответствует минимальному, а верхний — максимальному количеству газа в смеси, при котором происходят их воспламенение (при зажигании) и самопроизвольное (без притока тепла извне) распространение пламени (самовоспламенение). Эти же пределы соответствуют и условиям взрываемости газовоздушных смесей.

Таблица 8.8 . Степень диссоциации водяного пара H2O и диоксида углерода CO2 в зависимости от парциального давления

Если содержание газа в газовоздушной смеси меньше нижнего предела воспламеняемости, такая смесь гореть и взрываться не может, поскольку выделяющейся вблизи источника зажигания теплоты для подогрева смеси до температуры воспламенения недостаточно. Если содержание газа в смеси находится между нижним и верхним пределами воспламеняемости, подожженная смесь воспламеняется и горит как вблизи источника зажигания, так и при удалении его. Такая смесь является взрывоопасной.

Чем шире будет диапазон пределов воспламеняемости (называемых также пределами взрываемости) и ниже нижний предел, тем более взрывоопасен газ. И наконец, если содержание газа в смеси превышает верхний предел воспламеняемости, то количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Существование пределов воспламеняемости вызывается тепловыми потерями при горении. При разбавлении горючей смеси воздухом, кислородом или газом тепловые потери возрастают, скорость распространения пламени уменьшается, и горение прекращается после удаления источника зажигания.

Пределы воспламеняемости для распространенных газов в смесях с воздухом и кислородом приведены в табл. 8.11-8.9. С увеличением температуры смеси пределы воспламеняемости расширяются, а при температуре, превышающей температуру самовоспламенения, смеси газа с воздухом или кислородом горят при любом объемном соотношении.

Пределы воспламеняемости зависят не только от видов горючих газов, но и от условий проведения экспериментов (вместимости сосуда, тепловой мощности источника зажигания, температуры смеси, распространения пламени вверх, вниз, горизонтально и др.). Этим объясняются отличающиеся друг от друга значения этих пределов в различных литературных источниках. В табл. 8.11-8.12 приведены сравнительно достоверные данные, полученные при комнатной температуре и атмосферном давлении при распространении пламени снизу вверх в трубке диаметром 50 мм и более. При распространении пламени сверху вниз или горизонтально нижние пределы несколько возрастают, а верхние снижаются. Пределы воспламеняемости сложных горючих газов, не содержащих балластных примесей, определяются по правилу аддитивности:

L г = (r 1 + r 2 + … + r n)/(r 1 /l1 + r2 /l2 + … + rn/ln) (8.17)

где L г — нижний или верхний предел воспламеняемости сложного газа (8.17)

где 12 — нижний или верхний предел воспламеняемости сложного газа в газовоздушной или газокислородной смеси, об. %; r, r2 ,..., rn — содержание отдельных компонентов в сложном газе, об. %; r, + r2 + ... + rn = 100%; l, l2 ,..., ln — нижние или верхние пределы воспламеняемости отдельных компонентов в газовоздушной или газокислородной смеси по данным табл. 8.11 или 8.12, об. %.

При наличии в газе балластных примесей пределы воспламеняемости могут быть определены по формуле:

L6 = LJ 1 + Б/(1 - Б);00]/ (8.18)

где Lg — верхний и нижний пределы воспламеняемости смеси с балластными примесями, об. %; L2 — верхний и нижний пределы воспламеняемости горючей смеси, об. %; Б — количество балластных примесей, доли единицы.

Таблица 8.11. Пределы воспламеняемости газов в смеси с воздухом (при t = 20°C и p = 101,3 кПа)

Таблица 8.12. Пределы воспламеняемости газов в смеси с кислородом (при t = 20ºC и p =

При расчетах часто необходимо знать коэффициент избытка воздуха а при разных пределах воспламеняемости (см. табл. 8.11), а также давление, возникающее при взрыве газовоздушной смеси. Коэффициент избытка воздуха, соответствующий верхнему или нижнему пределам воспламеняемости, можно определить по формуле

α = (100/L - 1) (1/VT) (8.19)

Давление, возникающее при взрыве газовоздушных смесей, можно определить с достаточным приближением по следующим формулам: для стехиометрического соотношения простого газа с воздухом:

Р вз = Рн(1 + β tк) (m/n) (8.20)

для любого соотношения сложного газа с воздухом:

Рвз = Рн(1 + βtк) Vвлпс /(1 + αV m) (8.21)

где Р вз — давление, возникающее при взрыве, МПа; рн — начальное давление (до взрыва), МПа; в — коэффициент объемного расширения газов, численно равный коэффициенту давления (1/273); tK — калориметрическая температура горения, °С; т — число молей после взрыва, определяемое по реакции горения газа в воздухе; п — число молей до взрыва, участвующих в реакции горения; V mn ,. — объем влажных продуктов сгорания на 1 м 3 газа, м 3 ; V„, — теоретический расход воздуха, м 3 /м 3 .

Давления взрыва, приведенные в табл. 8.13 или определенные по формулам, могут возникнуть только в том случае, если происходит полное сгорание газа внутри емкости и ее стенки рассчитаны на эти давления. В противном случае они ограничены прочностью стенок или их наиболее легко разрушающихся частей — импульсы давления распространяются по невоспламененному объему смеси со скоростью звука и достигают ограждения гораздо быстрее, чем фронт пламени.

Эта особенность — различие скоростей распространения пламени и импульсов давления (ударной волны) — широко используется на практике для защиты газовых устройств и помещений от разрушения при взрыве. Для этого в проемах стен и перекрытий устанавливаются легко открывающиеся или разрушающиеся фрамуги, рамы, панели, клапаны и т.д. Возникающее при взрыве давление зависит от особенностей конструкции устройств защиты и коэффициента сброса kc6, представляющего собой отношение площади защитных устройств к объему помещения.

Пределы взрываемости газовоздушных смесей

Исключение образования взрывоопасных газовоздушных концентраций, а также появление источников воспламенения этой смеси (пламени, искр) всегда является основной задачей обслуживающего персонала компрессорных станций. При взрыве газовоздушной смеси резко повышается давление в зоне взрыва, приводящее к разрушению строительных конструкций, а скорость распространения пламени достигает сотни метров в секунду. Например, температура самовоспламенения метановоздушной смеси находится на уровне 700 °С, а метан является основным компонентом природного газа. Его содержание в газовых месторождениях колеблется в диапазоне 92-98%.

При взрыве газовоздушной смеси, находящейся под давлением 0,1 МПа, развивается давление около 0,80 МПа. Газовоздушная смесь взрывается, если в ней содержится 5-15 % метана; 2-10 % пропана; 2-9 % бутана и т.д. При повышении давления газовоздушной смеси пределы взрываемости сужаются. Следует отметить, что примесь кислорода в газе увеличивает опасность взрыва.

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 °С и давлении 0,1 МПа приведены в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Пределы и интервал взрываемости газов в смеси с воздухом при температуре 20 °с и давлении 0,1 мПа

1.2. Законы идеальных газов. Области их применения

Идеальными газами принято считать газы, подчиняющиеся уравнению Клапейрона (). Одновременно под идеальными подразумеваются газы, в которых отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия, а объем самих молекул равен нулю. В настоящее время можно утверждать, что ни один из реальных газов не подчиняется этим газовым законам. Тем не менее эти специфические газовые законы достаточно широко используются в технических расчетах. Эти законы просты и достаточно хорошо характеризуют поведение реальных газов при невысоких давлениях и не очень низких температурах, вдали от областей насыщения и критических точек вещества. Наибольшее практическое распространение получили законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро и на их основе полученное уравнение Клапейрона-Менделеева.

Закон Бойля-Мариотга утверждает, что при постоянной температуре (= const) произведение абсолютного давления и удельного объема идеального газа сохраняет постоянную величину (
= const), т.е. произведение абсолютного давления и удельного объема зависит только от температуры. Откуда при = const имеем:

. (1.27)

Закон Гей-Люссака утверждает, что при постоянном давлении (= const) объем идеального газа изменяется прямо пропорционально повышению температуры:

, (1.28)

где - удельный объем газа при температуре °С и давлении
- удельный объем газа при температуре = 0 °С и том же давлении ; - температурный коэффициент объемного расширения идеальных газов при 0 °С, сохраняющий одно и то же значение при всех давлениях и одинаковый для всех идеальных газов:

. (1.29)

Таким образом, содержание закона Гей-Люссака сводится к следующему утверждению: объемное расширение идеальных газов при изменении температуры и при = const имеет линейный характер, а температурный коэффициент объемного расширения является универсальной постоянной идеальных газов.

Сопоставление законов Бойля-Мариотта и Гей-Люссака приводит к уравнению состояния идеальных газов:

, (1.30)

где - удельный объем газа; - абсолютное давление газа; - удельная газовая постоянная идеального газа; - абсолютная температура идеального газа:

. (1.31)

Физический смысл удельной газовой постоянной - это удельная работа в процессе = const при изменении температуры на один градус.

Закон Авогадро утверждает, что объем одного моля идеального газа не зависит от природы газа и вполне определяется давлением и температурой вещества (
). На этом основании утверждается, что объемы молей разных газов, взятых при одинаковых давлениях и температурах, равны между собой. Если - удельный объем газа, а - мольная масса, то объем моля (мольный объем) равен
. При равных давлениях и температурах для разных газов имеем:

Так как удельный мольный объем газа зависит в общем случае только от давления и температуры, то произведение
в уравнении (1.32) - есть величина одинаковая для всех газов и поэтому называется универсальной газовой постоянной:

, Дж/кмоль·К. (1.33)

Из уравнения (1.33) следует, что удельные газовые постоянные отдельных газов определяются через их мольные массы. Например, для азота (
) удельная газовая постоянная будет

= 8314/28 = 297 Дж/(кг·К). (1.34)

Для кг газа с учетом того, что
, уравнение Клапейрона записывается в виде:

, (1.35)

где - количество вещества в молях
. Для 1 кмоля газа:

. (1.36)

Последнее уравнение, полученное русским ученым Д.И. Менделеевым, часто называют уравнением Клапейрона-Менделеева.

Значение мольного объема идеальных газов в нормальных физических условиях (= 0 °С и = 101,1 кПа) составит:

= 22,4 м/кмоль. (1.37)

Уравнение состояния реальных газов часто записывают на основе уравнения Клапейрона с введением в него поправки , учитывающей отклонение реального газа от идеального

, (1.38)

где - коэффициент сжимаемости, определяемый по специальным номограммам или из соответствующих таблиц. На рис. 1.1 приведена номограмма для определения численных значений величины природного газа в зависимости от давления , относительной плотности газа по воздуху и его температуры . В научной литературе коэффициент сжимаемости обычно определяется в зависимости от так называемых приведенных параметров (давление и температура) газа:

;
, (1.39)

где , и
- соответственно приведенное, абсолютное и критическое давление газа; , и - соответственно приведенная, абсолютная и критическая температура газа.

Рис. 1.1. Номограмма расчёта в зависимости от , ,

Критическим давлением называется такое давление, при котором и выше которого никаким повышением температуры жидкость уже не может быть превращена в пар.

Критической температурой называется такая температура, при которой и выше которой ни при каком повышении давления нельзя сконденсировать пар.

Численные значения критических параметров для некоторых газов приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Известно, что существует некоторое предельное значение концентрации воспламеняющихся веществ в окружающей атмосфере, которое называют нижним пределом взрываемости (НПВ). Если концентрация воспламеняющихся компонентов в воздухе ниже НПВ, то возгорание не возможно: смесь не является воспламеняющейся. Однако значения НПВ, которые даются в справочной литературе, определены, как правило, для нормальной температуры 20 °С. Можно ли при проектировании систем контроля загазованности для работы в среде с высокой температурой исходить из того, что метан, пропан и другие горючие газы сохраняют известные нам значения НПВ, при температуре, например, 150 °С?

Нет, нельзя. Ведь с увеличением температуры значения НПВ горючих газов понижаются.

Давайте выясним, что реально означает концентрация НПВ: это минимальная концентрация воспламеняющихся веществ в воздухе при температуре окружающей среды, достаточная для того, чтобы инициировать самостоятельно поддерживаемое горение. Вся необходимая для поддержания горения энергия выделяется в процессе реакции окисления (теплота сгорания). При концентрации вещества ниже уровня НПВ энергии недостаточно для поддержания горения. Мы можем утверждать, что теплота сгорания необходима для разогрева газовой смеси от температуры окружающего воздуха до температуры пламени. Однако при высокой температуре окружающей среды для нагревания газовой смеси до температуры пламени потребуется меньше энергии, или другими словами, чтобы получить самостоятельно поддерживаемое горение, вам потребуется меньшее количество воспламеняющихся веществ. То есть при повышении температуры НПВ понижается.

Для большинства углеводородов установлено, что НПВ снижается со скоростью 0.14 % НПВ на градус. В это значение скорости уже включен запас надежности (равный 2) для получения температурной зависимости, действительной для всех горючих газов и паров.

Таким образом, при температуре окружающего воздуха t можно вычислить НПВ по следующей ориентировочной формуле:

НПВ(t) = НПВ(20°C)*(1 – 0.0014*(t – 20))

Естественно данную формулу можно применять только для температур ниже температуры воспламенения данного газа.

НПВ метана при нормальной температуре (20 °C) составляет 4,4 % об.д.
При температуре 150 °C НПВ метана будет равно:

НПВ(150 °C) = 4,4*(1 – 0.0014*(150 – 20)) = 4,4*(1 – 0.0014*130) = 4,4*(1-0.182) = 3,6 % об.д.

Зависимость нижнего предела взрываемости горючих газов от температуры

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Охрана труда в условиях повышенной опасности
Газовое хозяйство. Эксплуатация газового оборудования

Эксплуатация газового оборудования

В промышленности наряду с применением искусственных газов все более широко используется природный газ. В чистом виде он не имеет цвета и запаха, однако после одоризации газ приобретает запах тухлых яиц, по которому определяют его наличие в воздухе.

Этот газ, как и многие его аналоги, состоит ms следующих компонентов: метан - 90%, азот - 5%, кислород - 0,2%, тяжелые углеводороды - 4,5%, углекислый газ - 0,3%.

Если образовывается смесь воздуха с газом в количестве не менее определенного минимума, то газ может взорваться. Этот минимум называется нижним пределом взрываемости и равен 5% содержания газа в воздухе.

Когда содержание газа в этой смеси превысит максимальное количество, смесь становится невзрывоопасной. Этот максимум называется. верхним пределом взрываемости и равен 15% содержания газа в воздухе. Смеси с содержанием газа, лежащим в указанных пределах от 5 до 15%, при наличии различных источников воспламенения (открытого огня, искр, раскаленных предметов или при нагреве этой смеси до температуры самовоспламенения) ведут к взрыву.

Температура воспламенения природного газа - 700 0 С. Эта температура значительно понижается за счет каталитического действия некоторых материалов и нагретых поверхностей (водяные пары, водород, отложения сажистого углерода, горячая шамотная поверхность и пр.). Поэтому для предотвращения взрывов необходимо, во-первых, не допускать образования смеси воздуха с газами, т. е. обеспечивать надежную герметизацию всех газовых устройств и поддерживать в них положительное давление. Во-вторых, не допускать соприкосновения газа с каким-либо источником воспламенения.

В результате неполного сгорания природного газа образовывается окись углерода СО, которая действует отравляюще на человеческий организм. Допустимое содержание окиси углерода в атмосфере производственных помещений не должно превышать 0,03. мг/л.

Каждый работник газового хозяйства предприятия обязан пройти специальное обучение и аттестацию, знать эксплуатационные инструкции для своего рабочего места на предприятии. На все газоопасные места и газоопасные работы составляется перечень, согласованный с начальником газового хозяйства завода, отделом техники безопасности, который утверждается главным инженером и вывешивается на рабочих местах.

В газовом хозяйстве успех, безаварийность и безопасность работы обеспечиваются доскональным знанием дела, высокой организацией труда и дисциплиной. Никакие работы, не предусмотренные должностной инструкцией, без указания или разрешения руководителя и необходимой подготовки вестись не могут. Работники газового хозяйства во всех случаях не должны отлучаться с рабочих мест без ведома и разрешения своего мастера. Они обязаны оперативно, незамедлительно докладывать мастеру о любых замечаниях, даже самых незначительных неисправностях.

В помещении котельной и других работающих на газе агрегатов должны вывешиваться:

1. Инструкция, определяющая обязанности и действия персонала как в условиях нормальной работы, так и в аварийных ситуациях.
2. Список операторов с указанием номеров и сроков действия их удостоверений на право работы и график выхода на работу.
3. Копия приказа или выписка из него о назначении лица, ответственного за газовое хозяйство, его служебный и домашний номера телефонов.

У агрегата в служебноМ помещении находятся журналы: вахтенный, профилактических ремонтов и осмотров, записей результатов контроля.

Как показжа практика, большинство аварий и несчастных случаев на газоотапливаемых агрегатах связаны с нарушением Правил, инструкций,и порядка подготовки к включению агрегатов и зажиганию горелок.

Перед каждым пуском в работу котлов, печей и других агрегатов их топки необходимо проветривать. Длительность этой операции определяется местной инструкцией и принимается в зависимости от объема топки и длины дымоходов.

Дымосос и вентилятор для подачи воздуха в горелкивключается при проветривании топок и дымоходов. До этого следует, вращая ротор дымососа вручную, убедиться, что он не задевает корпус и не может вызвать искрение при ударах. Ответственной работой перед пуском газа является также продувка газопроводов. До начала продувки следует убедиться в том, что в зоне выброса газа из продувочной свечи отсутствуют люди, нет световых фонарей и не ‘ведутся никакие работы, связанные с открытым огнем.

Окончание продувки определяется анализом газа, выходящего из продувочного газопровода, в котором содержание кислорода не должно превышать 1%.

Перед зажиганием горелок следует проверить:

1. Наличие достаточного давления газа в газопроводе перед котлом или другим агрегатом.
2. Давление воздуха при подаче его от дутьевых устройств.
3. Наличие разрежения в топке или борове (до шибера).

При необходимости надо отрегулировать тягу.

Устройство, отключающее подачу газа перед горелкой, следует открывать плавно и только после того, как к ней поднесли запальник или факел. При этом лицу, выполняющему эту работу, в момент зажигания газа следует находиться сбоку от газогорелочного устройства. При зажигании газа на горелке следует подавать в топку самое небольшое количество воздуха, при поступлении которого обеспечивалось бы полное сгорание газа. Таки же разжигаются и другие горелки. Если же во время зажигания, регулирования или работы пламя погасло или произошел его отрыв, проскок, необходимо немедленно перекрыть газ, провентилировать топку и снова разжечь в указанном выше порядке.

Нарушение этого требования - одна из основных причин несчастных случаев.

Запрещается эксплуатировать газоетапливаемые агрегаты в случае каких-либо неисправностей, отсутствия тяги, а также оставлять без присмотра агрегаты, включенные н работу.

Аварийное выключение агрегатов, работающих на газовом топливе, производится немедленно в случаях прекращения подачи газа; при остановке дутьевых вентиляторов; при опасноЙ утечке газа в помещение; при угрозе пожара или его возникновении.

Во время подготовки ремонтов руководитель, ответственный за их проведение, намечает план с учетом осуществления всех мер, гарантирующих безопасность людей. План должен содержать: схему ремонтируемого объекта с нанесением мест проведения ремонтных работ и указанием их объема; перечень механизмов, приспособлений и инструментов, разрешенных к использованию для ремонтных работ; пофамильный список и расстановку рабочих, допускаемых к ремонтным работам; полный перечень мероприятий по обеспечению безопасного проведения работ, согласованный с газоспасательной станцией, и отметку об их выполнении. План проведения ремонтов в каждом отдельном случае должен быть подписан начальником цеха, ответственным лицом по ремонту и согласован с начальником газового хозяйства.

Руководитель ремонта, кроме того, инструктирует персонал и контролирует выполнение Правил в ходе подготовки и проведения ремонтных работ.

При ремонтах можно использовать только переносное электроосвещение с напряжением не выше 12 - 24 В и во взрывобезопасном исполнении. Работы, связанные с пребыванием людей на высоте, должны вестись с помощью надежных лестниц, площадок, подмостей, а также с использованием, при необходимости, предохранительных поясов (места захвата поясами указываются руководителем ремонта). После окончания ремонта надо незамедлительно убрать обтирочные и горючие материалы, их следы. Затем вынуть заглушки, продуть газом газопровод и проверить на герметичность.все места соединений, настроить и отрегулировать на заданный режим оборудование.

Охрана труда и БЖД

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Воспламенение предел

Пределы воспламенения значительно изменяются при добавлении некоторых веществ, способных оказывать влияние на развитие цепных предпламенных реакций. Известны вещества как расширяющие, так и сужающие пределы воспламенения.[ . ]

На пределы воспламенения оказывают влияние химический состав горючего и окислителя, температура, давление и турбулентность среды, концентрация и вид присадок или инертных разбавителей, мощность источника зажигания при принудительном воспламенении. Влияние вида горючего на пределы воспламенения показано в таблице 3.4.[ . ]

Высшим пределом называется такая концентрация паров горючего в смеси, при повышении которой воспламенение горючей смеси не протекает.[ . ]

Температура воспламенения, температура вспышки, а также температурные пределы воспламенения относятся к показателям пожарной опасности. В табл. 22.1 представлены эти показатели для некоторых технических продуктов.[ . ]

Чем шире зона воспламенения и чем ниже лежит нижний концентрационный предел воспламенения, тем более опасен фумигант при хранении и применении. .[ . ]

Температура его воспламенения 290° С. Нижний и верхний пределы взрывоопасной концентрации сероводорода в воздухе соответственно 4 и 45,5 об. %. Сероводород тяжелее воздуха, относительная плотность его 1,17. При проявлениях сероводорода возможны взрывы и пожары, которые могут распространиться на огромную территорию и стать причиной многочисленных жертв и больших убытков. Присутствие сероводорода приводит к опасному разрушению бурильного инструмента и бурового оборудования и вызывает их интенсивное коррозионное растрескивание, а также коррозию цементного камня. Весьма агрессивен сероводород к глинистым буровым растворам в пластовых водах и газах.[ . ]

Период задержки воспламенения дизельного топлива оценивается цетановым числом. Цетановым числом дизельного топлива называется процентное (по объему) содержание цетана (н. гексадекана) смеси с (-метилнафталином, которая равноценна испытуемому топливу в отношении жесткости работы двигателя. Це-тан-углеводород с наименьшим, а а-метилнафталин-углеводород с наибольшим, принимаемыми за эталон пределами задержки воспламенения топлива (соответственно 100 и 0 единиц). Смеси цетана с а-метилнафталином в различных соотношениях обладают разной воспламеняемостью.[ . ]

Наиболее широкими пределами воспламенения обладают водород и ацетилен. Углеводородные смеси различного состава имеют близкие пределы воспламенения.[ . ]

Испытания двигателя с воспламенением тонкосфокусированным лазерным лучом, генерирующим плазменные ядра, показали, что в этом случае нарастание давления в камере сгорания происходит более интенсивно, расширяются пределы воспламенения, улучшаются мощностные, экономические показатели работы двигателя.[ . ]

Значения температурных пределов воспламенения веществ используют при расчете пожаро- и взрывобезопасных режимов работы технологического оборудования, при оценке аварийных ситуаций, связанных с разливом горючих жидкостей, а также для расета концентрационных пределов воспламенения.[ . ]

Нижний концентрационный предел воспламенения - минимальная концентрация паров фумиганта в воздухе, при которой парь, воспламеняются от открытого пламени или от электрический искры.[ . ]

Расширение концентрационных пределов воспламенения создает предпосылки для обеспечения устойчивой работы двигателя на обедненных смесях.[ . ]

Однако нельзя упускать из виду, что пределы воспламенения определяются в статических условиях, т. е. в неподвижной среде. Вследствие этого они1 не характеризуют устойчивость горения в потоке и не отражают стабилизирующую способность горелки. Другими словами, один и тот же сильно забалластированный газ можно с успехом сжигать в газогорелочном устройстве, хорошо стабилизирующем горени’е, тогда как в другой горелке такая попытка может оказаться безуспешной. .[ . ]

С увеличением турбулизации горючей смеси пределы воспламенения расширяются, если характеристики турбулентности таковы, что они интенсифицируют процессы передачи тепла и активных продуктов в зоне реакции. Пределы воспламенения могут сужаться, если турбулизация смеси, благодаря интенсивному отводу тепла и активных продуктов из зоны реакции, вызывает охлаждение и уменьшение скорости химических превращений.[ . ]

С уменьшением молекулярного веса углеводородов пределы воспламенения расширяются.[ . ]

Кроме концентрационных различают и температурные пределы (нижний и верхний) воспламенения, под которыми понимают такие температуры вещества или материала, при которых его насыщенные горючие пары образуют в окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему и верхнему концентрационным пределам распространения пламени.[ . ]

Разлив нефти в результате разрушения резервуара (ов), без воспламенения нефти. Представляет наименьшую опасность для природной среды и персонала, если нефть не растекается за пределы обвалования. При прорыве обвалования в результате гидродинамического воздействия вытекающей нефти возможно загрязнение основных компонентов окружающей среды в значительных масштабах.[ . ]

Вторым условием является существование концентрационных пределов, вне которых ни воспламенение, ни распространение зоны горения при данном давлении невозможно.[ . ]

Различают верхний (высший) и нижний (низший) концентрационные пределы воспламенения.[ . ]

Химические свойства. Температура вспышки (в открытой чашке) 0°; пределы воспламенения в воздухе-3-17 об. %.[ . ]

При сгорании в двигателях с искровым зажиганием концентрационные пределы воспламенения смеси не совпадают с указанными пределами начала образования сажи. Поэтому содержание сажи в ОГ двигателей с искровым зажиганием незначительно.[ . ]

Многообразие веществ и материалов предопределило различные концентрационные пределы распространения пламени. Существуют такие понятия как нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени (воспламенения) - это соответственно минимальное и максимальное содержание горючего в смеси «горючее вещество - окислительная среда», при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания. Интервал концентраций между нижним и верхним пределами называется областью распространения пламени (воспламенения).[ . ]

Повышение начальной температуры и давления горючей смеси приводит к расширению пределов воспламенения, что объясняется увеличением скорости реакций предпламенных превращений.[ . ]

С увеличением теплоёмкости, теплопроводности и концентрации инертных разбавителей пределы воспламенения расширяются.[ . ]

Воспламеняемость паров (или газов) характеризуется нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения и концентрационной зоной воспламенения.[ . ]

Уровень измеренных температур по оси и периферии амбразуры (рис. 6-15, б) меньше температуры воспламенения смеси природного газа с воздухом, равной 630-680 °С, и лишь на выходе из амбразуры, в ее коническом срезе, температура достигает 680-700 °С, т. е. здесь располагается зона воспламенения. Значительный рост температуры наблюдается за пределами амбразуры на расстоянии (1,0-г-1,6) Вгун.[ . ]

Пожарная опасность при работах по газации значительно повышается, когда норма расхода фумиганта на 1 м3 находится в пределах концентрационной зоны воспламенения.[ . ]

На рис. 2.21 приведены максимальные значения давления при взрыве массы Мг = 15 т перегретого бензина. При этом скорость пламени изменялась в пределах: 103,4-158,0 м/с, что соответствует минимальной и максимальной загроможденное™ пространства в месте воспламенения смеси. Взрыв такого количества перегретого бензина (1-й тип аварии по сценарию А) возможен при холодном разрушении резервуаров К-101 или К-102. Частота подобного события составляет 1,3 10 7 год-1, поэтому оно маловероятно.[ . ]

Недостатком рассмотренного процесса является дальнобойный факел распыла пастообразных осадков при малом угле раскрытия, что приводит к проскоку несгоревших частиц за пределы циклонного реактора и требует сооружения дожигательной камеры. Кроме того, продукты горения органической части осадков не участвуют в процессе начальной тепловой обработки - подсушке и прогреве до температуры воспламенения; для этого расходуется дополнительное топливо, а температура отходящих газов превышает необходимую для полного окисления органических веществ.[ . ]

Как правило, органические растворители огнеопасны, их пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси. Степень огнеопасности растворителей Характеризуют температурой вспышки и пределами воспламенения. Во избежание взрыва необходимо поддерживать концентрацию паров растворителей в воздухе ниже нижнего предела воспламенения.[ . ]

Горючие газы, пары легковоспламеняющихся жидкостей и горючая пыль при определенных условиях образуют взрывоопасные смеси с воздухом. Разграничивают нижний и верхний концентрационные пределы взрываемости, вне которых смеси не являются взрывоопасными. Эти пределы изменяются в зависимости от мощности и характеристики источника воспламенения, температуры и давления смеси, скорости распространения пламени, содержания инертных веществ.[ . ]

Горение прекращается при выполнении одного из следующих условий: ликвидации горючего вещества из зоны горения или снижения его концентрации; снижения процентного содержания кислорода в зоне горения до пределов, при которых горение невозможно; понижения температуры горючей смеси до температуры ниже температуры воспламенения.[ . ]

Кроме того, при образовании огненных шаров или сгорании дрейфующих газовых облаков возможны гибель всех людей, находящихся на территории объекта (до 4 человек, работающих в смене), а также поражение людей за пределами АГЗС. Причем число пострадавших при попадании в зону поражения автодороги в первую очередь будет зависеть от интенсивности движения. Люди, передвигающиеся по автомобильной дороге, могут пострадать лишь при возникновении огненного шара или воспламенении дрейфующего облака. Причем при горении облака поражение в районе дорог возможно при условии, что оно воспламенилось не на пути дрейфа, а при попадании в него транспортных средств. Также на показатели риска существенным образом влияет профессиональная и противоаварийная подготовка персонала.[ . ]

Пыли многих твердых горючих веществ, взвешенные в воздухе, образуют с ним воспламеняющиеся смеси. Минимальную концентрацию пыли в воздухе, при которой происходит ее загорание, называют нижним концентрационным пределом воспламенения пыли. Понятие верхнего концентрационного предела воспламенения для пыли не применяется, так как невозможно создавать очень большие концентрации пыли во взвешенном состоянии. Сведения о нижнем концентрационном пределе воспламенения (НКПВ) некоторых пылей представлены в табл. 22.2.[ . ]

На некоторых нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях количество сбрасываемых газов иногда может достигать 10 000- 15 000 м3/ч. Примем, что в течение пяти минут будет сброшено 1000. м3 газов, у которых нижний концентрационный предел воспламенения составляет около 2% (об.) (что соответствует характеристике взрывоопасности большинства газов нефтеперерабатывающих и нефтехимических процессов). Такое количество газа, смешиваясь с окружающим воздухом, может через короткий промежуток времени создать взрывоопасную среду объемом около 50000 м3. Если предположить, что взрывоопасное облако расположится так, что его средняя высота составит около 10 м, то площадь облака составит 5000 м2 или покроет около 0,5 га поверхности. Весьма вероятно, что на такой площади может оказаться какой-либо источник зажигания и тогда на этой огромной территории произойдет мощный взрыв. Такие случаи бывали. Поэтому, чтобы предотвратить взрыв, нужно все выбросы собирать, не давая им распространяться в атмосфере и либо утилизировать, либо сжигать.[ . ]

На универсин “В” разработаны технические условия. По заключениям о пожарных и токсичных свойствах универсин “В” относится к продуктам IV класса и считается малоопасным и малотоксичным соединением. Это горючее вещество, имеющее температуру воспламенения 209 °С и температуру самовоспламенения 303 °С. Температурные пределы взрывае-мости паров: нижний 100 °С, верхний 180 °С. Основные физические свойства универсина “В” приведены ниже.[ . ]

Оценим пожарную опасность (пожароопасность) различных веществ и материалов, учитывая их агрегатное состояние (твердое, жидкое или газообразное). Основные показатели пожарной опасности - температура самовоспламенения и концентрационные пределы воспламенения.[ . ]

Отходы из бензинов-растворителей, экстрагентов, петролей-ного эфира, являющихся узкими низкокипящими фракциями прямой перегонки нефти, имеют температуру кипения 30-70 °С, температуру вспышки -17 °С, температуру самовоспламенения 224-350 °С, нижний концентрационный предел воспламенения (НКП) 1,1 %, верхний (ВКП) 5,4%.[ . ]

Конструкция нейтрализатора должна обеспечивать необходимое время пребывания обрабатываемых газов в аппарате при температуре, гарантирующей возможность достижения заданной степени их обезвреживания (нейтрализации). Время пребывания обычно составляет 0,1-0,5 с (иногда до 1 с), рабочая температура в большинстве случаев ориентирована на нижний предел самовоспламенения обезвреживаемых газовых смесей и превосходит температуру воспламенения (табл. 1,7) на 100-150 °С.[ . ]

Из существующих аппаратов газоочистки основными для конвертерного производства являются трубы Вентури, электростатические фильтры и тканевые (рукавные) фильтры. Скрубберы, пенные аппараты и циклоны применяют, как правило, в комбинации с трубами Вентури и электрофильтрами. Содержание горючих компонентов в газах, посту пающих в электрофильтры, должно быть значительно меньше нижнего предела воспламенения соответствующих компонентов. Вследствие этого электрофильтры не могут работать в системе отвода газов без дожигания.[ . ]

Расчеты, проведенные в соответствии с изложенной выше методикой, показали, что в месте разрыва образуется облако газа с высокой концентрацией, которое рассеивается за счет адвективного переноса и турбулентной диффузии в атмосфере. С помощью программы «РИСК» были рассчитаны вероятности превышения двух пороговых значений концентраций: 300 мг/м3 - предельно допустимая концентрация метана в рабочей зоне и 35000 мг/м3 -- нижний предел воспламенения метановоздушной смеси.[ . ]

Вблизи поверхности земли формируется достаточно сложное гравитационное течение, способствующее радиальному распространению и рассеиванию паров СПГ. В качестве иллюстрации результатов численных расчетов рассеивания метановоздушного облака на рис. 5 представлена эволюция парового облака для наиболее неблагоприятных условий рассеивания (устойчивость атмосферы – “Б” по классификации Гиффорда – Пэскуила, скорость ветра – 2 м/с) в виде изоповерхностей концентрации паров СПГ в воздухе. Изображенные контуры соответствуют верхнему пределу воспламенения паров СПГ в воздухе (15% об.), нижнему пределу воспламенения (5% об.) и половине нижнего предела воспламенения (2.5% об.).[ . ]

Фьючерсы на природный газ подорожали во время американской сессии

На Нью-Йоркской товарной бирже фьючерсы на природный газ с поставкой в августе торгуются по цене 2,768 долл. за млн БТЕ, на момент написания данного комментария поднявшись на 0,58%.

Максимумом сессии выступила отметка долл. за млн БТЕ. На момент написания материала природный газ нашел поддержку на уровне 2,736 долл. и сопротивление - на 2,832 долл.

Фьючерс на индекс USD, показывающий отношение доллара США к корзине из шести основных валют, снизился на 0,17% и торгуется на отметке 94,28 долл.

Что касается других товаров, торгующихся на NYMEX, фьючерс на нефть WTI с поставкой в сентябре снизился на 3,95%, достигнув отметки 67,19 долл. за баррель, а фьючерс на мазут с поставкой в августе снизился на 3,19%, дойдя до уровня 2,0654 долл. за галлон.

Последние комментарии по инструменту

Fusion Media не несет никакой ответственности за утрату ваших денег в результате того, что вы положились на информацию, содержащуюся на этом сайте, включая данные, котировки, графики и сигналы форекс. Учитывайте высочайший уровень риска, связанный с инвестированием в финансовые рынки. Операции на международном валютном рынке Форекс содержат в себе высокий уровень риска и подходят не всем инвесторам. Торговля или инвестиции в криптовалюты связаны с потенциальными рисками. Цены на криптовалюты чрезвычайно волатильны и могут изменяться под действием разнообразных финансовых новостей, законодательных решений или политических событий. Торговля криптовалютами подходит не всем инвесторам. Прежде чем начать торговать на международной бирже или любом другом финансовом инструменте, включая криптовалюты, вы должны правильно оценить цели инвестирования, уровень своей экспертизы и допустимый уровень риска. Спекулируйте только теми деньгами, которые Вы можете позволить себе потерять.
Fusion Media напоминает вам, что данные, предоставленные на данном сайте, не обязательно даны в режиме реального времени и могут не являться точными. Все цены на акции, индексы, фьючерсы и криптовалюты носят ориентировочный характер и на них нельзя полагаться при торговле. Таким образом, Fusion Media не несет никакой ответственности за любые убытки, которые вы можете понести в результате использования этих данных. Fusion Media может получать компенсацию от рекламодателей, упоминаемых на страницах издания, основываясь на вашем взаимодействии с рекламой или рекламодателями.
Версия этого документа на английском языке является определяющей и имеет преимущественную силу в том случае, если возникают разночтения между версиями на английском и русском языках.

25 июля 2018 года с 10.00 до 13.00 ГКУ РК “Управление противопожарной службы и гражданской защиты” проведет сбор ртутьсодержащих отходов на территории МОГО “Ухта”

Основная причина гибели детей – безнадзорность со стороны взрослых, в т.ч. во время совместного отдыха родителей с детьми.

16 июля 2018 года сотрудники МУ “Управление по делам ГО и ЧС” провели проверку состояния пожарной безопасности на полигоне ТБО

11 июля 2018 года сотрудники МУ «Управление по делам ГО и ЧС» осуществили выезд на 1, 2, 3 Водненские дачи и СОТ «Труд» с целью проведения профилактических мероприятий по обеспечению мер пожарной безопасности.

11 июля 2017 года сотрудниками МУ «Управление по делам ГО и ЧС» администрации МОГО «Ухта» была осуществлена проверка состояния пожарных водоёмов и пожарно-технического вооружения.

МУ “Управление по делам ГО и ЧС” администрации МОГО “Ухта” рекомендует соблюдать п равила пожарной безопасности на дачных участках

Утверждено постановление администрации МОГО «Ухта» от 29.06.2018 №1453 «Об организации безопасности людей на водных объектах на территории МОГО «Ухта» в летний период 2018 года»

4 июля 2018 года сотрудники МУ «Управление по делам ГО и ЧС» выезжали в СОТ «Урожай», Ярегские дачи, с целью проведения профилактических мероприятий по обеспечению мер пожарной безопасности

Медики советуют не спешить с покупкой ранних арбузов и дынь: часто они “перекормлены” нитратами и стимуляторами роста, что может стать причиной отравления.

В связи с увеличивающимся числом погибших на водоемах Ухтинского и Сосногорского районов, Сосногорский участок ГИМС убедительно просит посещающих водоемы БЫТЬ ВНИМАТЕЛЬНЫМИ И ПРОЯВЛЯТЬ ОСТОРОЖНОСТЬ.

Министерство экономики Республики Коми сообщает, что сайт «Проектное управление в Республике Коми» введен в промышленную эксплуатацию

Ежегодно в России из-за контакта с борщевиком получают ожоги несколько миллионов человек.

МУ “Управление по делам ГО и ЧС” администрации МОГО “Ухта” напоминает родителям о необходимости усиления контроля за детьми в период летних каникул

Напоминает жителям МОГО “Ухта” о правилах поведения на водных объектах в летний период

Перед началом купального сезона и в преддверии летних каникул МУ «Управление по делам ГО и ЧС» администрации МОГО «Ухта» напоминает школьникам о мерах предосторожности и правилах поведения во время купания

Перед началом купального сезона и в преддверии летних каникул МУ «Управление по делам ГО и ЧС» администрации МОГО «Ухта» напоминает родителям о необходимости проведения бесед со своими детьми о правилах поведения на воде

С 15 июня 2018 г. на территории МОГО «Ухта» введен особый противопожарный режим

Сосногорский участок ГИМС МЧС России информирует о том, что с открытием навигации в течение короткого периода, зафиксированы случаи гибели 12 человек на водоемах Республики Коми

ФБУ «Авиалесоохрана» выпустило мобильное приложение «Берегите лес»

Новости 1 – 20 из 181
Начало | Пред. | 1 2 3 4 5 | След. | Конец

Предел взрываемости природного газа

Метан , или «рудничный газ», природный газ без цвета и без запаха. Химическая формула - CH 4 . В ноябре 2011 года метан угольных пластов признан самостоятельным полезным ископаемым и внесен в Общероссийский классификатор полезных ископаемых и подземных вод.

Метан содержится в разных формах (от свободной до связанной) в угле и вмещающих породах и образовался там на стадии углефикации органических останков и метаморфизации углей. В выработки метан выделяется преимущественно из угля (есть месторождения, где относительное метановыделение превышает 45 м³ метана на тонну угля, отмечены также случаи метановыделения порядка 100 м³/т), в основном - в процессе его разрушения (отбойки), реже - из естественных полостей-резервуаров.

В шахтах метан скапливается в пустотах среди пород, в основном, под кровлей выработок и может создавать взрывоопасные метановоздушные смеси. Для взрыва необходимо, чтобы концентрация метана в рудничной атмосфере была от 5 до 16 %; самая взрывоопасная концентрация - 9,5 %. При концентрации более 16 % метан просто горит, без взрыва (при наличии притока кислорода); до 5-6 % - горит в присутствии источника тепла. При наличии в воздухе взвешенной угольной пыли может рвануть и при меньшей, чем 4-5 %, концентрации.

Причиной взрыва может стать открытый огонь, горячая искра. В старину шахтёры брали с собой в шахту клетку с канарейкой, и пока слышалось пение птицы можно было работать спокойно: в шахте нет метана. Если же канарейка замолкала на долгое время, а еще хуже - навсегда, значит - рядом смерть. В начале XIX века известный химик Х. Дэви изобрел безопасную шахтерскую лампу, затем на смену ей пришло электричество, но взрывы на угольных шахтах продолжались.

В настоящее время концентрация метана в рудничной атмосфере контролируется автоматическими системами газовой защиты. На газоносных пластах предпринимаются меры по дегазации и изолированному газоотводу.

В СМИ часто оперируют фразами «шахтеры отравились метаном» и т. п. Налицо неграмотная интерпретация фактов удушения, вызванных уменьшением концентрации кислорода в насыщенной метаном атмосфере. Сам же метан - нетоксичен .

В сообщениях СМИ , художественной литературе и даже опытные горняки метан ошибочно называют «гремучим газом». На самом деле гремучий газ - это смесь водорода и кислорода. При поджигании они соединяются почти мгновенно, происходит сильный взрыв. А метан испокон веков назывался «рудничным» (или «болотным», если речь не о шахте) газом.

Метан горюч, что обуславливает возможность его применения в качестве топлива. Возможно использование метана для заправки автомобильного транспорта, а также на тепловых электростанциях. В химической промышленности метан применяется как углеводородное сырьё.

Большинство отечественных шахт выбрасывают метан в атмосферу и только некоторые внедрили или внедряют установки для его утилизации. За рубежом ситуация обратная. Более того, активно внедряются проекты скважинной добычи пластового метана, в том числе в рамках предварительной дегазации шахтных полей.

Взрывоопасная концентрация природного газа

Опасные свойства природного газа

Опасные свойства природного газа.

Токсичность (опасные свойства природного газа). Опасным свойством природных газов является их токсичность, зависящая от состава газов, способности их при соединении с воздухом образовывать взрывоопасные смеси, воспламеняющиеся от электрической искры, пламени и других источников огня.

Чистые метан и этан не ядовиты, но при недостатке кислорода в воздухе вызывают удушье.

Взрываемость (опасные свойства природного газа). Природные газы при соединении с кислородом и воздухом образуют горючую смесь, которая при наличии источника огня (пламени, искры, раскаленных предметов) может взрываться с большой силой. Температура воспламенения природных газов тем меньше, чем выше молекулярная масса. Сила взрыва возрастает пропорционально давлению газовоздушной смеси.

Природные газы могут взрываться лишь при определенных пределах концентрации газа в газовоздушной смеси: от некоторого минимума (низший предел взрываемости) до некоторого максимума (высший предел взрываемости).

Низший предел взрываемости газа соответствует такому содержанию газа в газовоздушной смеси, при котором дальнейшее уменьшение его делает смесь невзрываемой. Низший предел характеризуется количеством газа, достаточным для нормального протекания реакции горения.

Высший предел взрываемости соответствует такому содержанию газа в газовоздушной смеси, при котором дальнейшее его увеличение делает смесь невзрываемой. Высший предел характеризуется содержанием воздуха (кислорода), недостаточным для нормального протекания реакции горения.

С повышением давления смеси значительно возрастают пределы ее взрываемости. При содержании инертных газов (азот и др.) пределы воспламеняемости смесей также возрастают.

Горение и взрыв - однотипные химические процессы, но резко отличающиеся по интенсивности протекающей реакции. При взрыве реакция в замкнутом пространстве (без доступа воздуха к очагу воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси) происходит очень быстро.

Скорость распространения детонационной волны горения при взрыве (900-3000 м/с) в несколько раз превышает скорость звука в воздухе при комнатной температуре.

Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси приближается к количеству, теоретически необходимому для полного сгорания.

При концентрации газа в воздухе в пределах воспламенения и при наличии источника воспламенения произойдет взрыв; если же газа в воздухе меньше нижнего предела или больше верхнего предела воспламенения, то смесь не способна взорваться. Струя газовой смеси с концентрацией газа выше верхнего предела воспламенения, поступая в объем воздуха и смешиваясь с ним, сгорает спокойным пламенем. Скорость распространения фронта волны горения при атмосферном давлении составляет около 0,3-2,4 м/с. Нижнее значение скоростей - для природных газов, верхнее - для водорода.

Детонационные свойства углеводородов парафинного ряда. Детонационные свойства проявляются от метана до гексана, октановое число которых зависит как от молекулярной массы, так и то строения самих молекул. Чем меньше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его детонационные свойства, тем выше его октановое число.

Свойства отдельных составляющих природного газа (рассмотрим подробный состав природного газа)

Метан (Cp) – это бесцветный газ без запаха, легче воздуха. Горюч, но всё же его можно хранить с достаточной лёгкостью.
Этан (C2p) – бесцветный газ без запаха и цвета, чуть тяжелее воздуха. Также горюч, но не используется как топливо.
Пропан (C3H8) – бесцветный газ без запаха, ядовит. У него имеется полезное свойство: пропан сжижается при небольшом давлении, что позволяет легко отделять его от примесей и транспортировать.
Бутан (C4h20) – по свойствам близок к пропану, но имеет более высокую плотность. Вдвое тяжелее воздуха.
Углекислый газ (CO2) – бесцветный газ без запаха, но с кислым вкусом. В отличие от других компонентов природного газа (за исключением гелия), углекислый газ не горит. Углекислый газ – один из самых малотоксичных газов.
Гелий (He) – бесцветный, очень лёгкий (второй из самых лёгкий газов, после водорода) без цвета и запаха. Крайне инертен, при нормальных условиях не реагирует ни с одним из веществ. Не горит. Не токсичен, но при повышенном давлении может вызывать наркоз, как и другие инертные газы.
Сероводород (h3S) – бесцветный тяжелый газ с запахом тухлых яиц. Очень ядовит, даже при очень маленькой концентрации вызывает паралич обонятельного нерва.
Свойства некоторых других газов, не входящих в состав природного газа, но имеющих применение, близкое к применению природного газа
Этилен (C2p) – Бесцветный газ с приятным запахом. По свойствам близок к этану, но отличается от него меньшей плотностью и горючестью.
Ацетилен (C2h3) – чрезвычайно горючий и взрывоопасный бесцветный газ. При сильном сжатии способен взрываться. Он не используется в быту из-за очень большого риска пожара или взрыва. Основное применение – в сварочных работах.

Метан используется как горючее в газовых плитах. Пропан и бутан – в качестве топлива в некоторых автомобилях. Также сжиженным пропаном заполняют зажигалки. Этан в качестве горючего используют редко, основное его применение – получение этилена. Этилен является одним из самых производимых органических веществ в мире. Он является сырьём для получения полиэтилена. Ацетилен используется для создания очень высокой температуры в металлургии (сверка и резка металлов). Ацетилен очень горюч, поэтому в качестве топлива в автомобилях не используется, да и без этого условия его хранения должны строго соблюдаться. Сероводород , несмотря на его токсичность, в малых количествах применяется в т.н. сероводородных ваннах. В них используются некоторые антисептические свойства сероводорода.
Основным полезным свойством гелия является его очень маленькая плотность (в 7 раз легче воздуха). Гелием заполняют аэростаты и дирижабли. Водород ещё более лёгок, чем гелий, но в то же время горюч. Большую популярность среди детей имеют воздушные шарики, надуваемые гелием.

Все углеводороды при полном окислении (избыток кислорода) выделяют углекислый газ и воду. Например:
Cp + 3O2 = CO2 + 2h3O
При неполном (недостаток кислорода) – угарный газ и воду:
2Cp + 6O2 = 2CO + 4h3O
При ещё меньшем количестве кислорода выделяется мелкодисперсный углерод (сажа):
Cp + O2 = C + 2h3O.
Метан горит голубым пламенем, этан – почти бесцветным, как спирт, пропан и бутан – жёлтым, этилен – светящимся, угарный газ – светло-голубым. Ацетилен – желтоватым, сильно коптит. Если у Вас дома стоит газовая плита и вместо обычного голубого пламени вы видите жёлтое – знайте, это метан разбавляют пропаном.

Гелий , в отличие от любого другого газа, не существует в твёрдом состоянии.
Веселящий газ – это тривиальное название закиси азота N2O.

Опасные свойства природного газа

ООО «СиБ Контролс»

Пределы взрываемости (НПВ и ВПВ)

Что такое нижний и верхний пределы взрываемости (НПВ и ВПВ)?

Для образования взрывоопасной атмосферы необходимо наличие воспламеняющегося вещества в определённой концентрации.

В основном, для воспламенения всех газов и паров необходим кислород. При избытке кислорода и его недостатке смесь не воспламенится. Единственным исключением является ацетилен, для воспламенения которого не требуется кислород. Низкая и высокая концентрация называется “пределом взрываемости”.

• Нижний предел взрываемости (НПВ): предел концентрации газо-воздушной смеси, ниже которой газо-воздушная смесь не может воспламенится.
• Верхний предел взрываемости (ВПВ): предел концентрации газо-воздушной смеси, выше которой газо-воздушная смесь не может воспламенится.

Пределы взрываемости для взрывоопаснной среды:

Если концентрация вещества в воздухе слишком низкая (обеднённая смесь) или слишком высокая (насыщенная смесь), то взрыва не произойдёт, а скорее всего, может произойти реакция медленного сгорания или же её вообще не произойдёт.
Реакция воспламенения с последующей реакцией взрыва произойдёт в диапазоне между нижним (НПВ) и верхними (ВПВ) пределами взрываемости.
Пределы взрываемости зависят от давления окружающей атмосферы и концентрации кислорода в воздухе.

Примеры нижнего и верхнего пределов взрываемости для различных газов и паров:

Пыль, также является взрывоопасной, при определённых концентрациях:

• Нижний предел взрываемости пыли: в пределах приблизительно от 20 до 60 г/м3 воздуха.
• Верхний предел взрываемости пыли: в пределах приблизительно от 2 до 6 кг/м3 воздуха.

Эти параметры могут изменяться для разных типов пыли. Особо воспламеняющиеся виды пыли могут образовывать воспламеняющуюся смесь в концентрациях вещества менее 15 г/м3.

Существуют три подкатегории категории II: IIA, IIB, IIC. Каждая последующая подкатегория включает (может заменить) предшествующую, то есть, подкатегория С является высшей и соответствует требованиям всех категорий – А, В и С. Она, таким образом, является самой «строгой».

В системе МЭКEx (IECEx) предусмотрено три категории: I, II и III.
Из категории II выделена пыль в III категорию. (Категория II – для газов, категория III – для пыли.)

В системе NEC и CEC предусмотренна более расширенная классификация взрывоопасных смесей газов и пыли для обеспечения большей безопасности по классам и подгруппам (Class I Group A; Class I Group B; Class I Group C ;Class I Group D ;Class I Group E; Class II Group F; Class II Group G). Так например, для угольных шахт изготавливается с двойной маркировкой: Class I Group D (для метана); Class II Group F (для угольной пыли).

Характеристики взрывоопасных смесей

Для многих распространенных взрывоопасных смесей экспериментальным путем построены так называемые характеристики воспламенения. Для каждого топлива существует минимальная энергия поджигания (МЭП), которая соответствует идеальной пропорции топлива и воздуха, в которой смесь легче всего воспламеняется. Ниже МЭП поджигание невозможно при любой концентрации. Для концентрации ниже, чем величина, соответствующая МЭП, количество энергии, требующейся для воспламенения смеси, увеличивается до тех пор, пока значение концентрации не станет меньше значения, при котором смесь не может воспламениться из-за малого количества топлива. Эта величина называется нижней границей взрыва (НГВ). Аналогичным образом при увеличении концентрации количество необходимой для воспламенения энергии растет, пока концентрация не превысит значения, при котором воспламенение не может произойти из-за недостаточного количества окислителя. Это значение называется верхней границей взрыва (ВГВ).

С практической точки зрения, НГВ является более важной и существенной величиной, чем ВГВ, потому что она устанавливает в процентном отношении минимальное количество топлива, необходимого для образования взрывоопасной смеси. Эта информация важна при классификации опасных зон.

Согласно ГОСТу, действует следующая классификация по температуре самовоспламенения:

• Т1 – водород, водяной газ, светильный газ, водород 75% + азот 25%»;
• Т2 – ацетилен, метилдихлорсилан;
• Т3 – трихлорсилан;
• Т4 – не применяется;
• Т5 – сероуглерод;
• Т6 – не применяется.

• Т1 – аммиак, …, ацетон, …, бензол, 1,2-дихлорпропан, дихлорэтан, диэтиламин, …, доменный газ, изобутан, …, метан (промышленный, с содержанием водорода в 75 раз большим, чем в рудничном метане), пропан, …, растворители, сольвент нефтяной, спирт диацетоновый,…, хлорбензол, …, этан;
• Т2 – алкилбензол, амилацетат, …, бензин Б95\130, бутан, …растворители…, спирты, …, этилбензол, циклогексанол;
• Т3 – бензины А-66, А-72, А-76, «галоша», Б-70, экстракционный. Бутилметакрилат, гексан, гептан, …, керосин, нефть, эфир петролейный, полиэфир, пентан, скипидар, спирты, топливо Т-1 и ТС-1, уайт-спирит, циклогексан, этилмеркаптан;
• Т4 – ацетальдегид, альдегид изомасляный, альдегид масляный, альдегид пропионовый, декан, тетраметилдиаминометан, 1,1,3 – триэтоксибутан;
• Т5 и Т6 – не применяются.

• Т1 – коксовый газ, синильная кислота;
• Т2 – дивинил, 4,4 – диметилдиоксан, диметилдихлорсилан, диоксан, …, нитроциклогексан, окись пропилена, окись этилена, …, этилен;
• Т3 – акролеин, винилтрихлорсилан, сероводород, тетрагидрофуран, тетраэтоксисилан, триэтоксисилан, топливо дизельное, формальгликоль, этилдихлорсилан, этилцеллозольв;
• Т4 – дибутиловый эфир, диэтиловый эфир, диэтиловый эфир этиленгликоля;
• Т5 и Т6 – не применяются. Как видно из приведенных данных, категория IIC является избыточной для большинства случаев применения аппаратуры связи на реальных объектах.

Дополнительная информация.

Категории IIA, IIB и IIC определяются следующими параметрами: безопасным экспериментальным максимальным зазором (БЭМЗ – максимальный зазор между фланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду) и величиной МТВ (отношением минимального тока воспламенения смеси взрывоопасного газа и минимального тока воспламенения метана).

Температурный класс.

Температурный класс электрооборудования определяется предельной температурой в градусах Цельсия, которую могут иметь при работе поверхности взрывозащищенного оборудования.

Температурный класс оборудования устанавливается исходя из минимальной температуры соответствующего температурного диапазона (его левой границы): оборудование, которое может применяться в среде газов с температурой самовоспламенения класса Т4, должно иметь максимальную температуру элементов поверхности ниже 135 градусов; Т5 – ниже 100, а Т6 – ниже 85.

Маркировка оборудования для категории I в России:

Пример маркировки: РВ1В

ExdIIBT4

Ex – знак взрывозащищенного оборудования по стандарту CENELEC; d – тип взрывозащиты (взрывонепроницаемая оболочка); IIB – категория взрывоопасности газовой смеси II вариант В (см. выше); T4 – группа смеси по температуре воспламенения (температура не выше 135 С°)

Маркировка FM по стандарту NEC, CEC:

Обозначения взрывозащищенности по американскому стандарту FM.

Factory Mutual (FM) по своей сути тождественны европейскому и российскому стандартам, но отличаются от них по форме записи. В американском стандарте также указываются условия применения аппаратуры: класс взрывоопасности среды (Class), условия эксплуатации (Division) и группы смеси по их температуре самовоспламенения (Group).

Class может иметь значения I, II, III: Class I – взрывоопасные смеси газов и паров, Class II – горючая пыль, Class III – горючие волокна.

Division может иметь значения 1 и 2: Division 1 – это полный аналог зоны В1(В2) – взрывоопасная смесь присутствует при нормальных условиях работы; Division 2 – аналог зоны В1А (В2А), в которой взрывоопасная смесь может появиться только в результате аварии или нарушений технологического процесса.

Для работы в зоне Div.1 требуется особо взрывобезопасное оборудование (в терминах стандарта – intrinsically safe), а для работы в зоне Div.2 – взрывобезопасное оборудование класса Non-Incendive.

Взрывоопасные воздушные смеси, газы, пары образуют 7 подгрупп, у которых есть прямые аналогии в российском и европейском стандартах:

• Group A – смеси, содержащие ацетилен (IIC T3, T2);
• Group B – смеси, содержащие бутадиен, акролеин, водород и окись этилена (IIС T2, T1);
• Group C – смеси, содержащие циклопропан, этилен или этиловый эфир (IIB T4, T3, T2);
• Group D – смеси, содержащие спирты, аммиак, бензол, бутан, бензин, гексан, лаки, пары растворителей, керосин, природный газ или пропан (IIA T1, T2, T3, T4);
• Group E – воздушные взвеси частиц горючей металлической пыли вне зависимости от ее электрической проводимости, либо пыль с подобными характеристиками опасности, имеющая удельную объемную проводимость менее 100 КОм – см.
• Group F – смеси, содержащие горючую пыль сажи, древесного угля или кокса с содержанием горючего вещества более 8% объема, или взвеси, имеющие проводимость от 100 до 100 000 ом-см;
• Group G – взвеси горючей пыли, имеющие сопротивление более 100 000 ом-см.

АТЕХ – новый европейский стандарт взрывозащищенного оборудования.

В соответствии с директивой Евросоюза 94/9/EC с 01 июля 2003 года вводится новый стандарт АТЕХ. Новая классификация заменит старую CENELEC и вводится в действие на территории европейских стран.

АТЕХ – сокращение от ATmospheres Explosibles (взрывоопасные смеси газов). Требования АТЕХ распространяются на механическое, электрическое оборудование и защитные средства, которые предполагается использовать в потенциально взрывоопасной атмосфере, как под землей, так и на поверхности земли.

В стандарте АТЕХ ужесточены требования стандартов EN50020/EN50014 в части IS (Intrinsically Safe) оборудования. Эти ужесточения предусматривают:

• ограничение емкостных параметров схемы;
• использование других классов защиты;
• новые требования к электростатике;
• использование защитного кожаного чехла.

Классификационную маркировку взрывозащищенного оборудования по АТЕХ рассмотрим на следующем примере:

Ecology Side

Пределы взрывоопасности смесей водорода и воздуха

Некоторые газы и пары в определенной смеси с воздухом взрывоопасны. Повышенной взрывоопасностью отличаются смеси воздуха с ацетиленом, этиленом, бензолом, метаном, окисью углерода, аммиаком, водородом. Взрыв смеси может произойти только при определенных соотношениях горючих газов с воздухом или кислородом, характеризуемых нижним и верхним пределами взрываемости. Нижним пределом взрываемости называется то минимальное содержание газа или пара в воздухе, которое при воспламенении может привести к взрыву. Верх – ниш пределом взрываемости называется то максимальное содержание газа или пара в воздухе, при котором в случае воспламенения еще может произойти взрыв. Опасная зона взрываемости лежит между нижним и верхним пределами. Концентрация газов или паров в воздухе производственных помещений ниже нижнего и выше верхнего предела взрываемости невзрывоопасна, так как при ней не происходит активного горения и взрыва – в первом случае из-за избытка воздуха, а во втором из-за его недостатка.

Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь – так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %.

Считается, что взрывоопасные концентрации водорода с кислородом возникают от 4 % до 96 % объёмных. При смеси с воздухом от 4 % до 75 (74) % по объёму. Такие цифры фигурируют сейчас в большинстве справочников, и ими вполне можно пользоваться для ориентировочных оценок. Однако, следует иметь в виду, что более поздние исследования (примерно конец 80-х) выявили, что водород в больших объёмах может быть взрывоопасен и при меньшей концентрации. Чем больше объём, тем меньшая концентрация водорода опасна.

Источник этой широко растиражированной ошибки в том, что взрывоопасность исследовалась в лабораториях на малых объёмах. Поскольку реакция водорода с кислородом – это цепная химическая реакция, которая проходит по свободнорадикальному механизму, «гибель» свободных радикалов на стенках (или, скажем, поверхности пылинок) критична для продолжения цепочки. В случаях, когда возможно создание «пограничных» концентраций в больших объёмах (помещения, ангары, цеха), следует иметь в виду, что реально взрывоопасная концентрация может отличаться от 4 % как в большую, так и в меньшую стороны.

Еще статьи по теме

Разработка мероприятий по защите и охране атмосферного воздуха при работе резинотехнического предприятия
Дипломный проект выполняется на основе знаний, полученных по дисциплинам «Общая экология и неоэкология», «Общая химия», «Высшая математика» «Биология», «Физика», и др. Цель дипломного проекта – развитие навыков самостоятельно осуществле.

Основные экологические проблемы Алтайского края
Величественная тайга и ослепительные снежные вершины, быстрые речки и чистейшие озера не оставят равнодушным даже самого черствого человека. Не удивительно, что Алтайский заповедник (в том числе и уникальное Телецкое озеро) и несколько бли.

Под природным газом понимают целую смесь газов, которые образуются в недрах земли впоследствии анаэробного разложения органических веществ. Он является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Природный газ залегает в недрах планеты. Это могут быть отдельные скопления или газовая шапка на нефтяном месторождении, однако может быть представлен в виде газогидратов, в кристаллическом состоянии.

Опасные свойства

Природный газ знаком практически всем жителям развитых стран, и еще в школе дети изучают правила пользования газом в быту. А между тем взрывы природного газа - не редкость. Но и помимо этого, существует целый ряд угроз, исходящих от столь удобных приборов, работающих на природном газе.

Природный газ токсичен. Хотя этан и метан в чистом виде неядовиты, при насыщении ими воздуха человек будет испытывать удушье из-за недостатка кислорода. Особенно это опасно ночью, во время сна.

Предел взрываемости природного газа

При контакте с воздухом, а точнее с его составляющей - кислородом, природные газы способны образовать легковоспламеняемую детонирующую смесь, которая может вызвать взрыв большой силы даже от малейшего источника огня, например, искры от проводки или пламени спички, свечи. Если масса природного газа относительно невысока, то и температура воспламенения не будет высокой, а вот сила взрыва зависит от давления получившейся смеси: чем выше давление газовоздушного состава, тем с большей силой он взорвется.

Однако практически все люди хотя бы раз в жизни сталкивались с некоторой утечкой газа, обнаруживаемой по характерному запаху, и тем не менее никаких взрывов не происходило. Дело в том, что взорваться природный газ может только при достижении определенных пропорций с кислородом. Есть низший и высший предел взрываемости.

Как только достигнут низший предел взрываемости природного газа (для метана это 5%), то есть концентрации, достаточной для начала может произойти взрыв. Уменьшение концентрации устранит возможность возгорания. Превышение высшей отметки (15% для метана) так же не позволит начаться реакции горения, ввиду недостатка воздуха, а точнее - кислорода.

Предел взрываемости природного газа возрастает при повышении давления смеси, а также в случае, если смесь содержит инертные газы, например азот.

Давление природного газа в газопроводе может быть различным, от 0,05 кгс/см 2 до 12 кгс/см 2 .

Разница между взрывом и горением

Хотя на первый взгляд кажется, что взрыв и горение - несколько разные вещи, на самом деле эти процессы однотипны. Единственное их различие - это интенсивность протекания реакции. Во время взрыва в помещении или любом другом замкнутом пространстве реакция протекает невероятно быстро. Детонационная волна распространяется со скоростью, в несколько раз превышающую скорость звука: от 900 до 3000 м/с.

Так как метан, используемый в бытовом газопроводе, - газ природный, объем кислорода, необходимый для воспламенения, также подчиняется общему правилу.

Максимальная сила взрыва достигается в случае, если присутствующего кислорода теоретически достаточно для полного сгорания. Также должны присутствовать и остальные условия: концентрация газа соответствует пределу воспламенения (выше низшего предела, но ниже высшего) и присутствует источник огня.

Струя газа без примеси кислорода, то есть превышающая высший предел воспламенения, поступая в воздух, будет гореть ровным пламенем, фронт горения распространяется со скоростью 0,2-2,4 м/с при нормальном атмосферном давлении.

Свойства газов

Детонационные свойства проявляются в углеводородах парафинного ряда от метана до гексана. Строение молекул и молекулярная масса определяют их детонационные свойства падают с уменьшением молекулярной массы, а октановое число увеличивается.

В входит несколько углеводородов. Первый из них - метан (химическая формула CH 4). Физические свойства газа таковы: бесцветен, легче воздуха и не имеет запаха. Он достаточно горюч, но тем не менее довольно безопасен в хранении, в случае, если полностью соблюдена техника безопасности. Этан (C 2 H 6) также не имеет цвета и запаха, но немного тяжелее воздуха. Он горюч, но не используется в качестве топлива.

Пропан (C 3 H 8) - без цвета и запаха, способен сжижаться при небольшом давлении. Это полезное свойство позволяет не только безопасно транспортировать пропан, но и выделять его из смеси с другими углеводородами.

Бутан (C 4 H 10): физические свойства газа близки к пропану, однако его плотность выше, а по массе бутан вдвое тяжелее воздуха.

Знакомые всем

Углекислый газ (CO 2) тоже входит в состав природного. Физические свойства газа знают, пожалуй, все: не имеет запаха, но характерен кислым привкусом. Он входит в ряд газов с самой маленькой токсичностью и является единственным (за исключением гелия) негорючим газом в составе природного.

Гелий (He) - очень легкий газ, второй после водорода, бесцветен и не имеет запаха. Он очень инертен и в обычных условиях не способен реагировать с каким-либо веществом, не участвует и в процессе горения. Гелий безопасен, нетоксичен, при повышенном давлении, наряду с другими инертными газами, вводит человека в состояние наркоза.

Сероводород (H 2 S) - газ без цвета с характерным запахом тухлых яиц. Тяжелый и очень ядовитый, может вызвать паралич обонятельного нерва даже при незначительной концентрации. К тому же предел взрываемости природного газа очень широк, от 4,5% до 45%.

Есть еще два углеводорода, которые по применению близки к природному газу, но в его состав не входят. Этилен (C 2 H 4) - близкий по свойствам к этану, обладающий приятным запахом и не имеющий цвета газ. От этана его отличает меньшая плотность и горючесть.

Ацетилен (C 2 H 2) - бесцветный взрывоопасный газ. Он очень горюч, взрывается, если произошло сильное сжатие. Ввиду этого ацетилен опасно использовать в быту, в основном же используется при сварочных работах.

Применение углеводородов

Как горючее в бытовых газовых приборах используется метан.

Пропан и бутан служат топливом для автомобилей (например, гибридных), а в сжиженном виде пропаном заправляют зажигалки.

А вот этан редко используют как горючее, его основное назначение в промышленности - получение этилена, который производится на планете в огромных количествах, ведь именно он является сырьем для полиэтилена.

Ацетилен служит для нужд металлургии, с его помощью достигаются высокие температуры для сварки и резки металлов. Так как он крайне горюч, его невозможно использовать в качестве топлива, и при хранении газа обязательно строгое соблюдение условий.

Хотя сероводород и токсичен, в крайне малых количествах он применяется в медицине. Это так называемые сероводородные ванны, действие которых основано на антисептических свойствах сероводорода.

Основное полезное - его небольшая плотность. Этим инертным газом пользуются при полетах на аэростатах и дирижаблях, им заполняют летучие воздушные шарики, популярные среди детей. Воспламенение природного газа невозможно: гелий не горит, поэтому можно без боязни нагревать его над открытым огнем. Водород, соседствующий с гелием в таблице Менделеева, еще легче, однако Гелий является единственным газом, не имеющим твердой фазы ни при каких условиях.

Правила пользования газом в быту

Каждый человек, пользующийся газовыми приборами, обязан проходить инструктаж по технике безопасности. Первое правило - следить за исправностью приборов, периодически проверять тягу и дымоход, если в приборе предусмотрено отведение После выключения газового прибора нужно закрывать краны и перекрывать вентиль на баллоне, если имеется таковой. В случае, если внезапно прервалась подача газа, а также при выявлении неисправностей нужно немедленно звонить в газовую службу.

Если в квартире или другом помещении чувствуется запах газа, необходимо сразу же прекратить какое бы то ни было использование приборов, не включать электроприборы, открыть окно или форточку для проветривания, затем покинуть помещение и вызвать аварийную службу (телефон 04).

Правила пользования газом в быту важно соблюдать, ведь малейшая неисправность может привести к плачевным последствиям.