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煤矿可燃燃性气体爆炸氧浓度的技术研究

  
评论: 更新日期:2011年01月14日

  分析可知:在爆炸下限附近,氧始终处于过剩状态,爆炸与否主要取决于可燃气体的体积分数大小。此时改变惰性气体的体积分数或是氧气的体积分数对可燃气体是否爆炸的影响主要是冷却、稀释等方面的影响,而下限的可燃性气体所占混和气体的百分数又比较少,改变惰性气体的体积分数或是氧气的体积分数对可燃气体体积分数的影响较小,所以氧浓度对可燃气体爆炸下限的影响较小。而爆炸上限对应的可燃性气体体积分数比较大,氧气的含量相对来说是处于临界状态,所以可燃性气体爆炸上限对应的氧浓度变化,会使可燃气体的爆炸上限变化较大。同时,由于惰性气体的充入,对可燃气体的爆炸上限的影响也会比对爆炸下限的影响大。

  图1 中纯甲烷在加入二氧化碳后临界爆炸极限氧体积与甲烷与氢气比例为10:1的混气在加入二氧化碳后临界爆炸极限氧体积相比变化不大;说明氢气的加入,对甲烷临界爆炸极限氧浓度氧体积分数的影响不大,对甲烷的爆炸危险性影响不大。纯甲烷在加人二氧化碳后临界爆炸极限氧体积与甲烷与乙烯比例为10:1的混气在加入二氧化碳后临界爆炸极限氧体积相比,变化较大,甲烷与乙烯比例为10:1的混气在加入二氧化碳后临界爆炸极限氧体积比纯甲烷在加入二氧化碳后临界爆炸极限氧体积低一些,也就是说,在临界爆炸极限状态下甲烷与乙烯比例为10:1的混气爆炸所需要的氧气量要少一些,说明在甲烷中加入乙烯后,会使甲烷的爆炸危险性更大。从爆炸极限图中也可以看出甲烷与乙烯比例为10:1的混气的爆炸极限范围比甲烷与氢气比例为10:1的混气和甲烷的爆炸极限范围更大,而且临界爆炸极限值也低,这也说明甲烷中加入乙烯后,使混合气体的爆炸危险性更大。

  2.2 惰性气体对甲烷爆炸极限及氧浓度的影响

 

  图2 甲烷在空气中充入二氧化碳或氮气的爆炸极限及氧浓度图

  图2中,甲烷在充入氮气后,变化情况与充入二氧化碳时的基本一致。两者的区别是充入相同体积的二氧化碳和氮气的情况下,充入二氧化碳的甲烷爆炸上限对应的氧体积均比充入氮气的甲烷爆炸上限对应的氧体积低;而充入二氧化碳的甲烷爆炸下限对应的氧体积均比中如氮气的甲烷爆炸下限对应的氧体积高。而临界氧浓度的对比上,充入氮气的甲烷爆炸极限临界氧浓度比充入二氧化碳的甲烷临界爆炸极限氧浓度低,充入二氧化碳的甲烷爆炸极限范围也比充入氮气的甲烷的爆炸极限范围小。这说明充入二氧化碳对甲烷的爆炸极限的影响比充入氮气的影响大。二氧化碳对甲烷爆炸的阻抑效果比氮气对甲烷爆炸的阻抑效果好。

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