2018年一级消防工程师《技术实务》教材精讲：第一篇第四章第二节

第二节　易燃气体

　　(概念)易燃气体是指温度在20℃、标准大气压101.3kPa时，爆炸下限小于或等于13%(体积)，或者燃烧范围不小于12个百分点(爆炸浓度极限的上限与下限之差)的气体。例如，氢气、乙炔气、一氧化碳、甲烷等碳五以下的烷烃、烯烃，无水的一甲胺、二甲胺、三甲胺，环丙烷、环丁烷、环氧乙烷，四氢化硅、液化石油气等。

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　　一、易燃气体的分级

　　易燃气体分为两级。

　　Ⅰ级：爆炸下限<10%;或不论爆炸下限如何，爆炸极限范围≥12个百分点。

　　Ⅱ级：10%≤爆炸下限<13%，并且爆炸极限范围<12个百分点。

　　实际应用中，通常还将爆炸下限小于10%的气体归为甲类火险物质，爆炸下限大于或等于10%的气体归为乙类火险物质。

　　常见气体的爆炸极限

　　氢气--H2---4.0---75

　　氨---NH3---15.5---27

　　一氧化碳--CO---12.5---74.2

　　甲烷---CH4--- 5.3---14

　　乙烷---C2H6-- 3.0---12.5

　　乙烯---C2H4---3.1---32

　　乙炔---C2H2---2.2---81

　　苯----C6H6---1.4---7.1

　　甲苯---C7H8---1.4---6.7

　　环氧乙烷-C2H4O---3.0---80.0

　　乙醚---(C2H5)O--1.9---48.0

　　乙醛---CH3CH0--4.1---55.0

　　丙酮---(CH3)2CO--3.0--11.0

　　乙醇---C2H5OH---4.3---19.0

　　甲醇---CH3OH---5.5---36

　　醋酸乙酯--C4H8O2--2.5---9

　　举例：

　　一氧化碳的爆炸极限是12.5%～74.5%,也就是说,一氧化碳在空气中的浓度小于12.5%时,遇明火时,这种混合物也不会爆炸.

　　分级：1级。

　　分类：乙类

　　当可燃气体、可燃液体的蒸气(或可燃粉尘)与空气混合并达到一定浓度时，遇到火源就会发生爆炸。这个能够发生爆炸的浓度范围，叫做爆炸极限，通常用可燃气体、蒸气或粉尘在空气中的体积百分比来表示。在“发生爆炸的浓度范围”内，有一个最低的爆炸浓度叫爆炸下限;还有一个最高的爆炸浓度叫爆炸上限。只有在这两个浓度之间，才有爆炸的危险。如果可燃气体、蒸气或粉尘在空气中的浓度低于爆炸下限，遇到明火，既不会爆炸，也不会燃烧;高于爆炸极限，遇到明火，虽然不会爆炸，但接触空气却能燃烧。因为低于爆炸下限时，空气所占的比例很大，可燃物质的浓度不够;高于上限时，则含大量的可燃物质，而空气量却不足。了解各种可燃气体、蒸气或粉尘的爆炸极限，对于做好防火、防爆工作具有重要的意义。

　　二、易燃气体的火灾危险性

　　(一)易燃易爆性

　　易燃气体的主要危险性是易燃易爆性，所有处于燃烧浓度范围之内的易燃气体，遇火源都可能发生着火或爆炸，有的易燃气体遇到极微小能量引火源的作用即可引爆。易燃气体着火或爆炸的难易程度，除受引火源能量大小的影响外，主要取决于其化学组成，而其化学组成又决定着气体燃烧浓度范围的大小、自燃点的高低、燃烧速度的快慢和发热量的多少。综合易燃气体的燃烧现象，其易燃易爆性具有以下三个特点：

　　1)比液体、固体易燃，并且燃速快。

　　2)一般来说，由简单成分组成的气体，如氢气(H2)比甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)等比复杂成分组成的气体易燃，燃烧速度快，火焰温度高，着火爆炸危险性大。简单成分气体和复杂成分气体的火灾危险性比较见表1-4-1。

　　气体名称化学组成最大直线燃烧速度(cm/s) 最高火焰温度(℃) 爆炸浓度范围体积(%)

　　氢　气H2210 2130 4～75

　　一氧化碳CO 39 1680 12.5～74

　　甲　烷CH433.8 1800 5～15

　　表1-4-1 简单成分气体和复杂成分气体火灾危险性比较

　　3)价键不饱和的易燃气体比相对应价键饱和的易燃气体的火灾危险性大。这是因为不饱和气体的分子结构中有双键或三键存在，化学活性强，在通常条件下，即能与氯、氧等氧化性气体起反应而发生着火或爆炸，所以火灾危险性大。

　　【习题·单选】关于易燃气体的特点，说法错误的是(　)。

　　A.比液体易燃

　　B.燃速快

　　C.复杂成分组成的气体比简单成分组成的气体易燃

　　D.价键不饱和的气体比相对应价键饱和的气体火灾危险性大

　　『正确答案』C

　　『答案解析』由简单成分组成的气体比复杂成分组成的气体易燃。

　　碳原子可以形成四个共价键，饱和指4个共价键分别连接4个其他原子，可以是其他碳原子或氢原子，碳原子之间全部以碳碳单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子相结合而达到饱和。

　　共价键(covalent bond)，是化学键的一种，两个或多个原子共同使用它们的外层电子，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定的化学结构叫做共价键，或者说共价键是原子间通过共用电子对所形成的相互作用。

　　(二)扩散性

　　处于气体状态的任何物质都没有固定的形状和体积，并且能自发地充满任何容器。由于气体的分子间距大，相互作用力小，所以非常容易扩散。

　　(三)可缩性和膨胀性

　　物体通常都有热胀冷缩的性质，气体也不例外，其体积也会因温度的升降而胀缩，并且胀缩的幅度比液体要大得多。

　　(四)带电性

　　任何物体的摩擦都会产生静电，氢气、乙烯、乙炔、天然气、液化石油气等从管口或破损处高速喷出时也同样能产生静电。其主要原因是气体本身剧烈运动造成分子间的相互摩擦，气体中含有固体颗粒或液体杂质在压力下高速喷出时与喷嘴产生的摩擦等。影响气体静电荷产生的主要因素有以下几种：

　　(1)杂质。气体中所含的液体或固体杂质越多，多数情况下产生的静电荷也越多。

　　(2)流速。气体的流速越快，产生的静电荷也越多。

　　(五)腐蚀性、毒害性

　　腐蚀性主要是指一些含氢、硫元素的气体具有腐蚀性。

　　【习题·单选】下列属于影响气体静电荷产生的主要因素的是(　)。

　　A.杂质

　　B.浓度

　　C.含氧量

　　D.温度

　　『正确答案』A

　　『答案解析』影响气体静电荷产生的主要因素有：杂质，流速。

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