爆炸极限 _生活百科

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爆炸极限【爆炸极限】可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（或氧气）必须在一定的浓度範围内均匀混合，形成预混气，遇着火源才会发生爆炸，这个浓度範围称为爆炸极限，或爆炸浓度极限。
可燃性混合物的爆炸极限有爆炸（着火）下限和爆炸(着火）上限之分：分别称为爆炸下限和爆炸上限。上限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的高浓度。在高于爆炸上限时，空气不足，导致火焰不能蔓延不会爆炸，但能燃烧。下限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的低浓度。由于可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延，因此在低于爆炸下限时不爆炸也不着火。
在日常生活和化工生产中，为了降低爆炸浓度极限，可以加入惰性气体或其他不易燃的气体来降低浓度或者在排放气体前，或者以涤气器、吸附法来清除可爆的气体。
基本介绍中文名：爆炸极限
外文名：explosion limits
别称：爆炸浓度极限
适用範围：可燃物质
方法：完全燃烧反应方程式计算浓度比例
爆炸极限的表示方法点燃在空气中的气体，气体可能会引爆，或者会很快停止。是哪个情况，是由气体在空气中的浓度来决定的。当气体浓度太低，没有足够燃料来维持爆炸；当气体浓度太高，没有足够氧气燃烧。气体只有在两个浓度之间才可能引爆，这两个浓度称为爆炸下限（LEL）、爆炸上限（UEL），惯以百分比表示。它们是气体的爆炸极限（又称爆炸界限）。气体或蒸汽爆炸极限是以可燃性物质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可燃性物质在混合物中所占体积的质量比g/m1来表示的，例如铝粉的爆炸极限为40g/m1 。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：CαHβOγ+nO2→生成气体按照标準空气中氧气浓度为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，但採用安全係数后，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，不可套用。（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（%）；L1、L2、L3、Ln——组成混合气各组分的爆炸极限（%）；V1、V2、V3、…Vn——各组分在混合气中的浓度（%）。V1+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準确，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，不得套用。——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）数值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。影响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，则爆炸极限範围增大，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，爆炸极限範围也扩大，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，则爆炸极限範围缩小；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（个彆气体有反常现象）。混合系中所含惰性气体量增加，爆炸极限範围缩小，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，则爆炸範围就越小。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範围。危害可燃性混合物的爆炸极限範围越宽、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。安全措施（1）加入惰性气体或其他不易燃的气体来降低浓度。（2）在排放气体前，可以以涤气器、吸附法来清除可爆的气体。限度表常见物质的爆炸限度浓度单位为空气的体积百分比。Class IA 液体（闪点低于 73°F （22.8°C）;沸点低于 100°F （37.8°C）是为NFPA 704 燃烧速度 4Classes IB （闪点低于 73°F （22.8°C）; 沸点大于等于 100°F （37.8°C））与 IC液体（闪点大于等于 73°F （22.8°C） , 但小于 100°F （37.8°C））是为NFPA 704 燃烧速度 3Classes II （闪点大于等于 100°F （37.8°C）, 但小于 140°F）与 IIIA 液体（闪点大于等于140°F （60°C）, 但小于200°F （93.3°C））是为NFPA 704 燃烧速度 2Class IIIB液体（闪点大于等于 200°F （93.3°C）是为NFPA 704 燃烧速度1物质最小爆炸限度（LFL/LEL） %空气体积百分比最大爆炸限度（UFL/UEL） %空气体积百分比NFPA分级闪点最小点燃能量mJ空气体积百分比自燃温度乙醛4.057.0IA-39°C0.37175°C乙酸（冰醋酸）419.9II39°C to 43°C463°C醋酸酐II54°C丙酮2.6 - 312.8 - 13IB-17°C1.15 @ 4.5%465°C, 485°C[1]乙腈IB2°C524°C一氯乙烷7.319IB5°C390°C乙烯2.582IA-18°C0.017 @ 8.5% （在纯氧中为0.0002 @ 40%）305°C丙烯醛2.831IB-26°C0.13丙烯腈3.017.0IB0°C0.16 @ 9.0%3-氯丙烯2.911.1IB-32 °C0.77氨气15.727.4IIIB11°C680651°C砷4.5 - 5.1[2]78IA可燃气体苯1.27.8IB-11°C0.2 @ 4.7%560°C1,3-二烯丁烷2.012IA-85°C0.13 @ 5.2%丁烷,正丁烷1.68.4IA-60°C0.25 @ 4.7%420 - 500°C乙酸正丁酯1 - 1.7[1]8 - 15IB24°C370°C丁醇,111IC29°C正丁醇1.4[1]11.2IC35°C340°C正丁基氯,1-氯丁烷1.810.1IB-6°C1.24正丁基硫醇1.4[3]10.2IB2°C225°C甲基丁基酮,2-己酮1[4]8IC25°C423°C丁烯,1-丁烯1.98[2]9.65IA-80°C二氧化硫1.050.0IB-30°C0.009 @ 7.8%90°C一氧化碳12[2]75IA-191°C 可燃气体609°C一氧化氯IA可燃气体1-氯-1,1-二氟乙烷6.217.9IA-65°C 可燃气体氰气6.0 - 6.6[5]32 - 42.6IA可燃气体环丁烷1.811.1IA-63.9°C[6]426.7°C环己烷1.37.8 - 8IB-18°C - -20°C[7]0.22 @ 3.8%245°C环己醇19IIIA68°C300°C环己酮1 - 1.19 - 9.4II43.9 - 44°C420°C[8]茂[9]IB0°C0.67640°C环戊烷1.5 - 29.4IB- 37 to -38.9°C[10][11]0.54361°C环丙烷2.410.4IA-94.4°C[12]0.17 @ 6.3%498°C癸烷0.85.4II46.1°C210°C二硼烷0.888IA-90°C Flammable gas[13]38°C邻二氯苯2[14]9IIIA65°C648°C1,1-二氯乙烷611IB14°C1,2-二氯乙烷616IB13°C413°C1,1-二氯乙烯6.515.5IA-10°C 可燃气体一氟二氯甲烷54.7不可燃[15]-36.1°C[16]552°C二氯甲烷1666不可燃二氯硅烷4 - 4.796IA-28 °C0.015柴油0.67.5IIIA>62°C （143°F）210°C二乙醇胺213IB169°C乙二胺1.810.1IB-23°C to -26°C312°C二乙基二硫1.2II38.9°C[17]二乙基醚1.9 - 236 - 48IA-45°C0.19 @ 5.1%160 - 170°C二乙基硫IB-10°C[18]1,1-二氟乙烷3.718IA-81.1°C[19]1,1-二氟乙烯5.521.3-126.1°C[20]二异丁基酮1649°C二异丁基醚121IB-28°C二甲基醚2.814.4IA可燃气体1,1-二甲基肼IB二甲基硫IA-49°C二甲基亚碸2.6 - 342IIIB88 - 95°C215°C1,4-二恶烷,戴奥辛222IB12°C1-环氧-3-氯丙烷42131°C乙烷3[2]12 - 12.4IA可燃气体 -135 °C515°C乙醇、酒精3 - 3.319IB12.8°C （55°F）365°C乙二醇单乙醚31843°C2-乙基单乙醚乙酸2856°C乙酸乙脂212IA-4°C460°C乙胺3.514IA-17 °C乙苯1.07.115-20 °C乙烯2.736IA0.07490°C乙二醇322111°C环氧乙烯3100IA?20 °C一氯乙烷3.8[2]15.4IA?50°C乙基硫醇IA燃料油No.10.7[2]5呋喃214IA-36°C汽油（100辛烷值）1.47.6IB< ?40°C （?40°F）246 - 280°C甘油319199°C庚烷1.056.7-4°C0.24 @ 3.4%204 - 215°C正己烷1.17.5-22°C0.24 @ 3.8%225°C, 233°C[1]氢气4/17[21]75/56IA可燃气体0.016 @ 28%（纯氧中是0.0012）500 - 571°C硫化氢4.346IA可燃气体0.068异丁烷1.8[2]9.6IA可燃气体462°C异丁醇21128°C异弗尔酮1484°C异丙醇2[2]12IB12°C398 - 399°C; 425°C[1]异丙基氯IA煤油Jet A-10.6 - 0.74.9 - 5II>38°C （100°F） as jet fuel210°C氢化锂IA二巯基乙醇IIIA甲烷（天然气）4.4 - 515 - 17IA可燃气体0.21 @ 8.5%580°C乙酸甲脂316-10°C甲醇6 - 6.7[2]36IB11°C385°C; 455°C[1]甲胺IA8°C一氯甲烷10.7[2]17.4IA-46 °C二甲基醚IA?41 °C甲基乙基醚IA甲乙酮1.8[2]10IB-6°C505 - 515°C[1]甲酸甲脂IA甲硫醇3.921.8IA-53°C石脑油0.7[1]6.538-43°C258°C吗啉1.810.8IC31 - 37.7°C310°C萘0.9[2]5.9IIIA79 - 87 °C[[新己烷]1.19[2]7.58?29 °C425°C四羰基镍2344 °C60 °C硝基苯29IIIA88°C硝基甲烷7.322.235°C379°C辛烷1713°C异辛烷0.795.94戊烷1.57.8IA-40 to -49°Cas2-Pentane0.18 @ 4.4%260°C正戊烷1.47.8IA0.28 @ 3.3%异戊烷1.32[2]9.16IA420°C磷化氢IA丙烷2.19.5 - 10.1IA可燃气体0.25 @ 5.2% （in pure oxygen 0.0021）480°C乙酸丙脂2813°C丙烯2.011.1IA-108°C0.28458°C环氧丙烷2.336IA吡啶21220硅烷1.5[2]98IA<21°C苯乙烯1.16.1IB31 - 32.2°C490°C四氟乙烯IA四氢呋喃212IB-14°C321°C甲苯1.2 -1.276.75 - 7.1IB4.4°C0.24 @ 4.1%480°C; 535°C[1]三乙基硼烷-20°C-20°C三甲基胺IA可燃气体三硝基苯IA松节油0.8[22]IC35°C植物油IIIB327°C （620°F）乙酸乙烯脂2.613.4?8 °C氯乙烯3.633二甲苯0.9 - 1.06.7 - 7.0IC27 - 32°C0.2间二甲苯1.1[1]7IC25°C525°C邻二甲苯IC17 °C对二甲苯1.06.0IC27.2°C530°C 数据表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CH4515——乙烷C2H6315.5丙烷C3H82.19.5丁烷C4H101.98.5戊烷（液体）C5H121.47.8己烷（液体）C6H141.17.5庚烷（液体）CH3(CH2)5CH31.16.7辛烷（液体）C8H1816.5乙烯C2H42.736丙烯C3H6211.1丁烯C4H81.610丁二烯C4H6212低毒乙炔C2H22.5100环丙烷C3H62.410.4煤油（液体）C10-C160.65城市煤气4液化石油气112汽油（液体）C4-C121.15.9松节油（液体）C10H160.8苯（液体）C6H61.37.1中等甲苯C6H5CH31.27.1低毒氯乙烷C2H5Cl3.815.4中等氯乙烯C2H3Cl3.633氯丙烯C3H5Cl2.911.2中等1.2 二氯乙烷ClCH2CH2Cl6.216高毒四氯化碳CCl4轻微麻醉三氯甲烷CHCl3中等环氧乙烷C2H4O3100中等甲胺CH3NH24.920.1中等乙胺CH3CH2NH23.514中等苯胺C6H5NH21.311高毒二甲胺(CH3)2NH2.814.4中等乙二胺H2NCH2CH2NH2低毒甲醇（液体）CH3OH6.736乙醇（液体）C2H5OH3.319正丁醇（液体）C4H9OH1.411.2甲醛HCHO773乙醛C2H4O460丙醛（液体）C2H5CHO2.917乙酸甲酯CH3COOCH33.116乙酸CH3COOH5.416低毒乙酸乙酯CH3COOC2H52.211丙酮C3H6O2.612.8丁酮C4H8O1.810氰化氢（氢氰酸）HCN5.640剧毒丙烯氰C3H3N2.828高毒氯气Cl2刺激氯化氢HCl氨气NH315.727.4浓度低时具有神经毒作用；浓度过大时导致呼吸道蛋白质变性、窒息硫化氢H2S4.345.5神经二氧化硫SO2中等二硫化碳CS21.350臭氧O3刺激一氧化碳CO12.574.2剧毒氢H2474.5 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範》为主，并与《常用化学危险品安全手册》进行了对照和补充。引补注1.由于百度无法显示图片，因此请需要了解爆炸极限计算方法的同学根据参考资料来了解。2.爆炸极限範围以外，不会发生爆炸。